Interrupteur à barillet : qu'est-ce que c'est et à quoi sert-il + schéma de raccordement

Il est peu probable qu'il existe un adulte qui n'ait jamais vu un interrupteur rotatif dans sa vie, même si tout le monde ne sait pas comment il s'appelle. Il y a plusieurs décennies, ces appareils étaient installés dans chaque entrée et dans tous les appartements.

Ils étaient utilisés comme interrupteurs principaux pour allumer et couper l'alimentation électrique. Avec le temps, les interrupteurs rotatifs ont été remplacés par des disjoncteurs modernes, mais pas partout.

Qu'est-ce qu'un interrupteur rotatif ?

Les interrupteurs rotatifs sont des appareils conçus pour la commutation (c'est-à-dire l'allumage et l'extinction) de petits courants de charge. Ils sont connectés à des réseaux électriques à courant continu et alternatif de 440-660 V.

Il est difficile de qualifier ces appareils de pratiques, car leur conception ne prévoit pas de systèmes de mise hors tension automatique en cas de surcharges.

Les appareils sont indispensables dans les sous-stations. Le personnel spécialisé les utilise pour relever les relevés des instruments. Les interrupteurs rotatifs sont également installés pour faciliter le travail des conducteurs de groupes électrogènes.

Outre l'absence d'automatismes de protection, les appareils présentent un autre inconvénient majeur : ils tombent rapidement en panne en cas de fluctuations de tension fréquentes. Pour cette raison, ils sont devenus beaucoup moins utilisés.

Mais il est encore trop tôt pour parler de l'inadaptation des interrupteurs rotatifs, tant qu'ils sont bon marché et que leur endurance de commutation est satisfaisante. Les appareils restent pratiques pour une utilisation dans les tableaux de distribution et les pupitres de commande.

Des problèmes surviennent avec les interrupteurs rotatifs en raison de l'impossibilité de déconnexion automatique du réseau en cas de besoin. Si les charges dépassent ne serait-ce que légèrement les valeurs admissibles, l'appareil tombe en panne.

Dans les entrées des immeubles, on n'installe plus d'interrupteurs rotatifs depuis longtemps. Ils ont été remplacés par des disjoncteurs bipolaires modernes, offrant une meilleure résistance à l'usure, une plus grande durabilité et une capacité de courant plus élevée. Les nouveaux appareils sont raccordés au réseau électrique de chaque appartement individuellement, et non à l'entrée.

Particularités de conception de l'interrupteur rotatif

La construction du disjoncteur rotatif comprend un groupe de contacts et un mécanisme de commutation. Ils sont enfermés dans une enveloppe, où se trouvent également les contacts mobiles, fixés sur une douille carrée en matériau électro-isolant.

L'appareil est muni de contacts fixes, dont les bornes sortent du boîtier et ressemblent par leur forme à des couteaux. Les contacts sont connectés et déconnectés à l'aide d'un ressort. Celui-ci est actionné par un levier.

Le boîtier de l'appareil est modulaire : il est constitué de rondelles électro-isolantes assemblées par des goujons spéciaux. Les bornes des contacts mobiles sont actionnées par une poignée qui sollicite le ressort du mécanisme de commutation.

La rotation de la poignée tend le ressort du mécanisme de commutation. Celui-ci fait tourner d'un quart de tour la rondelle profilée et les contacts mobiles. La course de la rondelle est limitée par une butée située dans le couvercle.

Les contacts mobiles sont fixés à des plaques en fibre. Le matériau, en chauffant, dégage un gaz qui, sous pression, traverse les orifices du bloc. Le gaz est remplacé dans le boîtier par de l'air non ionisé qui éteint l'arc.

L'interrupteur rotatif à disque s'allume et s'éteint par une rotation de la poignée strictement à 90 degrés. Le levier ne peut être que dans deux positions, contrairement au commutateur à came où la commutation des contacts dépend de la position de la poignée.

Grâce à la simplicité de leur construction et à leur facilité d'utilisation, les interrupteurs rotatifs sont largement utilisés dans les domaines suivants :

• comme interrupteurs d'entrée ;
• pour la commutation des circuits de commande ;
• comme distributeurs de courant électrique ;
• pour la commande de moteurs électriques.

Il existe de nombreux modèles de différents types, destinés à être utilisés dans différentes conditions : dans des locaux secs et humides, pour une installation dans des tableaux et des niches techniques.

5 avantages indéniables des appareils

La popularité des interrupteurs rotatifs pendant de nombreuses décennies est due aux avantages indéniables de ces appareils :

1. Compacité. Grâce à leurs petites dimensions, les appareils sont simples à installer et faciles à utiliser.
2. Vitesse élevée d'extinction de l'arc électrique. Les interrupteurs rotatifs sont conçus de manière rationnelle, de sorte que l'extinction de l'arc électrique et la coupure de l'appareil se produisent presque instantanément.
3. Simplicité d'entretien. Les interrupteurs rotatifs ne nécessitent aucun soin ou entretien particulier. L'essentiel est qu'ils soient inspectés à temps et remplacés si nécessaire.
4. Résistance aux dommages. Les appareils sont difficiles à casser. Ils supportent bien les charges mécaniques et ne souffrent pas des vibrations.
5. Large gamme d'applications. Les interrupteurs rotatifs ne craignent ni les températures élevées ni les températures basses (de -40 à 70 degrés). Les appareils enfermés dans des boîtiers étanches résistent à la poussière et à l'humidité.

La durée de vie de l'interrupteur dépend directement de l'état des saillies de la rondelle de fixation.

Si la pièce de travail principale s'use, l'appareil tombe en panne. C'est à cause de cette particularité que les utilisateurs se plaignent de la courte durée de vie des appareils.

Il existe de nombreux types d'appareils unipolaires, bipolaires, tripolaires et tétrapolaires pour couper l'alimentation électrique. Leurs principales caractéristiques techniques sont indiquées dans le marquage du fabricant et sont déterminées par les schémas de connexion.

Les interrupteurs ne sont pas réparables. S'ils tombent en panne, ils doivent être remplacés. En revanche, pendant toute leur durée de vie, ils ne nécessitent aucun entretien. Il suffit de les nettoyer des saletés et de vérifier leur fonctionnalité tous les six mois.

Principaux types et sortes d'interrupteurs rotatifs

Les interrupteurs sont classés selon différents critères :

• selon le lieu de raccordement des câbles électriques externes au panneau (connexion avant, arrière) ;
• selon le degré de protection des éléments structurels internes contre les facteurs environnementaux négatifs (on distingue les appareils ouverts, protégés, hermétiques) ;
• selon les caractéristiques de conception des commutateurs (à came de type pack, tambour).

Malgré la grande variété d'interrupteurs et de commutateurs, ils partagent des caractéristiques techniques et opérationnelles communes et des défauts similaires.

Ainsi, la durée de vie du mécanisme à ressort est d'environ 103 coupures d'alimentation. Il existe des modèles résistants à l'usure qui effectuent 203 à 1000 coupures. La condition principale : la fréquence de déclenchement du mécanisme ne doit pas dépasser 50 par heure.

Le marquage des produits peut inclure les désignations lettrées et numériques suivantes :

• «V» – interrupteur ;
• «P» – commutateur ;
• «P» – rotatif ;
• «G» – étanche ;
• les chiffres 1 à 4 – le nombre de pôles ;
• «N» – direction (2, 3, 4, et «R» – inverse).

Le marquage des appareils indique le degré de protection, le type d'implantation, les particularités d'installation, le courant nominal. On peut parfois trouver les abréviations «sil.» et «pl.».

Ils sont utilisés pour désigner le matériau du boîtier (silumin, plastique). Par exemple, le marquage de l'appareil GPPPM-2-60/N2 se décode comme un commutateur rotatif étanche 2 pôles, 60 ampères, à 2 directions.

Alternatives plus modernes à l'appareil

Les anciens interrupteurs rotatifs ont été presque partout remplacés par des disjoncteurs. C'est logique, car les exigences en matière de consommation d'énergie et de durabilité des appareils ont changé. Aujourd'hui, on utilise largement les DDR (dispositifs différentiels résiduels), les disjoncteurs automatiques et différentiels, les contacteurs.

Option n°1 : dispositif de protection différentielle

L'appareil est destiné à prévenir les fuites de courant. Il réagit au courant différentiel, qui contribue à la surchauffe des câbles électriques, pouvant entraîner un court-circuit ou un incendie du câblage. Les fuites peuvent également provoquer une électrocution.

L'appareil ne peut pas être considéré comme un équivalent à 100% de l'interrupteur rotatif, mais associé à un disjoncteur, il remplit même davantage de fonctions.

Le DDR doit être installé pour éviter le risque de fuite de courant électrique, s'il commence à passer en dehors des appareils consommateurs. L'appareil remplit la fonction d'un indicateur de fuite qui coupe simplement l'électricité en cas de problème.

En soi, le dispositif de protection différentielle ne protège pas contre les surcharges ou les courts-circuits. Cela n'est possible que s'il est connecté en combinaison avec un disjoncteur automatique.

Option n°2 : disjoncteur automatique

Ces appareils ont remplacé les interrupteurs rotatifs. Ils remplissent les mêmes fonctions, mais sont plus faciles à utiliser, plus durables et résistants à l'usure.

Les disjoncteurs peuvent également être unipolaires, bipolaires, tripolaires, tétrapolaires. Ils diffèrent par le type d'actionnement (qui peut être manuel, à ressort, motorisé), le type de connexion et d'autres caractéristiques techniques et opérationnelles.

Un disjoncteur automatique sélectif n'a pas besoin d'alimentation supplémentaire pour fermer ou ouvrir les contacts. L'appareil est électromécanique et conçu pour remplir ses fonctions de manière optimale.

Les disjoncteurs automatiques proposés à la vente sont marqués et classifiés conformément aux GOST 9098–78 et 14255. Ces documents établissent les exigences relatives aux caractéristiques techniques des appareils.

Option n°3 : disjoncteur différentiel

C'est un disjoncteur combiné qui remplit simultanément les fonctions de deux appareils : le dispositif de protection différentielle (RCD) et le disjoncteur automatique. Le disjoncteur différentiel remplace parfaitement le disjoncteur à paquets, convient aux réseaux électriques domestiques et est utilisé avec succès dans les entreprises.

Le disjoncteur différentiel est un appareil « 2 en 1 » : un disjoncteur automatique et un DDR réunis dans un boîtier commun. Il remplit parfaitement les fonctions des deux dispositifs tout en étant compact et facile à utiliser.

Les différences fonctionnelles et structurelles entre le disjoncteur différentiel et le RCD sont présentées ici, nous vous recommandons de prendre connaissance de ces informations très utiles.

Le disjoncteur différentiel prévient les fuites, les courts-circuits et minimise les risques d'électrocution. L'appareil intègre un déclencheur thermique et un déclencheur électromagnétique. Le premier évite les surcharges du réseau, le second sert à couper le courant en cas de court-circuit.

Option n°4 : contacteur – un type de relais électromagnétique

L'appareil est nécessaire pour la commande à distance des modes d'activation/désactivation des circuits électriques. Les relais électromagnétiques ne réagissent pas en cas de court-circuit et sont conçus uniquement pour les courants nominaux. C'est leur principale différence par rapport aux disjoncteurs automatiques.

Les appareils se distinguent par une résistance exceptionnelle à l'usure électrique et mécanique. Ils sont installés dans les mécanismes d'ascenseurs, de véhicules et utilisés dans les entreprises.

Dans les maisons résidentielles modernes, on installe rarement des disjoncteurs à paquets obsolètes. Presque partout, on pratique l'installation de disjoncteurs différentiels ou le branchement d'un RCD en combinaison avec un disjoncteur automatique. Mais il existe des cas où le bon vieux disjoncteur à paquets peut s'avérer indispensable, par exemple, si vous devez couper l'alimentation électrique lors de travaux d'installation électrique.

Schéma de raccordement de l'interrupteur rotatif

Grâce à sa compacité, l'interrupteur à boîtier peut être installé dans le tableau. Pour cela, on utilise un rail DIN. Si un ancien modèle est choisi, il faut noter qu'il n'aura probablement pas de clip de fixation et que des vis autotaraudeuses seront nécessaires pour le montage. L'installation des interrupteurs modernes ne pose aucun problème.

Les deux bornes d'entrée de l'interrupteur à boîtier sont connectées aux fils de phase et de neutre provenant du compteur électrique. Les bornes de sortie sont connectées aux disjoncteurs dans le tableau.

Sur le schéma présenté, vous voyez les conducteurs de phase et de neutre. Vous devez connecter les bornes du commutateur rotatif à ces conducteurs. Selon le même principe, vous branchez le disjoncteur si vous le placez à la place de l'ancien commutateur rotatif.

Sur les schémas nationaux, les conducteurs de neutre et de phase sont indiqués en bleu et en rouge respectivement.

Si l'appareil est de fabrication importée, les couleurs des câbles peuvent être différentes. Par conséquent, veuillez impérativement consulter la documentation technique et les recommandations du fabricant. Il ne faut pas expérimenter « à l'aveugle ».

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Nous vous proposons une sélection de vidéos thématiques qui vous aidera à comprendre la construction, la fonction et le principe de fonctionnement des commutateurs rotatifs de différents types.

Caractéristiques de construction du commutateur rotatif soviétique :

Modèles modernes de la série SA25 :

Comment est conçu le commutateur rotatif PVM 2 10 :

Vidéo d'instructions pour le branchement d'un DDR et d'un disjoncteur :

Bien que la popularité des commutateurs rotatifs diminue chaque année, les fabricants continuent de les produire. Les nouveaux modèles sont beaucoup plus pratiques et présentent moins de défauts que les modèles obsolètes.

Lors du choix d'un commutateur rotatif adapté, il convient de prêter attention à plusieurs marques : Legrand (France), IEK (Russie), ABB (Suède, Suisse). Ce sont des marques fiables et leurs produits se distinguent par une haute qualité.

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