Définition de la Courbe de Disjoncteur : Ce que signifient réellement les Courbes de déclenchement B, C et D

Un disjoncteur à courbe n’est peut-être pas un nouveau type de disjoncteur, mais désigne un disjoncteur dont le temps de déclenchement est déterminé par une courbe prédéfinie qui permet au circuit de se déclencher chaque fois qu’un moteur est mis en marche ou de rester fermé lorsqu’un fil brûle. Il est facile de se tromper car le titre ne concerne pas le courant mais la vitesse de réaction du disjoncteur à un certain taux de son courant nominal. Ainsi, quelle que soit la valeur de l’ampérage, choisir la mauvaise courbe signifie qu’il n’y a pas de solution au problème, ce qui explique pourquoi le même déclenchement gênant qui pousse un ingénieur à chercher un disjoncteur plus grand peut être facilement résolu si une seule lettre dans son nom est modifiée. Ce manuel fournit une définition de la courbe de déclenchement, donne des descriptions des courbes et des niveaux de déclenchement, ainsi qu’une explication de la nécessité de les sélectionner correctement.

Pour résumer, un disjoncteur à courbe est un type spécifique de disjoncteur qui utilise des courbes standard (étiquetées B, C ou D) ; chaque courbe affiche la caractéristique temps-courant de déclenchement, qui indique le réglage de la valve de déclenchement magnétique. Les différents types de disjoncteurs ont des réglages de déclenchement différents basés sur le courant In. Le courant de déclenchement du disjoncteur à courbe est défini ci-dessous dans un tableau où le disjoncteur de type B doit déclencher entre 3 et 5 fois In, le type C entre 5 et 10 fois In, et le type D entre 10 et 20 fois In, selon la norme IEC/EN 60898-1. Les caractéristiques thermiques sont les mêmes pour les 3 types de disjoncteurs ; cependant, le courant de déclenchement instantané diffère. Ainsi, par exemple, les disjoncteurs de type B peuvent être utilisés avec des charges électroniques ayant un faible courant d’appel, le disjoncteur de type C peut être utilisé avec des charges mixtes et des moteurs normaux, et enfin le disjoncteur de type D est destiné aux équipements à fort courant d’appel.

Ce que signifie “ Disjoncteur à courbe ”

Cette expression décrit un type de disjoncteur qui fonctionne selon une caractéristique temps-courant prédéfinie plutôt qu’à un instant précis où il déclenche son interrupteur. Chaque disjoncteur miniature thermique magnétique possède sa propre “ courbe ”. La “ courbe ” est le terme qui définit le comportement de cet équipement lorsqu’il est soumis à différents courants.

Deux mécanismes sont responsables de ce processus. Le premier est un dispositif thermique – une lame bimétallique chauffée par le courant qui la traverse. En cas de surcharge, la lame se plie progressivement jusqu’à déclencher ; ainsi, elle a une fonction protectrice contre la surchauffe lente des câbles et fonctionne selon une courbe dite à temps inverse, car elle s’accélère avec l’augmentation de la surcharge, mais pas instantanément. Le second mécanisme est un dispositif magnétique, ou solénoïde, qui augmente la force appliquée au circuit avec la montée du courant. C’est ainsi que la partie instantanée de la courbe est obtenue.

Comme les deux mécanismes sont utilisés pour le même mécanisme de contact, la “ courbe ” représente comment ces deux mécanismes se comportent ensemble : la pente inverse-temps douce à faibles valeurs de courant où le dispositif thermique fonctionne et la diminution presque verticale dans cette partie de la courbe lorsque le dispositif magnétique prend le contrôle. Le point où la courbe devient verticale est la valeur définie par sa lettre. Les dispositifs construits selon ce principe, et les familles auxquelles ils appartiennent, sont couverts dans notre guide de Sélection des disjoncteurs MCB et MCCB.

La signification pratique est que la courbe ne représente ni une qualité ni un calibre de courant. Le disjoncteur de type B 20A et le disjoncteur de type D 20A supportent tous deux 20A en continu et protègent un circuit de 20A. La seule différence entre les deux disjoncteurs est la quantité de courant qu’ils peuvent tolérer pendant de courtes durées.

Anatomie d’une courbe de déclenchement

Une courbe de déclenchement est représentée en utilisant des axes log-log. L’axe horizontal est le courant en ratio du courant nominal ; c’est-à-dire, I/In. L’axe vertical est le temps de déclenchement, exprimé en secondes, allant de milliers de secondes à millisecondes.

Région de la courbe	Plage de courant	Mécanisme	Contre quoi il protège
Région sans déclenchement	Jusqu’à environ 1,13 × I_n	Aucun élément ne fonctionne	— courant de charge normal
Bande thermique indéterminée	1,13-1,45 × I_n	Thermique ; peut ou non déclencher dans le temps spécifié	Surcharge marginale
Déclenchement thermique certain	Au-dessus de 1,45 × I_n	Thermique, inverse-temps	Surcharge et surchauffe du câble
Transition magnétique	3-5× (B), 5-10× (C), 10-20× (D)	Magnétique, instantané	Court-circuit et discrimination des courants d’appel élevés

Au lieu de considérer les données du tableau en termes de sécurité, elles doivent être traitées comme une histoire de discrimination. La région thermique est exactement la même pour chacune des courbes puisque la protection des câbles est une problématique commune quel que soit le type de charge. C’est dans la région magnétique que le fabricant décide si l’appareil doit déclencher en cas de faible courant de manière à protéger les équipements sensibles tout en ignorant tous les courants d’appel acceptables ou inversement – déclencher tardivement en acceptant tous les courants d’appel, ce qui implique que l’appareil réagira plus lentement aux défauts réels de surintensité. La lettre de la courbe est le témoignage de ce choix.

Un point important doit être clairement souligné car il montre la pertinence pratique de toute la question du choix de la courbe. Le courant d’appel est un phénomène réel et tout à fait normal. Un moteur à induction AC courant prend de cinq à huit fois son courant nominal pendant une très courte période juste après son démarrage. Un transformateur, lorsqu’il est connecté au réseau, peut consommer de dix à quatorze fois son courant nominal pendant les premiers cycles. Si la valeur du courant est inférieure à l’une de ces lectures, alors l’appareil déclenche à chaque fois même en l’absence de défaut. La même logique doit être appliquée aux contacts de commande ainsi qu’aux dispositifs de protection, car ils effectuent des commutations mais pas d’élimination de défaut.

Les courbes standard

IEC/EN 60898-1 définit les trois courbes utilisées dans la grande majorité des installations domestiques et commerciales légères.

Courbe	Seuil de déclenchement magnétique	Temps de déclenchement typique au seuil	Conçu pour	Applications courantes
Type B	3-5 × I_n	0,1 s et moins à l’extrémité supérieure	Charges avec un courant d’appel minimal	Circuits d’éclairage, chauffage résistif, prises de courant dans les travaux domestiques, alimentations PLC et instrumentation, circuits de commande
Type C	5-10 × I_n	0,1 s et moins à l’extrémité supérieure	Charges inductives et mixtes	Moteurs standards, pompes, ventilateurs, CVC, circuits de prises commerciales, distribution industrielle générale
Type D	10-20 × I_n	0,1 s et moins à l’extrémité supérieure	Courant d’appel très élevé	Gros transformateurs, postes à souder, équipements de radiographie, générateurs, gros moteurs, grues et ascenseurs, compresseurs

Une manière efficace de suivre la hiérarchie est que les plages de nombres ont tendance à être plus ou moins successives, ce qui signifie que les courbes ressemblent à une série de paliers dans la tolérance. Dans B, le nombre de fois que la valeur nominale peut sauter est d’environ trois à cinq, tandis que dans C ce nombre varie de cinq à dix et dans D de dix à vingt. Au-dessus du seuil, tout réagit presque instantanément, en dessous du seuil cependant tout doit être traité par l’agent thermique plus lent s’il peut être traité du tout.

Deux points concernant le Type C méritent d’être notés. Premièrement, le Type C est en fait l’option par défaut pour la plupart des équipements commerciaux et de production dans l’industrie car il est suffisamment bon en termes d’équilibre entre le niveau de tolérance au courant d’appel et le niveau de sensibilité aux défauts. De plus, ce n’est pas une mauvaise option pour une charge résistive car il fonctionne toujours bien pour la protection des câbles. La raison principale d’utiliser le Type B est le facteur de sensibilité : il déclenchera pour une perturbation magnétique plus faible et sera donc capable de laisser le défaut se développer et affecter les circuits de commande coûteux avant que le dispositif de Type B ne soit déclenché.

Autres courbes et variantes

B, C et D sont l'ensemble standard, mais plusieurs autres caractéristiques existent pour des problèmes spécifiques.

Courbe	Seuil magnétique	Utilisation prévue
Type A	2-3 × I_n	Charges semi-conductrices et électroniques nécessitant une protection contre les courts-circuits très sensible ; courts-circuits dans de longues lignes de câbles
Type Z	2-3 × I_n	Électronique et circuits de commande où la sensibilité est prioritaire ; comparable au Type A avec une lignée standard différente
Type K	8-12 × I_n	Moteurs, transformateurs et équipements avec un fort courant d’appel où le Type D serait excessivement insensible
Type MA	Magnétique uniquement, environ 12 × I_n	Protection des circuits moteurs où la surcharge est gérée par un relais de surcharge séparé ; pas d’élément thermique
Courbes réglables (MCCB)	Réglable sur site	Disjoncteurs moulés où la courbe et le calibre sont adaptés à l’installation et peuvent être coordonnés avec les dispositifs en amont

La différence entre les familles d’appareils est importante pour cette raison car les courbes disponibles dépendront de la norme utilisée pour la fabrication du disjoncteur. Les disjoncteurs miniatures conformes à la norme IEC 60898-1 utilisent des courbes fixes sans possibilité de réglage parmi celles des familles B, C ou D. Les disjoncteurs moulés conformes à la norme IEC 60947-2, en revanche, offrent généralement la possibilité d’ajuster certains réglages magnétiques et thermiques, ce qui permet une synchronisation dans tout le système de distribution contrairement aux options fixes. Le choix entre les familles d’appareils concerne le calibre, le niveau de défaut et les réglages, et non la sélection de la courbe.

Courbe B vs Courbe C

C’est la comparaison pratique la plus courante, et la réponse dépend presque entièrement du courant d’appel.

	Type B	Type C
Bande de déclenchement magnétique	3-5 × I_n	5-10 × I_n
Réponse à un 6 × I_n surtension	Déclenche instantanément dans la partie supérieure de la bande	Peut la tolérer ; déclenche seulement au-dessus de 5 × selon l’appareil individuel
Sensibilité aux défauts réels	Plus élevée — détecte les courts-circuits de faible intensité	Plus faible — un court-circuit de faible intensité peut être laissé à l’élément thermique
Risque sur un circuit moteur	Risque élevé de déclenchements intempestifs à chaque démarrage	Approprié dans la plupart des cas
Risque sur un circuit d’éclairage ou électronique	Aucun ; approprié	Détection possible manquée d’un défaut en développement
Spécification typique	Éclairage domestique, prises, tableaux de commande, instrumentation	Moteurs, pompes, CVC, distribution commerciale et industrielle générale

Il est à noter qu’il existe un chevauchement entre les deux bandes : un appareil situé au point médian de la bande Type B (4 × In), par exemple, n’est pas très éloigné d’un appareil positionné à la limite inférieure de la bande Type C (5 × In), et en fait les bandes doivent être considérées comme des plages, et non comme des points précis, en raison des tolérances de fabrication. C’est la raison pour laquelle les déclenchements intempestifs peuvent parfois être évités simplement en changeant de fabricant, et non de courbe, même si la bonne démarche serait d’utiliser la courbe correcte selon les informations publiées par le fabricant.

Lorsqu'une charge est proche d'une limite — comme un moteur qui démarre avec un courant juste à la limite d'une bande de type C — la spécification doit être vérifiée par rapport aux données réelles du courant de démarrage de l'équipement, indépendamment des valeurs utilisées dans les calculs. En fait, sélectionner une courbe sur la base d'une règle empirique puis découvrir après la mise en service qu'elle ne fonctionne pas est probablement la raison la plus courante pour laquelle un tableau doit être ouvert. Le même principe d'adaptation de l'appareil à la charge s'applique à la configuration des pôles, et la logique de sélection pour cela est exposée dans notre guide sur disjoncteurs unipolaires et bipolaires.

La question de la “ courbe AC ”

Il n'existe pas de définition de “ courbe AC ” dans la norme IEC 60898-1, et il est important de clarifier cela car le terme est utilisé en pratique. Le terme “ courbe AC ” fait généralement référence à l'une des deux choses suivantes.

La première chose est la classification d'un disjoncteur qui est conçu pour le courant alternatif (AC) et non pour le courant continu (DC). C'est un point valide mais qui concerne la classification de l'appareil plutôt que la classification elle-même. Les disjoncteurs AC et DC ont des conceptions différentes, car il est beaucoup plus difficile d'éteindre un arc dans les circuits DC. En effet, le courant ne passe pas par zéro deux fois par cycle, il n'y a donc pas de point naturel où l'arc s'éteint. Par conséquent, le disjoncteur classé DC a une conception différente des chambres d'arc, des contacts et des systèmes magnétiques, y compris des courbes différentes qui sont publiées. Utiliser un disjoncteur classé AC dans un circuit DC est le résultat d'une erreur d'application plutôt que d'une erreur de courbe.
La deuxième signification de ce terme est une confusion autour du type C dans la conversation. Cette confusion est facile dans un atelier occupé et aussi à travers la frontière linguistique. Dans les cas où il y a une application réelle en DC — panneaux solaires, batteries, traction DC, alimentation télécom — la classification et les courbes DC appropriées doivent être utilisées, et la polarité peut également être importante. Globalement, si une spécification mentionne “ courbe AC ”, il faut simplement vérifier ce que cela signifie réellement et confirmer les classifications de l'appareil avant de passer commande.

Comment sélectionner une courbe

Le processus de sélection de la courbe appropriée est une procédure simple. Il doit être réalisé de manière séquentielle car sauter la sélection de la courbe avant l'estimation de la taille du câble est une source potentielle de problèmes.

Calculer le courant de charge continu. Cela détermine la valeur du courant nominal (In) du disjoncteur, mais n'a aucun lien avec la courbe de l'appareil. Le disjoncteur est conçu pour protéger le câble, ce qui signifie que l'ampacité du câble est le facteur limitant dans le processus.
Trouver les valeurs du courant de démarrage de tous les éléments du circuit. Dans le cas des moteurs, cela serait égal à cinq à huit fois le courant de fonctionnement, tandis que les transformateurs et types similaires de charges inductives peuvent produire un courant de 10 à 14 fois et plus le courant nominal. La contribution des charges résistives et électroniques peut être négligée, car elle serait presque nulle.
Calculez le rapport du courant de démarrage au courant nominal. Si le rapport est inférieur à trois fois le courant nominal, la courbe de type B convient pour traiter ce problème. Si le rapport est compris entre trois et cinq, le type B peut être utilisé mais le type C serait un choix plus fiable. Si le rapport est supérieur à cinq, le type C est la meilleure option. Si le calcul montre un rapport supérieur à dix fois, la courbe de type D doit être appliquée.
Assurez-vous de prendre en compte le type de câble et le temps de coupure. Les courbes de type supérieur fonctionnent mieux avec des courants élevés, mais en même temps elles ne fonctionnent pas correctement en cas de courants de défaut moyens. Vérifiez que la coupure du circuit a lieu au bon moment même en cas de faible valeur de courant de défaut, en particulier dans le cas de longues longueurs de câble.
Assurez-vous que tous les dispositifs en amont de ce dispositif dans le circuit sont déconnectés lors de l’utilisation de ce disjoncteur particulier. Dans le cas d’un dispositif de type D installé en aval d’un dispositif de type C dans le circuit, ils peuvent ne pas fonctionner correctement en raison des performances différentes des deux types sous un courant de défaut défini.
Vérifiez si la capacité de coupure est supérieure au courant de court-circuit attendu à l’emplacement d’installation. Il est recommandé de ne pas supposer la valeur de ce courant, mais de la calculer.
Make sure that the device has passed testing and is certified for use. The following topics are covered in our article regarding UL 489 certification.

Once the correct curve is known, the remaining selection is straightforward. A manufacturer offering B, C and D curves across a single certified product family simplifies both specification and spares holding; the HUM18-63N range, available from 1P to 4P at up to 63 A in B, C and D curves, is an example of that structure and illustrates the specification detail a buyer should expect.

Ambient Temperature and Derating

When it comes to devices that follow IEC 60898-1, the curve identifies behaviour at a reference temperature, generally at 30°C. This is due to the fact that the overload element operates on thermal basis, and as a result, its performance changes along the changes in temperature around it, and this is a common reason of unexpected tripping in installations.

In the case of a hot environment, e.g. for a panel during a hot day, a distribution board in a box exposed to sun, or a breaker next to equipment that produces heat, the bimetallic strip has a higher starting point and reaches its trip point at lower current, which is significant, as manufacturers have tables showing how devices with 20A operating at 60°c would carry a much lesser current, and vice versa, when the unit is functioned at lower temperature level, it would trip at a higher current level.

There are three things worth mentioning. First, when placing devices in warm spots one may select breaker rating based on derating tables data rather than nominal value, which may indicate the need to pick a higher rating. Second, devices installed close together in panels impact each other by means that the manufacturer’s factor has to be added to the ambient correction. Third, if circuit trips only on hot afternoons, it is rather a case of derating issue as opposed to the fault in operation. Where a device is genuinely suspect, the diagnostic approach in our guide to identifying a failed breaker is the place to start.

Common Mistakes

Increasing ampacity rather than modifying the curve is the most severe mistake in this field. Installing a 32 A circuit breaker within a circuit wired using a 20 A electric cable implies that the wires may get hot and insulation may deteriorate before the circuit breaker even operates. In essence, the circuit breaker offers protection to the wire more than to the load.
Installing type D circuit breakers in less specific situations. Type D has the capacity to withstand inrushes but allows moderate fault currents for longer periods which may go unnoticed in susceptible circuits. Type D circuit breakers should only be used for high inrushing situations.
Ignoring ambient correction factor. Sometimes a seemingly correct device may turn out to be wrong due to high temperatures.
Mistaking B, C and D across different manufacturers. There are standards for the bands, but that does not mean that tolerances and the shape of curves remain the same; so it is wise to check the curves manufactured by a specific manufacturer rather than use the approximate values.
Using an AC-rated device on DC current. Direct current requires much more complicated processes.
Neglecting coordination. Even if devices are correctly selected they still may trip incorrectly because of coordination error.
Selecting a curve prior to selecting a cable. The cable defines the rating of the circuit breaker, and the load determines the curve; otherwise, the installation may appear to have followed the rules while not being safe at all.

Standards and Certification

Which standard applies determines which curves exist, what the device is tested to, and what the markings mean.

Norme	Applies to	Curve characteristics
IEC/EN 60898-1	Miniature circuit breakers for household and similar installations	Fixed B, C and D curves with defined magnetic bands; domestic and light commercial
IEC/EN 60947-2	Circuit breakers for industrial installations, including MCCBs	Often adjustable thermal and magnetic settings; used where coordination across a system is required
UL 489	Moulded-case circuit breakers for the North American market	Uses different trip-band conventions; devices are not interchangeable with IEC curve types
UL 1077	Supplementary protectors	Not branch-circuit protective devices; must not be substituted for a UL 489 breaker

The North American distinction causes buyers who operate in multiple markets difficulty. A device that is labeled as “Type C” per IEC 60898-1 and a device that has a C-something catalog number per UL 489 are not the same thing and operate with different trip characteristics. This is particularly important when a single project crosses standards, such as a European panel that must be installed on a North American site: the certification is determined by the law at the installation site, which means that the device must be certified accordingly. The same rationale applies to the auxiliary functions provided by some of these devices: the certification must match the panel, not the catalog name.

FAQ

What does it mean to be a curve breaker?

This implies that the behavior of the circuit breaker in terms of tripping is based on a published time-current curve instead of one fixed trip value. Such a curve gives information on the operating time of the device for each multiple of rated current, giving the bottom line about the two types of tripping: a slow thermal one which protects conductors against overloading and instantaneous magnetic one which protects against short circuits. The letter indicating the type of circuitry on the device – B, C or D according to IEC 60898-1 – indicates the multiple to which the particular device belongs: 3-5, 5-10 and 10-20 times of rated current, respectively. The working principle of the curve is to determine the trip time rather the maximum current the device can carry.

What are the three types of breakers?

The standard types in the IEC 60898-1 family are three. The first type is type B with its magnetic trip range of 3 to 5 times the rated current; type C with a magnetic trip of 5 to 10 times rated current; and type D of 10 to 20 times rated current. The type B is suitable for loads that have minimal or negligible inrush, such as lighting, resistance heating, socket outlets and control instruments. Type C is the preferred type for mixed loads and for normal motors which makes it the most frequently used specification in commercial and industrial distribution. Type D is used for equipment that has big inrush loads, like large transformers, welders, generators, X-ray machines and big motors. Apart from these three types, there exist the types A, Z and K designed for specific applications and modern molded circuit breakers usually come with adjustable settings as opposed to fixed ones.

What does the AC curve breaker mean?

The term “AC curve” does not specifically exist in the IEC 60898-1 standard. In reality, “AC curve” could refer to either of two meanings. For example, it can relate to a device rated for AC service instead of DC service since breaking of arcs is considerably more difficult for DC due to the constant flow of electrical current. Devices rated specifically for DC operations have specially developed devices such as arc chutes and contacts. An “AC curve” could also mean type C as a result of malapropism or misunderstanding. It is important to be cautious when using this term since any order needs to indicate the intended meaning of “AC curve”. For application which actually requires working in DC mode such as photovoltaic solar cells or battery storage it is critically important to rely strictly on the devices that are rated for DC operations and use DC curves only by the manufacturers.

What’s the difference between B curve and C curve breakers?

The distinction comes down to the magnetic tripping curve. A Type B breaker trips at 3-5 times its rated current, whereas Type C trips at 5-10 times. In all other regards — that is, thermal overload mechanism, continuous current capacity, and size — they are practically identical. In practice, Type B is more sensitive, which is why it is good at identifying emerging fault conditions in low-inrush circuits; however, it also trips in case of motor startup. Type C is capable of withstanding the five to eight times inrush current produced by the motor while still being sufficiently sensitive for general use. Therefore, it tends to be the default circuit breaker in industrial and commercial installations. In theory, it is not that one type of circuit breaker is better than the other; any of them is appropriate for operating in its own conditions.

Can I fix nuisance tripping by fitting a bigger breaker?

No, this task is very dangerous to do. The amperage rating of a breaker is based on the current-carrying capacity of the wires it protects (typically a 15 A circuit is connected to 14 AWG wires, while a 20 A circuit is normally wired with 12 AWG cables). This means that connecting a 32 A breaker to a 20 A wire may result in an overheating wire which has no protection against overheating and may catch fire. Whenever there is a nuisance tripping problem on the motor circuit, one should rather consider it a curve problem than a rating issue and fix the issue by going from Type B to Type C or from C to D (if the inrush can justify this), while verifying the result on the actual inrush value rather than on speculation.

Références

Conclusion

A curve breaker is merely a certain kind of breaker with its particular behaviour being identified by a curve, the only thing that varies with different curves being the current value at which magnetic device will operate. Type B operates at three to five times the nominal current and is appropriate for the loads whose launch is close to smooth; Type C at five to 10 times and is appropriate for the motor and mixed loads dominating typical installations; Type D at 10-20 and exists for transformers, welding machines, and huge equipment emitting such a pulse that the correctly selected breaker would trip all the time. The thermal overload response of all the devices is the same; that’s the point that removes any confusion since it is evident that the curve is about the inrush discrimination and not about the protection capability. In order to avoid nuisance tripping, just define the cable rating, the curve based on the load’s inrush curve, check that the above selected device reacts in short time in case of the lowest fault current, use derating factors and check the coordination with upstream devices.