Un électricien a été appelé par un propriétaire à Chicago en avril 2022 pour la 3ème fois en une semaine après avoir fait sauter un fusible de 15 ampères pour son tableau de fusibles des années 1950. Comme le fusible sautait chaque fois que le grille-pain et le micro-ondes étaient utilisés indépendamment, la fonction souhaitée avait été réalisée (faire fondre la pièce métallique lorsque trop de courant est tiré). Cependant, il était devenu fatigant pour le propriétaire de se rendre dans un magasin de bricolage local pour acheter un autre fusible de 15 ampères environ toutes les 48 heures. Il a proposé une solution, passer des fusibles aux disjoncteurs avec l'ajout d'un nouveau tableau de distribution. Le nouveau tableau de distribution (ou panneau de disjoncteurs) fournira une protection contre les surintensités de la même manière mais avec moins d'inconvénients, car disjoncteurs sont réinitialisés manuellement plutôt que remplacés, et peuvent supporter des dispositifs de protection GFCI, AFCI et de protection contre les surtensions que le tableau de fusibles existant ne supporte pas.
Son expérience symbolise un dilemme auquel sont confrontés les propriétaires, les gestionnaires d'immeubles et les ingénieurs dans le monde entier ; quand un fusible doit-il être remplacé par un disjoncteur, et quand un fusible est-il encore la meilleure option ? La réponse n'est pas “toujours mettre à niveau”, mais est basée sur la fonction, le courant de défaut, les exigences coordonnées et le niveau de protection que le circuit nécessite.
Comment les fusibles et les disjoncteurs diffèrent dans leur philosophie de protection
Les fusibles et les disjoncteurs fournissent tous deux une protection contre les surintensités de circuit ; cependant, ils le font par des mécanismes fondamentalement différents, ce qui influence le déploiement optimal de chaque dispositif.
Un fusible est jetable. À l'intérieur du corps du fusible, un élément métallique est conçu pour transporter le courant et une fois que le courant dépasse la capacité du fusible suffisamment longtemps, l'élément fondra pour créer un circuit ouvert. La fusion de cet élément est déterminée par la courbe caractéristique temps/courant, (aura) peut être conçu de manière rapide, avec un délai, ou de manière à double élément pour fournir une protection pour ce type de charge. Après qu'un défaut a été corrigé par le fusible, il doit être remplacé. C'est à la fois la faiblesse et le bénéfice du fusible car en remplaçant le fusible, on garantit que le système de protection est ramené à son état d'origine / de conception sans dégradation. De plus, les fusibles ont des capacités de coupure très élevées, typiquement 200 000 ampères et peuvent donc être utilisés dans des endroits avec des courants de défaut très élevés ; Exemple : Entrée de service d'un grand bâtiment commercial.
Un disjoncteur est réinitialisable. En interne, la protection contre les surcharges thermiques est fournie par une bande bimétallique, tandis que la protection contre les courts-circuits électromagnétiques est fournie par une bobine électromagnétique. Lorsqu'un disjoncteur se déclenche, il ouvre ses contacts ; les contacts restent ouverts grâce à un mécanisme interne ; l'arc résultant est éteint dans un chariot à arc. Pour réinitialiser un disjoncteur qui s'est déclenché, il suffit de remettre le levier sur “ on ” ; il n'y a pas de pièces remplaçables ; cela ne nécessite pas d'aller dans un magasin pour les remplacer ou d'acheter autre chose à la place ! Les MCB (disjoncteurs miniatures) et les MCCB (disjoncteurs à boîtier moulé) sont la norme pour la distribution résidentielle, commerciale et industrielle moderne. Les MCB et les MCCB ont également diverses courbes de déclenchement (B, C, D pour les MCB ; réglables pour la plupart des MCCB) pour s'adapter aux caractéristiques d'appel de différents types de charges. En plus des courbes de déclenchement, les MCB et les MCCB fournissent d'autres fonctions de protection que les fusibles ne peuvent pas offrir (par exemple, protection contre les défauts à la terre GFCI/RCBO ; protection contre les arcs AFCI). HUYU fournit une gamme complète de ces dispositifs, y compris le HUM18‑63 disjoncteur AC pour les circuits de branchement standard, le HUM18LE‑63 RCBO pour les circuits qui nécessitent à la fois une protection contre les surintensités et les fuites à la terre, et le HUB9NEZ‑80 disjoncteur DC pour les applications de batterie DC et PV.
Différences clés résumées
| Caractéristique | Fusible | Disjoncteur |
|---|---|---|
| Fonctionnement | L'élément sacrificiel fond ; usage unique | Déclenchement mécanique ; réinitialisable |
| Taux d'interruption | Très élevé (souvent 200 kA) | De 10 kA à 100 kA selon le type |
| Sélectivité de protection | Excellente ; les courbes temps-courant sont lisses et prévisibles | Bonne ; nécessite une étude de coordination pour les disjoncteurs en cascade |
| Vitesse de fonctionnement | Extrêmement rapide sur les courts-circuits ; peut être plus lent sur les surcharges modérées | Rapide sur les courts-circuits ; suit une courbe thermique prévisible sur les surcharges |
| Protection supplémentaire | Aucune intrinsèquement | Options GFCI, AFCI et à double fonction disponibles |
| Résistance à la manipulation | Peut être remplacé par une taille incorrecte (risque d'erreur utilisateur) | Le levier ne peut pas être forcé à une capacité supérieure |
| Fonctionnement à distance | Pas possible | Peut être actionné par moteur ou déclenché par shunt |
Peut-on remplacer les fusibles par des disjoncteurs ?
Oui, dans la plupart des maisons et des entreprises, il est à la fois faisable et conseillé de remplacer les panneaux de fusibles par des panneaux de disjoncteurs. La procédure implique le remplacement complet de l'ensemble de la boîte à fusibles (c'est-à-dire l'enceinte contenant des fusibles pour les dispositifs de surintensité) par un panneau de disjoncteurs moderne (c'est-à-dire un centre de charge ou un tableau de distribution). Chaque fil de circuit existant est déconnecté de son porte-fusible respectif, puis connecté à un nouveau disjoncteur qui a la même capacité que le fil de circuit auquel il est connecté (c'est-à-dire que les fils de circuit de 15 Ampères utilisent un disjoncteur de 15 Ampères, les fils de circuit de 20 Ampères utilisent un disjoncteur de 20 Ampères, etc.). L'ensemble de l'entrée de service de l'utilitaire, le système d'électrode de mise à la terre et le raccordement seront mis à jour selon le code actuel dans le cadre de ce processus.
Changer un fusible pour un disjoncteur n'est pas aussi simple qu'il y paraît. Il existe deux conceptions totalement différentes pour le fusible et le disjoncteur, donc ils ne sont pas interchangeables ; vous ne pouvez pas simplement dévisser un fusible et “visser” (insérer) un disjoncteur dans le même trou. Dans un cas, le fusible se fixe dans un support qui fait partie de l'assemblage du panneau ; dans l'autre cas, le disjoncteur se clipse sur la barre conductrice principale (barre omnibus). Changer votre sous-panneau électrique est un travail qui doit être effectué par un électricien agréé – généralement complété en une journée (ou moins) pour des services électriques résidentiels standards.
Il y a de nombreux avantages à convertir votre boîte à fusibles existante en un panneau de disjoncteurs. Tout d'abord, le propriétaire pourra simplement réinitialiser un disjoncteur d'un coup de commutateur au lieu d'essayer de déterminer quel fusible remplacer. Deuxièmement, le nouveau panneau de disjoncteurs peut prendre en charge l'utilisation de tous les disjoncteurs modernes AFCI et GFCI, qui sont tous deux exigés par le Code national de l'électricité (NEC) pour la plupart des circuits dans les nouvelles constructions et les projets de rénovation majeurs dans les espaces de vie et les lieux humides. Troisièmement, le risque de sur-fusible (l'une des pratiques les plus dangereuses dans le domaine électrique ; cela se produit lorsque quelqu'un prend un fusible de 30 ampères et le visse dans un circuit de 15 ampères) n'existera plus car vous ne pouvez pas sur-fusible un disjoncteur. Quatrièmement, les jeunes compagnies d'assurance exigent que leurs clients remplacent leurs boîtes à fusibles lors de l'émission de polices de couverture. Les entreprises avec de vieilles boîtes à fusibles (par exemple, Federal Pacific et Zinsco) ont été un point de discorde pour les entreprises essayant d'assurer des clients. Enfin, avoir une boîte à fusibles, même si elle est bien entretenue, peut envoyer un message négatif à l'assureur d'une compagnie d'assurance que le système électrique a été installé avant les normes de sécurité actuelles.
Quand un fusible reste le meilleur choix
Même en considérant qu'il existe de nombreux cas où un disjoncteur est clairement un avantage par rapport à un fusible, il y a certaines applications où il est préférable d'utiliser un fusible plutôt qu'un disjoncteur ; remplacer le fusible par un disjoncteur diminuera la sécurité, la performance, etc.
Lieux à courant de défaut très élevé. Un point de service dans un espace commercial ou industriel plus grand peut potentiellement être alimenté par une source ayant un courant de défaut disponible supérieur à 65 000 ampères — ou au-dessus de 100 000 ampères. La plupart des disjoncteurs à boîtier moulé auront une cote de 10 kA, 22 kA, 25 kA, 35 kA ou 65 kA. Un fusible entrant ayant une cote de 200 kA fournira une protection pour le niveau de défaut maximum sans avoir à utiliser un disjoncteur de 100 kA qui aurait à la fois un coût et un encombrement élevés. Les fusibles sont la méthode de protection principale employée dans ces types d'installations.
Protection précise des moteurs. Les fusibles avec deux délais offrent une protection contre les surcharges supérieure pour les moteurs essentiels. La courbe temps-courant d'un fusible à double élément peut correspondre de près à la courbe de dommage thermique d'un moteur important, tandis qu'un disjoncteur thermique magnétique ne fournira généralement pas ce niveau de précision. Un relais de surcharge (protection en fonctionnement), associé à un fusible à double élément (protection contre les courts-circuits), est souvent utilisé ensemble pour les circuits de moteurs industriels dans les bacs MCC (centre de contrôle de moteur). Cet assemblage double a été utilisé avec succès pendant de nombreuses années.
Protection des semi-conducteurs. Les fusibles semi-conducteurs ou les fusibles ultra-rapides (haute vitesse) fonctionnent en millisecondes et sont utilisés pour protéger les diodes, les thyristors et les IGBT contre une quantité excessive de courant. Il n'y a aucun moyen qu'un disjoncteur mécanique puisse fonctionner aussi rapidement. La protection conventionnelle pour l'électronique de puissance dans un variateur de fréquence, une alimentation sans interruption ou un redresseur CC reste un fusible semi-conducteur.
Coordination avec les fusibles existants. Lors du remplacement de l'un des niveaux de protection coordonnée fusible/limitation de courant (c'est-à-dire alimentation principale/branche) par des disjoncteurs, cela peut perturber ou nécessiter une réanalyse complète de l'étude de coordination précédemment réalisée pour la protection basée sur fusibles existants. Cela est dû à une altération des courbes caractéristiques des dispositifs utilisées pour la coordination sélective dans l'analyse précédente en raison des modifications d'ingénierie requises dans les caractéristiques des disjoncteurs et/ou de l'installation de nouveaux disjoncteurs.
Quand l'industrie est-elle passée des fusibles aux disjoncteurs ?
Entre 1940 et 1970, il y a eu un passage des fusibles aux disjoncteurs dans les maisons à travers l'Amérique du Nord. Bien que les disjoncteurs aient été introduits pour la première fois sur les marchés commerciaux au début des années 1930, ils étaient trop coûteux pour la plupart des propriétaires jusqu'après la Seconde Guerre mondiale, lorsque la construction de maisons a rapidement augmenté, les demandes de charge en électricité ont augmenté et une nouvelle technologie a permis la fabrication fiable de disjoncteurs miniatures en série ; par conséquent, dans les années 1970, la plupart des nouvelles résidences unifamiliales construites en Amérique du Nord avaient des systèmes électriques à disjoncteurs plutôt que des systèmes de boîtes à fusibles. Aujourd'hui, avoir une boîte à fusibles existante dans une maison indique qu'elle a environ 40 à 60 ans ; par conséquent, il serait prudent pour un propriétaire avec un tel système de subir une évaluation approfondie de son système électrique.
Le chemin pratique : convertir une boîte à fusibles en un panneau de disjoncteurs.
Bien que le passage d'une boîte à fusibles à un panneau de disjoncteurs soit une méthode éprouvée, cela ne devrait pas être un projet réalisé par le propriétaire. Les étapes sont :
- Calcul de charge. Pour vérifier s'il y a suffisamment de service en ampères à partir d'un boîtier existant (généralement évalué à 60A ou 100A) pour une utilisation actuelle ou future d'une maison ou d'un bâtiment, l'électricien effectue un calcul de charge électrique conformément aux normes NEC – Article 220. En général, tous les nouveaux panneaux électriques installés pour remplacer l'ancien panneau à fusibles bénéficieront également d'une mise à niveau du service à un 200A adéquat.
- Coordination des permis et des services publics. Un permis électrique est délivré par le service local du bâtiment. Le service public sera informé lorsque la ligne de service sera déconnectée lors du remplacement du panneau électrique.
- Installation du panneau. Un nouveau panneau électrique est installé et tout câble d'entrée de service endommagé ou insuffisamment dimensionné pour le nouveau panneau doit également être remplacé. De nouveaux disjoncteurs seront ensuite installés et tous les circuits dérivés existants reconnectés. Enfin, la mise à la terre et le raccordement équipotentiel seront mis à niveau pour répondre aux dernières exigences du code.
- Inspection et reconnexion. Un inspecteur du bâtiment confirme les travaux réalisés. Une compagnie de services publics reconnecte le service. Un électricien étiquettera chaque disjoncteur et confirmera que tous les circuits fonctionnent.
Le coût de la conversion varie selon la région et dépend de la taille, de la complexité et du type de conversion. Le coût moyen varie de 2 500 à 5 500 et comprend un nouveau panneau 200 ampères, de nouveaux disjoncteurs et les coûts de main-d'œuvre associés à la conversion. Le coût de remplacement de quelques disjoncteurs par des unités équivalentes est faible. Un remplacement complet du panneau est considéré comme un investissement en capital. Notre guide sur la mise à niveau des disjoncteurs vous expliquera en détail l'étendue, les coûts et les exigences en matière de permis.
Peut-on utiliser un disjoncteur comme fusible ?
D'un point de vue opérationnel, les disjoncteurs agissent comme un substitut aux fusibles en fournissant le même niveau de protection contre les surintensités. Par exemple, si une personne utilise un fil en cuivre de calibre 14 qui doit supporter une charge maximale de 15 ampères, alors les fusibles et les disjoncteurs répondent à cette exigence. Cependant, les disjoncteurs peuvent être réarmés plutôt que remplacés et, plus important encore, ils empêchent les utilisateurs non avertis de passer d'un fusible ou disjoncteur de calibre inférieur à un de calibre supérieur pour des raisons de sécurité. À cet égard, bien qu'ils offrent une plus grande commodité que les fusibles, les disjoncteurs assurent également une opération plus sûre que les fusibles.
Il convient de noter qu'un fusible peut prendre le rôle d'un disjoncteur ; en fait, dans les anciens systèmes électriques ou là où il y a beaucoup de courants de défaut, un fusible EST un disjoncteur. Le choix entre ces deux dispositifs ne peut pas être fait en fonction de leur supériorité, car ils doivent être adaptés aux exigences du circuit qu'ils desserviront, ce qui inclut leurs caractéristiques telles que la capacité d'interruption, la courbe de déclenchement, la sélectivité et les besoins de maintenance.
Questions Fréquemment Posées
Peut-on remplacer des fusibles par des disjoncteurs ?
Un tableau à fusibles peut presque toujours être remplacé par un tableau de disjoncteurs moderne, tant dans la construction résidentielle que commerciale. Le câblage des circuits dérivés existants sera connecté aux nouveaux disjoncteurs avec une ampacité adaptée à la taille des fils. Seul un électricien agréé peut remplacer un tableau à fusibles pour vous, cela prend généralement une journée pour effectuer la transition d’un tableau à fusibles vers un tableau de disjoncteurs et met votre système électrique en conformité avec les codes de sécurité applicables spécifiés par les codes de sécurité locaux ou étatiques en vigueur.
Peut-on utiliser un disjoncteur comme fusible ?
En effet, un disjoncteur offre une protection contre la surcharge ainsi que celle d’un composant électrique fusible, du fait qu’un courant électrique trop important a circulé dans le disjoncteur. La différence entre les deux dispositifs est qu’un disjoncteur peut être réarmé (automatiquement ou manuellement), tandis qu’un fusible doit être remplacé. Dans la plupart des applications, les disjoncteurs sont plus faciles à utiliser et offrent une meilleure résistance à la manipulation que les fusibles.
Quand est-ce qu’on est passé des fusibles aux disjoncteurs ?
Le passage des fusibles aux disjoncteurs dans les bâtiments résidentiels s’est fait progressivement entre 1950 et 1980. Vers le milieu à la fin des années 1970, les tableaux de disjoncteurs étaient standard dans toutes les nouvelles maisons construites en Amérique du Nord. Si vous trouvez un tableau à fusibles dans une maison aujourd’hui, il s’agit d’une maison ancienne (environ 40 à 60 ans).
Peut-on convertir un tableau à fusibles en disjoncteurs ?
Une mise à niveau complète d’un tableau ancien est possible selon l’autorité locale. Certains tableaux anciens peuvent être convertis en tableaux modernes, mais cela nécessite le remplacement de l’ensemble de l’armoire, des conducteurs d’entrée de service (si nécessaire) et des dispositifs de protection contre les surintensités. La plupart des tableaux anciens devront être mis à niveau vers un service 200 ampères, ce qui nécessite un permis électrique, une coupure de service par le fournisseur et une inspection, qui auront probablement lieu simultanément avec la mise à niveau extérieure vers un service 200 ampères.
Références
- NFPA 70 (Code National de l’Électricité) Article 240 — Protection contre les surintensités. National Fire Protection Association.
- Fondation internationale pour la sécurité électrique (ESFI) — Sécurité électrique domestique et guide de remplacement des tableaux à fusibles.
- UL 248 — Fusibles basse tension — Norme de sécurité pour la construction et les tests des fusibles. UL Solutions.
- Eaton — Guide d’application Fusible vs Disjoncteur — Meilleures pratiques pour la sélectivité industrielle et la coordination.
La décision de remplacer les fusibles par des disjoncteurs est rarement erronée pour une installation résidentielle. La commodité, les améliorations de sécurité et la conformité aux assurances justifient le coût. Dans les applications industrielles et à haute intensité de défaut, le fusible reste un dispositif de protection essentiel — compact, rapide et capable d’interrompre des courants qui détruiraient un disjoncteur standard. Comprendre où chaque dispositif excelle vous permet de faire le bon choix pour le bon circuit. Chez HUYU, nous fournissons la gamme complète de protection des circuits — des disjoncteurs miniatures aux disjoncteurs moulés en passant par les solutions DC et RCBO — car chaque circuit mérite un dispositif de protection adapté à ses exigences, que ce soit un fusible, un disjoncteur ou une combinaison soigneusement coordonnée des deux.
