Guide de choix des fusibles de protection

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Message  Calamentran le Lun 13 Sep 2010, 07:27

Bonjour à tous

Nous sommes souvent confrontés au problème du choix d'un fusible pour protéger efficacement tel ou tel circuit et il me semble utile de donner ici quelques éclaircissements et éléments techniques.

Rappels techniques :
Un fusible a pour fonction la protection d'un circuit d'alimentation vis-à-vis de court-circuits ou de surintensités brutales générées par une défaillance du câble d'alimentation ou de la charge alimentée. Cette protection permet dans le cas général :
* de garantir l'intégrité du circuit, une fois le fusible fondu
* d'éviter les dangers qu'engendrerait une surintensité ou un court-circuit durable : dégradation des isolants, destruction d'appareils, projection de matières en fusion, départ d'incendie...
---> Contrairement à une opinion répandue, le fusible ne protège pas l'appareil alimenté !! par exemple, c'est une rupture d'isolant dans un moteur (amorçage interne) qui provoque la surintensité qui va faire fondre le fusible et non l'inverse... Sans le fusible, le câble d'alimentation et/ou le moteur pouvaient être détruits irrémédiablement, en plus des risques d'incendie.

* Le courant assigné d'un fusible (In) est l'intensité qui ne provoque ni fusion, ni échauffement excessif, c'est à dire le courant permanent qu'il peut supporter sans fondre.
* Les courant de non fusion (Inf) et de fusion (If) correspondent à la zone d'incertitude, le filament du fusible chauffe mais pas assez pour fondre "franchement" ou va mettre un temps très long pour fondre. Par exemple, un fusible de 20 A pourra supporter 25 A indéfiniment et pour 35 A, mettra 1 heure pour fondre...
--> C'est pour cette raison qu'un fusible ne protège pas un moteur contre les surcharges "mécaniques". On se protège contre un risque de surcharge par l'emploi d'une protection dite "thermique".

Comparaison fusible - disjoncteur :
* Un fusible est bien moins cher qu'un disjoncteur mais protège uniquement contre les court-circuits ou les surintensités fortes et brutales mais ne protège pas contre les surcharges
* Un disjoncteur de type "magnéto-thermique" assure la protection contre les deux phénomènes, court-circuits (fonction "magnétique") et surcharges (fonction "thermique")
* Un fusible fondu doit être changé d'où la nécessité d'avoir un stock de fusibles de rechanges (dans le cas d'une installation triphasée, il est recommandé de changer les 3 fusibles même si un seul est fondu).
* Un disjoncteur qui a déclenché se réarme bien plus simplement et rapidement.

Note technique de synthèse :
Le document technique ci-joint (basé sur la norme CEI 60269) donne les différentes appellations et les catégories d'usage des fusibles.

A votre disposition  si +



Dernière édition par Calamentran le Lun 25 Oct 2010, 19:17, édité 1 fois

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Message  Lil le Lun 13 Sep 2010, 08:51

Bon Matin Calamentran Guide de choix des fusibles de protection 2998821839

Très bien cette note de synthèse.

J'ajouterai qu'une installation moderne et performante DOIT être équipée en disjoncteur "magnéto-thermique" .
La fonction "différentielle" éventuelle en plus assure la protection des personnes avec la sélectivité des circuits.

Les disjoncteurs assurent donc la protection des lignes et des personnes, mais aucunement la protection du matériel comme tu l'indiques très bien.

La protection du matériel moderne relève actuellement de la seule compétence du constructeur (protections thermiques dans un bobinage moteur, limitation d'intensité dynamique, protections contre les sur-tensions, etc...).

Il est possible et recommandé d'amélioré la protection d'un vieux matériel, comme un ancien moteur par l'emploi d'un contacteur "Départ-Moteur" qui intègre également la fonction thermique.

Ah! au fait : où's qu'elle est la Note technique de synthèse : Le document technique ci-joint (basé sur la norme CEI 60269) donne les différentes appellations et les catégories d'usage des fusibles.
(syndrome du lundi matin ... Smile )


Amitiés

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Message  Calamentran le Lun 13 Sep 2010, 09:02

Bonjour Lil

Où est le document ?
Eh bien, tu le sais je dois passer par l'administration pour joindre un pdf... ce que j'ai fait en parallèle de mon post.

Cet article se concentre sur les fusibles ... c'est le premier d'une série...
Mon intention est d'alimenter petit à petit cette rubrique avec les différents type de protection des circuits par nature, fonction, etc...

A ta dispo si +

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Message  SULREN le Lun 13 Sep 2010, 10:53

Bonjour,
Lil a dit:
Les disjoncteurs assurent donc la protection des lignes et des personnes, mais aucunement la protection du matériel comme tu l'indiques très bien.
Cela me fait penser à une autre erreur communément admises par les particuliers en ce qui concerne leur installation électrique domestique.
Ils pensent que les incendies d'origine électrique sont provoqués par les court-circuits et qu'en utilisant des fusibles ou disjoncteurs appropriés en départ de ligne ils se mettent à l'abri de tels accidents.
Bien sûr un court-circuit peut déclencher un incendie s'il n'est pas interrompu immédiatement par une protection.

Mais dans bien des cas c'est un mauvais contact qui déclenche l'incendie et il n'est pas détecté par la protection. Il se produit sur un neutre ou sur une phase et son intensité reste inférieure au seuil de la protection, puisque c'est l'intensité alimentant un utilisateur normal. Il y a échauffement progressif au point du faux contact et risque d'incendie.

En plus de la pose de protection il faut périodiquement vérifier le serrage des fils dans les bornes des porte fusibles et des disjoncteurs, dans les boîtes de jonction, prises, surtout celles où on branche et débranche souvent un appariel et qui subissent des contrtaints mécaniques susceptibles de desserrer les fils.
Les Allemands l'ont bien compris et ils utilisent des bornes à ressort (auto-serrante) à la place des bornes à vis.
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Message  Lil le Lun 13 Sep 2010, 11:09

Hello Sulren Guide de choix des fusibles de protection 2998821839

@SULREN a écrit:
.../...
Les Allemands l'ont bien compris et ils utilisent des bornes à ressort (auto-serrante) à la place des bornes à vis.

Bornes Wago que nous utilisons depuis 30 ans sur tous nos matériels fabriqués.
Le brevet Wago est dans le domaine public depuis quelques années et de nombreux fabricants optent pour cette technique (Phoenix, Legrand, und so weiter ...)
La borne à ressort ou spring clamp est toujours serrante quelque soit l'écrouissage du cuivre du fil dans la borne.
Le serrage est toujours parfait quelques soient les conditions (vibrations échauffement, etc ...)

Amitiés


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Message  Calamentran le Lun 13 Sep 2010, 12:35

Bonjour Lil, bonjour Sulren

On s'éloigne un peu de l'objectif du post.. quoique... mais vous avez tous deux parfaitement raison.

Les mauvais contacts : effectivement une parfaite illustration de la loi de Joule... ça chauffe, ça "charbonne" et détériore les isolants, ça écrouit les métaux, etc... la résistance de contact augmente et l'incendie peut se déclarer. Il est d'ailleurs recommandé de vérifier les serrages tous les ans ce que peu de services de maintenance font (indisponibilité de l'installation, coûts horaires, etc..). dans ce domaine, la méthode la plus communément répandue est la thermographie infra-rouge que du personnel habilité peut effectuer équipement sous tension. D'ailleurs, les normes évoluent bien dans ce sens en proscrivant les points de raccordements "non visibles" par thermographie.

Les bornes à ressort type Wago : la pression constante du ressort évite le phénomène de "fluage" du métal sur la durée. On trouve communément des raccordement de ce type dans les tableaux BT pour des sections allant jusqu'à 25 mm2. Les automates Merlin Gerin, dans les années 80 sont sortis avec ce genre de raccordements pour les fils d'entrées / sorties. J'étais automaticien à cette époque, et je me souviens des nombreuses réticences des clients face à cette "nouveauté"....

Mais bon, il fallait laisser le temps aux gens de s'habituer...

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Message  Prétender le Lun 13 Sep 2010, 21:12

Bonsoir

Pourtant les différentiels devraient couper le circuit? Sinon à quoi servent-il
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Message  quentin91800 le Lun 13 Sep 2010, 21:28

@Lil a écrit:Hello Sulren Guide de choix des fusibles de protection 2998821839

Bornes Wago que nous utilisons depuis 30 ans sur tous nos matériels fabriqués.
Le brevet Wago est dans le domaine public depuis quelques années et de nombreux fabricants optent pour cette technique (Phoenix, Legrand, und so weiter ...)
La borne à ressort ou spring clamp est toujours serrante quelque soit l'écrouissage du cuivre du fil dans la borne.
Le serrage est toujours parfait quelques soient les conditions (vibrations échauffement, etc ...)

Amitiés


Exact ! En plus pas besoin de tournevis !
De plus en plus en GSB on en vois sur l'appareillage électrique.
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Message  quentin91800 le Lun 13 Sep 2010, 21:31

@Prétender a écrit:Bonsoir

Pourtant les différentiels devraient couper le circuit? Sinon à quoi servent-il

Protection des personnes.
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Message  Prétender le Lun 13 Sep 2010, 21:41

@quentin91800 a écrit:
@Prétender a écrit:Bonsoir

Pourtant les différentiels devraient couper le circuit? Sinon à quoi servent-il

Protection des personnes.

Merci pour ta réponse mais ça je connaissais déjà Wink ,chez moi au moindre mauvais contact il se déclenche,la dernière fois il y a 15jours avec la box adsl
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Message  Calamentran le Lun 13 Sep 2010, 22:43

Bonsoir à tous..

Merci pour vos commentaires et de l'intérêt que vous portez au sujet. Mon prochain article sera justement consacré à la protection des personnes. J'y aborderais la question des régimes de neutre, la protections différentielle ainsi que les différentes classes de protection des équipements... et nos machines en particulier.

Et, Pretender, je t'expliquerais pourquoi ton différentiel est si sensible...

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Message  SULREN le Mar 14 Sep 2010, 00:34

Bonsoir,
Pourtant les différentiels devraient couper le circuit? Sinon à quoi servent-il
S'il y a un mauvais contact sur une phase ou sur le neutre dans une prise ou dans une boite de jonction le différentiel ne coupera le circuit que lorsque le charbonnage ou le début d'incendie aura créé une fuite vers la terre. Cela peut-être un peu tard. De plus le feu peut prendre sur une partie isolante en bois par exemple et il n'y aura pas de fuite.
chez moi au moindre mauvais contact il se déclenche,la dernière fois il y a 15jours avec la box adsl
C'était peut être un mauvais "début de contact" entre phase et terre mais pas un mauvais contact sur un des fils d'alim lui même, qui n'est vu par les protections que comme une variation de la consommation, et à la baisse de surcroit, des utilisateurs desservis par cette ligne. Aucune chance que la protection différentielle joue, à moins que ce soit une différentielle entre phases sur un utilisateur en triphasé et supposé équilibré (ne ne connais pas).

C'est Elf qui m'a fait découvrir les borniers Wago, il y a bon nombre d'années, en les imposant sur les plateformes en mer pour nos systèmes d'instrumentation et de contrôle commande.
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Message  Lil le Mar 14 Sep 2010, 08:11

Hello Prétender Guide de choix des fusibles de protection 2998821839

@Prétender a écrit:
.../...
,chez moi au moindre mauvais contact il se déclenche,la dernière fois il y a 15jours avec la box adsl


Il y a différentes raisons au déclenchement intempestif des différentiels.

Une de ces raisons de plus en plus fréquente est due aux filtres para-surtenseurs (anti-surtensions) des équipements dits sensibles (TV, Box ADSL, etc ...).

Ces filtres d'alimentation (dérivés des Schaffners) sont constitués entre autre (sans parler des GMOV qui mettent le feu), de condensateurs entre la phase et le conducteur de protection (terre) et entre le neutre et le conducteur de protection. Lors de "mauvais contacts" en amont du filtre, le condensateur est branché et débranché intempestivement entre la phase et la terre.
Si à un instant donné, la connexion se fait alors qu'il est encore chargé en opposition de potentiel, le courant de défaut dépasse largement les 30 mA et le diff. dégage.

Ce mode de déclenchement n'a rien à voir avec celui des moteurs pilotés par un variateur de fréquence ou des anciens moteurs dont la capacité parasite entre bobinages et circuit magnétique est très élevée sur les gros moteurs (à ne pas confondre avec un courant de fuite lié aux isolants défectueux)

D'autres raisons des différents modes que Calamentran nous expliquera bien mieux que moi.

Amitiés

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Message  Calamentran le Mar 14 Sep 2010, 09:25

Bonjour à tous..

Eh, vous me coupez tous mes effets... et si ça continue, je n'aurais plus rien à dire ... Crying or Very sad
(mais ça fait tellement plaisir de discuter avec des gens expérimentés...)

Concernant les filtres, tout a fait d'accord avec toi Lil...

Cordialement à tous

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Message  Lil le Mar 14 Sep 2010, 09:52

Hello Calamentran,

@Calamentran a écrit:Bonjour à tous..
.../...
Eh, vous me coupez tous mes effets... et si ça continue, je n'aurais plus rien à dire ... Crying or Very sad

Meuhhh non !!!

Et tu as de quoi écrire, sur la protection des personnes, les régimes de neutre, etc ...

Bon, c'est pas l'tout, mais on attend là !!! Smile

Amitiés

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Message  SULREN le Mar 14 Sep 2010, 09:53

Bonjour,
Si à un instant donné, la connexion se fait alors qu'il est encore chargé en opposition de potentiel, le courant de défaut dépasse largement les 30 mA et le diff. dégage.
Pourquoi pas mais avec les remarques suivantes:
1-On connait l'existence de ces condensateurs, mais il me semble qu'ils sont de faible valeur. Comment l'énergie accumulée 1/2 CV^2 peut elle actionner la bobine du différentiel à travers la résistance de ligne jusqu'au différentiel et à travers le transfo d'intensité de celui-ci? Le mauvais contact est souvent un micro-arc, équivalent d'une résistance, et le condensateur n'est pas vraiment coupé de la source.
2- Il faut aussi accepter que pendant la micro-coupure ils ne se déchargent pas dans la basse impédance à laquelle ils ont reliés côté filtre/appareil.
3- Lors du branchement de l'appareil ces condensateurs devraient aussi créer un courant de fuite à faire sauter le différentiel. Certes, ils ne sont pas alors en opposition, mais cela se joue à un facteur 2 près sur la tension. Difficile de faire en sorte de tomber pile dans la bonne fourchette entre 1 et 2.
4-Si ces condensateurs peuvent passer largement plus de 30 mA, c'est qu'ils font consomment plus d'une dizaine de W en permanence lorsque l'appareil est en fonctionnent.

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Message  Lil le Mar 14 Sep 2010, 10:56

Re Meuhhh non :

Exemple filtres Schafner FN 406-1-02 ou plus gros FN 660-10-06 :
2 x condensateurs de 0,1 µF ou 0,15 µF sur line (entre phase et neutre, l'un avant les selfs, l'autre après)
2 x condensateurs de 2,2 nF entre phase et terre (l'un avant, l'autre après les selfs)
Impédance en régime transitoire = court-circuit (alimenté de surcroît par les condensateurs de 0,15µF) limité uniquement par la résistance interne des condensateurs, des fils etc ... Comme la norme impose au minimum des X et que les 2,2 nF sont des Y2, la résistance interne est faible
Tu ne peux pas mettre un filtre comme le FN 660-10-06 avec un différentiel 30 mA qui saute sans arrêt.
Le FN 406-1-02 fait partir le diff. 30 mA si tu l'agaces avec des faux contacts.

Quant à la consommation d'un FN 660-10-06:
Z (0,1 µF) = 32 kΩ en régime établi (50 Hz) et non pas sur une transitoire qui se décompose à des F > 1kHz
P consommée par C (0,1 µF) = 1,6 W qui n'est que du réactif lorsque l'appareil ne consomme pas et donc invisible Cool par le compteur.

Amitiés

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Message  SULREN le Mar 14 Sep 2010, 11:24

OK Lil, merci pour les précisions.

De plus mille excuses Embarassed pour avoir oublié que la consommation est du pur réactif, en avance de phase de Pi/2, ce qui va dans le bon sens pour ERDF car il remonte leur Cos(phi). A la limite ils devraient faire une remise. Mais les particuliers ne sont pas soumis aux bonus / malus sur le Cos(phi) comme les industriels le sont, ou l'étaient. Ils avaient des batteries de condensateurs à l'entrée de l'usine ou de gros moteurs synchrones tournant à vide pour faire de l'avance de phase (compensateur synchrone). Ceux qui avaient des groupes turbo-alternateurs dans leur centrale d'utilités devaient exciter les alternateurs de sorte à leur faire produire du réactif.
Je ne fais plus d'électronique ni d'électrotechnique et je perds la main.... et des neurones. Je vais devoir me resaisir!
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Message  Lil le Mar 14 Sep 2010, 11:55

Hi Sulren,

@SULREN a écrit:OK Lil, merci pour les précisions.

De plus mille excuses Embarassed pour avoir oublié que la consommation est du pur réactif, en avance de phase de Pi/2, ce qui va dans le bon sens pour ERDF car il remonte leur Cos(phi). A la limite ils devraient faire une remise.
Moi aussi je perds des neurones ou j'écris trop vite et j'eusse dû écrire 1,6 VAR au lieu de 1,6 W.


@SULREN a écrit:Ceux qui avaient des groupes turbo-alternateurs dans leur centrale d'utilités devaient exciter les alternateurs de sorte à leur faire produire du réactif.
Pour les centrales hydro-électriques, que ce soit avec des groupes bulbes, alternateurs ou moteurs asynchrones pour la production d'électricité, EDF pénalise en général lorsque tu produis du réactif.
La correction du facteur de puissance se fait avec l'alternateur en modifiant l'excitation.

Sur les grosses installations, on utilise en général un compensateur synchrone séparé, dont la seule fonction est de consommer ou de fournir du réactif sur le réseau.
En sur-excitant la machine on fournit du réactif en sous-excitant on consomme du réactif lorsque la consommation est faible sur le réseau.

Amitiés

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Message  quentin91800 le Mar 14 Sep 2010, 13:14

@Calamentran a écrit:Bonjour à tous..

Eh, vous me coupez tous mes effets... et si ça continue, je n'aurais plus rien à dire ... Crying or Very sad
(mais ça fait tellement plaisir de discuter avec des gens expérimentés...)

Concernant les filtres, tout a fait d'accord avec toi Lil...

Cordialement à tous

Remarque c'est toi qui m'a tout appris !

Pour les filtres je ne savais pas.
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Message  Prétender le Mar 14 Sep 2010, 14:33

@Calamentran a écrit:Bonsoir à tous..

Merci pour vos commentaires et de l'intérêt que vous portez au sujet. Mon prochain article sera justement consacré à la protection des personnes. J'y aborderais la question des régimes de neutre, la protections différentielle ainsi que les différentes classes de protection des équipements... et nos machines en particulier.

Et, Pretender, je t'expliquerais pourquoi ton différentiel est si sensible...


Bonjour Calamentran

Merci beaucoup pour tes initiatives et ta réponse,ainsi que toutes les explications >quentin91800<>SULREN<>Lil<>

Mes premiers cours d'électricité date de 1962 plus rien à voir avec toutes les possibilités actuelles mélangé à de l'électronique on si perd si facilement, perte de quelques neurones en plus ne facilite pas toujours la tâche scratch

En tout cas Guide de choix des fusibles de protection 29696 à vous pour cette aide Cool Wink
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Message  Lil le Mar 14 Sep 2010, 19:07

Hello Guide de choix des fusibles de protection 2998821839

Petite précision concernant l'énergie des condensateurs de filtre :
@SULREN a écrit:
2- Il faut aussi accepter que pendant la micro-coupure ils ne se déchargent pas dans la basse impédance à laquelle ils ont reliés côté filtre/appareil.


Du fait de l'exigence du législateur, de plus en plus de matériels dits sensibles intègrent une protection anti-surtension assez efficace.
Qui n'a pas pris une (petite) décharge en mettant les doigts sur la fiche (déconnectée du secteur) d'un appareil moderne ?
Ce sont les condensateurs sur le filtre réseau.

Nous avons à l'entreprise un routeur en sortie d'une borne Airport. Deux minutes après l'avoir débranché d'une prise d'alimentation, on se prend une châtaigne vertigineuse en touchant les bornes de la fiche.
C'est un matériel certainement indestructible aux surtensions, mais qui est capable à mon avis d'envoyer Ad Patres un coeur fragile Mad (J'm'en moque, il est marqué CE Smile et pis il est vendu par un institutionnel des télécommunications françaises silent )

Amitiés

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Message  SULREN le Mar 14 Sep 2010, 20:05

Bonsoir Lil,
Si cela a été constaté il n'y a rien à dire.
Il faudrait avoir les schémas pour comprendre comment aucune résistance de se retrouve aux bornes de ces condensateurs.
C'est vrai qu'avec les alim à découpage on a à l'entrée non plus des bobinages de transfos, mais des éléments semi-conducteurs de commutation qui peuvent avoir une haute impédance lorsqu'ils sont dans l'état bloqué.
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Message  Lil le Mer 15 Sep 2010, 14:34

Hello Tous Guide de choix des fusibles de protection 2998821839 ,

Bon et bin comme nous avons complètement pourri le post de Calamentran par nos hors sujet, je continue avec un peu de honte cependant Embarassed :


Pour les alims à découpage plusieurs configurations :

• Les anciennes configurations (que l'on trouve encore fabriquées par des pays low cost (chine pour ne pas la citer) de type RCD (pont redresseur et condensateur chimique de forte valeur sur le 230V x √2 = 320Vdc sont interdites actuellement par la CE (directive CEM) car la courant absorbé n'est pas sinusoïdal mais très pointu avec des harmoniques très importantes. Ils nécessitaient des filtres amont importants avec des capas élevées (1 µF n'était pas rare sur des grosses alims et la résistance de décharge était élevée afin de ne pas chauffer inutilement => des constantes de temps en décharge longues de plusieurs dizaines de s à plusieurs mn !!!)
Découpage de 20 à 100kHz non synchrone.

• Les nouvelles configurations à cos ∂ > 0,95 découpage entre 50 kHz et 250 kHz synchronisé sur la sinusoïde afin d'avoir un courant absorbé sinusoïdal.
Filtre amont plus réduit.

Les filtres amont des alims à découpage ont plusieurs rôles :
• empêcher les surtensions du réseau d'endommager les MOS ou IGBT des convertisseurs.
• empêcher les harmoniques de rang élevé de polluer le secteur par perturbations conduites.
• empêcher d'éventuelles perturbations du réseau d'altérer le fonctionnement des convertisseurs par susceptibilité conduite.

La directive machine avait des effets pervers sur certains matériels. Les "breakers" étaient auto-alimentés afin d'éviter le redémarrage intempestif d'une installation après coupure et retour secteur.
Ce qui faisait qu'en débranchant la prise d'alimentation, on ouvrait le circuit après les filtres et ceux-ci ne pouvaient se décharger dans les fils d'alimentation réseau comme lors d'une coupure secteur.
Il ne fallait alors pas toucher les bornes de la fiche sous peine d'une bonne secousse.

Amitiés

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Message  Calamentran le Mer 15 Sep 2010, 20:08

Bonsoir à tous

Lil a écrit :
.../... Bon et bin comme nous avons complètement pourri le post de Calamentran par nos hors sujet, je continue avec un peu de honte ...

Ce n'est pas tout à fait faux...... (ni d'ailleurs inintéressant) ... mais SVP pensez un petit peu aux néophytes qui pourraient se décourager au fil de la lecture, et ce n'est pas tout à fait le but recherché.

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Ce qui fait que si peu de personnes sont agréables dans la conversation, c'est que chacun songe plus à ce qu'il veut dire qu'à ce que les autres disent (La Rochefoucauld)
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