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Le cliquetis du contacteur, c'est-à-dire le cycle rapide d'ouverture et de fermeture des contacts principaux ou auxiliaires pendant le fonctionnement, provoque trois défaillances en cascade. Premièrement, l'érosion des contacts s'accélère, car chaque rebond génère des micro-arcs qui vaporisent le matériau des contacts à des vitesses 10 à 50 fois supérieures à celles d'une commutation normale. Deuxièmement, les composants mécaniques se fatiguent en raison des contraintes d'impact dépassant les limites de conception (ressorts, tringleries, axes de pivotement). Enfin, les circuits de commande fonctionnent mal lorsque les contacts auxiliaires génèrent de faux signaux, déclenchant des déclenchements intempestifs ou empêchant l'exécution de commandes légitimes. Un contacteur à vide subissant 2 à 3 vibrations par jour peut tomber en panne dans les 6 à 12 mois, au lieu de sa durée de vie nominale de 10 à 15 ans.
Le symptôme se manifeste différemment selon sa gravité : un léger cliquetis produit un bourdonnement audible à 2 ou 3 mètres ; un cliquetis modéré provoque des vibrations visibles et un fonctionnement irrégulier (incapacité à rester fermé, chute aléatoire) ; un cliquetis important empêche complètement la fermeture ou crée un cycle continu d'ouverture-fermeture à 5-20 Hz jusqu'à ce que la protection se déclenche ou que l'alimentation soit coupée. Les causes profondes se divisent en trois catégories : force de maintien électromagnétique insuffisante (basse tension, température ambiante élevée), perturbations mécaniques excessives (vibrations, forces de court-circuit) et erreurs de conception du circuit de commande (commandes momentanées, incompatibilité CA/CC).
Ce guide fournit des procédures systématiques de dépannage pour diagnostiquer les vibrations, mesurer les paramètres critiques et mettre en œuvre des solutions permanentes plutôt que des solutions temporaires qui masquent les problèmes jusqu'à ce qu'une défaillance catastrophique se produise.
La bobine électromagnétique d'un contacteur à vide doit générer une force suffisante pour surmonter la pression de rappel du ressort et maintenir les contacts en position fermée. La force de maintien F_hold est proportionnelle au carré du courant de la bobine :
Force de maintien électromagnétique:
Ftenir ∝ (Ibobine)² ∝ (Vbobine / Rbobine)²
Pour une bobine de contacteur de 110 VCC avec une résistance de 1000 Ω :
• À 110 V : I = 0,110 A → Ftenir = 100% (valeur nominale)
• À 95 V (tension 86%) : I = 0,095 A → Ftenir = 75% de conception
• À 80 V (tension 73%) : I = 0,080 A → Ftenir = 53% de conception
La plupart des contacteurs à vide spécifient une tension de maintien minimale comprise entre 70 et 851 TP3T de la tension nominale de la bobine. En dessous de ce seuil, la force électromagnétique ne peut pas surmonter de manière fiable la pression du ressort et les vibrations externes ou les perturbations mécaniques. Le contacteur ne se ferme pas ou se ferme brièvement puis se désactive lorsque les vibrations ou la dilatation thermique modifient les tolérances mécaniques.
Dépendance à la température: La résistance de la bobine augmente d'environ 0,41 TP3T par °C pour le fil de cuivre. Un contacteur fonctionnant à une température ambiante de 60 °C (contre 25 °C lors de la conception) subit une augmentation de résistance de 141 TP3T, ce qui réduit le courant et la force de maintien de 71 TP3T à tension constante. Cela s'ajoute à la chute de tension : une tension marginale de 851 TP3T à 25 °C devient insuffisante à 60 °C.
Compréhension Avantages du contacteur à vide explique pourquoi une régulation adéquate de la tension est essentielle pour garantir la fiabilité à long terme.

Effectuez les tests dans l'ordre : chaque étape permet d'écarter certaines catégories de défaillances avant de passer à des diagnostics plus complexes.
Mesurez la tension de la bobine pendant le fonctionnement réel, et pas seulement à vide. La chute de tension due à la résistance du câble et à l'impédance du circuit de commande ne se manifeste que lorsque la bobine consomme du courant.
Procédure d'essai:
Critères de réussite/échec:
• Passe: Tension ≥85% nominale aux trois points de mesure
• Marginal: Tension 80-85% (problèmes possibles à haute température ou en cas de vibrations)
• Échec: Tension <80% → force de maintien insuffisante confirmée
Constatations courantes:
Les vibrations mécaniques provenant des moteurs, des pompes ou de la résonance structurelle peuvent dépasser la résistance aux vibrations nominale du support du contacteur (généralement 0,5 à 1,0 g selon la norme CEI 60068-2-6).
Procédure d'essai:
IEC 60068-2-6 Résistance aux vibrations pour contacteurs MT:
• Service normal: 0,5 g en continu, 10-55 Hz
• Usage intensif (exploitation minière, treuils): 1,0 g en continu, 10-150 Hz
Le dépassement de ces valeurs provoque des vibrations, indépendamment de l'intégrité du circuit de tension/commande.
Corrections pour vibrations excessives:
Pour les applications minières nécessitant une résistance extrême aux vibrations, voir Spécifications du contacteur minier.
Si la tension et les vibrations sont adéquates, les vibrations proviennent d'erreurs de logique de commande ou d'erreurs de câblage des contacts auxiliaires.
Erreurs courantes dans les circuits de commande:

Les câbles de commande longs entraînent une chute de tension qui s'aggrave sous la charge. Pour une bobine de contacteur de 110 VCC consommant 0,1 A à travers 50 mètres de câble en cuivre de 1,5 mm² :
Calcul de la chute de tension:
Rcâble = ρ × L / A = (0,0172 Ω⋅mm²/m) × (2 × 50 m) / 1,5 mm² = 1,15 Ω
Vgoutte = I × R = 0,1 A × 1,15 Ω = 0,115 V (négligeable pour le courant continu)
Mais si le câble comprend des connecteurs (0,1 Ω chacun × 4) + des borniers (0,05 Ω × 2) :
Rtotal = 1.15 + 0.4 + 0.1 = 1,65 Ω
Vgoutte = 0,1 × 1,65 = 0,165 V (encore mineur, 0,151 TP3T de 110 V)
Pour les serpentins de climatisation, le courant d'appel pendant l'enclenchement peut être 5 à 10 fois supérieur au courant de maintien (0,5 à 1,0 A), ce qui provoque des chutes transitoires de 0,5 à 1,5 V, pouvant retarder l'enclenchement ou empêcher la fermeture si la tension d'alimentation est déjà marginale.
Stratégies de correction:
Les bobines de contacteurs sont conçues pour supporter une élévation de température spécifique au-dessus de la température ambiante (généralement une élévation de 40 à 60 °C à la tension nominale et en service continu). Le fonctionnement dans des conditions ambiantes élevées (par exemple, une température de panneau de 50 à 60 °C dans des installations désertiques ou tropicales) réduit la marge thermique et augmente la résistance de la bobine.
Résistance de la bobine en fonction de la température:
Rchaud = Rfroid × [1 + α × (Tchaud – Tfroid)]
Pour le cuivre (α = 0,00393/°C), bobine à 25 °C = 1000 Ω :
• À 60 °C : R = 1000 × [1 + 0,00393 × 35] = 1138 Ω (+14%)
• À 85 °C : R = 1000 × [1 + 0,00393 × 60] = 1236 Ω (+24%)
Une résistance plus élevée signifie un courant plus faible à tension constante, ce qui réduit la force de maintien. Les contacteurs fonctionnant à la limite à 25 °C vibreront à 60 °C, à moins que la tension ne soit augmentée pour compenser.
Atténuation des effets des températures élevées:
Lorsqu'un contacteur transporte un courant de défaut (avant le déclenchement de la protection en amont), les forces électromagnétiques entre les conducteurs parallèles transportant le courant créent des forces répulsives massives qui peuvent physiquement séparer les contacts malgré la force de maintien électromagnétique.
Force entre conducteurs parallèles (force de Lorentz):
F = (μ₀ × I₁ × I₂ × L) / (2π × d)
Pour un courant de défaut de 25 kA travers un contacteur de 12 kV (deux barres parallèles, espacées de 50 mm, d'une longueur de 200 mm) :
F ≈ (4π×10⁻⁷ × 25 000² × 0,2) / (2π × 0,05) ≈ 5 000 N (Force de 500 kg !)
Cette force peut dépasser la résistance mécanique du verrouillage, provoquant une séparation momentanée des contacts, puis leur refermeture lorsque le courant de défaut diminue, ce qui entraîne des dommages dus à l'arc électrique et une usure mécanique.
Solutions:
Pour les applications de dépannage, voir Guide de sélection entre contacteur à vide et VCB.

Les contacts auxiliaires subissent des vibrations indépendantes des contacts principaux en raison d'une force de contact plus faible et d'une masse plus petite. Cela crée des signaux erronés dans les circuits de commande : déclenchements intempestifs, verrouillages défaillants ou fonctionnement intermittent des équipements.
Causes profondes:

Solutions provisoires (gagner du temps pour la livraison des pièces, mais sans éliminer la cause profonde) :
Corrections permanentes:
Les tests effectués sur 150 installations ont montré que 85% des problèmes de vibrations ont été résolus de manière permanente en remédiant à la chute de tension (50% des cas) ou aux vibrations (30%), seuls 5% nécessitant le remplacement du contacteur.
Le broutage du contacteur est un symptôme qui peut avoir trois causes principales : une force de maintien électromagnétique insuffisante (tension 1,0 g, forces de court-circuit) et des erreurs de logique de commande (commandes momentanées, inversions NO/NC). Un diagnostic systématique en trois étapes (mesure de la tension sous charge, étude des vibrations, analyse du circuit de commande) permet d'identifier la cause dans 95% des cas en moins de 30 minutes.
Les solutions permanentes s'attaquent aux causes profondes : augmentation de la taille des transformateurs de commande, augmentation du calibre des câbles, ajout de supports anti-vibrations, correction des erreurs de câblage. Les solutions temporaires (augmentation de la tension au-delà de la valeur nominale, boutons de maintien manuels, amortisseurs lourds) masquent les symptômes, mais accélèrent l'usure, ce qui entraîne des pannes catastrophiques pendant les pics de demande, lorsque les temps d'arrêt pour le remplacement sont les plus coûteux.
L'idée clé : le broutage accélère l'érosion des contacts de 10 à 50 fois par rapport à une commutation normale, car chaque rebond crée des micro-arcs. Un contacteur subissant 3 événements de broutage par jour subit 50 à 150 opérations de micro-arc par jour en plus des cycles de service normaux, atteignant ainsi sa durée de vie électrique nominale en quelques mois au lieu de plusieurs années. Un diagnostic précoce et une réparation permanente transforment le chatter d'une charge de maintenance chronique en une défaillance évitée, évitant ainsi le triple coût du remplacement d'urgence, des temps d'arrêt de production et des dommages collatéraux aux équipements en aval dus à des erreurs de signal de commande.
Q1 : Qu'est-ce qui provoque le bourdonnement lorsque le contacteur à vide vibre ?
Le bourdonnement se produit lorsque la force électromagnétique de la bobine oscille à des fréquences audibles (50-300 Hz), généralement à cause d'ondulations CA sur les circuits CC ou d'une tension insuffisante provoquant des coupures périodiques. À chaque cycle : la bobine s'active → l'armature est attirée → la force s'affaiblit (chute de tension, augmentation de la température ou creux d'ondulation CA) → le ressort repousse l'armature → la bobine se réactive. Cette vibration mécanique crée un bourdonnement audible proportionnel à la fréquence de vibration. Un cliquetis léger (100-300 Hz) produit un bourdonnement aigu audible à 2-3 m de distance. Un cliquetis important (5-20 Hz) crée un claquement fort dû à la séparation complète des contacts. Le bourdonnement seul indique une force de maintien marginale : le contacteur est au seuil de défaillance, généralement <80% de tension nominale ou une température ambiante excessive réduisant la force électromagnétique en dessous de la tension du ressort.
Q2 : Pourquoi mon contacteur vibre-t-il uniquement lorsque la température ambiante est élevée (>40 °C) ?
La résistance de la bobine augmente de 0,41 TP3T/°C pour le fil de cuivre. Une bobine de 110 VCC à 25 °C = 1000 Ω ; à 60 °C = 1138 Ω (+141 TP3T). Une résistance plus élevée réduit le courant à tension constante : I = V/R. Étant donné que la force de maintien F ∝ I², l'augmentation de résistance de 14% entraîne une réduction de force de 26% ((0,86)² ≈ 0,74). Si le contacteur fonctionne à la limite à 25 °C (par exemple, tension nominale 88%, force nominale 77%), une augmentation de la température à 60 °C réduit la force à 57%, soit en dessous du seuil de tension du ressort. De plus, une température élevée ramollit les lubrifiants et réduit la force de rappel du ressort, ce qui aggrave le problème. Solution : augmenter la tension de commande de 5-10%, améliorer la ventilation du panneau ou choisir un contacteur à isolation de classe H conçu pour une température ambiante continue de 60 °C.
Q3 : Comment déterminer si la chute de tension dans les câbles de commande est à l'origine des vibrations ?
Mesurez la tension de la bobine en deux points : (1) à la sortie du transformateur de commande (à vide) ; (2) aux bornes de la bobine du contacteur sous tension (en charge). Chute de tension = V_transformateur – V_bobine. Chute acceptable : <5% pour les circuits CC, <10% pour les circuits CA. Si la chute dépasse les limites : calculez la résistance du câble R_câble = V_chute / I_bobine, puis déterminez si le calibre du câble est adapté à la longueur du trajet. Pour une bobine de 110 VCC consommant 0,1 A sur une longueur de 50 m : V_chute doit être <5,5 V (5% de 110 V), ce qui nécessite un R_câble 10% due à des câbles sous-dimensionnés ou à des connexions excessives.
Q4 : Les vibrations peuvent-elles provoquer un broutage du contacteur même lorsque la tension est adéquate ?
Oui. Les vibrations dépassant les limites de la norme CEI 60068-2-6 (0,5-1,0 g en continu) créent des forces mécaniques qui surpassent périodiquement la force de maintien électromagnétique. L'amplitude des vibrations se combine vectoriellement avec la force de rappel du ressort ; aux pics de vibration, la force totale dépasse la force de maintien électromagnétique → les contacts se séparent momentanément → le ressort ramène les contacts → le cycle se répète à la fréquence de vibration (généralement 10-150 Hz). Ce phénomène se produit même à une tension nominale de 100%, car la force électromagnétique est constante tandis que la force de vibration oscille. Diagnostic à l'aide d'une mesure par accéléromètre sur le boîtier du contacteur en fonctionnement normal. Sources typiques : moteurs à proximité (10-20 Hz), pompes (20-100 Hz), résonance structurelle (5-50 Hz). Solution : supports anti-vibrations, déplacement du contacteur, sélection d'un contacteur à usage minier avec une tension nominale continue de 2 g. Selon notre étude portant sur 150 installations, les vibrations induites représentent 30% des cas rencontrés sur le terrain.
Q5 : Qu'est-ce qu'un circuit de scellement et pourquoi sa défaillance provoque-t-elle un broutage continu ?
Le circuit de maintien maintient la bobine sous tension après avoir relâché le bouton-poussoir de fermeture. Mise en œuvre standard : le bouton-poussoir de fermeture alimente la bobine → le contacteur se ferme → le contact auxiliaire NO se ferme en parallèle avec le bouton-poussoir → le relâchement du bouton-poussoir ne met pas la bobine hors tension car le contact auxiliaire maintient le circuit. Sans circuit de maintien : le relâchement du bouton-poussoir met la bobine hors tension → le contacteur se désactive → il faut maintenir le bouton enfoncé en permanence. Défaillance courante : câblage du contact auxiliaire NO en série au lieu de parallèle, ou utilisation d'un contact NC au lieu d'un contact NO. Résultat : la bobine s'alimente → l'état du contact auxiliaire change → la bobine se désactive → le contact auxiliaire revient → le cycle se répète à une fréquence de 5 à 20 Hz. Diagnostic par observation : le cliquetis commence immédiatement après la commande de fermeture, s'arrête lorsque la commande est supprimée, aucune anomalie de tension/vibration. Réparation : vérifier que le câblage du contact auxiliaire correspond au schéma de commande, s'assurer que le contact NO est parallèle au chemin de commande de fermeture.
Q6 : Comment les forces de court-circuit provoquent-elles le cliquetis des contacteurs lors de défauts ?
Le courant de défaut crée une répulsion électromagnétique entre les conducteurs parallèles transportant le courant dans des directions opposées (force de Lorentz). Pour un défaut de 25 kA à travers des barres omnibus de contacteur de 12 kV (espacement de 50 mm), la force atteint environ 5 000 N (500 kg), ce qui peut dépasser la résistance mécanique du verrouillage. Cette force s'oppose à la force de maintien électromagnétique ; si la force combinée (répulsion + tension du ressort) est supérieure à la force de maintien, les contacts s'ouvrent lors du défaut. Les contacts se referment ensuite lorsque le courant de défaut diminue (temps de déclenchement de la protection 100-300 ms), créant un arc destructeur lors de la refermeture. Diagnostic : le broutage ne se produit que lors d'événements à courant élevé, l'inspection révèle une érosion/piqûre des contacts, l'enregistreur d'événements indique des pics de courant > 10 × la valeur nominale. Solution : vérifier que la capacité de fermeture du contacteur est ≥ au niveau de défaut du système, ajouter des fusibles de limitation de courant en amont ou remplacer le contacteur par un VCB conçu pour l'interruption des défauts si des défauts fréquents sont à prévoir.
Q7 : Quand dois-je remplacer le contacteur plutôt que de réparer l'unité existante ?
Remplacer si : (1) Les contacts principaux de l'interrupteur à vide présentent une érosion >30% ou une résistance >500 µΩ (test au micro-ohmmètre) ; (2) La résistance d'isolement de la bobine est <1 MΩ (test au mégohmmètre 500 VCC) ; (3) Les opérations mécaniques dépassent 70% de la durée de vie nominale avec une fatigue visible du ressort ou une usure de la tringlerie ; (4) Plusieurs défaillances simultanées (vibration + surchauffe + dérive de synchronisation). Réparer si : (1) Cause unique (chute de tension, vibration, erreur du circuit de commande) ; (2) Usure des contacts auxiliaires uniquement (blocs remplaçables sur site) ; (3) Les réglages mécaniques permettent de résoudre la vibration (tension du ressort, alignement) ; (4) <50% de durée de vie électrique/mécanique nominale consommée. Économie sur le terrain : le remplacement du bloc de contacts auxiliaires coûte entre $50 et $200, celui du contacteur complet entre $2 000 et $5 000 (12 kV, classe 400 A). Un remplacement injustifié gaspille 90% de la valeur restante du contacteur ; une réparation injustifiée risque d'entraîner une défaillance catastrophique pendant les pics de demande. Utiliser la matrice de décision : Âge × Gravité × Coût de réparation vs Coût de remplacement.