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Les contacts auxiliaires sont des éléments de commutation de faible puissance reliés mécaniquement à des contacteurs, des disjoncteurs et des relais qui fournissent un retour d'information sur la position et permettent le verrouillage des commandes. Ces contacts ne transportent pas de courant de charge : ils signalent l'état des appareils aux systèmes de commande, aux interfaces SCADA et aux circuits de sécurité qui coordonnent le fonctionnement du réseau électrique.
Les désignations NO (normalement ouvert) et NC (normalement fermé) décrivent l'état du contact lorsque le dispositif principal se trouve dans sa position position hors tension ou déconnectée. Cette distinction est source de confusion persistante : “ normal ” ne signifie pas “ condition de fonctionnement normale ”. Un contact normalement ouvert n'a pas de continuité électrique lorsque le disjoncteur est ouvert ; il se ferme lorsque le disjoncteur se ferme. Un contact normalement fermé fonctionne à l'inverse : il assure la continuité lorsque l'appareil est au repos et coupe le circuit lorsque l'appareil est actionné.
Dans le cadre des évaluations de dépannage effectuées dans les installations industrielles et les services publics, la mauvaise compréhension de cette logique fondamentale est à l'origine d'environ 40% des défaillances des circuits de commande que nous rencontrons. Les erreurs s'enchaînent : les indications inversées induisent les opérateurs en erreur, les verrouillages défaillants permettent des séquences de commutation dangereuses et les équipes de mise en service passent des heures à rechercher des défauts qui proviennent d'une simple paire de fils permutés.
Ce guide traite de la logique électrique qui sous-tend le câblage des contacts auxiliaires, présente des schémas types pour les applications d'appareillage de commutation moyenne tension et répertorie les erreurs qui provoquent des défaillances dans la pratique.
Les contacts auxiliaires changent d'état grâce à un couplage mécanique direct avec le mécanisme de fonctionnement du dispositif principal. Lorsqu'une bobine de contacteur est alimentée (ce qui nécessite généralement une tension nominale de bobine comprise entre 80 et 110%), le champ magnétique tire l'armature, actionnant simultanément les contacts principaux et auxiliaires. L'écart entre les contacts dans les blocs auxiliaires mesure généralement 2 à 4 mm, ce qui offre un espace diélectrique suffisant pour des tensions de circuit de commande allant jusqu'à 250 V CA/CC.
Trois configurations physiques apparaissent sur les commutateurs auxiliaires des appareillages de commutation :
La nomenclature standard CEI utilise une numérotation à deux chiffres pour les bornes : les chiffres 1-2 indiquent les contacts NC, les chiffres 3-4 indiquent les contacts NO, et le chiffre des dizaines identifie la position du contact dans le bloc auxiliaire. La paire de bornes 13-14 représente le premier contact NO ; 21-22 représente le premier contact NC.
Les observations sur le terrain révèlent que le rebond de contact pendant la fermeture dure environ 2 à 5 millisecondes. Sans filtrage approprié, ce rebond déclenche de faux signaux dans les entrées PLC sensibles, un problème de dépannage que nous abordons dans la section « Erreurs courantes » ci-dessous.
La relation entre la position du dispositif et l'état de contact suit une logique déterministe. Pour un disjoncteur à vide, les désignations standard sont les suivantes :
| Type de contact | Disjoncteur OUVERT | Disjoncteur FERMÉ |
|---|---|---|
| NON (52a) | Pas de continuité | Continuité |
| NC (52b) | Continuité | Pas de continuité |
Cette dépendance mécanique signifie que les contacts auxiliaires reflètent position physique réelle, et non une position commandée. Si la bobine de fermeture s'active mais que le mécanisme se bloque, les contacts auxiliaires restent dans la configuration “ disjoncteur ouvert ”, fournissant ainsi un retour d'information réel sur la position plutôt que de reproduire le signal de commande.
Les schémas à double contact exploitent ce principe pour détecter les anomalies. Lorsque les contacts 52a et 52b alimentent des entrées numériques SCADA distinctes, le système de contrôle s'attend à des états opposés. Si les deux lectures sont identiques (indiquant toutes deux une continuité ou toutes deux indiquant un circuit ouvert), le système signale une défaillance du contact auxiliaire ou un blocage du mécanisme.
Selon IEEE C37.11, Les interrupteurs auxiliaires pour disjoncteurs haute tension doivent fournir une indication de position fiable pendant toute la durée de vie mécanique nominale du disjoncteur, généralement 10 000 opérations pour les disjoncteurs à vide moyenne tension.
[Avis d'expert : vérification des coordonnées sur le terrain]
- Vérifiez toujours l'état des contacts à l'aide d'un multimètre lors de la mise en service : la résistance doit être inférieure à 0,1 Ω lorsque les contacts sont fermés.
- Actionnez manuellement le mécanisme dans les deux positions tout en observant les changements de continuité.
- Ne vous fiez jamais uniquement aux étiquettes des fils ; vérifiez le contact réel par rapport à la position connue du mécanisme.
- Consignez toute divergence entre les affectations de contacts indiquées et celles mesurées avant la mise sous tension.
Les contacts les plus fondamentaux des voies d'application 52a et 52b vers les indicateurs du panneau local :
+DC ────┬──── 52a ──── LED ROUGE (FERMÉ) ──── -DC │ └──── 52b ──── LED VERTE (OUVERT) ──── -DC
Disjoncteur ouvert : 52b fermé, LED verte allumée. Disjoncteur fermé : 52a fermé, LED rouge allumée. Les deux indications changent d'état simultanément pendant le fonctionnement normal. Si une seule change, la différence indique une défaillance du commutateur auxiliaire.
Les installations modernes attribuent des entrées numériques distinctes à chaque indication :
| Canal DI | Source Contact | Signification lorsque DI = 1 |
|---|---|---|
| DI-01 | 52a | Disjoncteur fermé |
| DI-02 | 52b | Disjoncteur ouvert |
La logique de divergence dans le RTU détecte les conditions de défaillance :
Configurez un filtrage anti-rebond de 10 à 50 ms pour supprimer le rebond des contacts pendant les transitions de commutation.
La prévention du fonctionnement en parallèle des sources nécessite des circuits permissifs :
CIRCUIT FERMÉ DU DISJONCTEUR B : +DC → FERMER PB → 52b(A) → 52b(B) → ANTI-POMPE → FERMER BOBINE(B) → -DC
Le disjoncteur B ne se ferme que si le disjoncteur A est ouvert (52b-A assure la continuité) et si le disjoncteur B est actuellement ouvert (52b-B assure la continuité pour la logique anti-pompage). Cela empêche l'alimentation d'un bus à partir de deux sources non synchronisées.
Les relais anti-pompage empêchent les cycles répétés de déclenchement lorsque la commande de fermeture persiste pendant une séquence de déclenchement de protection. Le contact 52b coupe le circuit de la bobine de fermeture immédiatement après la fermeture réussie. Même si l'opérateur maintient le bouton-poussoir de fermeture enfoncé, le disjoncteur ne peut pas se refermer tant que le bouton n'est pas relâché et que le mécanisme n'est pas réinitialisé.
Pour les applications de contacteurs à vide dans les circuits de démarrage des moteurs, les contacts auxiliaires confirment l'enclenchement du contacteur dans les 200 à 500 ms suivant la commande de fermeture. L'absence de confirmation déclenche une alarme de défaut du contacteur dans l'API. En savoir plus sur Intégration d'un contacteur à vide dans les systèmes de commande de moteurs.
L'erreur : Connecter 52a à l'indication OUVERT et 52b à l'indication FERMÉ.
Conséquence : Les affichages indiquent exactement le contraire de la réalité. Les opérateurs voient “ OPEN ” (OUVERT) alors que le disjoncteur est fermé. Dans le pire des cas, le personnel de maintenance tente de retirer un disjoncteur affichant “ OPEN ” (OUVERT) alors qu'il est en réalité fermé et sous tension.
Prévention : Vérifiez l'état des contacts à l'aide d'un multimètre lors de la mise en service, en corrélant la position mécanique avec la continuité électrique. Testez les deux positions avant de connecter les circuits d'indication.
L'erreur : Acheminement de plusieurs charges via des contacts auxiliaires calibrés pour un service pilote de 5 à 10 A sans calculer le courant total.
Conséquence : Surchauffe des contacts, érosion accélérée, soudure éventuelle ou défaut de transfert. Les contacts auxiliaires classés selon la norme CEI 60947-5-1 pour la catégorie d'utilisation AC-15 supportent des charges électromagnétiques allant jusqu'à 6 A à 230 V CA. Le dépassement de cette valeur réduit de manière exponentielle la durée de vie des contacts.
Prévention : Calculez le courant total de charge. Pour les charges dépassant les valeurs nominales, utilisez des relais intermédiaires dont les contacts sont adaptés à la charge réelle.
L'erreur : Indication de la position de marche, verrouillage et entrée SCADA via un seul contact auxiliaire.
Conséquence : Une défaillance de contact désactive simultanément l'indication, bloque la logique d'interverrouillage et aveugle le système SCADA. Il ne reste aucune redondance.
Prévention : Utilisez des contacts dédiés pour chaque fonction. Les assemblages de commutateurs auxiliaires modernes fournissent 8 à 12 éléments de contact spécialement conçus pour la séparation fonctionnelle.
L'erreur : Confusion entre les bornes Common, NO et NC sur les contacts inverseurs.
Conséquence : L'utilisation d'un terminal incorrect comme terminal commun crée un circuit ouvert dans les deux positions. L'inversion des contacts NO et NC inverse la logique sans indication évidente jusqu'à ce qu'une opération critique échoue.
Prévention : Consultez les schémas de raccordement du fabricant. Les conventions de numérotation des bornes IEC et ANSI diffèrent : vérifiez quelle norme s'applique à votre équipement.
L'erreur : Connexion directe des contacts auxiliaires aux entrées numériques à grande vitesse du PLC sans filtrage anti-rebond.
Conséquence : Le rebond mécanique produit des séquences rapides marche-arrêt-marche d'une durée de 2 à 5 ms. Les entrées à interrogation rapide interprètent cela comme des opérations multiples, ce qui corrompt les compteurs de cycles et déclenche de fausses alarmes.
Prévention : Configurez un rebond de 10 à 50 ms dans les paramètres PLC/RTU ou installez des circuits RC matériels pour les entrées critiques.
L'erreur : En supposant que le câblage d'usine est correct, passer directement au test haute tension.
Conséquence : La première opération du disjoncteur révèle des indications inversées ou, pire encore, un verrouillage qui permet un fonctionnement dangereux en raison d'erreurs de câblage qui n'ont jamais été testées à basse tension.
Prévention : Effectuer une vérification de continuité point à point pendant les essais de réception sur site. Actionner manuellement le mécanisme tout en observant tous les changements d'état des contacts auxiliaires.
[Avis d'expert : leçons tirées des échecs de mise en service]
- Nous avons remonté la piste d'une session de dépannage de trois heures jusqu'à un seul fil connecté à la borne 14 au lieu de la borne 24.
- Les défauts intermittents proviennent souvent de ferrules desserrées sur les fils toronnés. Serrez les vis des bornes selon les spécifications du fabricant.
- Lors du remplacement de blocs auxiliaires provenant de différents fabricants, vérifiez la correspondance des bornes par rapport à l'ancienne et à la nouvelle documentation.
- Photographiez la position des fils avant de les déconnecter pendant la maintenance — les numéros des bornes s'effacent au fil des années d'utilisation.
Avant de mettre sous tension tout circuit de commande :
Avec le circuit primaire hors tension :
Comprendre le mécanisme de fonctionnement permet de mieux définir les procédures de test. Notre Guide sur les principes de fonctionnement des disjoncteurs à vide couvre les principes mécaniques qui régissent l'actionnement des contacts auxiliaires.
Causes possibles : Contact soudé bloqué dans une position, mécanisme coincé à mi-course, défaut de câblage entraînant une lecture erronée.
Étapes du diagnostic :
Causes possibles : Connexions de bornes desserrées, surfaces de contact usées, rebond des contacts sans filtrage anti-rebond, tension d'alimentation marginale
Étapes du diagnostic :
Causes possibles : Le contact auxiliaire de l'appareil référencé est resté ouvert, le câblage passe par un contact incorrect, la came du commutateur auxiliaire est déréglée.
Étapes du diagnostic :
La planification des quantités de contact dépend des exigences fonctionnelles :
| Fonction | Type de contact | Quantité typique |
|---|---|---|
| Indication de position (52a) | NON | 2 |
| Indication de position (52b) | NC | 2 |
| Verrouillage électrique | NC | 2–4 |
| Anti-pompage | NC | 1 |
| Surveillance du circuit de déclenchement | NO + NC | 2 |
| Interface SCADA | Mixte | 2–4 |
| Pièce de rechange | Mixte | 2–4 |
Pour les installations VCB complètes, prévoyez un total de 12 à 16 contacts.
Caractéristiques électriques : Sélectionnez des contacts auxiliaires calibrés pour au moins 250 VCC lorsque vous utilisez des systèmes de commande 110 VCC, ce qui offre une marge suffisante pour les variations de tension. Les courants nominaux de 5 à 10 A conviennent à la plupart des applications de commande pilote ; vérifiez la capacité de fermeture et d'ouverture pour les charges inductives.
Endurance mécanique : Les commutateurs auxiliaires doivent avoir une résistance mécanique nominale égale ou supérieure à celle du dispositif principal. Pour un VCB conçu pour 10 000 opérations, les commutateurs auxiliaires doivent atteindre ce chiffre sans dégradation des contacts.
Découvrez les ensembles de commutateurs auxiliaires complets et composants d'appareillage conçus pour les applications MT. Pour les exigences relatives à l'intégration des disjoncteurs à vide, consultez notre Spécifications du fabricant VCB.
Que signifie “ normalement ouvert ” pour un contact auxiliaire ?
Normalement ouvert décrit l'état du contact lorsque l'appareil associé est hors tension : le contact n'a aucune continuité électrique au repos et ne se ferme que lorsque l'appareil principal (disjoncteur, contacteur) s'actionne pour passer en position sous tension ou fermée.
Combien de contacts auxiliaires un disjoncteur à vide classique nécessite-t-il ?
La plupart des installations de disjoncteurs à vide MV utilisent 8 à 16 contacts auxiliaires, répartis entre l'indication de position, le verrouillage, l'anti-pompage, la supervision du circuit de déclenchement, l'interface SCADA et la capacité de réserve pour les besoins futurs.
Les contacts auxiliaires peuvent-ils commuter directement les charges du moteur ?
Les contacts auxiliaires sont conçus pour des applications de commande pilote avec des intensités nominales typiques de 5 à 10 A. Les courants de démarrage des moteurs provoquent une usure rapide des contacts, une surchauffe et, à terme, un soudage. Utilisez plutôt un contacteur de puissance appropriée commandé par le contact auxiliaire.
Pourquoi mon SCADA affiche-t-il simultanément les indications OUVERT et FERMÉ ?
Des indications contradictoires simultanées résultent généralement d'un contact auxiliaire soudé, d'un mécanisme bloqué en position intermédiaire ou d'un défaut de câblage qui crée une lecture erronée sur un canal d'entrée. Une inspection physique de la position du dispositif permet de clarifier l'état réel.
Quel temps de rebond dois-je configurer pour les entrées de contact auxiliaires ?
Configurez un filtrage anti-rebond de 10 à 50 ms dans les paramètres d'entrée numérique du PLC ou du RTU afin de supprimer les rebonds mécaniques lors des transitions de commutation. Cela permet d'éviter les comptages erronés et les fausses alarmes sans retarder de manière significative les mises à jour d'état légitimes.
Comment vérifier l'état des contacts auxiliaires pendant la maintenance ?
Mesurez la résistance de contact à l'aide d'un multimètre de qualité : les contacts fermés doivent afficher une valeur inférieure à 0,1 Ω. Une résistance supérieure à 1 Ω indique une contamination, des piqûres ou un désalignement mécanique nécessitant un nettoyage des contacts ou le remplacement du commutateur auxiliaire.
Qu'est-ce qui provoque la défaillance prématurée des contacts auxiliaires ?
Les causes courantes comprennent le dépassement des intensités nominales (en particulier avec les charges inductives), l'usure mécanique due à une fréquence de commutation élevée, la contamination due à la pénétration d'éléments environnementaux et l'érosion électrique due à une suppression inadéquate des arcs sur les circuits à courant continu commutant des charges inductives.
