Interrupteurs et commutateurs
(switches)
On appelle interrupteur un appareil qui sert à fermer ou à ouvrir un circuit électrique, tandis qu'un commutateur permet, de plus, de changer les connexions des circuits et des appareils de consommation électrique.
Aux différents procédés d'installation et de contrôle des circuits et des appareils correspondent des types divers d'interrupteurs et de commutateurs.
Interrupteurs sectionneurs (Isolating switches)
Interrupteurs de circuit de moteur (Motor circuit switches)
Interrupteurs de branchement (Service entrance switches)
Interrupteurs de montage (Wiring switches)
Interrupteurs de contrôle (Control switches)
Interrupteurs pour instruments (Instrument switches)
Ils peuvent être exposés (open) ou enfermés (closed), fonctionner dans l'air (air brake) ou immergés dans l'huile (oil im-mersed).
Quant à leur vitesse de fonctionnement, on distingue les interrupteurs ordinaires (ordinary), à rupture brusque (quick brake), à contact et rupture brusque (quick make and brake).
Ils fonctionnent manuellement, magnétiquement, au moyen d'un moteur, au moyen d'un mécanisme à levier ou à disque, etc.
Leurs contacts peuvent être à couteau, à bout ou à mercure. Une étude détaillée de tous ces interrupteurs dépasserait le cadre de ce volume qui ne traite que des interrupteurs de circuits ordinaires et ce n'est qu'au besoin que l'on parlera des autres types.
On classe habituellement les interrupteurs de montage en trois grandes catégories :
a) selon leur dispositif de fonctionnement (opération) ;
b) selon le mode d'installation (mounting) ;
c) selon la construction intérieure ou le mode de commande (function).
En tenant compte du mécanisme de fonctionnement des lames mobiles il existe une quatrième catégorie, mais son importance étant minime du point de vue électrique on ne tiendra compte que des trois premières catégories.
a) Selon le dispositif de fonctionnement. La première catégorie comprend les interrupteurs de montage suivants :
1 - à bascule (toggle or tumbler) (fig. 5.1),
2 - à bouton rotatif {rotary button) (fig. 5.2),
3 - à poussoir (push button) (fig. 5.3),
4 - à chaînette (pull chain) (fig. 5.4),
5 - à couteaux (knife blade) (fig. 5.5a et b).
b) Selon le mode d'installation. Les interrupteurs appartiennent à l'un des types suivants :
1 - en saillie (surface),
2 - encastré (flush),
3 - à socle (canopy),
4 - à insertion (through-cord).
L'interrupteur en saillie se pose sur une surface - mur, par exemple - toutes ses parties restant apparentes (fig. 5.6).
L'interrupteur encastré se pose dans une boîte; seul, le bouton reste visible (fig. 5.7).
L'interrupteur à socle s'installe sur le socle ou patère d'une lampe fixe ou portative (fig. 5.8).
L'interrupteur à insertion dans lequel s'insère le cordon d'un appareil portatif (fig. 5.9).
c) Selon le mode de commande. Les interrupteurs et les commutateurs se divisent en huit groupes :
1 - un contact (one point), deux contacts (2-point), trois contacts (3-point), etc.;
2 - unipolaire (single pôle), bipolaire (double pôle), tripolaire (triple pôle), quadripolaire (four pôle);
3 - à trois directions (3-way), à quatre directions (4-way);
4 - à une direction (single throw), à deux directions (double throw);
5 - de lustres (suspensions);
6 - série parallèle de cuisinières électriques (series-parallel ou heater);
7 - à contact momentané (momentary contact);
8 -à plusieurs intensités lumineuses (dimmer switches) (fig. 5.36 et 5.37).
La terminologie précédente prête parfois à confusion entre les termes trois contacts, tripolaire, trois directions, d'autant plus que certains manufacturiers appellent leurs commutateurs trois directions des interrupteurs à trois contacts.
Chacun de ces termes possède une signification et un usage particuliers; on ne doit donc l'employer qu'à bon escient.
L'interrupteur un contact se compose d'un levier métallique pivotant à l'une de ses extrémités, l'autre pouvant décrire un arc de cercle sur le plan horizontal et faire contact avec une borne (fig. 5.10).
Les interrupteurs à deux contacts, trois contacts, etc., sont d'une construction identique à celle de l'interrupteur un contact, avec cette différence que le levier peut faire contact avec deux, trois, n bornes (fig. 5.11 a, b, c).
Les interrupteurs à un contact ne servent guère que dans les systèmes à très bas voltage (jusqu'à 30 volts).
Avant de poursuivre les définitions des différentes fonctions ou des genres de commande des interrupteurs, le lecteur doit prendre connaissance de l'article 10-002 du Code canadien.
Les systèmes d'éclairage à bas voltages entrent dans les catégories citées dans cet article; il s'ensuit donc qu'ils doivent être mis à la terre.
Dans un tel système, le fil mis à la terre, appelé aussi fil identifié, doit être de couleur blanche ou gris nature, ou identifié d'une façon quelconque et relié à la borne identifiée des douilles, réceptacles à vissage, sorties d'accommodation, etc.
La borne identifiée de ces appareils est généralement la plus sujette à être touchée accidentellement et en y reliant le fil mis à la terre on élimine les chocs électriques.
Afin que le lecteur puisse identifier rapidement les fils et les bornes, on représentera, dans les schémas suivants, le fil mis à la terre par une ligne pointillée. On notera cependant que ce n'est qu'une convention utile mais non obligatoire.
On appelle interrupteur unipolaire celui dont un fil ou côté de circuit peut être ouvert ou fermé.
D'un calibre de 10 A - 125 V ou 5 A - 250 V, il se compose de deux bornes et d'une lame mobile ; c'est de beaucoup le plus utilisé dans les systèmes ordinaires.
Une lampe commandée par un interrupteur (fig. 5.12) en constitue l'application la plus simple.
Le fil blanc ou identifié est relié à un côté de la lampe (borne de la vis de la douille) et le fil chargé ou non mis à la terre à une borne de l'interrupteur.
L'autre borne de l'interrupteur et celle de la douille sont reliées ensemble par un fil voyageur.
Il est important de ne pas relier le fil mis à la terre à l'interrupteur et le fil chargé à la douille, spécialement dans les endroits humides ou à l'extérieur, à cause du danger possible que représente la masse de la terre et parce que cet interrupteur n'ouvre qu'un côté du circuit.
Dans un circuit relié comme celui de la figure 5.13, lorsqu'une mise à la terre accidentelle se produit sur le fil voyageur, la lampe reste allumée, même avec l'interrupteur ouvert.
Un autre cas est celui de plusieurs lampes commandées par un interrupteur (fig. 5.14).
Le fil chargé est relié à une borne de l'interrupteur, le fil identifié à une borne de chaque lampe et le fil voyageur relie l'autre borne de l'interrupteur à l'autre borne de chaque lampe.
On remarque que le fil identifié et le fil voyageur ne se terminent pas à chaque lampe, mais bouclent à la première, puis à la seconde, etc.
Le cas le plus fréquent reste celui d'une lampe ou d'un groupe de lampes respectivement commandées par un interrupteur (fig. 5.15).
Le fil identifié est relié à une borne de chaque lampe, le fil chargé à une borne de chaque interrupteur et un fil voyageur relie l'autre borne de chaque lampe qu'il commande.
Dans l'interrupteur bipolaire, deux fils (ou côtés d'un circuit) ou un fil (ou côté de deux circuits) peuvent s'ouvrir et se fermer simultanément. Cet interrupteur, de calibre 10A-125V et 10 A-250V, se compose de quatre bornes fixes et de deux lames mobiles.
On ne l'utilise pas beaucoup dans les circuits ordinaires d'éclairage, mais plutôt dans les centres de distribution, comme interrupteur de circuit de moteurs. Comme interrupteur mural ordinaire, il remplit le rôle d'un unipolaire.
Comme il ouvre ou ferme les deux côtés d'un circuit, on l'emploie dans les endroits dangereux, humides ou dans lesquels se produit beaucoup de condensation.
La figure 5.16 représente plusieurs lampes commandées par un interrupteur bipolaire. Le fil chargé et le fil mis à la terre sont reliés à deux bornes de l'interrupteur.
Il faut veiller à ce que les deux bornes ne soient pas jointes par une lame mobile lorsque l'interrupteur est fermé, car il se produirait un court-circuit.
Le fil voyageur qui prolonge le fil mis à la terre est relié à la douille à vis de chaque lampe et le fil voyageur qui prolonge le fil chargé est relié à l'autre borne de chaque lampe.
Dans un interrupteur tripolaire, trois fils (ou côtés d'un circuit) ou un fil (ou côté de n circuits) peuvent être ouverts ou fermés simultanément.
On installe les interrupteurs tripolaires et multipolaires principalement dans les installations de moteurs, mais rarement dans les systèmes d'éclairage et jamais comme interrupteurs muraux.
Un commutateur trois directions possède quatre bornes fixes et un ou deux couteaux mobiles, et son calibre est de 10 A-125 V et 5A-250 V.
Deux des bornes fixes sont reliées par un fil de dérivation et forment ainsi un point commun.
Le ou les couteaux mobiles sont actionnés de manière que chacune des deux positions du commutateur produise une jonction entre le point commun et l'une ou l'autre des deux autres bornes.
Les commutateurs à trois directions servent surtout (a) à commander des lampes de plusieurs endroits, comme dans les vestibules, passages, escaliers, etc., et (b) dans un système interrupteur maître.
Dans le système de lampes commandées de l'un quelconque de deux endroits par deux commutateurs à trois directions (fig. 5.17).
On relie le fil identifié à une borne de chaque lampe et le fil chargé au point commun d'un interrupteur. Le point commun de l'autre commutateur est relié à l'autre borne de chaque lampe.
Enfin, deux fils voyageurs relient directement les deux bornes indépendantes de chaque commutateur.
La figure 5.18 illustre une autre méthode, rarement utilisée, de commander des lampes de n'importe lequel de deux endroits, avec deux commutateurs à trois directions.
Le fil mis à la terre est relié à une borne de chaque lampe et le fil chargé à une borne indépendante de chaque commutateur.
Un fil voyageur relie l'autre borne indépendante des deux interrupteurs à l'autre borne de chaque lampe; enfin, un fil voyageur relie directement les points communs des deux commutateurs.
On remarquera que dans la figure 5.18 les commutateurs à trois directions sont représentés d'une façon plus simple que dans la figure 5.17.
Le système interrupteur maître
On appelle interrupteur maître un interrupteur relié de manière à allumer ou à éteindre simultanément toutes les lumières ou une partie déterminée des lumières d'une installation, indépendamment de la position ou du fonctionnement des interrupteurs qui normalement contrôlent ces lumières.
Le système interrupteur maître est souvent appelé système d'urgence parce que sa fonction la plus fréquente dans un édifice consiste à fournir un éclairage de secours en cas d'incendie ou de cambriolage.
Ordinairement, dans les édifices commerciaux et industriels, il ne commande que les lampes les plus importantes, celles qui éclairent les endroits stratégiques (escaliers, passages) ou une rangée de lampes dans des pièces de grandes dimensions, etc.
L'interrupteur se trouve alors dans la chambre du concierge ou tout autre endroit propice.
Il est bien évident que pour un bon fonctionnement de l'installation, les douilles ou les appliques doivent appartenir au type sans clef.
Il arrive que l'on installe d'autres lumières, appelées lumières d'urgence, en plus de celles que l'éclairage normal requiert. Elles sont imposées par le code dans certaines installations et un tel système reste nécessairement distinct des installations d'éclairage normales dont l'usage quotidien assure le bon fonctionnement.
Dans le système d'interrupteur maître, les interrupteurs qui commandent normalement les lumières sont des commutateurs à trois directions, tandis que l'interrupteur maître est un interrupteur unipolaire ou bipolaire.
La figure 5.19 représente une installation où l'interrupteur maître, lorsqu'on le ferme, allume toutes les lumières.
SM. No = interrupteur maître normalement ouvert, SM. Nf = interrupteur maître normalement fermé
Le fil mis à la terre est relié à chaque lampe par une borne, et l'autre borne est reliée au point commun de l'interrupteur à trois directions qui la commande.
Le fil chargé est relié à une borne de l'interrupteur maître et à une borne indépendante de chaque commutateur à trois directions. La borne restante de l'interrupteur maître est ensuite reliée à la borne restante de chaque commutateur à trois directions.
On remarquera que lorsque l'interrupteur maître est ouvert les commutateurs à trois directions commandent leurs lampes respectives à la manière des interrupteurs unipolaires.
Il arrive parfois qu'on installe deux interrupteurs maîtres, un pour allumer les lampes et l'autre pour les éteindre (fig. 5.20).
Dans une installation d'interrupteur maître il est impossible d'employer des interrupteurs unipolaires au lieu de commutateurs à trois directions ainsi que le montre clairement la figure 5.21.
Un interrupteur maître peut allumer aussi un ou plusieurs groupes de lampes commandées de deux ou plusieurs endroits (fig. 5.22).
On notera (fig. 5.19, 5.20 et 5.22) qu'un interrupteur maître ne commande jamais les lampes directement, mais toujours par l'intermédiaire des autres commutateurs.
Le commutateur à quatre directions, d'un calibre de 5 A - 125 V et 2 A - 250 V, porte quatre bornes fixes et deux lames mobiles, isolées l'une de l'autre et disposées de manière qu'à chacune des deux positions du commutateur un contact simultané et indépendant s'établisse entre deux paires de bornes.
On emploie les commutateurs à quatre directions pour commander des lampes de l'un quelconque de trois, quatre, n endroits différents, par exemple dans les escaliers, les longs corridors et les grandes pièces ayant plus de deux portes.
Comme on le remarque sur les figures 5.23a et b, les deux commutateurs extrêmes sont à trois directions et le commutateur intermédiaire est à quatre directions. Le diagramme de connexion reste le même que celui des lampes commandées de deux endroits seulement (fig. 5.17).
En fait, on a coupé (fig. 5.23a) les deux fils voyageurs reliant directement les deux bornes indépendantes des commutateurs à trois directions (fig. 5.17) pour insérer à cet endroit (fig. 5.23b) le commutateur à quatre directions.
Deux paires de fils voyageurs arrivent donc à un commutateur à quatre directions ou en partent.
De même, dans le diagramme de connexion de lampes commandées de quatre, cinq ou n endroits, les deux fils voyageurs unissant les bornes indépendantes des commutateurs extrêmes (trois directions) sont coupés à deux, trois, n endroits où des interrupteurs à quatre directions sont insérés.
Dans cette disposition, illustrée par les figures 5.24a et b, les lampes sont commandées de l'un quelconque de cinq endroits.
On prendra grand soin que les paires de fils voyageurs arrivant au commutateur ou qui en partent soient connectées à des paires de bornes ne pouvant jamais être reliées par les lames dans l'une ou l'autre position (fig. 5.25) ; sinon le fonctionnement de l'installation laissera à désirer.
On peut toujours employer des commutateurs à quatre directions au lieu de commutateurs à trois directions; une borne restera libre de fil.
La figure 5.26 montre une installation de ce genre (comparer avec la figure 5.17), mais un commutateur à quatre directions coûte à peu près cinq fois plus cher qu'un interrupteur à trois directions ; aussi choisit-on toujours ce dernier quand il permet d'obtenir le même résultat.
Dans un interrupteur à une direction le ou les couteaux mobiles font contact avec un groupe de bornes seulement.
Dans un commutateur à deux directions le ou les couteaux actionnés font contact avec l'un ou l'autre de deux groupes de bornes.
Les interrupteurs à une direction et les commutateurs à deux directions peuvent être du type unipolaire ou multipolaire.
Ces termes, habituellement réservés à des interrupteurs à couteaux, peuvent aussi s'appliquer à d'autres sortes d'interrupteurs : à bouton rotatif, à poussoir, etc. L'emploi de ces appareils sera étudié un peu plus loin.
Dans un commutateur de lustres les bornes et les lames sont disposées de façon à commander de différentes manières deux ou plusieurs circuits ou appareils électriques.
On utilise surtout les commutateurs à deux directions et à trois directions. Chacun d'eux permet plusieurs combinaisons d'éclairage et ils sont habituellement à bouton rotatif (fig. 5.27 et 5.28).
Les commutateurs de lustres commandant deux ou trois circuits de différentes manières ne sont presque plus employés de nos jours.
On trouve beaucoup plus simple d'installer deux ou trois interrupteurs unipolaires, un par circuit, que d'être obligé d'actionner un commutateur à plusieurs reprises avant d'atteindre la combinaison de circuit désirée.
Les commutateurs de lustres servent aujourd'hui à commander des lampes "Trilite", à trois intensités d'éclairage.
Le commutateur série-parallèle ou combinateur a des bornes et des lames arrangées de façon à commander deux ou plusieurs éléments d'appareils électriques (ordinairement les éléments de cuisinières, de radiateurs, etc.) en série, en parallèle, en série-parallèle (fig. 5.29, 5.30 et 5.31).
La figure 5.29 montre un circuit simple, à trois intensités, commandé par un commutateur série-parallèle à quatre positions. Ce commutateur est utilisé sur 115 volts.
Dans la position "low", les éléments A et B sont reliés en série.
L'élément A est en circuit dans la position "médium". À la position "high", le courant passe dans les éléments A et B qui sont alors reliés en parallèle.
La figure 5.30 illustre un commutateur série-parallèle à quatre positions et trois intensités pouvant être utilisé sur 115 ou 230 volts.
À la position "off", les lames de l'interrupteur ne font aucun contact.
À la position "high", les éléments A et B sont reliés en parallèle.
À la position "médium", l'élément B est en circuit.
À la position "low", les éléments A et B sont reliés en série.
La figure 5.31 nous montre un commutateur série-parallèle à six positions et cinq intensités utilisable sur un circuit 115/230 volts.
Remarque : L'élément A et l'élément B ont des valeurs ohmiques différentes.
À la position "off", les lames du commutateur ne font aucun contact.
À la position "high", les éléments A et B sont reliés en parallèle sur le 230 volts.
À la position "médium", l'élément A est en circuit sur 230 volts.
À la position "low med", l'élément B est en circuit sur 230 volts. A la position "low", l'élément A est en circuit sur 115 volts.
À la position "simmer", les éléments A et B sont reliés en série sur 115 volts.
Les éléments de chauffage consomment habituellement beaucoup de courant ; les commutateurs qui les commandent doivent donc posséder une capacité suffisante en ampères, une grande vitesse d'action des lames mobiles afin d'éviter les arcs et, enfin, pouvoir résister à une température élevée.
C'est pourquoi on emploie des commutateurs permettant de satisfaire à ces exigences.
Un interrupteur à contact momentané n'ouvre ou ne ferme un ou plusieurs circuits que pendant la période de temps où son dispositif de mise en oeuvre est actionné.
Il existe deux sortes d'interrupteurs à contact momentané; l'interrupteur ouvert à l'état normal (fig. 5.32) et l'interrupteur fermé à l'état normal (fig. 5.33)
et qui ne ferment ou n'ouvrent le circuit que pendant le fonctionnement du dispositif de mise en oeuvre.
Très souvent les deux sortes d'interrupteurs sont montés sur une même base de façon que deux circuits distincts puissent être commandés du même endroit (fig. 5.34).
C'est ce genre d'interrupteur à contact momentané que l'on emploie le plus pour commander d'autres gros interrupteurs (interrupteurs de circuit de moteur, contrôleurs, etc.) d'un point éloigné.
Un autre type d'interrupteur à contact momentané est l'interrupteur de ,|porte (door switch) installé sur le linteau d'une porte de façon qu'en ouvrant ou en fermant la porte, l'interrupteur se ferme ou s'ouvre (fig. 5.35).
On utilise ce type d'interrupteurs pour les garde-robes, les cabines téléphoniques, les voûtes, les réfrigérateurs, etc.
Commutateur à plusieurs intensités
Le commutateur à plusieurs intensités (dimmer switch) présente le double avantage d'augmenter la durée des lampes et le confort.
Comme le montre la figure 5.36, le bouton rotatif entraîne un curseur qui, glissant sur une bobine, fait varier le voltage et le courant de la lampe et permet ainsi de régler l'intensité lumineuse.
La figure 5.37 montre un commutateur à trois positions. Pour un travail exigeant beaucoup de lumière, le levier est mis sur "high"; pour une lumière plus reposante, on place le levier sur "low".
D'autre part, une lampe est ordinairement construite pour une tension de 120 volts. Dépasser ce voltage serait abréger la durée des lampes.
Lorsqu'on diminue l'intensité lumineuse à l'aide de commutateurs à intensité variable, le courant et le voltage deviennent plus faibles ; dans ces conditions, l'effet de joule devient moins important, ce qui se traduit par une diminution d'échauffement et une plus longue durée des lampes.
Remarque: Ces commutateurs ne sont pas des rhéostats mais plutôt des auto-transformateurs.
De ce qui précède il est facile de se rendre compte que toute spécification d'un interrupteur dans les montages doit toujours porter sur trois caractéristiques : mise en oeuvre, montage et fonction.
Exemples
Int. unipolaire, en saillie, à bouton rotatif. Int. à 3 directions, encastré, à bascule. Int. unipolaire, à socle, à bouton rotatif.
Le tableau suivant donnera une idée plus complète de la classification des interrupteurs dans les montages.
Certains fabricants produisent une série d'appareils interchangeables (Interchangeable devices), montés sur une même sangle (fig. 5.38) et une autre série d'appareils également montés sur une même sangle, combinés, mais non interchangeables (fig. 5.39) (Combi-nation devices).
Tous ces appareils : interrupteurs et commutateurs à bascule (unipolaire, bipolaire, 3 directions, 4 directions), sorties d'accommodation, sorties pour radio, lampes-témoins, etc., sont très compacts et trois d'entre eux peuvent même se combiner sans occuper plus d'espace dans les boîtes qu'un seul appareil de grosseur normale.
Ils sont fabriqués pour un calibre déterminé. S'il s'agit d'interrupteurs, ils peuvent être du calibre T, 10 A - 125 V pour les uns, et 15 A - 120 V ou 277 V à C.A. seulement pour les autres.
Les réceptacles d'accommodation seront du calibre 15 A - 125 V. On peut obtenir différentes combinaisons, par exemple un interrupteur, une sortie d'accommodation et une lampe-témoin ou deux interrupteurs et une sortie d'accommodation.
Le calibre T
Les lampes incandescentes, surtout celles de haut calibre, ainsi que certains autres genres de lampes, comme les lampes à vapeur de mercure, consomment beaucoup plus de courant au début de l'allumage qu'en fonctionnement normal.
Par conséquent, les interrupteurs ordinaires d'un calibre déterminé ne peuvent commander d'une manière satisfaisante ce type de lampes d'un même calibre.
Par exemple, une lampe consommant 10 ampères en fonctionnement normal peut lorsqu'on l'allume consommer près de 50 ampères pendant un fraction de seconde ; on conçoit donc qu'un interrupteur de 10 ampères se détériorerait rapidement.
Il existe d'autres interrupteurs plus robustes, du calibre "T", c'est-à-dire qu'ils peuvent porter le courant indiqué par leur calibre quels que soient le type de lampe et la durée de fonctionnement.
L'article 14-066 (b) du code exige le calibre "T" pour les interrupteurs lorsqu'il s'agit de commander des lampes à filaments de tungstène dans des lieux de rassemblement public. Les interrupteurs à socle (fig. 5.8) commandant ce type de lampe, quel que soit l'endroit où ils sont placés, doivent être du calibre "T" ou pouvoir porter trois fois le courant nominal de la charge.
Dans les endroits n'exigeant pas un interrupteur de calibre "T", cas des maisons à logements (chambres privées d'hôpitaux et d'hôtels), on utilisera un interrupteur du calibre standard 10 A - 125 V ou 5 A - 250 V et jamais un interrupteur d'une capacité en ampères inférieure à celle de la charge.
S'il s'agit de charges inductives comme dans le cas des systèmes d'éclairage à décharge électrique (lampes et tubes au néon, fluorescents), les interrupteurs utilisés sur ces circuits doivent pouvoir porter le double du courant nominal de la charge.
À moins qu'ils ne soient approuvés pour l'usage auquel on les destine, ou que la charge inductive ne dépasse pas 75% dans son déphasage, en d'autres termes, que le facteur de puissance (100% dans les conditions idéales) ne soit pas inférieur à 75%. Dans ce dernier cas, un interrupteur de calibre "f" (10 A - 125 V) peut être utilisé.
Remarque
Les charges d'éclairage par lampes incandescentes et les charges de chauffage ont un facteur de puissance idéal 100%. mais des charges de moteurs et de transformateurs diminuent ce facteur.
Pour des raisons qui dépassent les cadres de cet ouvrage, l'Hydro-Québec n'accepte pas un facteur de puissance inférieur à 85%.
Interrupteur de calibre "f"
Obligatoire sur des circuits de médiocre facteur de puissance, les caractéristiques de cet interrupteur en font l'intermédiaire entre le calibre standard et le calibre "T".
Les interrupteurs à couteaux peuvent s'installer sur les circuits à basse tension de 125, 250 et 600 volts et sur les circuits à haute tension jusqu'à 250,000 volts. Leur calibre varie de 5 ampères à 1,200 ampères.
Les caractères principaux des interrupteurs sont maintenant connus.
Voici d'autres détails utiles.
Interrupteurs à bouton rotatif, à bascule, à chaînette, à poussoir
Conformément au code, tous ces interrupteurs doivent être du type à contact et rupture brusque, c'est-à-dire que les lames mobiles ferment ou ouvrent le contact très rapidement avec les lames fixes, quelle que soit la lenteur du dispositif de mise en oeuvre.
Un interrupteur est dit indicateur s'il indique effectivement que l'interrupteur est ouvert ou fermé dans les types unipolaires, bipolaires, tripolaires, ou encore s'il remplit, à un moment donné, une fonction particulière dans les types à lustres et dans les combinateurs.
Un interrupteur se compose:
1 - d'éléments conducteurs ; 2 -d'éléments isolateurs.
Les éléments conducteurs, le plus souvent en cuivre ou en laiton, sont:
1 - les bornes auxquelles les fils sont reliés
2 - les lames mobiles
3 - les lames fixes qui forment ordinairement un tout avec les bornes.
Les éléments isolateurs sont:
1 - la base, en porcelaine ou autre matière isolante, sur ou dans laquelle sont montés les éléments conducteurs et le mécanisme de mise en oeuvre
2 - un matériau isolant (mica, fibre) qui prévient toute liaison électrique entre le mécanisme de mise en oeuvre et les lames mobiles
3 - le dispositif de mise en oeuvre (bouton, levier, chaînette) en matière isolante, ou isolé des éléments conducteurs.
Les interrupteurs en saillie portent un couvercle en porcelaine, en matière moulée ou en métal.
Dans le dernier cas, une bande circulaire de papier ou de fibre en garnit l'intérieur de façon à l'isoler des éléments conducteurs.
Les interrupteurs à poussoir peuvent être à un ou deux boutons; ce dernier type reste le plus employé.
Certains interrupteurs de faible calibre, surtout du type à bascule, ferment ou ouvrent le circuit à travers un petit tube partiellement rempli de mercure. D'un fonctionnement inaudible, on les monte dans les hôpitaux et les locaux où le silence est de rigueur.
Interrupteurs à couteaux
Ils comprennent des éléments conducteurs en cuivre et des éléments isolateurs.
Bornes
Dans les interrupteurs à montage avant, les bornes font généralement partie des mâchoires. Avec le montage arrière, elles sont reliées aux boutons qui tiennent les mâchoires en place.
Lames mobiles
La capacité maximum de courant admissible pour les lames mobiles est de 1,000 ampères par pouce carré de section.
On exige fréquemment une capacité maximum de 400 ampères pour les petits interrupteurs, afin d'assurer une résistance mécanique suffisante.
Mâchoires
On distingue les mâchoires pivotées et les mâchoires de rupture. Comme il est essentiel que le contact entre les lames mobiles et les mâchoires soit très ferme, elles sont faites d'un cuivre pour ressort spécial.
Dans les interrupteurs de bonne qualité, les mâchoires de rupture sont munies d'une vis, d'un rivet ou d'un boulon quelconque qui forme un arrêt afin de prévenir l'enfoncement trop profond des lames mobiles, ce qui pourrait rendre le contact défectueux.
Les mâchoires sont solidement fixées à leur base au moyen de vis et de goujons. La base et le manchon forment les isolants.
La base peut être en marbre, en ardoise, en porcelaine ou en composition.
Une barre transversale en bois dur ou en fibre unit les lames mobiles des interrupteurs multipolaires.
Le manchon, de même matière que la barre, peut être de plusieurs formes. Il est fixé à la barre transversale au moyen d'un boulon ou vissé à la lame mobile dans les interrupteurs unipolaires.
Dérangements dans les interrupteurs
Les dérangements se manifestent par un échauffement excessif de l'interrupteur. La cause peut en être des boulons desserrés ou un mauvais contact des lames et des mâchoires.
Dans le premier cas, on réparera facilement en resserrant les boulons lâches. Le contact des lames et des mâchoires doit être parfait.
Le courant maximum admis à leur point de contact est 75 ampères environ par pouce carré. Si la surface de contact ne représente qu'une fraction de ce qu'elle devrait être, l'interrupteur s'échauffe et se détériore.
On décèle un mauvais contact en essayant d'insérer une feuille de papier mince (pas plus de .002) entre la lame et la mâchoire.
Si l'on parvient à introduire le papier en un point quelconque, le contact n'est pas bon. On corrige assez facilement ce défaut.
S'il provient de la mâchoire pivotée, on resserre l'écrou ou le rivet du pivot.
S'il provient de la mâchoire de rupture, on recourbe les parois de celle-ci vers l'intérieur; on enduit alors la surface de contact de vaseline et de pierre ponce très fine, puis on manoeuvre la lame plusieurs fois dans la mâchoire.
Ce procédé égalise la surface de contact des lames et des mâchoires tout en rétablissant la pression convenable.
Les interrupteurs à couteaux sont dits protégés lorsque aucune partie vive n'est exposée, comme, par exemple, les interrupteurs de branchements et les interrupteurs isolateurs où la manipulation des couteaux est externe et s'effectue par un levier de commande sortant par le côté droit de la boîte.
On ne devrait jamais ouvrir ces interrupteurs avec une charge sur le circuit car, suivant l'importance de la charge, de forts arcs peuvent se produire et provoquer l'ouverture de la porte de la boîte.
Une sage mesure de précaution consiste à ouvrir l'interrupteur de la main gauche (fig. 5.40), afin d'éviter de se trouver dans le chemin de la porte et de l'arc.
QUESTIONNAIRE (Les réponses ne sont pas données)
1. Indiquer le rôle d'un interrupteur dans un circuit électrique.
2. Nommer les trois grandes catégories dans lesquelles on classe les interrupteurs de montage.
3. Énumérer les sortes d'interrupteurs, d'après leur dispositif de mise en oeuvre.
4. Nommer les procédés de montage des interrupteurs.
5. Énumérer les sortes d'interrupteurs d'après leur mode de commande.
6. A quelle borne des sorties d'accommodation doit-on relier le fil mis à la terre ?
7. Exécuter le croquis de connexion de trois interrupteurs unipolaires commandant deux lampes chacun.
8. Où les interrupteurs bipolaires sont-ils employés surtout comme interrupteurs muraux ?
9. Indiquer les deux usages particuliers des commutateurs à 3 directions.
10. Exécuter le croquis de connexion de trois lampes contrôlées de l'un quelconque de deux endroits par des commutateurs à 3 directions.
11. Préciser le rôle d'un interrupteur maître dans un circuit du même nom.
12. Exécuter le croquis de connexion d'un système d'interrupteur maître No (Normalement Ouvert) pour quatre pièces comprenant chacune deux lampes et un interrupteur.
13. Dans quel cas emploie-t-on des commutateurs à 4 directions?
14. Exécuter le croquis de connexion de deux lampes commandées de l'un quelconque de quatre endroits.
15. À quelles bornes d'un commutateur à 4 directions doit-on relier les paires de fils voyageurs ?
16. Dans quel cas emploie-t-on actuellement l'interrupteur de lustres ?
17. A quoi servent les interrupteurs série-parallèle ou combinateurs ?
18. Comment fonctionne un interrupteur à contact momentané ?
19. Sur quelle tension peut-on relier les interrupteurs muraux ordinaires et quel est leur calibre maximum pour les besoins journaliers ?
20. Que signifie le calibre "T" pour un interrupteur ?
21. Quand doit-on installer un interrupteur de calibre "f" ?
22. Qu'est-ce qu'un interrupteur indicateur ?
23. Comment doit-on ouvrir le circuit d'un interrupteur à couteaux "protégés" ?
