Le fusible électronique dans le traitement thermique
Contrôle sécurisé du processus de traitement thermique avec le fusible électronique
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La régulation et le contrôle de la température revêtent une importance fondamentale dans les applications de traitement thermique
Afin de protéger les installations d’éventuelles pannes, l’on utilise généralement des fusibles du type extra-rapide (overcurrent fault protection – OFP). Il s’agit de produits très onéreux car caractérisés par une énergie de fusion très précise et répétable.
Gefran a breveté une nouvelle solution qui assure des économies concrètes en termes de coûts du matériel de rechange, de main-d’œuvre et d’immobilisation.
La régulation et le contrôle de la température revêtent une importance fondamentale dans les applications de traitement thermique. Le chauffage industriel est généralement obtenu à partir d’éléments chauffants de charge – résistances, lampes à l’infrarouge, éléments au Carbure de Silicium ou MoSi2 – commandés par un contrôleur de puissance.
L’armoire électrique typique est complétée par des sondes (ex. TC, RTD) pour l’acquisition des températures du processus à contrôler ainsi que par un ou plusieurs automates programmables (PLC) de gestion et supervision de l’installation.
Protéger les installations en cas de pannes
Afin de protéger les installations d’éventuelles pannes, l’on utilise généralement des fusibles du type extra-rapide. Il s’agit de produits très onéreux car caractérisés par une énergie de fusion très précise et répétable.
En plus du facteur économique, il faut rappeler que les remplacements erronés de fusibles sont très fréquents dans les applications, par manque de contrôle de toutes les données nominales et en cas d’interventions de maintenance d’urgence.
Le remplacement incorrect d’un fusible rétablit certes le fonctionnement de l’installation dans l‘immédiat, mais il expose le contrôleur à un risque de défaillance (fusion des dispositifs SCR intérieurs) lors d’un prochain court-circuit de la charge.
Le brevet Gefran
Pour résoudre ces problèmes, Gefran a breveté la fonction du fusible Extra-Rapide (overcurrent fault protection – OFP), intégré dans le Power-Controller (Brevet Européen n. 2660843). La protection matérielle à l’intérieur du Power-Controller est en mesure:
- de détecter la condition de court-circuit ou de surcharge extérieure ;
- de mettre la charge hors circuit ;
- de dissiper en toute sécurité l’énergie d’ouverture de la boucle de panne.
En cas de court-circuit ou de surcharge, c’est donc le Power-Controller lui-même qui intervient pour réduire l’énergie I2t d’ouverture à des valeurs négligeables, de manière à éviter l’intervention du dispositif extérieur de protection de la ligne d’alimentation.
En utilisant plusieurs modules Power-Controller dotés de Fusible Electronique (overcurrent fault protection – OFP), il est possible de configurer des solutions de contrôle protégées contre le court-circuit, également pour les applications biphasées ou triphasées.
Le Power-Controller avec Fusible Electronique (overcurrent fault protection – OFP) peut être programmé de manière à rétablir automatiquement et rapidement la conduction dans la charge (avec des rampes Soft-start en modulation Phase-Angle) lorsque la panne est facilement éliminable, en évitant ainsi les immobilisations en attendant l’intervention de l’opérateur.
La rapidité de réaction du système de protection
Quelle est la rapidité de réaction du système de protection ? Dans les 100 ms qui suivent l’activation du court-circuit, le contrôleur détecte la présence d’un court-circuit de la charge (ou surcharge), il désactive le module de puissance et il met la boucle de panne hors circuit en l’espace de 150 ms, en toute sécurité.
Toutes ces opérations sont normalement exécutées dans les fusibles de protection des lignes ou dans les interrupteurs magnétothermiques, en utilisant du sable de quartz (dans les fusibles) ou une enceinte d’extinction en l’air (dans les interrupteurs magnétothermiques).
Dans le Power-Controller avec Fusible Electronique (overcurrent fault protection – OFP), le court-circuit est directement neutralisé dans le dispositif à état solide (Silicium), donc en l’absence totale d’arcs électriques.
Le dispositif réalisé par Gefran permet de supprimer les fusibles extra-rapides (overcurrent fault protection – OFP) de protection, au profit de la réduction des coûts du matériel de rechange (fusibles), de main-d’œuvre (réparation de la panne de l’installation) et d’immobilisation (perte de production / altération du processus).
Par ailleurs, le dispositif peut être programmé pour le rétablissement automatique de la conduction de la charge – en cas de résolution spontanée du court-circuit ou de la surcharge – en permettant ainsi d’économiser sur les temps et les coûts d’intervention manuelle de l’opérateur.
N.B. : le produit XTRA supprime la nécessité des fusibles du type extra-rapide (plus onéreux), mais les protections traditionnelles de la ligne (ex. fusibles lents, interrupteurs magnétothermiques) demeurent obligatoires dans l’installation en amont du contrôleur, conformément aux normes en vigueur en la matière.