Protection des personnes, des biens et continuité de service Schémas de Liaison à la Terre

Rappel des principales Normes z Internationale : CEI 364 z Française : NF C y contact direct :  S.L.T.  TT, TN ou IT TTTNIT x équipotentialité des masses (mise à la terre ou au neutre) x isolation (classe II) x "DDR  30 mA (H.S.)" si risque d’abs de PE x Éloignement ou isolation x TBTS ou TBTP (classe III) y contact indirect : comparatif S.L.T. comparatif

Schéma de Liaison à la Terre zOn s’intéresse à un conducteur acteur actif : généralement le NEUTRE  1 ère lettre(générateur) zOn s’intéresse également aux MASSES  2 ème lettre(récepteur)

Régime TT z1 ère lettre : Neutre à la terre (R B ) z2 ème lettre :Masses à la terre (R A )

Maquette didactique RBRB RARA

schéma équivalent Régime TT schéma équivalent R L1 RdRd RBRB R PE RARA L N V UCUC IdId

valeurs Régime TT valeurs zDans l ’exemple de la figure 8 on constate : zRemarque : ySi R A = R B alors Uc = V/2 soit une tension généralement dangereuse ! yil faut donc veiller à couper l ’alimentation du circuit de défaut.

t déclenchement Régime TT t déclenchement Courbe de sécurité pour tension alternatives Si le défaut est coupé rapidement le danger est supprimé

 DDR Régime TT  DDR On comprend ici la nécessité de mise à la terre ! BB B B

 déclenchement du DDR Régime TT  déclenchement du DDR zPour que le défaut soit détecté, il faut que le DDR soit suffisamment sensible : I  N : sensibilité DDR (déclenche à partir de I  N /2) U L : tension limite de sécurité du local (général t 50V~); R A : raccord t des masses à la terre.

liaisons à la terre Régime TT liaisons à la terre (1/2) RARA

liaisons à la terre Régime TT liaisons à la terre (2/2) RARA

mesure de terre Régime TT mesure de terre IdId V R = V/I Voir p.74 électrosystème T. 10 à 20 m

conclusion Régime TT conclusion zLa tension de contact peut être dangereuse, le défaut doit être supprimé très rapidement y voir t = f(Uc) DDR est obligatoire zLe courant de défaut étant faible, un DDR est obligatoire (30mA sur les risques de contacts direct) zLa qualité des mises à la terre est essentielle. y R A  U L / I  n sommaire

Régime TN z1 ère lettre : Neutre à la terre (R B ) z2 ème lettre :Masses au Neutre (R A ) ysoit directement (TN-C) Obligatoire pour les sections < 10 mm² (Cu) et < 16 mm² (Al) ysoit par un conducteur séparé (TN-S) Obligatoire pour les sections < 10 mm² (Cu) et < 16 mm² (Al) yremarque : on peut avoir un TN-S à la suite d’un TN-C mais pas l’inverse ! sommaire

Régime TN-S

Régime TN-C

Régime TN-C-S

schéma équivalent Régime TN schéma équivalent R L1 RdRd RBRB R PE ou R PEN L N V UCUC IdId

courant de défaut Régime TN courant de défaut court-circuit. zQue se soit en TN-C ou TN-S, lors de son apparition le défaut d ’isolement se traduit par un court-circuit. zAfin de tenir compte des impédances en amont de l’installation, on admet une chute de tension de 20%.

résistances Régime TN résistances (réactances négligées si S<120 mm²). zPour simplifier, on ne considère que les résistances (réactances négligées si S<120 mm²). zOn peut déterminer la résistance d ’un câble en faisant : NF C : Cu  0 = 18, .mm²/m Al  0 = 29, .mm²/m

longueur des circuits Régime TN longueur des circuits veiller à toujours avoir zLe fort courant de défaut sera détecté par la partie magnétique des disjoncteurs. Il faut alors veiller à toujours avoir de forts courants ! longueur calculée précisément zC ’est à dire que la longueur des circuits doit être calculée précisément :

t déclenchement Régime TN t déclenchement La partie magnétique des disjoncteurs protège ici les personnes !! Il faut donc toujours connaître précisément Id (Icc)

conditions Régime TN conditions magnétique zEn TN, la sécurité des personnes est assurée par la partie magnétique des disjoncteurs !! toujours veiller Icc > I mag yIl faut donc toujours veiller à avoir Icc > I mag zPour satisfaire cette condition, on peut : (R  ; Icc  ) yaugmenter la section des conducteurs (R  ; Icc  ) diminuer I mag yutiliser des déclencheurs à faible seuil (type G ou électroniques)  diminuer I mag

conclusion Régime TN conclusion (ou TN-S + DDR). zLe courant de défaut étant élevé, ce régime est interdit lors des risques d’explosion (ou TN-S + DDR). zDDR- HS obligatoire zDDR- HS obligatoire si risques de contacts direct. TN-C interdit si S  10 mm² (Cu), S  16 mm² (Al). zLes PE(N) ne doivent jamais être coupé, donc TN-C interdit si S  10 mm² (Cu), S  16 mm² (Al). zTN-C-S  ouiTN-S-C  Non La maîtrise des impédances de boucle est essentielle. sommaire

Régime IT z1 ère lettre : Neutre isolé de la terre (R B ) limiteur de surtension. yL'isolation est assurée par un limiteur de surtension. (C.P.I.) yL’isolation doit être contrôlée en permanence par un Contrôleur Permanent d’Isolement (C.P.I.) z2 ème lettre :Masses à la Terre (R A ) 1 er défaut > 1  sommaire

isolationp.103 Régime IT isolationp.103 limiteur de surtension zLe limiteur de surtension permet une liaison du neutre à la terre si une surtension apparaît. Légende : 1 & 2. Électrodes 3. Anneau isolant 4. Ressort 5. Enveloppe stéatite 6. Équerres de raccordement 7. Joints d ’étanchéité 8. Tresse conductrice 9. Fourreau de protection 10. Socle isolantSurtension  arc entre (1) et (2)  destruction isolant (3) donc soudure électrodes  les 2 points de raccor- dement sont connectés  le Neutre est relié à la Terre. N T

< 1  RpRBRARpRBRA  TT Régime IT  TT surtension régime "TT" zAprès un défaut de surtension (foudre), le régime IT se transforme en régime "TT". zSi R p, R B et R A ne sont pas reliées, il faut un DDR.

p.99 C.P.I. fonctionnement p.99 Régime IT C.P.I. fonctionnement CPI zDès qu’un défaut d’isolement apparaît, un très faible courant mesure la résistance de "non-isolement".

p.101 C.P.I. caractéristiques p.101 Régime IT C.P.I. caractéristiques

p sch. équiv. 1 er défaut p Régime IT sch. équiv. 1 er défaut R L1 RBRB R PE RARA L1L1 N V UCUC IdId  100 k  CPI Liaisons entre prise de terre RdRd

CPI tension V Uc très faible. zVue l’impédance importante du CPI, la tension V se retrouve à ses bornes laissant ainsi une tension Uc très faible. zDans le cas d’un 1 er défaut, aucun danger n’est présent. zId = calcul en 1 er défaut Régime IT calcul en 1 er défaut

l’impédance d’isolementplus faible : zSi on regarde plus précisément, l’impédance d’isolement est en fait plus faible : impédance de boucle Régime IT impédance de boucle Capacité de fuite d’un câble :C  0,3 µF / km. Résistance d’isolement :   10 M  / km. Z f  3500  /km

1 er défaut zCas d’un 1 er défaut (ex : Ph1/masse) : Absence de danger. yCourant et tension faible. Absence de danger. signalisation obligatoire. yAucun déclenchement n’est nécessaire mais signalisation obligatoire. 2 ème défaut zCas d’un 2 ème défaut (ex : Ph2/masse) : court-circuit entre phase yon se trouve maintenant en présence d ’un court-circuit entre phase (ici Ph1 / Ph2) ! TN.  On peut alors se considérer en TN. p. 94 fonctionnement p. 94 Régime IT fonctionnement

2 ème défaut Régime IT 2 ème défaut RBRB R PE RARA L1L1 N V U C1  100 k  CPI Liaisons entre prise de terre R L1 R d1 L2L2 I cc R L2 R d2 IdId I cc R PE Si défaut dans un autre récepteur U C2 I cc Long. Maxi.

courant de 2 ème défaut Régime IT courant de 2 ème défaut zDe même qu’en régime TN, on considère une chute de tension en ligne de 20%. zLe courant de court-circuit peut par contre être plus important : entre phase : si 2 ème défaut entre phase : phase/neutre : si 2 ème défaut entre phase/neutre :

2 ème défaut - longueur Régime IT 2 ème défaut - longueur ou moins important ! zSi Icc est trop faible, la sécurité des personnes n’est pas assurée : Icc faible zSi le trajet du défaut est trop long, Icc faible = déclenchement des disjoncteurs à vérifier ! entre ph/N et 2 récepteurs éloignés : si 2 ème défaut entre ph/N et 2 récepteurs éloignés : Sch.équiv. 2 ème déf.

z1 er défaut : (ex : Ph1/masse, N/masse,...) signalisationRéparation ! ypas de coupure mais signalisation. Réparation ! ymasses à la terre correctement ymasses à la terre correctement (RA x Id  50V).  2 ème défaut: (ex : Ph2/masse)  TN  2 ème défaut : (ex : Ph2/masse)   TN ycoupure ycoupure impérative. yprises de terre reliées yprises de terre reliées ensembles sinon DDR. ycomme en TN, maîtrise de la boucle de défaut. (Icc = 0,8 x U/Z) p. 95 règles p. 95 Régime IT règles

p. 99 recherche de 1 er défaut p. 99 Régime IT recherche de 1 er défaut zouvrir chaque départ ! (on perd ainsi la continuité de service !) zinjecter un courant basse fréquence (10Hz) dans l ’installation puis détecter l ’endroit où il passe. Pour localiser un 1 er défaut on peut : sommaire

p. 100 comparatif p. 100 S.L.T. comparatif sommaire

Fin « intersection - novembre 1998 » Schneider - guide technique - « électrosystème terminale » H. Ney « data STI » Foucher Lycée du Val de Saône Ch. Pontvianne