SCHÉMA DE LIAISON Á LA TERRE Protection des personnes

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1 SCHÉMA DE LIAISON Á LA TERRE Protection des personnes
RÉGIME DE NEUTRE TN

2 RÉGIME DE NEUTRE TN Méthode générale : étude d’un défaut d’isolement
Tracé de la circulation du courant de défaut Schéma électrique équivalent Détermination de la tension de contact (corporelle) Comparaison de cette tension (Uc) à la tension limite de sécurité (Ul)-----danger ? Calcul de l’intensité du courant corporel (Ic) effets physiologiques Calcul de l’intensité du courant de défaut (Id) temps de réaction des protections (td) Comparaison au temps maximal de réaction des protections (courbes de sécurité) danger ?

3 RÉGIME DE NEUTRE TN PLAN PRINCIPE SITUATION DU PROBLÈME SOLUTION
DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN CAS OU LA LONGUEUR DES CANALISATIONS DÉPASSE Lmax 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

4 RÉGIME DE NEUTRE TN 1 – PRINCIPE T : Neutre à la Terre
N : Masses au Neutre Exemple T N Prise de terre du neutre Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

5 RÉGIME DE NEUTRE TN 1 – PRINCIPE
Tout défaut d’isolement entre un conducteur actif et une masse est transformé en défaut phase/neutre. Exemple – CIRCULATION DU COURANT DE DÉFAUT Prise de terre du neutre Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

6 RÉGIME DE NEUTRE TN 2 – SITUATION DU PROBLÈME
Le courant de défaut n’est limité que par l’impédance : des câbles, du défaut et du transformateur. Cette impédance est très faible, l’intensité du courant de défaut est très importante (court-circuit). La norme attribue arbitrairement 20% de la chute de tension au distributeur d’énergie (EDF) A B F E 0,8.V Id D C Prise de terre du neutre Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

7 Je me trouve en parallèle avec quelle résistance?
RÉGIME DE NEUTRE TN 2 – SITUATION DU PROBLÈME – SCHÉMA ÉLECTRIQUE ÉQUIVALENT Schéma équivalent A B Rl3 F Je me trouve en parallèle avec quelle résistance? C B E Id 0,8.V Rd Id 0,8.V Ic Rl3 D Rpen D Rpen Rc Uc C E Prise de terre du neutre Rd Prise de terre des utilisations Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

8 RÉGIME DE NEUTRE TN 2 – SITUATION DU PROBLÈME Remarque :
– DÉTERMINATION DE LA TENSION CORPORELLE Remarque : RC>>Rpen (Rpen//RC)~Rpen Uc = 0,8VxRpen/(Rl3+Rpen+Rd) Uc Formule de base : R = ρL/S ρ : Résistivité des conducteurs (Ωmm²/m) L : Longueur du câble (m) S : Section du câble (mm²) Schéma équivalent R Rl3 B Id Rd 0,8.V Ic Exemple : Rl3 = 40mΩ Rpen = 40mΩ Rd = 0 Rpen Rc Uc E Application : Uc = 0,8x230x0,040/(0,040+0,040+0) = 92V Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

9 RÉGIME DE NEUTRE TN Uc >Us DANGER 2 – SITUATION DU PROBLÈME
ÉVALUATION DU DANGER Schéma équivalent Rl3 Uc >Us DANGER B Id Rd 0,8.V Ic Rpen Rc Uc E Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

10 RÉGIME DE NEUTRE TN 2 – SITUATION DU PROBLÈME Exemple : Rc =2000Ω
INTENSITÉ DU COURANT CORPOREL Exemple : Rc =2000Ω Loi d’Ohm : Ic = Uc / Rc = 92 / 2000 = 0,046 A Ic = 46mA Schéma équivalent Rl3 B Id Effets physiologiques ? Rd 0,8.V Ic Rpen Rc Uc E Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

11 10000 5000 2000 1000 500 200 100 50 20 10 (ma eff) 5 4 3 2 1 ms Zone 1 : Habituellement aucune réaction Zone 2 : Aucun effet physiopathologique dangereux Zone 3 : Aucun risque de fibrillation cardiaque Zone 4 : Fibrillation cardiaque possible (prob <50%) Zone 5 : Fibrillation cardiaque (prob >50%) 7. PROTECTIONS

12 RÉGIME DE NEUTRE TN 2 – SITUATION DU PROBLÈME Exemple : Rc =2000Ω
INTENSITÉ DU COURANT CORPOREL Exemple : Rc =2000Ω Loi d’Ohm : Ic = Uc / Rc = 92 / 2000 = 0,046 A Ic = 46mA Schéma équivalent Rl3 B Id Effets physiologiques ? Rd 0,8.V Ic Risque de fibrillation cardiaque après 3s Rpen Rc Uc E Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

13 RÉGIME DE NEUTRE TN 2 – SITUATION DU PROBLÈME
CALCUL DE L’INTENSITÉ COURANT DE DÉFAUT Id = 0,8 V /(Rl3+Rd+(Rpen//Rc)) Id ~ 0,8 V / (Rl3+Rd+Rpen) Id Schéma équivalent Rl3 B Exemple : Rl3 = 40mΩ Rpen = 40mΩ Rd = 0 Id = 0.8 x 230 / (0,040+0,040) = 2300 A Id = 2300 A Id Rd 0,8.V Ic Rpen Rc Uc E Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

14 RÉGIME DE NEUTRE TN 3 – SOLUTION
Utilisation d’un dispositif de protection contre les court-circuits, disjoncteur, fusible. REMARQUE : Pour que la protection des biens et des personnes soit assurée, il faut s’assurer que le dispositif de protection réagisse. Pour cela il faut qu’en cas de défaut l’intensité du courant soit suffisamment importante pour provoquer le déclenchement. Pour répondre à ce problème, la norme impose une longueur maximale des canalisations. PROTECTIONS 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

15 RÉGIME DE NEUTRE TN 3 – SOLUTION NORME : Méthode de calcul simplifiée
Lmax = 0,8xVxSph ρ(1+m)Imag (ou If) Uc = 0,8xVx m 1+m Lmax : Longueur maximale de la canalisation (m) Sph : Section des conducteurs de phase (mm²) ρ : Résistivité des conducteurs (Ωmm²/m) m : Rapport entre section des conducteurs de phases et protection électrique m=Sph/Spe Imag ou If : intensité de déclenchement des protections sur court-circuit (A) 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

16 RÉGIME DE NEUTRE TN 4 – DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN
TNC : Le conducteur neutre et de protection électrique sont communs (Pen). Le conducteur Pen doit être raccordé aux masses des récepteurs; il ne doit pas être coupé, ni comporter d’appareillage (appareillage tripolaire uniquement) Prise de terre du neutre Prise de terre des utilisations TNC 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

17 RÉGIME DE NEUTRE TN 4 – DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN
TNS : Le conducteur neutre est séparé d’avec le conducteur de protection électrique (Pe). Le conducteur Pe n’est pas coupé, mais le neutre peut l’être, on utilise un appareillage tétrapolaire. TNC TNS Prise de terre du neutre Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

18 RÉGIME DE NEUTRE TN 4 – DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN
TNS : Un schéma TNS peut suivre un schéma TNC, mais on ne peut pas reprendre en TNC. Ce type de schéma est autorisé pour des sections supérieures à 10mm²(6mm² pour le TNC) TNC TNS Prise de terre du neutre Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

19 RÉGIME DE NEUTRE TN 5 – CAS OU LA LONGUEUR DES CANALISATIONS DÉPASSE Lmax Dans ce cas on peut :- augmenter les sections de câbles - mettre un dispositif différentiel ( attention le conducteur Pe doit passer à l’extérieur du tore, seul le régime TNS est possible) TNC TNS Prise de terre du neutre Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax

20 RÉGIME DE NEUTRE TN FIN

21 Je me trouve en parallèle avec quelle résistance?
RÉGIME DE NEUTRE TN 2 – SITUATION DU PROBLÈME Le courant de défaut n’est limité que par l’impédance : des câbles, du défaut et du transformateur. Cette impédance est très faible, l’intensité du courant de défaut est très importante (court-circuit). La norme attribue arbitrairement 20% de la chute de tension au distributeur d’énergie (EDF) Schéma équivalent A B Rl3 F Je me trouve en parallèle avec quelle résistance? C B E 0,8.V Rd Id 0,8.V Rl3 D Rpen D Rpen C E Prise de terre du neutre Rd Prise de terre des utilisations 1. PRINCIPE 2. SITUATION DU PROBLÈME 3. SOLUTION 4. DIFFÉRENTS SCHÉMAS TN 5. CAS OU L>Lmax