2. SLT TT

2.2 Ce que dit la norme2.3 Schéma2.4 Calcul courant de défaut et tension de contact

2.6 Analyse d’un défaut

2.1 Définition

2.5 Sensibilité du dispositif différentiel2.6 Analyse d’un défaut2.7 Avantages, inconvénients, utilisations

3. SLT IT

3.2 Ce que dit la norme3.3 Schéma3.4 Conséquences d’un ou deux défauts etCalcul courant de défaut et tension de contact

3.6 Avantages, inconvénients, utilisations

3.1 Définition

3.5 Contrôleur permanent d’isolement

4. SLT TN

4.2 Ce que dit la norme4.3 Schémas TNC et TNS

4.1 Définition

4.3 Schémas TNC et TNS4.4 Conséquences d’un ou deux défauts etCalcul courant de défaut et tension de contact

4.5 Avantages, inconvénients, utilisations

2.1 Définition

T : liaison du neutre du transformateur de distribution à la terre.

T : liaison des masses à la terre.

Le neutre du transformateur de distribution est mis à la terre à travers Le neutre du transformateur de distribution est mis à la terre à travers une prise de terre de résistance Rn.

Les masses sont mises à la terre à travers une prise de terre de résistance Ru.

L'emploi d'un dispositif différentiel à courant résiduel (DDR) est obligatoire en tête de l'installation. La coupure a lieu lors d'un défaut d'isolement lorsque le courant de défaut est supérieur à la sensibilité du DDR.

2.2 Ce que dit la norme

La norme NF C 15-100 définit le temps de coupure maximal du dispositif de protection des personnes contre les contacts indirects dans les conditions normales (UL =50 V) et dans les conditions "mouillées" (UL =25 V).

UL est la tension de contact la plus élevée qui peut être maintenue indéfiniment sans danger pour les personnes.

Dans un réseau en régime TT, la protection des personnes contre les contacts indirects est réalisée par des dispositifs à courant différentiel résiduel (DDR).

2.3 Schéma

Ru : résistance de la prise de

RuRn

PE

Masse métallique

Ru : résistance de la prise de terre des masses.

Rn : résistance de la prise de Terre du neutre.

2.4 Calcul courant de défaut et tension de contact

Les tensions de sécurité trouvées dans la classification des locaux appelés tension de contact UL doivent obligatoirement être

inférieures à la tension de défaut Ud.

Ud = Id x Ru

Id : courant de défautRu : résistance de mise à la terre des massesRn : résistance de la prise de terre du neutre

RnRu

VId entationa

+= lim

2.5 Sensibilité du dispositif différentiel

Le seuil de sensibilité I∆n de ce dispositif doit être tel que :

u

L

RU

nI ≤∆

I∆nRésistance maximale de la

prise de terre Ru50 V 25 V

3 A 16 Ω 8 Ω1 A 50 Ω 25 Ω

500 mA 100 Ω 50 Ω300 mA 166 Ω 83 Ω30 mA 1660 Ω 833 Ω

Le choix de la sensibilité du différentiel est fonction de la résistance de la prise de terre donnée dans le tableau ci-dessous :

2.6 Analyse d’un défaut

N

PH1

PH2

PH3

Transformateur

3*380v 230v

PE

Rn = 10 Ω Ra = 10 Ω

Rd = 0

Ucrésistance de la

prise de terre

du neutre

résistance de la

prise de terre

des masses

DDR

2.6 Analyse d’un défaut

Rn = 10Ω : résistance de la prise de terre du neutreRu = 20Ω : résistance de la prise de terre des masses

Lorsqu’une phase touche la masse , il y a élévation du potentiel de cette masse (de 0V à une valeur dangereuse).

Dans la boucle de défaut sur le schéma , le courant de défaut vaut:

Id =

La tension de la masse par rapport à la terre (Uc : U contact) est donnée par la loi d’Ohm:

Uc =

Conclusion : Un défaut d’isolement en régime TT se traduit par une élévation dangereuse du potentiel des masses métalliques (normalement au potentiel 0V). Il faut prévoir un déclenchement au 1er défaut dans le temps conventionnel prévu par la norme ( t ≤ 5 s ).

2.7 Avantages, inconvénients, utilisations

Le schéma de liaison à la terre TT présente l'avantage :d'assurer parfaitement la sécurité des biens et des personnesde ne pas nécessiter de personnel qualifié pour entretenir les

installations.

Par contre :

Il est utilisé par l'EDF pour toute la distribution BTA publique.

Par contre :

Sa mise en œuvre est coûteuse (à cause des disjoncteurs différentiels)Les installations sont coupées dès le premier défaut.

C'est pourquoi, elle convient parfaitement à toutes les installations devant recevoir du public, et à toutes les installations faites pour des particuliers non qualifiés en électricité.

3.1 Définition

I : neutre isolé de la terre (ou impédant)

T : liaison des masses à la terre.

En régime IT le premier défaut ne pose aucun problème particulier.

Ce régime de neutre permet donc une continuité de service lors d'un premier

Dans ce type de schéma, dit à « neutre isolé » le neutre du transformateur est :

soit isolé de la terre (neutre isolé)soit relié à la terre par une impédance élevée (neutre impédant)

et toutes les masses de l’installation sont reliées à la terre

Ce régime de neutre permet donc une continuité de service lors d'un premierdéfaut (la machine ou l'installation peut continuer de travailler même avec undéfaut).

Cette option intéresse énormément les industriels qui utilisent beaucoupce régime de neutre.

3.2 Ce que dit la norme

Un défaut entre phase et masse doit être éliminé dans un temps d’autant plus court que la tension de contact Uc (différence de potentiel entre masses simultanément accessibles ou entre la masse et la terre) est plus élevée.

En régime de mise en neutre TN ou de neutre isolé IT (défaut En régime de mise en neutre TN ou de neutre isolé IT (défaut double), la protection des personnes contre les contacts indirects se réalise par les dispositifs de protection contre les surintensités (dispositif thermique).

Le déclenchement du disjoncteur doit intervenir en cas de deux défauts simultanés dans le régime de neutre isolé IT.

la norme NF C I5-100 impose l'utilisation d'un contrôleur permanent d'isolement (CPI) sur tout réseau IT pour prévenir l’utilisateur d’un premier défaut par un klaxon et un voyant.

3.3 Schéma

PELe neutre est isolé de la terreLes masses sont reliées à la terre

Ru : résistance de la prise

CPI Z

Rn Ru Limiteur de surtension (éclateur)Z : Impédance éventuelleCPI : Contrôleur permanent

d’isolement

Ru : résistance de la prise de terre des masses.

Rn : résistance de la prise de Terre du neutre.

3.4 Conséquences d’un ou deux défauts etCalcul courant de défaut et tension de contact

ZRuRn

entationVaId erdéfaut ++

= lim1

RuIdUd ×=

Conséquence d’un 1er défaut :

RuRn

entationVaId èmedéfaut +

= lim2

Lors d’un premier défaut, Id (courant de défaut) est très faible, car Z est très grand. La tension de contact UL est donc faible également pas de danger continuité de service

Lors d'un deuxième défaut, il y a court-circuit entre deux phases, donc risque d'incendie… Il est indispensable de dépanner l'installation dès l'apparition du premier défaut à cause de cette contrainte.

Les seconds défauts doivent être coupés automatiquement par un dispositif de protection des surintensités (disjoncteur magnéto-thermique) Afin d'assurer une parfaite sécurité, ces dispositifs doivent être vérifiés par le calcul lors de la conception de l'installation.

Conséquence d’un 1er défaut :

Conséquence d’un 2ème défaut :

3.5 Contrôleur permanent d’isolement

Un contrôleur permanent d'isolement (CPI) est nécessaire pour signaler tout défaut d'isolement (alarme sonore + voyant). Le défaut doit être éliminé avant l'apparition d'un second défaut, qui produirait la coupure de l'installation.

La coupure a lieu lors de deux défauts d'isolement simultanés par déclenchement des protections contre les surintensités (disjoncteurs, fusibles).

Ce contrôleur mesure en permanence l'isolement du réseau par rapport à la terre et signale toute baisse en deçà d'un seuil défini généralement à 0,8 fois la valeur de deçà d'un seuil défini généralement à 0,8 fois la valeur de l'isolement normal (sans défaut).

La recherche de défaut est associée à la fonction de contrôle d'isolement. Deux types de recherche de défaut (sans ouverture de départs) sont possibles :

recherche manuelle (avec récepteur mobile)recherche automatique (réaliser par des localisateurs

associés à des tores placés sur les départs).

3.6 Avantages, inconvénients, utilisations

Ce régime présente l'avantage d'assurer une continuité de service, mais il oblige son utilisateur à avoir du personnel qualifié pour réparer avant l'apparition d'un deuxième défaut.

Ce régime ne nécessite pas de dispositif de protection différentiel.

Le neutre isolé est la solution assurant la meilleure continuité de service en exploitation. Pour cette raison, on trouvera ce schéma dans les hôpitaux (et en particulier pour l'alimentation des salles d'opération) les réseaux électriques des pistes d'aéroport, dans les mines et les locaux ou existent des risques d'incendie ou d’explosion, sur les bateaux et dans toutes les industries de process très automatisé ou un arrêt de fonctionnement serait coûteux ou dangereux.

La norme NFC 15 100 impose aux utilisateurs de régime IT d'avoir en permanence du personnel d'entretien qualifié en électricité.

4.1 Définition

T : liaison du neutre à la terre.N : liaison des masses au neutre.

Ce type de schéma dit de "mise au neutre" est de transformer tout défaut d'isolement en court-circuit monophasé PH/N pour faire déclencher le disjoncteur magnéto-thermique.déclencher le disjoncteur magnéto-thermique.

Une 3ème lettre représente la disposition du conducteur de neutre et du conducteur de protection :

TNC (commun) : Le neutre et le conducteur de protection sont combinés en un seul conducteur (PEN)

TNS (séparé) : Neutre est séparé de la terre

4.2 Ce que dit la norme

Un défaut entre phase et masse doit être éliminé dans un temps d’autant plus court que la tension de contact Uc (différence de potentiel entre masses simultanément accessibles ou entre la masse et la terre) est plus élevée.

En régime de mise en neutre TN ou de neutre isolé IT (défaut double), la protection des personnes contre les contacts indirects se réalise par les dispositifs de protection contre les surintensités.

Le déclenchement du disjoncteur doit intervenir au premier défaut dans le régime de mise au neutre TN.

4.3 Schémas TNS

Le neutre est relié à la terreLes masses sont reliées au neutre.

Rn

PE

Les masses sont reliées au neutre.

Les conducteurs de neutre et PE sont séparés.

4.3 Schémas TNC

Le neutre est relié à la terreLes masses sont reliées au neutre.

Les conducteurs de neutre et PEsont confondus.

Rn

PEN

sont confondus.

Le montage TNC permet une économie lors de l'installation (suppression d'un pôle sur l'appareillage et d'un conducteur). Il est interdit pour des sections de câble inférieures à 10mm².

Ce régime est utilisé dans des installations à faible isolement, présentant des courants de fuite importants.

4.4 Conséquences d’un ou deux défauts etCalcul courant de défaut et tension de contact

Lors d'un premier défaut, l'intensité de défaut est de donc très forte, car l'intensité n'est limitée que par la résistance de défaut, il y a risque d'incendie.

La coupure doit se faire rapidement. Elle sera effectuée par les protections de court-circuits qui doivent être vérifiées :

par calcul à la réalisation. par mesure à la mise en service périodiquement ( tous les ans par mesures).

Dans ce régime de neutre, la liaison masse / PEN joue un rôle déterminant.

4.4 Conséquences d’un ou deux défauts etCalcul courant de défaut et tension de contact

En cas de défaut, un courant Id circule dans le conducteur PE ou PEN. Il n’ y a pas d’élévation du potentiel des masses , le courant de défaut est « limité » par l’impédance de la boucle (généralement très faible); ce qui ce traduit par un court - circuit phase / neutre.

RPH résistance d’un conducteur de phase RPE résistance du conducteur PE (TNS) ou PEN (TNC). Le 0,8 signifie qu’en cas de défaut, la tension n’est que de 80% de la tension du réseau

PE

entationa

RRa

VId

+×= lim8,0

RPH + RPEPERIdUd ×=

4.5 Avantages, inconvénients, utilisations

Le schéma TN est principalement utilise pour :

Du grand tertiaire ou des IGH (Immeuble de grande hauteur)

Des industries ne demandant pas la continuité de service obtenue avec le régime IT

Des récepteurs à bas isolement (Four …)