Le risque électrique -

Le risque électrique

Définitions

Choc électrique

Electrisation

Electrocution

Manifestations du contact électrique accidentel

Effets physiopathologiques du passage du courant

Accident entraînant la mort

1mA Perception cutanée

5mA Secousse

10mA Non-lâcher

25mA Tétanisation

40mA Fibrillation ventriculaire

2A Inhibition système nerveux

Effets du courant dans le corps humaincourant

Principe de la distribution domestiqueUn mot sur le triphasé

V1

V3

V2

N

U

V = 230VU = 400V

Secondaire du transformateurde distribution

V1

V2

V3

L1

L2

L3

N

Le neutre du secondaireest mis à la terre

Principe de la distribution domestique

V1

V2

V3

L1

L2

L3

NT

Secondaire du transformateurde distribution

Remarque :La ddp entre N et T n’est

pas nulle mais faible

T

Il y a une prise de terrepour chaque maison

L1

N

Un pavillon ou un appartement sont alimentés sous 230 V entre un fil de

phase et le neutre

Principe de la distribution domestiqueNormalisation

Le fil de terre est jaunevert

Le fil neutre est bleu ciel

Le fil de phase est rouge ou marronou noir

Principe de la distribution domestiqueDéfinitions

la terre :

le neutre :

la phase :

la masse :

fil relié à la terre de la maison

fil relié au neutre du secteur

fil relié à la phase du secteur

envellope métallique d’un appareil

Conditions du choc électrique

CONTACT DIRECT CONTACT INDIRECT

Contacts usuels

Contact main-pied

Contacts usuels

Contact main-main

Contacts usuels

Contact pied-pied

Facteurs électriques

•Tension / Intensité

•Trajet dans le corps (le cœur)

•Instant de passage dans le cycle cardiaque

•Durée de passage

•Fréquence / Forme

Effets physiopathologiques

•Effet JouleBrûlures internesDénaturation des tissus (empoisonnement)

•MusclesCollageProjection

•Syst. nerveuxConvulsions / paralysiesTroubles psychiques

•CœurSyncope blanchefibrillation

•Effets indirects

Fibrillation ventriculaire

1 cycle cardiaque

électrocardiogramme

Fibrillation ventriculaire

Fibrillation ventriculaire

Zone temps-courantà 50 Hz

1 Habituellement aucune réaction2 Habituellement aucun effet physiopathologique dangereux

3 Habituellement aucun dommage organiqueContractions musculaires mais absence de fibrillation

4 Probabilité de fibrillation (5% C2) (50% C3)

L Courbes de sécuritéde la norme NF C 15-100

Zone temps-tension

On connaît les effets du courant

On cherche à évaluer l’impédance du corps humain

On établit donc des critères sur la tension

Rappels : courant maximal 30 mA

Zone temps-tensionImpédance du corps humain

Impédance d’entrée

Impédance de sortie

Impédance interne

Pièce sous tension

Ztotale

Zentrée

Zinterne

Zsortie

Zone temps-tensionImpédance du corps humain : valeurs

Tempe à tempe Z = 100Ω

Main à piedZ = 500Ω

Bras à brasZ = 500Ω

Zone temps-tensionImpédances normalisées (à 50 Hz)

Tension de contact

( Volts)

Résistance (Ohms)

BB1

Peau sèche

BB2

Peau mouillée

BB3

Peau immergée

25 1725 925 500

50 1625 825 440

110 1535 730 400

220 1375 660 350

350 1365 565 325

500 1360 560 325

1400 Ω / 2 = 700 Ω / 2 = 350 Ω

La résistance du corps humain dépend de la tension

Zone temps-tensionCourbes de sécurité à 50 Hz

Conditions BB1

Conditions BB2

D’où les tensions normalisées :(tensions ‘inoffensives’)

48 V peau sèche

24 V peau humide

12 V immergé

Rappels : courant maximal 30 mA

Cas particulier du continu

tensions normalisées :

48 V peau sèche

24 V peau humide

12 V immergé

en alternatif

tensions normalisées :

120 V peau sèche

60 V peau humide

en continu

Mesures de protectionAnalyse globale

Contre les contacts directs (entre phases ou phase-neutre)

•Isolation•Consignation•Eloignement•TBT

Mesures de protection

•Sans coupure

•Avec coupure

Transfo d’isolementDouble isolation

Disjoncteurs différentiels

Analyse globale

Contre les contacts indirects (par la terre)

Mesures de protectionTransfo d’isolement

Secondaire du transformateurde distribution

V1

V2

V3

L1

L2

L3

NT

L1

N

transformateurd’isolement

A

B

le point A ou le point B peuvent être mis à la terre

les point A et B sont à unpotentiel flottant / à la terre

(mais pas entre eux ! )

Attention : auto-transformateur et capacité primaire-secondaire

Mesures de protectionClasse d’isolation 0

Isolationprincipale

Enveloppe métallique extérieure

Enveloppeisolante extérieure

La protection repose uniquement sur l’isolation principale

Mesures de protectionClasse d’isolation I

La protection ne repose pas uniquement sur l’isolation principale

mesure de sécurité supplémentaire par raccordementdes parties métalliques externes à la terre

Symbole :

exemple :

Mesures de protectionClasse d’isolation II

à double isolation

à isolation renforcée

Enveloppe métallique extérieure Enveloppe extérieure isolante

Isolationsupplémentaire

Parties métalliquesinaccessibles

Isolation principale

Enveloppeextérieuremétallique

Isolationrenforcée

Mesures de protectionClasse d’isolation II

La protection ne repose pas uniquement sur l’isolation principale

mesure de sécurité supplémentaire double isolationou isolation renforcée sans mise à la terre

Symbole :

exemple :

Mesures de protectionClasse d’isolation III

La protection repose sur la très basse tension50 V alternatif120 V continu

Mesures de protectionClasse d’isolation III

Symbole :

Compteur

Les installations domestiquesLes installations domestiques

Réseau E.D.F.

Appareillage électrique

Disjoncteur de branchement

Tableau de répartition

Les installations domestiquesLes installations domestiques

Le compteur d’énergie

Disjoncteur de branchement

Disjoncteur différentiel

Disjoncteur divisionnaire

Les conducteurs

Les installations domestiquesLes installations domestiques

Secondaire du transformateurde distribution

V1

V2

V3

L1

L2

L3

NT

T

L1

N

Le disjoncteur différentiel a courant résiduel (DDR)

If

IL

IN

IL différent de IN

Le disjoncteur différentiel a courant résiduel (DDR)

Si l’ installation présente un défaut d’isolement, le courant qui entre dans le récepteur est différent du

courant qui en ressort.

Récepteur

I I-I f

If

Principe du différentielBoutond’enclenchement

Bouton de déclenchement

électroaimant

UTILISATION

Bobine de détection

Pôles principaux

Déclenchementmagnéto thermique

Tore magnétique

Ph NRESEAU

Bobine de NeutreBobine de Phase

ILIN

Fonctionnement normal

IL = IN

ΦL = ΦN

Principe du différentielPh N

UTILISATION

RESEAU

IN - IFIL

Fonctionnement anormal

IL = IN - IF

ΦL > ΦN

Principe du différentielPh N

UTILISATION

RESEAU

∆∆∆∆IN / 2 ∆∆∆∆IN

IF

Pas de déclenchement

Déclenchement possible

Déclenchement certain

Principe du différentiel

•Seuil de réglage :

REMARQUE : le déclenchement àI f = 0 n’est pas possible(car courants de fuite capacitifs)

Protection de l’installationAnalyse globale

Contre les courts-circuits :

Les fusiblesLe disjoncteur à relais magnétique

Le disjoncteur à relais thermique

Contre les surcharges :

Souvent, les disjoncteur sont magnétothermiques

Tableau de rTableau de réépartition partition avantavant20042004

Tableau de rTableau de réépartition partition apraprèèss 20042004

tous les circuits doivent être protégéspar un disjoncteur différentiel 30 mA

Tableau de rTableau de réépartition aprpartition aprèès 2004, logement 35 s 2004, logement 35 àà 100 m100 m22

Exemple de schExemple de schééma ma àà la norme NF C15 la norme NF C15 -- 100100

Disjoncteur Abonné

C’est un disjoncteurmagnétothermique associé à une protection différentielle 500 mA

Disjoncteur diffDisjoncteur difféérentielrentiel

Le disjoncteur différentiel a pour rôle d’assurer :

- la protection des circuits contre les surintensités dues aux surcharges ou aux courts-circuits

- la protection des personnes contre les contacts indirects ( fuites de courant àla terre )

Disjoncteur divisionnaireDisjoncteur divisionnaire

Ce système remplace les fusibles :

Au moindre échauffement ou court-circuit, le disjoncteur coupe automatiquement la phase et le neutre

Il protège l’appareillage électrique

C’est un disjoncteur magnétothermique

Parafoudre, protection des surtentionsParafoudre, protection des surtentions

Obligatoire dans

certaines régions

salle de bainsalle de bain

Disjoncteur magnDisjoncteur magnéétique, principetique, principe

I

I

bobine

ouverture

Disjoncteur magnDisjoncteur magnéétique, principetique, principe

1 - bobine

2 – noyau plongeur3 – circuit magn.

4 - mécanisme

5 – bloc de contact

6 - réglage

Disjoncteur thermique, principeDisjoncteur thermique, principe

I

I

bilame

ouverture

Disjoncteur thermique, principeDisjoncteur thermique, principe

état froid

état chaud

Disjoncteur divisionnaireDisjoncteur divisionnaire

Disjoncteur divisionnaireDisjoncteur divisionnaire

Disjoncteur divisionnaireDisjoncteur divisionnaire

Disjoncteur divisionnaireDisjoncteur divisionnaire

Coupure de lCoupure de l’’ arcarcAu cours du trajet entre les contacts et la chambre, l’arc est canalisé entre deux joues qui permettent :- d’augmenter sa vitesse de déplacement,- de guider sa trajectoire,-de l’allonger.

De par leur constitution et du fait de l’augmentation de température, les joues latérales libèrent un gaz quicontribue à la déionisation de l’air.

Puis, pénétrant dans les déions languettes d’acier cuivré), l’arc est divisé en plusieurs arcs élémentaires

Tension dTension d’’ arcarc

On souhaite que l’impédance de l’arc augmente le plus vite possible

Le courant diminuera alors rapidement, limitation du courant de court circuit et diminution du temps de coupure

( 5 ms )

CourantCourant

A l’ouverture des contacts, dès détection du court-circuit, une tension d’arc se développe.

Dès qu’elle est supérieure à la valeur de la tension du réseau (point A), l’intensité de court-circuit diminue (point B) jusqu’à la valeur 0 (point O).

Disjoncteur magnétothermiqueCourbe de déclenchement

déclenchement de la protection

magnétique.

(courts-circuits)

déclenchement de la protection thermique

(surcharges)

Cartouches fusibles

Différents types selon la rapidité :

Protistors , très rapides, protection des diodes et thyristors(écriture rouge)

Normal, type gI ou gG(écriture noire)

Lent, accompagnement moteurs(écriture verte)

(caractérisée par le I2t ou la caractéristique de fusion)

Cartouches fusibles aM

Courbe de fusion-Fusible aM 16A

Cartouches fusibles gl ou gG

Courbe de fusion-Fusible gl 16A

Cartouches fusibles

6- sable (silice)

5- lame fusible2- capsule de contact1- tube

4- disque de centrage de la lame fusible3- plaquette de soudure (lie la capsule et la lame fusible )

Régimes de neutreRégime TT

•Le plus simple à l’étude et à l’installation•Utilisé par EDF pour toute la distribution BTA publique

Régimes de neutreRégime TT en défaut

Id = U0

Rn + Rm

Ex:Rn =1,5ΩRm =10Ω

AId 20105,1

230 =+

= Uc = 200V

Mais le différentiel va déclencher en qq ms

Les conducteurs et câblesLes conducteurs et câblesCaractéristiques générales

bonne conductibilité :ρ = 18 mΩ . mm2 pour le cuivre

1,5 fois plus pour l’aluminium

bonne résistance mécanique

bonne souplesse

fiabilité et tenue à la corrosion

Application : chûte de tension dans un mètre de fil au courant nominal

5 A / mm2 5 x 0,018 = 0,1 V

Les conducteurs et câblesLes conducteurs et câblesexemples

Les conducteursLes conducteurs

Nature du circuitSection des conducteurs Courant assigné (A)

Cuivre (mm2)

Aluminium (mm²)

fusible disjoncteur

Éclairage 1,5 2,5 10 16

Prise de courant 10/16A 2,5 4 20 25

Chauffe eau non instantané 2,5 4 20 25

Lave-linge sèche-linge 2,5 4 20 25

Appareils de cuisson

Mono 6 10 32 40

Triphasé4 6 25 32

Chauffage électrique

2300 W 1,5 2,5 10 16

4600 W 2,5 4 20 25

5800 W 4 6 25 32

7300 W 6 10 32 40