LES REGIMES DU NEUTREou schmas de liaison la terre (SLT)Les rgimes de neutre sont des dispositions qui dcrivent comment sont connects le conducteur NEUTRE et le conducteur de protection sur les installations lectriques.1. DEFINITIONS1.1 Le NEUTRECe sont les points neutres des transformateurs HT/BT ainsi que les conducteurs neutres qui, en rgime quilibr, ne sont parcourus par aucun courant.1.2 Les MASSESCe sont les parties conductrices accessibles d'un matriel lectrique susceptibles d'tre mises sous tension en cas de dfaut.

1.3 Le conducteur de protection PE (Protection Equipotentielle)C'est un conducteur de couleur VERT/JAUNE dont la fonction est de relier toutes les masses mtalliques des appareils la terre.

En cas de dfaut, il permet de canaliser le courant lectrique provoqu par le dfaut.Le conducteur de protection n'est pas distribu par le fournisseur d'nergie 1.4 La TERRELa terre peut tre considre comme un milieu conducteur . L'utilisation d'un piquet de terre ( ou autre ) pour la mise la terre ne permet pas de raliser un contact parfait entre ce piquet et la terre.

En effet,il existe une rsistance de contact,non ngligeable,qui peut atteindre quelques dizaines,voire quelques centaines d'Ohms .

On l'appelle la RESISTANCE DE PRISE DE TERRE.On la symbolise par une rsistance fictive Ru.

1.5 Lisolement lectriqueC'est la capacit que possde une installation, un appareil ou partie d'un appareil ne pas laisser entrer en contact une de ses parties avec un autre potentiel autre que le sien ( dans les conditions normales ).

En prsence de deux potentiels diffrents, il peut y avoir circulation d'un courant.

En cas de mauvais isolement, on parle de DEFAUT D'ISOLEMENT.

2. IDENTIFICATION DU REGIME DE NEUTRE Le rgime de neutre est identifi partir de 2 ou 3 lettres : La premire lettre permet d'identifier la situation du neutre par rapport la terre : T : liaison directe du neutre la terre I : absence de liaison du neutre la terre, neutre isol ou liaison par l 'intermdiaire d'une impdance La deuxime lettre permet d'identifier la situation des masses de l'installation : T : connexion directe des masses la terre N : connexion des masses au neutre la troisime lettre est ncessaire dans le cas du rgime de neutre TN TNC : le conducteur neutre et conducteur de protection PEN sont Confondus.TNS : le conducteur neutre et conducteur de protection PE sont Spars.

3. SCHEMA DE LIAISON A LA TERRE TTLe neutre du transformateur est reli la terre.

Les masses mtalliques sont relies la terre par l'intermdiaire du PE.Les 2 prises de terre sont distinctes

circulation du courant en cas de dfaut

Schma quivalentcalcul du courant de dfaut Id : CALCUL DE LA TENSION DE CONTACT Uc entre la carcasse mtallique du rcepteur R2 et la terre :

cette tension Uc est aussi celle qui existe aux bornes de la rsistance Ru, d'o :

EXEMPLE :

V = 230 V Rf = 0,1 Rc = 0 ( dfaut franc ) Ru = 25 Rn = 18 Rh = 1 kLa tension de contact UC est dangereuse pour les utilisateurs car Uc > tension conventionnelle de scurit : 50 V en locaux secs et 12 V en locaux mouills.La tension de contact Uc tant dangereuse, un dispositif de protection doit couper l'alimentation lectrique du rcepteur en dfaut.disjoncteur ou interrupteurDIFFERENTIELLe courant Id = 5,41A est trop faible pour faire fonctionner le disjoncteur ou le fusible.On ne saperoit pas du dfaut.

D'aprs les courbes de scurit, il doit couper l'alimentation du rcepteur en moins de :

Le dispositif de protection permettant de se protger dans ce cas s'appelle :Ce dispositif sera plac dans le circuit de manire ce qu'il puisse mesurer le courant qui passe dans l'installation, l'aller et au retour. D'o le schma du circuit suivant :le Dispositif Diffrentiel Rsiduel ( DDR )( associ un disjoncteur, il devient un disjoncteur diffrentiel )

4. SCHEMA DE LIAISON A LA TERRE ITLe neutre du transformateur est isol de la terre (neutre isol) ou dans certains cas reli celle ci par l'intermdiaire d'une impdance de forte valeur (neutre impdant).

Les masses mtalliques sont relies la terre par l'intermdiaire du PE. Le neutre BT tant isol de la terre, il est ncessaire de pouvoir couler les surtensions pouvant survenir sur le rseau BT en installant un limiteur de surtensions.

En cas de dfaut:Si une phase rentre en contact avec le PE, le dfaut se boucle par Ru, Rn et limpdance Z qui relie le neutre du transformateur la terre.Application numrique :

V = 230VRu = 10WRn = 1WZ = 1kWId = 0,23ALa tension de contact sera UC = Ru Id = 2,3VCette tension nest pas dangereuse

Nous venons de voir qu'en rgime IT le dfaut simple n'est pas dangereux, le dclenchement n'est donc pas obligatoire.

Une installation de ce type peut rester en service avec une phase la masse sans danger pour les personnes.

Toutefois il sera vu plus tard que si un deuxime dfaut survient, des potentiels dangereux peuvent apparatre.

En consquence les rglements obligent : de signaler de rechercher d'liminer le premier dfaut ds son apparition.

SIGNALISATION D'UN DEFAUT D'ISOLEMENTLa signalisation d'un dfaut d'isolement se fait l'aide d'un contrleur permanent d'isolement: CPI.

Le schma d'un circuit d'alarme raccord un CPI signalant tout dfaut d'isolement est reprsent ci dessous:Ds qu'un dfaut est constat par le CPI, les signalisations sonore et visuelle sont actives.Aprs acquittement du dfaut par action sur le commutateur par le personnel d'entretien, la signalisation sonore est dsactive.

Seule reste la signalisation visuelle indiquant que le dfaut est toujours prsent.

Pour rechercher le dfaut, ouvrir et refermer successivement les dparts du rseau en partant de l'amont vers l'aval. Ds que la partie en dfaut est mise hors tension la signalisation donne par le CPI disparat, le signal sonore est activ.

Lorsque la partie de rseau en dfaut est isole, il ne reste plus qu' localiser exactement celui-ci et le supprimer.Le schma donn permet de ne pas oublier de rebasculer le commutateur d'acquittement une fois le dfaut supprim. Le systme d'alarme sera nouveau en tat de veille.

Cette mthode de recherche prsente le gros inconvnient de perturberla distribution.

Lorsque les conditions d'exploitation ne permettent aucune coupure, une telle mthode ne saurait donc tre envisage.

Injection d'un courant trs basse frquence.

Un gnrateur de courant trs basse frquence (10 Hz) est reli d'une part la terre, d'autre part l'un des conducteurs actifs du rseau contrler.Le gnrateur trs basse frquence fait circuler dans le dfaut un courant qui peut tre dtect en utilisant un transformateur tore associ un filtre slectif accord sur cette frquence. La recherche peut tre effectue : par un systme mobile portable, compos d'une pince ampremtrique et d'un rcepteur slectif TBF (10 Hz). par systme fixe automatique, comprenant sur chaque dpart un tore associ un rcepteur slectif TBF (10 Hz). Ce dispositif est la solution pour harmoniser les impratifs d'exploitation et ceux de la scurit.

ETUDE DU DEFAUT DOUBLESi un premier dfaut n'a pu tre limin avant qu'en apparaisse un deuxime, affectant un autre conducteur actif sur un autre circuit, on se trouve en prsence d'un dfaut double.

Ce deuxime dfaut (le premier tant toujours prsent) va provoquer un court-circuit entre 2 phases ou entre phase et neutre.

La protection des personnes est alors assure par les dispositifs de protection contre les surintensits, ou par des DDR si les longueurs de cble sont plus grandes que celles autorises.

5. SCHEMA DE LIAISON A LA TERRE TN

Le neutre du transformateur est reli la terre.

Les masses mtalliques sont relies au Neutre par l'intermdiaire du PE.Il existe en fait, deux schmas d'installation possibles :

les schmas TNC et TNS

Schma TNC : Le neutre et le conducteur de protection PE sont Confondus.Le conducteur qui sert de neutre et de protection s'appelle le PEN .Un dfaut franc au niveau du rcepteur quivaut la cration d'un court-circuit entre une phase et le neutre. L'utilisation de ce schma n'est autoris que sur les conducteurs de section suprieure :- 10 mm pour les conducteurs en cuivre 16 mm pour les conducteurs en aluminium. La protection des personnes est assurepar un disjoncteur (protection contre les court-circuits).

Schma TNS :Le neutre et le conducteur de protection PE sont Spars.(runis juste au niveau du transfo)Un dfaut franc au niveau du rcepteur quivaut la cration d'un court-circuit entre une phase et le neutre. Le schma TNS est utiliser dans les cas o le schma TNC ne peut convenir, c'est dire : - lorsque la section des conducteurs est < 10 mm pour le cuivre. - lorsque la section des conducteurs est < 16 mm pour l'aluminium. - lorsqu'une longueur de cbles trop importante fait baisser la valeur du courant de court-circuit et par consquent, le temps de dclenchement du dispositif de protection. La protection des personnes est assure par un dispositif diffrentiel (DDR) associ au disjoncteur.

6. CHOIX DUN REGIME DE NEUTRE - les caractristiques du rseau ou des rcepteursLa France est alimente en nergie lectrique par un rseau gnral, dont EDF reprsente la majorit des fournisseurs. Afin de ne pas subir les inconvnients de sa clientle en Basse Tension, EDF a choisi de fournir une nergie suivant le rgime TT. Le choix d'un autre schma de neutre impose donc de dtenir un transformateur pouvant modifier ce rgime.Sur le plan de la protection des personnes, les 3 rgimes de neutre sont quivalents si on respecte toutes les rgles dinstallation et dexploitation.Le rgime de neutre se choisit en fonction de 3 critres:- rgime de neutre impos- continuit de service

Temps de coupure en fonction de la tension limite de scurit ULet de la tension de contact UC.Le choix du SLT a uneinfluence directe sur lavaleur du courant de dfautdonc sur la valeur de Uc et sur les dispositions adopter pour respecter cestemps de coupure du dispositif de protection.

Simplification de l'installation lectrique, protection en cas de dfaut d'isolement par disjoncteur ou interrupteur diffrentiel, calcul desprotections moins contraignant autorisant des modifications aises des rcepteurs. 6.1 Neutre TTAucune permanence de spcialiste n'est exige pour le dpannage. En contrepartie, les prises de terre devront avoir des valeurs infrieures celles prconises par les textes en vigueur :100W si UL < 50V et 24W si UL < 12V Les disjoncteurs auront (ou pourront avoir) leurs ples neutre non protgs (ex.: 3P+N, ou 1P+N)), les fusibles auront une barrette de coupure la place du fusible (pour le neutre).

6.2 Neutre ITInstallation permettant la poursuite de l'exploitation d'nergie malgr un premier dfaut d'isolement mme important, comme les salles d'opration en hpital, la scurit arienne, atelier de fonte de mtaux, etc, MAIS ncessit d'avoir un spcialiste en dpannage pour supprimer ce dfaut trs rapidement, avant le dclenchement d'un deuxime dfaut qui va faire dclencher les protections. De plus, ce schma oblige la mise en place d'un Contrleur Permanent d'Isolement (CPI) signalant par alarmes sonores et visuelles tout dfaut dans l'installation.

ATTENTION: Dans un schma IT, il est interdit de monter des barrettes de neutre sur le ple Neutre de l'appareil de protection. Un fusible calibr comme les phases est obligatoire. Les fusibles de neutre, comme ceux des phases, devront actionner un dispositif de coupure omnipolaire (de tous les conducteurs actifs, neutre compris). Neutre isol

Utilis dans les installations de trs courte dimensions, et les transformateurs d'isolement dans les ateliers, les salles de bains (prises rasoirs), etc.Neutre impdant

Utilis lorsque les dimensions du rseau sont suffisamment grandes pour devoir tenir compte des impdances des lignes. L'impdance de valeur relativement faible (env. 600 1000 ohms) permet de s'affranchir de l'impdance des lignes, tout en limitant le courant de dfaut.

Installations lectriques dont les rcepteurs ont naturellement des dfauts d'isolement trs levs comme les radars, les installations de chiffrage (en gnral, ces rcepteurs disposent de filtres capacitifs de forte puissance entre chaque phase et la masse). 6.3 Neutre TNLes installations lectriques fonctionnant sous ce schma seront calcules avec le plus grand soin en ce qui concerne la protection ampremtrique (relais magntiques), des essais devront obligatoirement tre effectus, et leurs rsultant probants avant toute mise en service normal de cette installation. Ces installations permettent l'alimentation de rcepteurs sans protection diffrentielle. En cas de dfaut d'isolement, c'est la protection magntique qui dclenchera la coupure de l'alimentation lectrique.

Les schmas TN ncessitent la mise la terre du conducteur de protection en plusieurs points tout au long de ce rseau.De plus, les liaisons Terre (PE) dans les schmas TN-S, et Terre-Neutre (PEN) dans les schmas TN-S, ne devront JAMAIS tre coupes depuis l'origine jusqu' l'appareil d'utilisation, par un commutateur, interrupteur, fusible ou autre.Les courants rsultant dun dfaut disolement sont dintensit leveet sont lorigine : de pertubations passagres de risques de dommages levs parfois dincendie

Neutre TN-C

Schma TN utilis principalement dans les installations fixes, ou de forte section en cbles souples (> 10mm2 pour le cuivre). Neutre TN-S

Schma TN utilis principalement dans les installations souples, les installations terminales, ou lorsque les valeurs de prises de terre sont trop leves pour accepter le schma TT.Ces installations doivent tre trs surveilles et peu volutiveIl peut accepter les protections diffrentielles, comme le schma TT. Si cest le cas, ces dispositifs apportent ce schma une meilleureprotection contre lincendie et une souplesse la conception delinstallation.Cest un schma DCONSEILLER car il prsente de nombreux risques permanents (chutes de tension le long du PEN, circulation de courant dans les blindages et les masses, champ magntique rayonn)

Comparatif des SLT