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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
