Les Regimes Des Neutres 2008 Jjb

8/12/2019 Les Regimes Des Neutres 2008 Jjb

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16/06/2008 2Risques Physiques B3

M. Bonnefoy - P. Lepeut

IntroductionIntroduction

LLnergienergie lectrique, bien qulectrique, bien quutile, estutile, estdangereuse pour ldangereuse pour lhomme. Si un couranthomme. Si un couranttraverse le corps humain, il y a risque de ltraverse le corps humain, il y a risque de lsionssionsvoir de mort. Il est donc nvoir de mort. Il est donc ncessaire de protcessaire de protgerger

les personnes contre de tels dangersles personnes contre de tels dangers

LLtude des rtude des rgimes des neutres permet degimes des neutres permet demettre enmettre en vidence les prvidence les prcautionscautions prendre enprendre enmatimatire de sre de scuritcurit devant les risquesdevant les risqueslectriques encourus.lectriques encourus.


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Avant proposAvant propos

Les rseaux de distribution sont caractrissessentiellement par la nature du courant et lenombre de conducteurs actifs, ainsi que par laliaison la terre ou rgimes des neutres.

Nous allons examiner le fonctionnement desdiffrents rgimes des neutres ainsi que

lutilisation, dans certains cas, des disjoncteursdiffrentiels.


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Petits rappelsPetits rappels 11

Par contact direct

Par contact indirects


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Contacts Directs

. Une personne travaille sur un cbleremis sous tension sans pravis. Utilisation dun cordon mle-mle. Un enfant introduit un objet mtalliquedans une prise de courant

. Une personne rentre dans un poste dedistribution et touche une barre soustension. Une personne touche une canalisationencastre avec lextrmit dun outil

Accidents lis limprudence et la maladresse de lutilisateurAccidents lis limprudence et la maladresse de lutilisateur


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Contacts Directs


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Contacts Indirects

Il faut donc crer un

chemin de moindrersistance que celle ducorps humain(1000 ohms)en reliant la masse de

lappareillage une prisede terre de quelquesdizaine dohms et surtoutde prvoir un systme de

protection des personnes.


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Prambule 3 Petits rappels - 5

I Diffrents systmes de distribution - 14

II Rgime TT - 18

III Le disjoncteur diffrentiel - 26

IV Rgime TN - 34

V Rgime IT - 42

VI Comparaison des diffrents rgimes - 49VII Conclusion - 51

VII Le mcanisme d lectrisation - 55

Les Schmas de Liaisons la TerrePlan


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Chaque schma est repr par (au moins) deux lettres : la 1re symbolise la situation du neutre par rapport la terre du ct fournisseur

- T liaison directe du neutre la terre

- I le neutre est isol ou reli la terre par lintermdiaire dune impdance

II -- DiffDiffrents systrents systmes demes dedistribution de ldistribution de lnergienergie lectriquelectrique


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la 2 nde lettre symbolise la situation des masses de lutilisation

T liaison des masses une prise de terre

N liaison des masses au neutre

Chaque schma est repr par (au moins) deux lettres :


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Les divers schmas de liaison la terre

Schma IT

Schma TT Schma TN


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Les Schmas de Liaison la Terre

Plan

pagePrambule 3 Petits rappels - 5


II Rgime TT - 18


IV Rgime TN - 34

V Rgime IT - 42

VI Comparaison des diffrents rgimes - 49

VII Conclusion - 51



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IIII -- REGIMEREGIME TTTT

UtilisUtilis en France pour les installations alimenten France pour les installations alimentes par un res par un rseauseau

de distribution publique basse tension 220vde distribution publique basse tension 220v--380v.380v.

Systme TT neutre avec distribution mis la terre et lamasse utilisateur relie la terre :


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REGIME TT


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Etude de la boucle de dEtude de la boucle de dfautfaut


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INTERRO !!INTERRO !!

Reprsenter le schma lectrique quivalent au

montage prcdent.

Dterminer la rsistance quivalente du circuit.

Calculer le courant dans le circuit.

Calculer la tension au point de contact.

Est-elle dangereuse pour un individu?Expliquer

Et ce Sans tricher !


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REGIMEREGIME TTTT

UtilisUtilis en France pour les installations alimenten France pour les installations alimentes par unes par un

rrseau de distribution publique basse tension.seau de distribution publique basse tension.

Systme TT : neutre avec distribution mis la terre et lamasse utilisateur relie la terre


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REGIME TT

Scurit: le courant de premier dfaut se referme par la bouclecomprenant les prises de terre des masses et du neutre. Undispositif diffrentiel (DDR) coupe l'alimentation ds que latension de dfaut Ud est suprieure 50 v ou 25 V.


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ConnaConnatre le principe de fonctionnement d'untre le principe de fonctionnement d'un

dispositifdispositif diffdiffrentiel de protectionrentiel de protection

DisjoncteurDisjoncteur courant diffcourant diffrentiel rrentiel rsiduel ousiduel ou

DDRDDR

IIIIII -- Le disjoncteur diffLe disjoncteur diffrentielrentiel


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M. Bonnefoy - P. Lepeut 27

Le dispositif diffLe dispositif diffrentiel comporte un circuit magnrentiel comporte un circuit magntique en forme de tore surtique en forme de tore surlequel sont bobinlequel sont bobins le ou les circuits des phases et du neutre.s le ou les circuits des phases et du neutre.

En lEn labsence de fuite ou de courant rabsence de fuite ou de courant rsiduel de dsiduel de dfaut, les flux produits parfaut, les flux produits parles bobines sles bobines sannulent, il ne se passe rien.annulent, il ne se passe rien.

Si un dSi un dfaut survient, le courant rfaut survient, le courant rsiduel de dsiduel de dfaut produit un dfaut produit un dssquilibrequilibredes flux dans les bobines et un flux magndes flux dans les bobines et un flux magntique dans le tore apparatique dans le tore apparat.t.

La bobine de dLa bobine de dtection est le sitection est le sige dge dun fluxun flux lectromagnlectromagntique induit quitique induit quiggnnre une tension alimentant un petitre une tension alimentant un petit lectrolectro--aimant qui daimant qui dverrouille etverrouille et

ouvre les circuits du disjoncteur.ouvre les circuits du disjoncteur.

Principe de fonctionnement


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Description dun D.D.R.

Dans notre cas, sur un toremagntique, sont montes troisbobines (la phase, le neutre et labobine de dtection).

Lorsquil ny a aucun dfaut, lesdeux bobines sont traverses par lecourant demploi de linstallation et lasomme vectorielle des deux flux

magntiques produits par les bobinesdans le tore est nulle : rien ne sepasse.

Principe de fonctionnement

I =0 , =0


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DescriptionDescription ddun D.D.R.un D.D.R.

Lorsquun dfaut apparat surune des phase, la somme desflux produits dans le tore nest

plus nulle (car le courant dedfaut retourne par la terre)

Un flux circule donc dans le tore,celui-ci induit une tension auxbornes de la bobine de dtection(Loi de Lentz).

Cette tension alimente un lectro-

aimant qui va dclencher ledisjoncteur.

Ce dispositif implique un seuil dedclenchement appel sensibilit.

I 0 , 0

I I-If

If


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CHOIXCHOIX de la sensibilitde la sensibilit

ddun D.D.R.un D.D.R.Pour ne pas mettre en danger les personnes, il faut quela sensibilit In du D.D.R. soit : In UL / Rm

In sensibilit en mAUL tension admissible: 50 VRm rsistance de terre de la charge : 80 ohm

In 50 / 80 In 625 mAIn Id (courant de dfaut)

Les masses protges par le mme DDR doivent tre relies la mme prise de terre !!! Mme Rm !!!

Pour une Ul = 50 V

In (mA) Rm Terre ()500 100 mA 500 300 mA 167 500 mA 100 1A 50


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Avantages et inconvnients du schma TT

Avantages :Avantages : Coupure au premier dfaut Peu de calculs pour la mise en uvre. Ne ncessite aucune personne qualifie. Idal pour les mauvaises valeurs de prises de terre. Extension d'installation simple raliser. Choix du DDR en fonction de la tension dalimentation,sensibilit adapte au

local et la prise de terre, lintensit nominale et du pouvoir de coupure.

InconvInconvnients :nients : Pas de continuit de service lors d'un dfaut d'isolement. Dispositif diffrentiel parfois coteux (surtout les Hautes Sensibilits). Limit aux installations ayant peu de courant de fuites (phase-terre).).

Nota:Le diffrentiel peut tre associ soit un interrupteur soit un disjoncteur

Le disjoncteur diffrentiel a trois fonctions : dtection du courant de dfaut, mesure etcoupure, protection contre les surcharges et les courts circuits.

Linterrupteur diffrentiel naura que deux fonctions: dtection du courant dedfaut, mesure et coupure, protgeant ainsi une zone particulire MAIS devra treassoci un dispositif de protection des lignes.


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Plan

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II Rgime TT - 18III Le disjoncteur diffrentiel - 26

IV Rgime TN - 34

V Rgime IT - 42




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IVIV -- REGIME TNREGIME TN SystSystme TN : neutre avec distribution misme TN : neutre avec distribution mis lala

terreterre, les masses utilisateur, les masses utilisateur relirelieses neutreneutreUtilis pour les installations alimentes par un poste de transformation priv.


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SystSystme TNme TN

Scurit: le courant de premier dfaut se referme par le conducteurneutre et devient un courant de court-circuit phase-neutre. Un dispositifde protection contre les surintensits (disjoncteurs ou fusibles) assurela coupure de l'installation et sa protection.


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RRseauseau mise au neutre des masses (schmise au neutre des masses (schma TN)ma TN)

SScuritcurit :: Le courant trLe courant trs fort sera limits fort sera limit par la rpar la rsistancesistanceohmique trohmique trs faible du conducteur de protection PEN, ens faible du conducteur de protection PEN, enconsconsquence la tension dquence la tension dveloppveloppe Ud sera faible en cas dee Ud sera faible en cas decontact indirectcontact indirect..

l d df


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Boucle de dBoucle de dfautfaut

Le courant de court-circuit parcourt deux fois

la longueur du cble (il passe par une phaseet repart par le PEN).

La distance est donc de 2*80 m = 160 m.

La rsistance du conducteur est donc de :

R = 22,5.10-3* (2*80) / 6 = 0,6 Ohms

Le courant de dfaut est de :Id = (0,8*V) / R = (0,8*230) / 0,6 = 307 A

La tension de contact Uc vaut :

Uc = (0,8*230) / 2 = 92 V


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AvantagesAvantages

et inconvet inconvnients du schnients du schma TNma TN

Avantages :Avantages :

-- Coupure au premier dCoupure au premier dfautfaut

-- EmployEmploy avec succavec succs dans les installationss dans les installations lectriques dont leslectriques dont lesrrcepteurs ont naturellement des dcepteurs ont naturellement des dfauts d'isolement trfauts d'isolement trss levlevs commes commeles radars, les installations de calcul et dles radars, les installations de calcul et dacquisition de donnacquisition de donnes quies qui

utilisent des filtres capacitifs de forte puissance entre chaqueutilisent des filtres capacitifs de forte puissance entre chaque

phase et laphase et la

masse.masse.

-- galement dans certaines installations trgalement dans certaines installations trs particulis particulires (ares (aronefs)ronefs)lorsque l'un des conducteurs est composlorsque l'un des conducteurs est compos de la masse du rde la masse du rcepteur, oucepteur, oulorsque plusieurs rlorsque plusieurs rseaux mixtes (tensions ou frseaux mixtes (tensions ou frquences diffquences diffrentes,rentes,continu et alternatif) cohabitent.continu et alternatif) cohabitent.


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Plan



II Rgime TT - 18

III Le disjoncteur diffrentiel - 26IV Rgime TN - 34

V Rgime IT - 42


VII Conclusion - 51VII Le mcanisme d lectrisation - 55


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REGIME IT

Id

Exemple: rseau 230 / 400 V, 1 Km de cbles, Ru = 10 , C = 0,3 F/Km.

La rsistance Ru est ngligeabledevant Zct, d'o :

CPI

AvantagesAvantages


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AvantagesAvantageset inconvet inconvnients du schnients du schma ITma IT

Avantages :Avantages :

-pas de coupure au premier dfaut

-Installation permettant la poursuite de l'exploitation d'nergie malgrun premier dfaut d'isolement mme important, comme les sallesd'opration en hpital, la scurit arienne, etc.

-Schma IT utilis dans les installations de trs courte dimensions, et

les transformateurs d'isolement dans les ateliers, les salles de bains(prises rasoirs), etc.

-Utilis aussi lorsque les dimensions du rseau sont suffisammentgrandes pour devoir tenir compte des impdances des lignes.

L'impdance de mise la terre (Z) de valeur relativement faible (env.600 1000 ohms) permet de s'affranchir de l'impdance des lignes,tout en limitant le courant de dfaut

A t


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InconvInconvnients :nients :

-ncessit d'avoir un spcialiste en dpannage pour supprimer cedfaut trs rapidement, avant lapparition d'un deuxime dfaut quiva dclencher les protections.

- ce schma oblige la mise en place d'un Contrleur Permanentd'Isolement (CPI) signalant par alarmes sonores et visuelles toutdfaut dans l'installation.

Avantages

et inconvnients du schma IT

I f ti lI f ti l t it i


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Information complInformation complmentairementaire

ATTENTION:ATTENTION:

Dans un schma IT, il est interdit de monter des barrettes de neutre surle ple Neutre de l'appareil de protection.

Un fusible calibr comme les phases est obligatoire.

En effet, si un dfaut d'isolement important survient entre une phase

et la terre, sur un dpart de puissance importante, et entre le neutre etla terre sur un dpart de puissance moindre, la barrette du neutre de cedeuxime dpart ne pouvant "fondre" comme un fusible normal, il yaura chauffement du conducteur de neutre pouvant aller jusqu'l'incendie.

Les fusibles de neutre, comme ceux des phases, devront actionner undispositif de coupure omnipolaire.


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II Rgime TT - 18


IV Rgime TN - 34

V Rgime IT - 42


VII Conclusion - 51


PLAN

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VIIVII -- CONCLUSIONCONCLUSION

Aucun rAucun rgime de neutre ngime de neutre nest idest idal, cal, cest enest en

fonction de lfonction de lapplication envisagapplication envisage que le que lon doiton doitchoisir le schchoisir le schma le mieux adaptma le mieux adapt en matien matire dere desscuritcurit..

Si aucun nSi aucun ny ry rpond, il faut alors recourirpond, il faut alors recourir uneuneenceinte de confinement spenceinte de confinement spcialiscialise (cas de tre (cas de trsshautes tensions par exemple).hautes tensions par exemple).


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Le diffrentiel cest bien.mais

Le courant de dfaut tant suprieur au calibre dudiffrentiel, celui-ci ouvrira ses contacts et mettra ainsilutilisation hors tension.

La protection remplira son rle avant quune personneentre en contact avec la carcasse mtallique.

NOTA Si vous constatez quune protection diffrentielle a

dclench, il ne faut en aucun cas chercher remettrelquipement sous tension avant davoir liminer le dfauten premier lieu.

Chaque fois que les prises de terre sont mauvaises oualatoires, il faut utiliser des diffrentiels de 30 mA au lieu

de 300 mA pour la protection contre les contacts indirects.


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Sans Terre ou Terre Dconnecte

-Le diffrentiel ne dtectera pas de diffrence entre lecourant sortant de linstallation-La carcasse mtallique sera porte au potentiel de 220v.-Si une personne touche la carcasse, cette personne serasoumise cette tension !!!

Dans ce cas, le diffrentiel 300 mA ne sert rien. Seul undiffrentiel 30 mA peut sauver lutilisateur

Mauvaise Terre ou Cosses Desserres

-La rsistance de terre tant trop leve, le courant defuite sera infrieur au courant de dclenchement dudiffrentiel.-Le diffrentiel ne dclenche pas et ne sert donc rien.-La carcasse sera porte un potentiel dangereux.-Ce cas de non dclenchement de la protection peut aussi

tre d un desserrage ou mauvais serrage des cosses deterre

Le diffrentiel 300 mA ne sert rien. Seul un diffrentiel30 mA peut sauver lutilisateur

Les gimes des ne t es


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16/06/2008 54Risques Physiques B3M. Bonnefoy - P. Lepeut

Les rgimes des neutresPlan

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II Rgime TT - 18III Le disjoncteur diffrentiel - 26

IV Rgime TN - 34

V Rgime IT - 42



VIII-Le mcanisme


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VIII Le mcanisme

dlectrisation PAR CONTACT DIRECT

Par contact indirect


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ELECTRISATION PAR CONTACT DIRECT


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Rseau neutre la terre ( schma TT)

Dans cette situation, la personne estsoumise une intensit Ih qui est limit par:

- la rsistance de son corps Rh- la rsistance de sa prise de terre Rth- la rsistance de la prise de terre du neutre Rn

Avec les hypothses adoptes, nous avons:

15002000220

++ = 0.088 A=

La tension Uh applique lhomme :

RnRthRhUIh

++=

Uh = Rh x Ih = 2000 x 0.088= 176 V

176 volts est tension pouvant entraner la mort



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Rseau mise au neutre des masses ( schma TN)

Quelque soit le schma (TNC ou TNS), la situation est identique ici celle du contact direct en rseau neutre la terre ( TT )

IL Y A DANGER DE MORT



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Rseau mise au neutre isol ou impdant ( schma IT)Dans cette situation, la personne est soumise une intensit Ih qui est limite par:

- la rsistance de son corps Rh- la rsistance de sa prise de terre Rth- la rsistance de la prise de terre du neutre Rn- limpdance Z insre dans le neutre

Avec les hypothses adoptes, nous avons:

ZRnRthRh

UIh

+++

=

A063.0100015002000

220 =+++

=

La tension Uh applique lhomme :

Uh = Rh x Ih = 2000x 0.063= 126 V

126 volts est une tension pouvant entraner la mort

MESURES DE PROTECTION CONTRE LES RISQUES DIRECTS


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Mesures de

protection contreles risques

Directs

compltes

Partielles etrestrictives

complmentaires

Trs basseTension de scurit

Emploi de barrires ou denveloppesdindice de protection commenant

par 2 au minimum ( IP 2XXX)

Protection contre lescontacts involontairesSeulement

Emploi dun transformateurDe sparation de circuits

Relais, interrupteurs ouD.D.R. de haute

SensibilitIn 30 mA

Mise hors porte par loignement desconducteurs. Surtout employ en H.T.

Emploi dobstaclescran, capot, armoire, couvercle

Locaux o ne peuventAccder que desPersonnes qualifis

Isolation des parties activessous tension qui ne peut treenleve que par destruction

Consquences* des contacts directs et indirects


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Consquences des contacts directs et indirects

Contacts directs

Tous Rgimes

TT-TN-IT

Contacts Indirects

Un SEUL dfaut disolement DEUX dfauts disolement

Normalement

Pas de Danger

Rgime

IT

Rgimes

TT - TN

Tous Rgimes

TT-TN-IT

DANGERDE

MORT

* Cas des installations non quipes d appareils de protection

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