GENIE ELECTRIQUE

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MAQUETTE DE REGIME DE NEUTRE :

REGIME TT

Centres dintrt abords : Thmatiques :

CI3 Protection des personnes Rgime de neutre TT

Activits proposes : Comptences vises :

1 Etude de la protection des personnes

justifier les protections mises en place dans les circuits de puissance

2 Etude de la protection du matriel

justifier les protections mises en place dans les circuits de puissance

Ressource matriel : Ressource documentaire :

La maquette REGIME de NEUTRE Un oscilloscope Une pince ampremtrique Un voltmtre

Le cours sur la protection des personnes

PRESENTATION

La maquette rgime de Neutre permet de simuler une installation lectrique domestique (tension V2

monophase entre une phase ph3 et neutre N). La tension V2 a une valeur efficace de 130 V (au lieu de 230 V

sur le rseau).

Dans cette installation, le disjoncteur Q32 protge un chauffage lectrique d'une puissance de 1,3 kW qui est

raccord la prise R2. La masse du chauffage est raccorde la borne de terre de la prise, qui elle mme est

relie un piquet de terre qui prsente une rsistance RB = 22 .

Le neutre du transformateur est reli la terre par l'intermdiaire d'un piquet de terre qui prsente une

rsistance RA = 22 .

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REGIME TT

ANALYSE THORIQUE ( FAIRE AVANT LE TP)

1. PROTECTION DES PERSONNES : TUDE D'UN DFAUT D'ISOLEMENT

Le schma lectrique peut tre simplifi de la faon suivante:

RB=22 RA=22

neutre

Chauffage

T1

Uc2

phase V2

Sol

Q32

Dfaut franc

phase masse

R2

Flcher sur le schma le parcours du courant de dfaut id si Q32 est ferm. tablir lexpression littrale du courant de dfaut Id :

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

Calculer Id :

_________________________________________________________________________________________

tablir lexpression littrale de la tension de contact Uc2 :

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

Calculer Uc2 :

_________________________________________________________________________________________

Cette tension est-elle dangereuse sachant que nous sommes dans un local humide? Justifier la rponse :

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En vous aidant des courbes de scurit du cours sur la protection des personnes (page 5), dterminer le temps maximum de contact.

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ANALYSE EXPRIMENTALE

2. ETUDE DE LA PROTECTION DES PERSONNES : DFAUT D'ISOLEMENT SANS DIFFRENTIEL

2.1. Schma de cblage de linstallation

Pour alimenter le rcepteur R2, passer par les disjoncteurs Q1, Q21 et Q32 (sur la partie gauche, sans

diffrentiel). Le dfaut disolement de R2 sera simul par le bouton poussoir Bp2.

Complter le schma suivant pour raliser lalimentation de R2 avec le rgime TT :

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REGIME TT

Quelle est la valeur du courant de dclenchement des 3 disjoncteurs :

Repre

disjoncteur

Valeur du courant de

dclenchement

Q1

Q21

Q32

2.2. Cblage de linstallation sans dispositif diffrentiel

Cbler la maquette conformment au schma tabli.

Fermer les disjoncteurs Q1, Q21, Q32 et faire dverrouiller l'arrt d'urgence par le professeur.

Mesurer la tension V2 entre Phase et Neutre au niveau de lalimentation de R2 avec un voltmtre (position AC)

Relever la valeur de V2 :_____________________

2.3. Cration dun dfaut disolement

Crer un dfaut (Phase / Masse) en appuyant sur Bp2.

Que se passe-t-il ? Pourquoi ?

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

Mesurer la valeur de la tension de contact Uc2 laquelle serait soumise une personne qui touche la carcasse.

Relever la valeur de Uc2 : _____________________

Cette tension est-elle dangereuse? Justifier votre rponse :

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

3. ETUDE DE LA PROTECTION DES PERSONNES : DFAUT D'ISOLEMENT AVEC DISPOSITIF DIFFRENTIEL

Mettre la maquette hors tension. Modifier le cblage prcdent en associant Q32 son diffrentiel ( droite du

disjoncteur).

Quelle est la sensibilit de ce diffrentiel ? Que signifie-t-elle ?

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REGIME TT

Fermer les disjoncteurs Q1, Q21, Q32 et faire dverrouiller l'arrt d'urgence par le professeur.

3.1. Cration dun dfaut disolement

Crer un dfaut (Phase / Masse) en appuyant sur Bp2.

Que se passe-t-il ?

_________________________________________________________________________________________

3.2. Mesure du temps de dclenchement du disjoncteur diffrentiel

Placer une pince ampremetrique pour relever le courant de dfaut Id. Relier la pince loscilloscope.

Relever le calibre de la pince : _____________________

Rgler l'oscilloscope pour faire l'acquisition du courant de dfaut :

- Menu Trigger, mode single, - level : 100 mV.

Indiquer la base de temps(en s / div) adapte pour mesurer le temps de dclenchement du disjoncteur diffrentiel compte tenu de la dure maximale du contact tablie lors de lanalyse thorique :

_________________________________________________________________________________________

Indiquer le calibre (en V / div) adapt pour visualiser le dfaut compte tenu du calibre de la pince ampremtrique (la valeur attendue du courant de dfaut Id a t tablie lors de lanalyse thorique) :

_________________________________________________________________________________________

Rarmer le disjoncteur et crer un dfaut en appuyant sur Bp2.

Reprsenter le signal visualis loscilloscope :

Signal :

Calibre :

Base de temps :

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Mesurer le temps de coupure du disjoncteur : _____________________

La protection des personnes est-elle assure? Justifier votre rponse :

_________________________________________________________________________________________

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Mesurer la valeur maximale du courant de dfaut Idmax : _____________________

Calculer la valeur efficace du courant de dfaut Id (Id = Idmax / 2 ).

Comparer la valeur mesure de Id la valeur thorique :

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4. ETUDE DU DFAUT DISOLEMENT AVEC DISPOSITIF DIFFRENTIEL ET SANS

PIQUET DE TERRE

Mettre la maquette hors tension. Supprimer la liaison la terre de la carcasse de R2

Fermer les disjoncteurs Q1, Q21, Q32 et faire dverrouiller l'arrt d'urgence par votre professeur.

Appuyer sur le bouton dfaut d'isolement Bp2.

Que se passe-t-il ? Pourquoi ?

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

Mesurer la valeur de la tension de contact Uc2 laquelle serait soumise une personne qui touche la carcasse.

Relever la valeur de Uc2 : _____________________

La protection des personnes est-elle assure? Justifier votre rponse :

_________________________________________________________________________________________

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REGIME TT

5. ETUDE DE LA PROTECTION DU MATRIEL : SURCHARGE

Le rcepteur R2 est constitu dun chauffage lectrique d'une puissance de 1,3 kW. Le chauffage est protg par un disjoncteur magntothermique de calibre In = 6A.

5.1 Cblage du chauffage

Conserver le montage prcdent. Brancher la charge RHP 40 sur la prise au niveau de R2 pour simuler le

branchement du chauffage de 1,3 kW( plan de charge 100 %). Placer un Ampremtre (position AC) en srie

avec le chauffage.

Fermer les disjoncteurs Q1, Q21, Q32 et faire dverrouiller l'arrt d'urgence par le professeur.

Que se passe-t-il ? (au bout de 1 2 minutes)

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Rarmer le disjoncteur et chronomtrer le temps ncessaire au dclenchement du disjoncteur :

_________________________________________________________________________________________

Rarmer le disjoncteur et mesurer la valeur du courant I absorb par le chauffage : _______________

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5.2 Interprtation des rsultats exprimentaux

Indiquer pourquoi le disjoncteur se dclenche ?

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Calculer le rapport I / In : ________________________________ Dterminer graphiquement les temps mini et maxi de dclenchement du disjoncteur laide du document donn la page suivante

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Comparer le temps de dclenchement mesur du disjoncteur aux valeurs min et max dtermines graphiquement

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REGIME TT

COURBE DE DCLENCHEMENT DU DISJONCTEUR