Mesure complémentaire ( en plus du respect des liaisons à la terre ) :
Installer au moins un D.D.R en tête
de l’installation tel que :
La mise en place d’un régime de neutre permet d’assurer la protection des personnes contres les contacts indirects
Signification des 2 premières lettres du régime T T:
1ère lettre « T »: Mise à la terre du neutre de l’alimentation par une prise de terre du neutre Rn
2ème lettre « T » : Interconnexion des masses d’utilisation et mise à la terre des masses par une prise de terre unique Ru
QUESTION 1:
In UL
Ru<
QUESTION n°2 :
Fonctions assurées par les appareils n° , , ,
0
3
Désignation : DISJONCTEUR DIFFERENTIEL TETRAPOLAIRE de calibre 32 A et de sensibilité 300 mA
Fonctions : Il assure la protection du matériel contre les surintensités (surcharge et court-circuit) ainsi que la protection des personnes contre les contacts indirects
1
Désignation : DISJONCTEUR MAGNETO THERMIQUE BIPOLAIRE de calibre 10 A
Fonctions : Il assure la protection du matériel contre les surintensités (surcharge et court-circuit)
9
Désignation : INTERRUPTEUR DIFFERENTIEL TETRAPOLAIRE de calibre 25 A et de sensibilité 30 mA
Fonction : Il assure ainsi que la protection des personnes contre les contacts indirects
QUESTION n°3 :
Fonctions assurées par l’ appareils n°
Désignation : DISJONCTEUR DIFFERENTIEL BIPOLAIRE de calibre 40 A et de sensibilité 30 mA
Fonctions : Il assure la protection du matériel contre les surintensités (surcharge et court-circuit) ainsi que la protection des personnes contre les contacts indirects
5
QUESTION n°4 :
Désignation de certains éléments constitutifs d’un D.D.R
7. Relais de détection
5. Bobine principale
4. Tore magnétique5. Bobine principale 6.Bobine de détection
LN
QUESTION n°5 :
Explication sommaire du fonctionnement d’un D.D.R
En l’absence de courant de fuite, les flux magnétiques produits par les bobines principales s’annulent.
A l’apparition d’un courant de fuite, les flux produits par les bobines principales ne s’annulent plus, il y a création d’un champ magnétique variable dans le tore.
Du fait de ce champ magnétique variable , la bobine de détection est le siège d’une f.e.m ( force électromotrice) .La tension engendrée aux bornes de la bobine de détection va permettre d’alimenter le relais de détection, qui va alors ouvrir mécaniquement les contacts du circuit de puissance.
QUESTION n°6 :
Variation de la valeur de prise de terre en fonction des saisons et du temps.
La valeur de la prise de terre des masses d’utilisation varie (de 30 ohms en plein hiver à 100 ohms dans notre cas en été) en fonction de l’humidité relative du sol. Le sol étant plus humide en hiver la résistance est donc plus faible.
A l’inverse en été, le sol est plus sec et c’est le cas le plus défavorable car cette prise de terre véhiculera d’autant moins facilement des courants de défaut d’isolement.
QUESTION n°7 :
Vérification de la sensibilité des D.D.R installés en tête de l’installation.
En régime T.T le D.D.R installé doit avoir une sensibilité tel que :
la norme imposerait donc In < 500 mA
In UL
Ru< In
50
100<Soit avec Ru = 100 ohms
et UL = 50 Volts
Or la sensibilité In de l’appareil n° O, placé en tête du local est de 300 mA , ce qui convient tout a fait car cette valeur est inférieure à 500 mA
QUESTION n°8 :
Trajet de la boucle de courant de défaut ( défaut d’isolement sur la perceuse mono)
Poste de transformation
V = 230 V
L1
L2
L3
N
PE
récepteur 13 400 V
Perceuse récepteur 2230 V mono
Rn = 40 Ru = 100
Uc
QUESTION n°9 :
Schéma simplifié équivalent de la boucle en défaut
Rdéfaut Ru Rn
L1 N
Id Uc
QUESTION n°10 :
Calcul des valeurs du courant de défaut et de la tension de contact
N
Rdéfaut= 300 Ru = 100 Rn= 40
L1
Id UcD’après le schéma simplifié :
Id = = 230 / ( 300+100+40) = 0.52 A = 520 mA
V
Rdéfaut + Ru + Rn
Uc = Ru x Id = 100 x 0.52 = 52 V > UL ( 50 V) DANGER mortel
La valeur de tension de contact correspond à valeur de tension dangereuse car elle dépasse la tension limite de sécurité
Les seuls appareils de protection qui pourraient déclencher sont ceux placés sur le trajet du courant de défaut. De plus il s’agit d’un courant de fuite à la terre que seul un D.D.R peut détecter . ( Il ne s’agit pas d’une surintensité qu’un disjoncteur pourrait détecter et éliminer ). Les D.D.R déclencheront de façon certaine si la valeur du courant de défaut est supérieure à leur sensibilité.
Dans notre cas:
QUESTION n°11 :
Justification du déclenchement éventuel des appareils de protection pour cette valeur de de courant de défaut ( Id= 0.52 A)
La protection n° 0 protégeant l'atelier H doit déclencher car Id = 520 mA IN = 300 mA
QUESTION n°12 :
Vérification de la protection des personnes ( vérification du déclenchement dans un temps compatible avec la norme )
Sur la courbe de fonctionnement différentiel (calibre 300 mA) on trouve un temps de déclenchement de 0.03 s ce qui est bien inférieur au 0.2 s préconisé par la norme.
D’après le tableau 41A de la norme NFC15.100 , pour V = 230 V~ en régime TT le temps maximal du dispositif de protection est de 0.2 s
Courbes de fonctionnement différentiel
La sécurité des personnes est bien
assurée.
QUESTION n°13 :
Soit un défaut d’isolement franc sur R2, sans que son PE soit raccordé et sans avoir placé de D.D.R en amont
Comme sa carcasse n’est pas reliée au PE et donc à la terre Ru , il ne peut y avoir
de boucle de courant de défaut à l’apparition du défaut d’isolement
Rdéfaut= 0 Ru = 100 Rn= 22
L1
Id=0 Uc2
NV = 144 Volts
PE coupé Id = 0 A
QUESTION n°14 :
Soit un défaut d’isolement franc sur R2, sans que son PE soit raccordé et sans avoir placé de D.D.R en amont
Calcul du Uc 2 et Uc 12 ( entre deux carcasses dont une bien raccordée au PE)
Comme sa carcasse n’est pas reliée au PE et donc à la terre Ru , il ne peut y avoir de boucle
de courant de défaut à l’apparition du défaut d’isolement
Rdéfaut= 0 Ru = 100 Rn= 22
L1
Id=0 Uc2
NV = 144 Volts
PE coupé Id = 0 A
Carcasse R2
Carcasse R1Uc2 = V = 144 Volts
Uc12 = V = 144 Volts
Uc12
> UL ( 50 V) DANGER mortel
Pas de chute de tension aux bornes des résistances donc:
QUESTION n°15 :
Soit un défaut d’isolement franc sur R2, sans que son PE soit raccordé et sans avoir placé de D.D.R en amont
MESURES de Uc 2 et Uc 12 ( entre deux carcasses dont une bien raccordée au PE)
Uc2 = V = 144 Volts
Uc12 = V = 144 Volts> UL ( 50 V) DANGER mortel
R1 R2 en défaut d’isolement
V Uc2V
Uc12
QUESTION n°16 :
Soit un défaut d’isolement franc sur R2, sans que son PE soit raccordé et sans avoir placé de D.D.R en amont
Vérification de la protection des personnes.
Uc2 = V = 144 Volts
Uc12 = V = 144 Volts> UL ( 50 V) DANGER mortel
La norme impose une coupure au premier défaut en moins de 0.2 s pour Uo = V = 144 Volts en régime TT
Or sans PE, et sans D.D.R aucun appareil de protection n’a déclenché sur la maquette . La sécurité des personnes n’est donc pas assurée
QUESTION n°17 :
Soit un défaut d’isolement franc sur R2, PE raccordé et sans D.D.R en amont
Calcul du Uc 2 et Uc 12 ( entre deux carcasses )
N
Id = V/ ( Rd + Ru + Rn)
= 144/ ( 0+100+22)
Id = 1.18 A
Carcasse R1
Uc2 = Ru x Id =
Uc2 = 100 x 1.18 = 118 Volts
Uc1 = Uc2 = 118 Volts
Uc12 = 0 Volts
Uc2 et Uc1 > UL ( 50 V) DANGER mortel !!!!
Rdéfaut= 0 Ru = 100 Rn= 22
L1
Id= Uc2
V = 144 Volts
Carcasse R2
Uc12Uc1
Le fait de raccorder le PE diminue la tension de contact mais pas à une valeur suffisante pour être inoffensive
QUESTION n°18 :
Soit un défaut d’isolement franc sur R2, PE raccordé et sans D.D.R en amontMESURES de Uc 2 , Uc 1 et Uc 12
Uc2 = Uc1 = 120 Volts
Uc12 = 0 Volts
> UL ( 50 V) DANGER mortel
R1 R2 en défaut d’isolement
V Uc2V
Uc12
V
Uc1
QUESTION n°19 :
Soit un défaut d’isolement franc sur R2, PE raccordé et sans D.D.R en amont
L ‘interconnection des masses est-elle une condition suffisante pour assurer la protection des personnes ?
Uc2 = Uc1 = 120 Volts
Uc12 = 0 Volts
> UL ( 50 V) DANGER mortel
D’après les calculs et mesures précédents, on s’aperçoit bien que l’interconnection des masses n’est pas une condition suffisante pour assurer la protection des personnes car les tensions de contact restent supérieures à la tension limite de sécurité et qu’aucune coupure automatique n’est réalisée dans un temps compatible avec la sécurité des personnes. On a éliminé le danger dans le cas où l’on touche simultanément deux carcasses dont l’une possède un défaut d’isolement.
QUESTION n°20 :
Cas n° 2 : Soit un défaut d’isolement franc sur R2, PE raccordé avec 1 D.D.R Q1 en amont tel que In de 30mA.
Réaction de Q1 à l’apparition du défaut?
Id = 1.18 A > In = 30 mA Q1 déclenche instantanément
QUESTION n°21 :
Cas n° 2 : Soit un défaut d’isolement franc sur R2, PE raccordé avec 1 D.D.R Q1 en amont tel que In de 3 A.
Réaction de Q1 à l’apparition du défaut?
Id = 1.18 A < In = 3 A Q1 ne déclenche pas instantanément de façon certaine car Id est inférieur à In soit 3A
Q1 ne déclenche pas non plus de façon « incertaine » car Id est inférieur à In / 2 soit 1.5 A
(Rappel : Un DDR peut commencer à déclencher à partir de In / 2 et déclenche de façon certaine lorsque Id ≥ In)
QUESTION n°22 :
Expression liant Uc à Id
Réponse : Uc = Ru x Id
Intensité qui provoquerait une tension de contact égale à la tension limite de sécurité.
Réponse : Id = UL / Ru
Calcul de la sensibilité D.D.R pour un déclenchement certain
Réponse : pour un déclenchement du D.D.R il faut Id > In.
Donc In< UL / Ru soit In < 50/100 In < 500 mA
Conclusion :
Pour un déclenchement certain du D.D.R en cas de tension de contact dangereuse il faut respecter la relation In< UL / Ru
QUESTION n°23 :
Importance d’avoir un D.D.R d’une sensibilité adaptée par rapport à la valeur de la prise de terre Ru de l’installation.
Il est impératif de raccorder les carcasses à une prise terre Ru pour que le DDR puisse détecter le courant de fuite à la terre en cas de défaut d’isolement, mais pour qu’il déclenche encore faut-il que sa sensibilité soit correcte par rapport au courant de défaut si ce dernier engendre une tension dangereuse.
La sécurité est assurée si on respecte la relation In< UL / Ru