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Les régimes de neutres

1)Problème

L'absence d'une liaison avec la prise de terre représente un danger . (voir ci-dessous)

2) Codification des schémas de liaison à la Terre

Il y a 3 régimes de neutre caractérisés par 2 lettres : TT, TN et IT

3)Le régime de neutre TT 3.1)Principe

Le neutre du transformateur de distribution est mis à la terre à travers une prise de terre de résistance Rn. Les masses sont mises à

la terre à travers une prise de terre de résistance R A

Règles de protection:

• Coupure automatique de l'alimentation par DDR au premier défaut. • Masses interconnectées entre elles et reliées à une même prise de terre. L avec IΔn courant de déclenchement du DDR UL tension limite de contact (50V ac en milieu sec). La protection des personnes contre les contacts indirects ou défaut d'isolement est assurée par ce que la norme NF-C 15-100 appelle les schémas de liaison à la terre ou liaison à la terre. La 1 ere lettre caractérise la source :

T un point du transformateur (le neutre)

est relié à la terre locale.

I le point neutre du transformateur est

isolé (ou impédant) de la terre locale.

La 2nde lettre caractérise les masses :

T les masses des équipements sont

reliées à une terre locale.

N les masses des équipements sont

reliées a la terre du neutre de la source. . Le courant de défaut Id est limité par les impédances du circuit Ici Id=

La tension de contact U

c est la tension auquelle la personne est soumise lorsqu'elle touche l'appareil en défaut. Uc= tension mortelle

3.2)Exercices

Exercice I Une entreprise en régime de neutre TT installe des machines dans un atelier alimenté en 230 / 400 V. La protection des machines est assurée par des DDR 30 A / 500 mA.

1- La phase 3 de la machine 1 touche la masse avec une résistance de contact de 4 Ω:

Représenter le chemin du courant de défaut.

Déterminer la valeur du courant de défaut Id. A quelle tension de contact est soumise la personne qui touche cette machine ?

Le DDR F1 se déclenche t-il ? Pourquoi ?

2- La phase 1 de la machine 2 touche la masse:

Représenter le chemin du courant de défaut.

Déterminer la valeur du courant de défaut Id. A quelle tension de contact est soumise la personne qui touche cette machine ?

Le DDR F2 se déclenche t-il ? Pourquoi ?

Exercice 2 :

Exercice 3 :

1- On considère un défaut d'isolement entre la phase

L2 et la masse de la machine. Calculer le courant

de défaut Id.

2- Le DDR va-t-il déclencher ? Pourquoi ?

3- Calculer la tension de contact Uc auquelle est

soumise la personne. Cette tension est-elle elle respectée ? ( UL = 50 V) 1- On branche une lampe (230V, 150W) entre une phase et le neutre. Que se passe-t-il pour la lampe et le disjoncteur ?

2- On branche une lampe entre le neutre et la terre,

que se passe-t-il ?

3- On branche une lampe entre une phase et la terre,

que se passe-t-il ? 4- Un défaut d'isolement se produit sur le lave linge,

à partir de quelle tension de contact Uc le déclenchement du disjoncteur peut-il se produire?

4. Le régime de neutre TN

Schéma TN-C (Neutre et PE confondus en un seul conducteur appelé PEN ).

Schéma TN-S ( Neutre et PE séparés )

Un défaut d'isolement est constaté entre la phase 1 et la masse:

1- représenter le courant de défaut Id.

2- déterminer ce courant de défaut. ( ρ cuivre = 0.0225

Ω.mm² / m ) ( Hypothèse: les impédances amont réduisent la tension de 20 % d'où 0.8 Vn ) Id est un court-circuit Phase - Neutre en régime TN

3- déterminer la tension de contact Uc

Un défaut d'isolement est constaté entre la phase 1 et la masse:

1- représenter le courant de défaut Id.

2- déterminer ce courant de défaut.

On sait que ρ cuivre = 0.0225 Ω.mm² / m de plus Hypothèse: les impédances amont réduisent la tension de 20 % d'où 0.8 Vn ) Id est un court-circuit Phase - Neutre en régime TN

3- déterminer la tension de contact Uc Règles de protection en schéma TN • Coupure au premier défaut Il faut s'assurer que Id ≥ Irm ( courant de réglage magnétique du disjoncteur )

• tf : temps de coupure du disjoncteur • tc : temps de coupure maximal autorisé par la norme • Protection par disjoncteur ou fusible ( court-circuit phase-neutre ) • Vérification de la longueur des câbles. L < Lmax ( donnée par tableaux )

Exercice: Détermination par tableaux de la longueur maximale d'un câble en régime TN. 1. A l'aide du tableau ci-dessous, déterminer L max sachant que: Sph = Spe = 10 mm² protégé par disjoncteur 20 A.

Longueurs maximales (en mètres) de canalisations triphasées 230/400 V ou monophasées en schéma TN (m = 1) protégées contre les contacts indirects par des disjoncteurs domestiques de type B

2. Selon la nature et la section des conducteurs, on applique des coefficients (à multiplier à Lmax).

3. En utilisant les 2 tableaux précédents, déterminer L max sachant que:

- conducteurs en aluminium ; - Sph = 50 mm² ; Spe = 25 mm² ; - disjoncteur 63 A .eau 649 m correcteur = 0.42, d'où Lmax = 0.42 x 649 = 27

4. Que devient L max si la tension limite conventionnelle est de 25 V ? Déterminer " le nouveau Lmax » si les conducteurs

sont en aluminium (utiliser le tableau ci-dessus)

L max = 0.

5) Le régime de neutre IT 5.1) régime IT avec masses séparées

5.2) Masses interconnectées

5.3) Conditions de mise en oeuvre en IT

Utilisation: • D'un limiteur de surtension (entre le neutre du transformateur et la terre) • d'une impédance de limitation ( Z ) • d'un CPI ( contrôleur permanent d'isolement)

6. Courbe de sécurité

6.1) Principe

Les dangers encourus par les personnes traversées par un courant électrique dépendent essentiellement de son intensité et du

temps de passage.

La norme NF C 15-100 définit le temps de coupure maximal du dispositif de protection selon les conditions d'utilisation (U

L) courbe de sécurité

Tension limite UL

Milieu sec U < 50 V

Milieu humide U < 25 V

Milieu mouillé U < 12 V

Un premier défaut d'isolement survient sur la machine 1 entre la phase 3 et la masse :

1- Représenter le chemin du courant de défaut I

d1 et calculer le

2- Calculer U

c1 ; cette tension est-elle dangereuse ? Y a-t-il déclenchement du DDR1 ? Un second défaut d'isolement survient sur la machine 2 entre la phase 2 et la masse :

3- Représenter le chemin du courantde défaut I

d2 et calculer le

4- Calculer U

c1 et Uc2; ces tensions sont-elles dangereuses ?

Y a-t-il déclenchement des DDR ?

Un premier défaut d'isolement survient sur la machine 1 entre la phase 3 et la masse :

1- Représenter le courant de défaut I

d1 et calculer le :

2- Calculer U

c1 ; cette tension est-elle dangereuse ? Y a-t-il déclenchement du DDR ? Un second défaut d'isolement survient sur la machine 2 entre la phase 2 et la masse

On donne : ρ

cuivre = 0.0225 Ω.mm² / m

3- Représenter le courant de défaut I

d2 et calculer le. On admet que la tension de court circuit entre H et A est alors limité à 0.8xU HA

4- Calculer U

c1 ; cette tension est-elle dangereuse ? Y a-t-il déclenchement du DDR ?

6.2) Exercice d'application

Une installation monophasée alimente une machine électrique dont la masse est métallique. Le régime de neutre de cette

installation électrique est TT. La résistance de la prise de Terre du transformateur de distribution a pour valeur R a=10 Ω., quant à la prise de terre des masses de l'installation, sa résistance vaut R b= 20 Ω. Le transformateur délivre une tension de 230 V. a. Schéma électrique • Faites un schéma de l'installation en fonctionnement normal. • Dessinez le schéma équivalent électrique prenant en compte le régime de neutre. b. Contact indirect

• avant contact : Dans le cas d'un défaut d'isolation au niveau de la machine, calculer le courant de défaut dans le pire cas.

En déduire la valeur de la tension de contact.

• après contact : Un homme d'impédance équivalente R h = 1k Ω entre en contact avec la masse de l'appareil. Redessinez le

schéma électrique équivalent. Calculez à nouveau la tension de contact et le courant qui traverse le malheureux. Que

faire ?

• Quel seuil de différentiel faut il choisir pour être sur d'interrompre une tension de contact U

c>50 V ? D'après le cours, il faut satisfaire à cette relation • Quel est le temps maximal admis pour couper l'alimentation ?quotesdbs_dbs42.pdfusesText_42

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