CAP PROELEC CFA Lycée Gustave EIFFEL S1.3 LES SCHEMAS DE LIAISON A LA TERRE RNCAP13-S1-3-SLT-APP
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S1-3 LA DISTRIBUTION LES SCHEMAS DE LIAISON A LA TERRE
1) Codification des schémas de liaison à la terre 2) Schéma TT : neutre à la terre 3) Schéma TN : mise au neutre des masses 4) Schéma IT : neutre isolé ou impédant 5) Constitution d’une prise de terre
Savoir S1.3 S3.1 S5.1 S5.2
Niveau de Maîtrise 2 4 3 3
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FICHE
CONTRAT
Mise en Service
C1-2 : Associer les éléments réels d’une installation aux symboles graphiques normalisés. C1-8 : Identifier et repérer dans les ressources documentaires les procédures normatives qui permettent la mise en service d'une installation
C3 COMMUNIQUER
Organisation C3-2 : Signaler les difficultés rencontrées dans l'exécution de la tâche C3-4 : Rendre compte oralement ou par écrit
Savoirs associés
S1.3 : Distribution SLT S3.1 : Canalisations Électriques S5.1 : Le Risque Électrique S5.2 : Formation et Habilitation
MISE EN SITUATION
La mise à la terre des masses métalliques est un point essentiel concernant la protection des personnes face aux risques électriques.
La mise en place de cette mise à la terre n'est pas faite au hasard et répond à des critères de choix stricts répon- dant aux exigences de la Norme NFC15-100 .
Ce cours va vous permettre de comprendre ces critères de choix et la mise en œuvre de ces mises à la terre.
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Une distribution d’énergie électrique est caractérisée par la nature du courant , le nombre de conducteurs actifs et les liaisons entre le conducteur de neutre , les masses et la terre , c’est ce qu’on appelle les schémas de liaison à la terre ou régimes de neutre.
Les dispositions prises permettant d’assurer la protection des personnes contre le contacts indirects par coupure automatique de l’alimentation dépendent du type de liaison à la terre du neutre.
L’une des causes principales des accidents est la mise sous tension accidentelle des masses. Pour des raisons de sécurité , ces masses sont reliées par un conducteur de protection , formant une liaison équipotentielle , lui-même relié à une prise de terre.
La distribution électrique en courant alternatif triphasé permet , selon les types d’installation , des combinaisons neutre-masse qui optimisent la protection.
Ces combinaisons influent sur d’autres critères de fonctionnement : continuité de service , surtensions , perturbations électromagnétiques.
1. Codification des schémas de liaison à la terre
La norme C.15-100 définit trois schémas de liaison à la terre (SLT) qui sont caractérisés par deux lettres :
- 1ère lettre : elle représente la situation du neutre de l’installation par rapport à la terre :
T : liaison du neutre avec la terre
I : isolation de toutes les parties actives par rapport à la terre , ou liaison à travers une impédance
- 2ème lettre : elle représente la situation des masses de l’installation par rapport à la terre :
T : masses reliées directement à la terre
N : masses reliées au neutre de l’installation lui même relié à la terre
Une troisième lettre S ou C indique si les conducteurs neutres et de protection sont séparés (S) ou forment un seul conducteur (C)
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On a défini 3 SLT différents qui sont :
a) Neutre à la terre : TT
Le neutre de l’installation est relié à la terre. Les masses de l’installation sont elles aussi reliées à la terre. C’est cette disposition qui est mise en oeuvre par EDF pour les réseaux de distribution d’abonnés afin de faciliter les modifications d’installation.
b) Mise au neutre : TN
Le neutre de l’installation est relié à la terre et les masses sont reliées au neutre. Cette disposition est utilisée dans des réseaux industriels pour une économie d’appareillage.
c) Neutre isolé : IT
Le neutre est isolé ou relié à la terre , mais par une forte impédance , les masses sont reliées entre elles et à la terre. Cette disposition est surtout utilisée lorsqu’on veut une grande continuité de service.
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2 ) Schéma TT : neutre à la terre Dans ce SLT , le neutre de la source d’alimentation est mis à la terre , les masses sont reliées entre elles et mises à la terre.
Un défaut d’isolement entraîne une élévation du potentiel des masses qui est dangereux pour les personnes. Il ya lieu de prévoir un déclenchement au premier défaut.
Il faut prévoir un dispositif spécialement conçu pour obtenir un déclenchement en un temps minimal prévu par les normes.
C’est le DISPOSITIF à COURANT DIFFERENTIEL RESIDUEL (DDR)
Le courant de défaut , appelé courant de fuite , est détecté par le dispositif différentiel qui va couper l’alimentation de l’appareil ou de l’alimentation en défaut si l’intensité de fuite dépasse le seuil de déclenchement du différentiel (voir la leçon sur le disjoncteur différentiel).
Principales caractéristiques du régime TT :
- solution simple à l’étude et à la réalisation - il y a coupure automatique de l’alimentation du ou des récepteurs présentant un défaut
d’isolement en un temps très rapide prévu par la norme - toutes les masses des récepteurs ou les matériels électriques protégés par un même DDR
doivent être interconnectées avec les conducteurs de protection , et reliées à une même prise de terre.
- La valeur de la tension limite Ul est égale à 50 V , Ul >= Ra x Ia Ra = Résistance de la prise de terre des masses Ia = Courant de fonctionnement du dispositif de protection (Ul = 50 V , Ia = 500 mA , Ra <= 100 Ohm)
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3) SCHEMA TN : mise au neutre des masses
Dans ce SLT , le neutre de l’alimentation est lis à la terre et les masses sont reliées au neutre : dans ces conditions , tout défaut d’isolement est transformé en un défaut entre masse et neutre , ce qui se traduit par un court-circuit entre phase et neutre , d’où le fonctionnement de la protection contre les court-circuits.
Schéma électrique TNC – TNS
On distingue 2 représentations :
- TN-C : le conducteur de neutre et le conducteur de protection sont confondus en un seul conducteur PEN : protection électrique + neutre . Ce schéma est normalisé uniquement lorsque les conducteurs ont une section supérieure à 10mm2 en cuivre ou 16 mm2 en aluminium
- TN-S : le conducteur de neutre est séparé du conducteur de protection électrique PE. Pour des sections inférieures à 10 mm2 et pour éviter les perturbations créées par la rupture d’un conducteur mécaniquement plus fragile , les normes imposent le schéma TN-S
Attention : on n’a pas le droit de réaliser un schéma TN-C après un schéma TN-S
Règles de protection pour le schéma TN
- si un défaut d’isolement se produit entre phase et masse ou phase et neutre , la coupure doit être automatique et doit se déclencher au premier défaut , ceci dans un temps défini par la norme , en fonction de la tension U0 entre phase et terre
- l’impédance de la boucle de défaut doit être connue pour savoir si les conditions de coupure automatique sont bien remplies , et pour s’assurer que la tension de défaut dépasse la tension limite Ul
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4) SCHEMA IT : neutre isolé ou impédant
Dans le SLT du neutre isolé , les masses sont reliées entre elles et à une prise de terre , le neutre est isolé de la terre ou relié à la terre par une impédance
Schéma à neutre isolé IT avec premier défaut
Règles de protection pour le régime IT
a) Premier défaut : en cas de défaut d’une phase , à la masse ou à la terre , le courant de défaut est faible. Le défaut est signalé. Un Contrôleur Permanent d’Isolement (CPI) doit indiquer l’apparition d’un premier défaut et il doit le signaler par un signal sonore ou visuel
b) Deuxième défaut : le deuxième défaut est analogue à un court-circuit entre 2 phases. Après l’apparition d’un premier défaut , la coupure est obligatoire au deuxième défaut.
Schéma deux défauts différents ou défaut double en régime IT
Les conditions de coupure de l’alimentation au deuxième défaut sont les suivantes :
- lorsque les masses sont interconnectées (conducteur PE) , on applique les règles du schéma TN - lorsque les masses sont mises à la terre séparément (cas de bâtiments différents) , on applique
les règles du schéma TT
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Vigihoms
Règles de choix de régimes de mise à la terre
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Règles et protection des différents schémas
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5) Constitution d’une prise de terre
1) Définitions - Généralités
Une prise de terre (ou généralement un réseau de terre) est constitué par un ensemble de conducteurs enterrés , reliés entre eux et en contact direct avec le sol.
La fonction de la prise de terre ou du réseau est d’écouler à la terre les courants dangereux lors de surtension ou de défauts d’isolement.
Un sectionneur de terre permet de mesurer la valeur ohmique de celle-ci.
Un conducteur de protection est un conducteur utilisé dans les mesures de protection contre les contacts indirects reliant les masses métalliques soit aux autres masses soit à une prise de terre.
Le conducteur équipotentiel , ou liaison équipotentielle est un liaison électrique destinée à mettre au même potentiel des masses métalliques différentes.
exemples de masses
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3) Constitution d’une prise de terre
Les différentes possibilités de prise de terre
La prise de terre faite à fond de fouille avant la construction est très recommandée.
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4) Valeur de la résistance d’une prise de terre
La résistance d’une prise de terre dépend :
- de ces dimensions et de sa forme - de la résistivité du terrain dans lequel elle est établie
Cette résistance est directement liée à l’intensité du courant de défaut Id , qui en cas d’accident provoque l’ouverture des dispositifs différentiels de protection.
Pour satisfaire aux conditions de protection , la règle suivante est à appliquer :
ou
R : résistance de la prise de terre en Ohms Id : courant de fuite ou de défaut assurant le déclenchement du disjoncteur différentiel Ul : tension limite de sécurité définie par la norme ; selon les cas : 12V , 25V , 50 V
Exemple : dans une habitation on admet une tension limite de sécurité de 50 V. Sachant que le disjoncteur différentiel EDF est réglé sur 500 mA , quelle est la résistance maximale autorisée de la prise de terre ?
R < Ul / Id = 50 / 0.5 = 100 Ohms
5 ) Mesure de la résistance des prises de terre
Celle-ci doit être effectuée périodiquement :
- avec un tellurohmmètre , appareil qui donne directement la valeur de la résistance de terre - par la méthode volt-ampèremétrique
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Mesureur de terre (Chauvin – Arnoux)
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5) Liaisons équipotentielles
Dans les bâtiments , pour éviter qu’à la suite d’un défaut , une différence de potentiel apparaisse entre les masses métalliques , on les relie par un conducteur qui les place au même potentiel
Cette liaison équipotentielle est obligatoire dans les locaux industriels et agricoles ainsi que pour toutes les salles d’eau. La liaison équipotentielle des salles d’eau est réalisée en conducteurs rigides en cuivre de 2.5 mm2 et est reliée au conducteur de protection.
liaison équipotentielle pour une salle de bain
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2 ) Schéma TT : neutre à la terre
3) SCHEMA TN : mise au neutre des masses
4) SCHEMA IT : neutre isolé ou impédant
5) Constitution d’une prise de terre
1) Définitions - Généralités
3) Constitution d’une prise de terre
4) Valeur de la résistance d’une prise de terre
5 ) Mesure de la résistance des prises de terre
5) Liaisons équipotentielles