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Electricité Générale – Niveau 2 2010-2011 H. BEN AMMAR 61 PLAN DE LA LEÇON N°7

Electricité Générale – Niveau 2 2010-2011 H. BEN AMMAR 61 PLAN DE LA LEÇON N°7 TITRE DE LA LEÇON : Régimes de neutre OBJECTIFS : A la fin de la séance l'étudiant doit être capable de :  Définir le régime de neutre ;  Reconnaître les différents régimes de neutre ;  Déterminer les courants de défaut ;  Etablir l'appareillage de protection adéquat pour chaque régime de neutre. PRE-REQUIS :  Lois d'électricité.  Appareils de mesure. Electricité Générale – Niveau 2 2010-2011 H. BEN AMMAR 62 REGIMES DE NEUTRE OBJECTIF GENERAL : Identifier l'appareillage de sécurité des installations et des personnes selon le régime de neutre établi. OBJECTIFS SPECIFIQUES ELEMENTS DE CONTENU METHODOLOGIE ET MOYEN EVALUATION DUREE  Définir le régime de neutre. 1. Définition des régimes de neutre.  Exposé informel.  Notes de cours.  Formative. 20 mn  Reconnaître les différents régimes de neutre. 1. Régime TT. 2. Régime TN. 3. Régime IT.  Exposé informel.  Notes de cours.  Exemples.  Formative. 60 mn  Etablir un choix de régime de neutre capable de remplir la fonction à assurer. 1. Comparaison entre les différents régimes de neutre. 2. Conclusion.  Exposé informel.  Notes de cours.  Formative. 10 mn Electricité Générale – Niveau 2 2010-2011 H. BEN AMMAR 63 REGIMES DE NEUTRE I. Introduction L’utilisation de l’énergie électrique présente des risques tant pour les personnes que pour les matériels. Pour des raisons de sécurité, ces masses sont reliées par un conducteur de protection lui-même relié à une prise de terre. La distribution de l’énergie électrique, en courant alternatif triphasé avec neutre permet, selon les types d’installation, des combinaisons neutre-masse, qui optimisent la protection. II. Classification des régimes de neutre Le comité Electrotechnique international (CEI) a classé officiellement trois normes. II.1. Régime TT Le neutre de la source d’énergie est mis à la terre, et la masse de l’installation électrique est mise à son tour à la terre, c’est le cas le plus simple. Fig.7.1. Régime TT II.2. Régime IT Le neutre de la source de tension est isolé ou relié à la terre par une forte impédance, les masses d’installation sont reliées à la terre comme l’indique la figure suivante. L1 L2 L3 PE L1 L2 L3 N N Le neutre de l'alimentation à la terre (T) Masse La masse du récepteur à la terre (T) Electricité Générale – Niveau 2 2010-2011 H. BEN AMMAR 64 Fig.7.2. Régime IT II.3. Régime TN Dans ce régime le neutre est mis à la terre et les masses sont reliées au neutre par un conducteur de protection. Deux cas qui se présentent : II.3.1. Régime TNC Le conducteur de protection de PE et le conducteur N de l’alimentation peuvent être confondus en un seul conducteur PEN. Fig.7.3. Régime TNC II.3.2. Régime TNS Le conducteur de protection PE et le conducteur N du coté de l’alimentation peuvent être séparés Fig.7.4. Régime TNS L1 L2 L3 PE L1 L2 L3 N N Le neutre de l'alimentation est isolé par une forte impédance (I) Masse La masse du récepteur à la terre (T) Impédance L1 L2 L3 PE L1 L2 L3 N PEN Le neutre de l'alimentation à la terre (T) Masse La masse du récepteur est confondue avec le neutre (NC) N L1 L2 L3 PE L1 L2 L3 N Le neutre de l'alimentation à la terre (T) Masse La masse du récepteur n'est confondue avec le neutre (NS) N N PE Electricité Générale – Niveau 2 2010-2011 H. BEN AMMAR 65 II.4. Caractéristiques des différents régimes de neutre Le tableau suivant se récapitule selon la norme CEI les montages de chaque régime de neutre, ainsi les précautions pour assurer la protection des appareils et personnes. Régime Techniques s'exploitation Techniques de protection des personnes Principales caractéristiques TT Coupure au premier défaut d'isolement Mise à la terre des masses associées à l'emploi obligatoire de dispositifs différentiels La présence de différentiels permet la prévention des risques d'incendie pour une sensibilité égale ou supérieure à 300mA. Chaque défaut d'isolement entraîne une coupure du circuit protégé. TN Coupure au premier défaut d'isolement Interconnexion et mise à la terre des masses et du neutre obligatoires. Coupure par protection contre les surintensités par fusibles ou disjoncteurs. Il nécessite un personnel d'entretien très compétent. Les risques d'incendie sont accentués du fait de l'importance des courants de défaut. Le schéma TNS est obligatoire pour les sections de conducteurs inférieures à 10 mm2. IT Signalisation du défaut simple d'isolement ; Recherche et élimination obligatoire du défaut ; Coupure en cas de défaut double. Interconnexion et mise à la terre des masses. Coupure par protection de surintensité (fusibles-disjoncteur) en cas de défaut double. Il nécessite un personnel pour la surveillance. Il nécessite un bon niveau d'isolement des réseaux. Tab.7.1. Caractéristiques des différents régimes de neutre III. Protection des installations et des personnes III.1. Etude d’un défaut d’isolement en régime TT III.1.1. Présentation du défaut Soit l’installation suivante présente un défaut d’isolement qui peut être dangereux en cas de contact avec un organe d'un être humain. Fig.7.5. Régime TT, lors d'un défaut d'isolement L1 L2 L3 L1 L2 L3 N RN Rd Ud Id RT Electricité Générale – Niveau 2 2010-2011 H. BEN AMMAR 66 Où : RT : résistance de prise des masses ; RN : résistance de la prise de terre neutre ; Rd : résistance de défaut (cas le plus défavorable Rd = 0Ω) ; Id : courant de défaut ; Ud : tension de défaut. III.1.2. Tension de défaut La tension de défaut Ud , c’est la différence de potentielle appliquée à une personne. Ud= Rd Id Exemple : Soient : RT = 20 Ω , RN = 15 Ω , Rd = 0 Ω et Un = 220 V A R U I i n d 28 , 6 0 15 20 220        Cette tension peut être dangereuse pour les personnes, dons il faut prévoir un appareillage de déclenchement différentiel au premier défaut, on utilise généralement le DDR (Dispositif à courant différentiel résiduel ou les disjoncteurs différentiels détaillés dans le chapitre IV). III.1.3. Tableau des tensions et courant autorisées par la norme NFC Ce tableau récapitule les tensions de défauts tolérées par la norme NFC en fonction des lieux d’application. Tension limite UL Alternatif U efficace (V) Continu Exemples U2 50 120 Locaux d'habitation, de bureaux, industriels non mouillés U3 25 50 Locaux mouillés Chantiers U4 12 25 Piscines Volume enveloppé des salles d'eau Tab.7.2. Tableau des tensions limites supérieures (UL) Electricité Générale – Niveau 2 2010-2011 H. BEN AMMAR 67 III.2. Etude d’un défaut d’isolement en régime TN III.2.1. Présentation Dans ce régime le neutre est mis à la terre et les masses sont reliées au neutre par un conducteur de protection. On distingue les régimes TNC et TNS : - le régime TNS (Conducteur Terre et conducteur Neutre Séparé) est choisi lorsque les conducteurs sont inférieurs à 10mm2 ; - le régime TNC (Conducteur Terre et Neutre Confondus) est choisi lorsque les conducteurs sont supérieures à 10 mm2 en cuivre et 16 mm2 en aluminium, lors d’un défaut d’isolement le courant suit le sens de parcours comme l’indique la figure suivante ; Fig.7.6. Régime TNC, lors d'un défaut d'isolement III.2.2. Courant du défaut Dans les deux cas cités ci-dessus le courant de défaut n’est plus limité que par l’impédance des câbles et de la source de tension, ce qui donne un courant de défaut très élevé : d n d Z U I  Où : Un : tension simple ; Id : courant de défaut ; Zd : impédance des câbles et de la source ; telle que Zd est la somme de :  la résistance de défaut d’isolement ;  la résistance du câble du circuit ;  l’impédance de l’enroulement secondaire du transformateur ; L1 L2 L3 PE L1 L2 L3 N PEN Le neutre de l'alimentation à la terre (T) La masse du récepteur PE est confondue avec le neutre (NC) N Id Rd RN Electricité Générale – Niveau 2 2010-2011 H. BEN AMMAR 68 III.2.3. Dispositifs de sécurité On utilise généralement : - des dispositifs à déclenchement magnétique (contre le courant de court circuit), tel que le courant de réglage magnétique soit inférieur à Id d rm I I   ; - des dispositifs à déclenchement thermique (contre les faibles sur charges), tel que le courant de réglage thermique soit inférieur à Id d rth I I   III.3. Etude d’un défaut d’isolement en régime IT III.3.1. Présentation Dans ce régime le neutre est isolé, les masses sont reliées à la terre, c’est le cas de certaines installations où l’utilisateur possède son propre transformateur HT/BT, puisque le neutre isolé. Il faut prévoir un appareil de contrôle et d’écoulement de toute sorte de surtension ou de coup de foudre. Ce dispositif est un limiteur de surtension d’impédance Z. III.3.2. Défaut simple Fig.7.7. Régime IT, lors d'un défaut d'isolement On constate que le courant de défaut Id uploads/Geographie/ chapitre-7-regimes-de-neutre.pdf