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Cahier technique n° 172 Les schémas des liaisons à la terre en BT (régimes du n

Cahier technique n° 172 Les schémas des liaisons à la terre en BT (régimes du neutre) R. Calvas B. Lacroix Collection technique Les Cahiers Techniques constituent une collection d’une centaine de titres édités à l’intention des ingénieurs et techniciens qui recherchent une information plus approfondie, complémentaire à celle des guides, catalogues et notices techniques. Les Cahiers Techniques apportent des connaissances sur les nouvelles techniques et technologies électrotechniques et électroniques. Ils permet- tent également de mieux comprendre les phénomènes rencontrés dans les installations, les systèmes et les équipements. Chaque Cahier Technique traite en profondeur un thème précis dans les domaines des réseaux électriques, protections, contrôle-commande et des automatismes industriels. Les derniers ouvrages parus peuvent être téléchargés sur Internet à partir du site Schneider Electric. Code : http://www.schneider-electric.com Rubrique : Presse Pour obtenir un Cahier Technique ou la liste des titres disponibles contactez votre agent Schneider Electric. La collection des Cahiers Techniques s’insère dans la « Collection Technique » de Schneider Electric. Avertissement L'auteur dégage toute responsabilité consécutive à l'utilisation incorrecte des informations et schémas reproduits dans le présent ouvrage, et ne saurait être tenu responsable ni d'éventuelles erreurs ou omissions, ni de conséquences liées à la mise en œuvre des informations et schémas contenus dans cet ouvrage. La reproduction de tout ou partie d’un Cahier Technique est autorisée avec la mention obligatoire : « Extrait du Cahier Technique Schneider Electric n° (à préciser) ». Voir la rubrique Roland Calvas Ingénieur ENSERG 1964 (Ecole Nationale Supérieure d'Electronique et Radioélectricité de Grenoble) et diplômé de l'Institut d'Administration des Entreprises, il est entré chez Merlin Gerin en 1966. Lors de son parcours professionnel, il a été responsable commercial, responsable marketing de l'activité protection des personnes puis du service Communication Technique de Schneider Electric. Bernard Lacroix Ingénieur ESPCI 74 (Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielle de Paris), il a travaillé 5 ans chez Jeumont Schneider où il a participé, entre autre, au développement du variateur de vitesse à hacheur du TGV. Entré chez Merlin Gerin en 1981, il a été successivement technico- commercial dans l'activité onduleur, puis responsable commercial de l'activité protection des personnes. Depuis 1991, il est en charge de la prescription dans le domaine de la distribution BT de Puissance. n° 172 Les schémas des liaisons à la terre en BT (régimes du neutre) CT 172 édition décembre 2004 Cahier Technique Schneider Electric n° 172 / p.2 Lexique CEM : Compatibilité Electro Magnétique CPI : Contrôleur Permanent d’Isolement CR : protection Court Retard, (protection contre les surintensités de court-circuit par disjoncteur avec déclencheur rapide) DDR : Dispositif Différentiel Résiduel DLD : Dispositif de Localisation de Défaut DPCC : Dispositif de Protection contre les Courts-Circuits (disjoncteurs ou fusibles) Electrisation : application d'une tension entre deux parties du corps Electrocution : électrisation qui provoque la mort GTB : Gestion Technique des Bâtiments GTE : Gestion Technique de la distribution d’Energie électrique I∆n : seuil de fonctionnement d’un DDR UL : tension limite conventionnelle (tension de contact maximale admissible) dite de sécurité MT/HTA : Moyenne Tension : 1 à 35 kV selon le CENELEC (circulaire du 27.07.92) - Haute Tension de classe A : 1 à 50 kV selon le décret français du 14.11.88 Cahier Technique Schneider Electric n° 172 / p.3 Les schémas des liaisons à la terre en BT (régimes du neutre) Ce Cahier Technique rappelle les risques, liés aux défauts d'isolement, pour la sécurité des personnes et des biens. Il met l'accent sur l'influence du Schéma des Liaisons à la Terre -SLT- sur la disponibilité de l'énergie électrique. Il présente les trois SLT définis par la norme CEI 60364 et employés à des degrés différents dans tous les pays. Chaque SLT, encore appelé « régime du neutre » est examiné en terme de sûreté (sécurité, maintenabilité et disponibilité). Il n'y a pas de mauvais SLT, tous assurent la sécurité des personnes. Ils ont chacun des avantages et des inconvénients et c'est l'expression du besoin qui doit guider le choix, hors prescription ou interdiction normative ou législative. Le lecteur intéressé par les pratiques des différents pays et l'évolution des SLT est invité à lire le Cahier Technique n° 173. Sommaire 1 Introduction 1.1 Evolution des besoins p. 4 1.2 Causes des défauts d'isolement p. 4 1.3 Risques liés au défaut d'isolement p. 5 2 Les SLT et la protection des personnes p. 8 2.1 Mise au neutre ou schéma TN p. 9 2.2 Neutre à la terre ou schéma TT p. 10 2.3 Neutre isolé ou impédant, ou schéma IT p. 11 3.1 Risque d'incendie p. 15 3.2 Risque de non disponibilité de l'énergie p. 15 4 Influences de la MT sur la BT, selon les SLT 4.1 La foudre p. 17 4.2 Les surtensions de manœuvre p. 17 4.3 Un claquage MT-masse interne au transformateur p. 18 4.4 Un claquage MT-BT interne au transformateur p. 19 5 Appareillages liés au choix du SLT 5.1 SLT -TN- « Mise au neutre » p. 20 5.2 SLT -TT- « Neutre à la terre » p. 21 5.3 SLT -IT- « Neutre isolé de la terre » p. 21 5.4 Protection du neutre selon SLT p. 23 6 Choix du SLT et conclusion 6.1 Méthodologie pour choisir le SLT p. 25 6.2 Conclusion p. 26 Bibliographie p. 27 3 Les SLT et les risques d'incendie et de non disponibilité de l'énergie Cahier Technique Schneider Electric n° 172 / p.4 1 Introduction 1.1 Evolution des besoins Aujourd’hui les 3 SLT, longtemps appelés régimes du neutre tels que définis par les normes CEI 60364 et NF C 15-100, sont : c la mise au neutre -TN- ; c le neutre à la terre -TT- ; c le neutre isolé (ou impédant) -IT-. Ces trois schémas ont une même finalité en terme de protection des personnes et des biens : la maîtrise des effets des défauts d’isolement. Ils sont considérés comme équivalents sur le plan de la sécurité des personnes contre les contacts indirects. Il n’en n’est pas nécessairement de même pour la sûreté de l’installation électrique BT en ce qui concerne : c la disponibilité de l’énergie ; 1.2 Causes des défauts d'isolement Pour assurer la protection des personnes et la continuité d’exploitation, les conducteurs et les pièces sous tension d’une installation électrique sont « isolées » par rapport aux masses reliées à la terre. L’isolement est réalisé par : c l’utilisation de matériaux isolants ; c l’éloignement qui nécessite des distances d’isolement dans les gaz (par exemple dans l'air) et des lignes de fuite (concernant l'appareillage, par exemple chemin de contournement d'un isolateur). Un isolement est caractérisé par des tensions spécifiées qui, conformément aux normes, sont appliquées aux produits et aux équipements neufs : c tension d’isolement (plus grande tension du réseau) ; c tension de tenue au choc de foudre (onde 1,2 ; 50 µs) ; c tension de tenue à la fréquence industrielle (2 U + 1 000 V/1mn). Exemple pour un tableau BT de type PRISMA : c tension d’isolement : 1 000 V ; c tension de choc : 12 kV. Lors de la mise en service d'une installation neuve, réalisée selon les règles de l'art avec des produits fabriqués selon les normes, le risque de défaut d’isolement est très faible ; l’installation vieillissant, ce risque augmente. En effet, celle-ci est l’objet de diverses agressions qui sont à l'origine de défauts d’isolement, citons à titre d’exemple : c durant l’installation : v la détérioration mécanique de l’isolant d’un câble ; c pendant l’exploitation : v les poussières plus ou moins conductrices, v le vieillissement thermique des isolants dû à une température excessive ayant pour causes : - le climat, - un nombre de câbles trop important dans un conduit, - une armoire mal ventilée, - les harmoniques, - les surintensités... v les forces électrodynamiques développées lors d’un court-circuit qui peuvent blesser un câble ou diminuer une distance d’isolement, v les surtensions de manœuvre, de foudre, v les surtensions 50 Hz en retour résultant d’un défaut d’isolement en MT. C’est généralement une combinaison de ces causes primaires qui conduit au défaut d’isolement. Celui-ci est : c soit de mode différentiel (entre les conducteurs actifs) et devient un court-circuit ; c soit de mode commun (entre conducteurs actifs et masse ou terre), un courant de défaut - dit de mode commun, ou homopolaire (MT)- circule alors dans le conducteur de protection (PE) et/ou dans la terre. Les SLT en BT sont essentiellement concernés par les défauts de mode commun dont l'occurrence la plus forte se situe au niveau des récepteurs et des câbles. c la maintenance de l’installation. Ces grandeurs, chiffrables, font l’objet d’exigences de plus en plus fortes dans les usines et les immeubles tertiaires. Par ailleurs, les systèmes de contrôle-commande des bâtiments -GTB- et de gestion de la distribution d'énergie électrique -GTE- jouent un rôle de plus en plus important au niveau de la gestion et de la sûreté. Cette évolution du besoin de sûreté n’est donc pas sans effet sur le choix du SLT. Il faut rappeler que les considérations de uploads/Geographie/ ct172.pdf