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......................................................................... ␣Collection␣T echnique␣ Cahier technique n°␣173 Les schémas des liaisons à la terre dans le monde et évolutions B. Lacroix R. Calvas 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 permettent 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. Code : http://www.schneider-electric.com Rubrique : maîtrise de l’électricité Pour obtenir un Cahier Technique ou la liste des titres disponibles contactez votre agent Schneider. La collection des Cahiers Techniques s’insère dans la « Collection Technique » du groupe Schneider. 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 après accord de la Direction Scientifique et Technique, avec la mention obligatoire : « Extrait du Cahier Technique Schneider n° (à préciser) ». Cahier Technique Schneider n° 173 / p.1 n° 173 Les schémas des liaisons à la terre dans le monde et évolutions CT 173 édition septembre 1998 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. 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, puis responsable marketing de l'activité protection des personnes. Il est aujourd'hui en charge de la communication technique du groupe Schneider. Cahier Technique Schneider n° 173 / 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 : Détecteur 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 : Electrisation qui provoque la mort. GTB : Gestion Technique des Bâtiments. GTE : Gestion Technique de la distribution d’Energie électrique. GTP : Gestion Technique du Process (automatisation des…). 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 n° 173 / p.3 Les schémas des liaisons à la terre dans le monde et évolutions Sommaire 1 Rappel sur les SLT normalisés 1.1 Historique p. 4 1.2 Emergences des régimes du neutre p. 5 1.3 Les SLT de la CEI 60364 p. 7 2 Schéma de liaison à la terre dans 2.1 Généralités p. 9 dans le monde 2.2 Influence du SLT MT p. 9 2.3 SLT en BT p. 10 2.4 Les SLT des réseaux BT privés dans quelques pays p. 12 3 Evolution et choix des SLT 3.1 Evolution des installations électriques p. 16 3.2 SLT et perturbations des systèmes électroniques p. 16 3.3 Evolution des SLT p. 18 3.4 Choix du SLT p. 22 4 Conclusion p. 24 Annexe : la norme CEI 60364 p. 25 Bibliographie p. 27 Après un rappel historique sur la naissance des Schémas des Liaisons à la Terre - SLT -, le lecteur trouvera dans ce Cahier Technique des informations sur les pratiques de quelques pays au niveau de la moyenne tension, des postes HT/BT, mais surtout en distribution BT publique, industrielle et tertiaire. Les installations électriques évoluent, l'électronique est partout ; ceci nous amène à jeter un regard nouveau sur les SLT (régimes du neutre) utilisés en BT ; et pourquoi pas, à prédire une évolution qui devrait rapprocher les schémas TN-S et TT. Les critères de choix des SLT ont changé… il est conseillé à ceux qui connaissent peu les SLT normalisés par la CEI 60364 de lire d'abord le Cahier Technique n° 172. Cahier Technique Schneider n° 173 / p.4 1 Rappel sur les SLT normalisés L’utilisation de l’énergie électrique a pratiquement débuté en 1900. Aujourd’hui les normes d’installation électrique sont très développées et traitent tous les aspects importants pour la réalisation d’une installation correcte. En BT, la norme de référence est la CEI 60364, (cf. annexe), et en France la NF C 15-100. Les normalisateurs ont porté une attention toute particulière aux dispositions à mettre en œuvre pour assurer la protection des personnes et des biens (partie 4 des normes sus-citées). Cette préoccupation a conduit à la normalisation de trois Schémas de Liaisons à la Terre - SLT - encore appelés régimes du neutre. Avant de rappeler ce que sont ces trois schémas, il est intéressant de faire un petit rappel historique. 1.1 Historique Risque électrique et protection des personnes c Au 18e siècle, l'électricité statique produite par le frottement de certains corps isolants est une distraction « scientifique » qui fait sursauter les expérimentateurs… dans les salons. Quelques expériences dangereuses montrent la nature électrique de la foudre. Et en 1780, par hasard, une « machine électrostatique » fait bouger les pattes d'une grenouille. Galvani observe la contraction des muscles par l'électricité. c En 1880, pour transporter l'électricité sur plusieurs kilomètres, la tension continue quitte le domaine des 100 V (nécessaires au fonctionnement des lampes à arc) pour monter à 1300 V (exposition de 1882 à Munich) (cf. fig. 1 ), puis à 3000 V (liaison Grenoble-Vizille) en 1883. Les défauts d'isolement provoquent fuites et courts-circuits. La tension de 100 V CC peut, dit-on, être touchée sans danger. c En 1886, première installation de distribution en courant alternatif aux USA : alternateur Fig. 1 : installation de M. Desprez dans le palais de l’exposition de Munich. Cahier Technique Schneider n° 173 / p.5 12 A/500 V CA et 16 petits transformateurs fournissent le 100 V alternatif aux premiers abonnés. c En 1889, c'est la guerre du continu et de l'alternatif en Amérique du Nord : v Edison défend le courant continu, décrit les dangers du courant alternatif pour les personnes et fait des essais sur des chiens et des chevaux, v Westinghouse est partisan de l'alternatif. Edison propose un duel à Westinghouse : chacun sera soumis à des tensions identiques de 100, 150, 200 V etc. en courant continu pour a a a 1er défaut, rien ne se passe Défaut double le fusible fond si défauts francs Mise à la terre des masses des récepteurs (1923) pour éviter l'électrisation par "contact indirect" Fig. 2 : à l’origine, l’émergence du neutre isolé. Edison et en courant alternatif pour Westinghouse… ; prédiction : à 200 V CA, Westinghouse sera mort ! Le duel n'eut pas lieu… un télégraphiste monté sur un poteau s'électrocute et brûle pendant une demi-heure en plein centre de New-York. c En 1890, Kremler monte sur la chaise électrique et est électrocuté avec… du courant alternatif. Ainsi, à la fin du 19e siècle, il était clair pour la communauté technico-scientifique que le courant électrique était dangereux… pour l'homme, et l'alternatif plus dangereux que le continu. 1.2 Emergence des régimes du neutre Ceux-ci sont le résultat d'une longue évolution guidée par la recherche de la meilleure protection des personnes. De 1880 à 1920, le transport et la distribution de l'électricité se font en « neutre isolé », les lignes sont nues, mises hors de portée, supportées par des isolateurs ; aucun point du réseau n'est mis volontairement à la terre. Dans les habitations, la tension est de 100/110 V CA. c En 1882, une recommandation de la Société Britannique des Ingénieurs Télégraphistes et Electriciens, indique que, dans les habitations, si la tension est > 60 V CA il faut disposer appareillage et conducteurs de telle façon qu'il n'y ait pas de risque d'électrisation. Pendant toute cette période, les fusibles fondent et des personnes « sont électrisées », (cf. fig. 2 ), mais, compte-tenu du niveau de la tension de distribution, il y a peu d'électrocution. c En 1923, en France, une « norme » relative aux installations électriques « impose » la mise à la terre des masses : v carcasses de moteurs fixes et uploads/Geographie/ ct173.pdf