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Les régimes de neutre I.I Définition : Les schémas de liaison à la terre ont po

Les régimes de neutre I.I Définition : Les schémas de liaison à la terre ont pour but de protéger les personnes et le matériel en maîtrisant les défauts d'isolement. En effet, pour des raisons de sécurité, toute partie conductrice d'une installation est isolée par rapport aux masses. Cet isolement peut se faire par éloignement, ou par l'utilisation de matériaux isolants. Il existe différentes manières de réaliser un réseau électrique qui se distinguent par la connexion (ou non) du neutre à la terre. Cet article présente les différentes façons de faire, appelées "régimes de neutre". Quels sont les différents régimes de neutre ? Les différents régimes de neutre sont présentés ici I.1.2 Régimes de neutre : connexion du neutre à la terre La distribution de la basse tension (230V et 400V) peut se faire de 3 façons différentes concernant le "régime de neutre" : TT, TN ou IT. Régimes ²de neutre : TT, IT, TN I.1.3 Régime de neutre TT Ce régime de neutre signifie : - neutre à la terre coté transfo de distribution (1er "T") - neutre à la terre coté utilisateur (2ème "T") Connexion du neutre en régime TT Le régime TT est celui de la distribution basse tension en RDC, associés à nos disjoncteurs différentiels 30mA. La 1. TAMBWE MULENDA Luc carcasse des appareils (côté utilisateur) est reliée à la terre. Aussitôt qu'un défaut d'isolement (masse reliée à la terre qui entre en contact avec une phase) survient, il doit y avoir coupure : c'est la coupure au premier défaut. Entre une phase et la masse de l'appareil, il y a 230V pour un réseau 230V/400V. Il ne peut pas y avoir plus en cas de défaut. I.1.4 Régime de neutre TN Ce régime de neutre signifie : - neutre à la terre coté transfo de distribution ("T") - terre reliée au neutre coté utilisateur ("N") Il existe 2 régimes TN : TNC et TNS I.1.5 Régime TNC TNC : Le neutre (N) et le conducteur de protection (PE) sont confondus (PEN sur le schéma). Ce régime est interdit pour des sections de câbles inférieures à 10 mm². En effet, la tension entre les extrémités du conducteur de protection doit rester aussi faible que possible. I.1.6 Régime TNS TNS : Le neutre (N) et le conducteur de protection (PE) sont séparés. Il faut utiliser des appareils tripolaires + neutre. Dans les deux cas, la protection doit être assurée par coupure au premier défaut. Entre une phase et la masse de l'appareil, il y a 230V pour un réseau 230V/400V. Il ne peut pas y avoir plus en cas de défaut I.1.7 Régime de neutre IT Le régime de neutre IT signifie : - neutre isolé coté transfo de distribution ("I" comme "isolé") - masse reliée à la terre coté utilisateur (2ème "T") La particularité du régime IT est de continuer à fonctionner en cas de premier défaut. Le fonctionnement est plus complexe. II.1 Compréhension du régime de neutre ou schéma des liaisons à la terre 2. TAMBWE MULENDA Luc En République démocratique du Congo, le schéma des liaisons à la terre ou régime de neutre, adopté par les services de distribution Public (SNEL), est le régime TT. Il existe d’autres régimes de neutre tels que TN ou IT. Sur certaines installations industrielles privées, il est possible d’établir un régime de neutre différent du TT, comme par exemple le TN-C ou le TN-S. Dans les chapitres suivants, nous allons en expliquer le principe, les avantages et les inconvénients de ces différents régimes de neutre. II.1.2 Régime de neutre ou schémas de liaisons à la terre Les schémas de liaisons à la terre ont pour objectif d’assurer la protection des biens et des personnes contre les défauts d’isolement. Ils constituent une boucle appelée « boucle de défaut » permettant l’écoulement des courants de défaut et ainsi solliciter les dispositifs de protection par coupure automatique. Tout cela, en vue d’éviter les risques d’électrisation, voire d’électrocution. Anciennement dénommé « régime de neutre », voici une brève présentation des 3 schémas de liaison à la terre utilisés en distribution basse tension. II.1.3 Le conducteur neutre et les masses métalliques Chaque schéma se différencie par le mode de connexion du neutre de la source d’alimentation par rapport à la terre, ainsi que la manière dont on met à la terre les masses métalliques de l’installation. En résumé, le mode de liaison à la terre de ces deux éléments va conditionner des paramètres liés à la sécurité des personnes et du matériel. On distingue 3 schémas de liaison à la terre :  TT  TN (et ses variantes TN-C et TN-S)  IT On utilise des lettres pour dissocier chaque schéma :  La 1ère lettre indique le mode de connexion du neutre de la source par rapport à la terre.  La 2ème lettre indique le mode de connexion des masses métalliques de l’utilisation par rapport à la terre. Ainsi, le T indique que l’élément en question se relie à la Terre. Le N indique que l’élément en question est relié au Neutre. Enfin, le I indique que l’élément en question n’est pas relié directement (Isolé ou Impédant) à la terre. Il est à préciser que le N n’occupera jamais la première lettre du binôme ; par contre, le I n’occupera jamais la deuxième. II.1.4 Les 3 types de schémas de liaison à la terre 1. TT (mise à la terre du neutre, et mise à la terre des masses métalliques) 2. TN (mise à la terre du neutre, mise au neutre des masses métalliques) 3. IT (neutre impédant ou isolé de la terre, mise à la terre des masses métalliques) 3. TAMBWE MULENDA Luc Le potentiel du neutre peut être fixé par rapport à la terre par cinq méthodes différenciées par la nature, (capacité, résistance, inductance) et la valeur (zéro à l’infini) de l’impédance Zn de liaison que l’on connectera entre neutre et terre. Dans ce cas Zn est :  ∞ neutre isolé, pas de liaison intentionnelle,  Résistance de valeur plus ou moins élevée,  Réactance de valeur faible, en général,  Réactance destinée à compenser la capacité du réseau,  0 – le neutre se relie directement à la terre. II.1.5 Difficultés et critères de choix d’un régime de Neutre Les critères de choix concernent de multiples aspects :  Techniques (fonction du réseau, surtensions, courant de défaut etc…),  D’exploitation (continuité de service, maintenance),  De sécurité,  économiques, (coûts d’investissements, d’exploitation),  habitudes locales ou nationales. En particulier, deux considérations techniques importantes sont contradictoires : II.1.6 Réduire le niveau des surtensions Les surtensions ont plusieurs origines :  Atmosphérique liées à la foudre auxquelles sont exposés tous les réseaux aériens jusqu’au point de livraison aux usagers,  Internes au réseau engendrées par les manœuvres et certaines situations critiques (résonances de certains réseaux),  Résultant du défaut à la terre lui-même et de son élimination par les protections habituelles (disjoncteurs). II.1.7 Réduire le courant de défaut à la terre Id. Un courant de défaut trop élevé, entraîne toute une série de conséquences :  Dégâts par l’arc au point de défaut ; en particulier fusion des circuits magnétiques des machines tournantes,  Tenue thermique des écrans de câble.  Dimensions et coût de la résistance de mise à la terre,  Induction dans les circuits de télécommunications voisins,  Danger pour les personnes, par élévation du potentiel des masses. 4. TAMBWE MULENDA Luc  Malheureusement l’optimisation de l’une de ces exigences entraîne automatiquement la dégradation de l’autre. Ainsi deux méthodes typiques de mise à la terre du neutre accentuent ce contraste : 1. Le neutre isolé, qui supprime la circulation dans le neutre du courant de défaut terre, mais génère le plus de surtensions du fait de l’absence de référence en tension, 2. Le neutre à la terre direct, qui réduit au minimum les surtensions, mais provoque un courant de défaut élevé du faible de la faible résistance du câble de mise à la terre. Le choix se portera souvent sur une solution intermédiaire de neutre relié à la terre par impédance. II.1.8 Schéma du Neutre Isolé (IT) Sur un tel schéma de liaison à la terre, à Neutre Isolé, un défaut phase – terre ne provoque qu’un faible courant (Id) par l’intermédiaire des capacités phase-terre des phases saines. La Loi d’Ohms (U=RI ou U=ZI soit U=1/ Cω I) simplifiée montre que Id = 3CωV. – V étant la tension simple, – C la capacité d’une phase par rapport à la terre, – ω la pulsation du réseau (ω = 2πf avec f=50hz en France). Le courant Id peut subsister longtemps en principe sans dommages car il ne dépasse pas quelques Ampères (2A par km environ pour un câble unipolaire 6kV de section 150mm2 isolé au PRC dont la capacité est 0,63μF/km). Comme on le constate, le courant de défaut est suffisamment faible (de l’ordre des courants de fuite occasionnés par certains équipements eux-mêmes) pour maintenir en service l’installation. Ce type de liaison entraine néanmoins les conséquences uploads/Geographie/ tp-de-construction-luc.pdf