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Chapitre 2 Généralités sur les Contraintes Dues à la HT 94 Chapitre 2 Généralit

Chapitre 2 Généralités sur les Contraintes Dues à la HT 94 Chapitre 2 Généralités sur les Contraintes Dues à la HT 2.1 Phénomènes lies au courant et à la tension électriques Une augmentation ou une diminution anormale des grandeurs nominales dans un circuit électrique constitue un défaut ou une perturbation. Ce sont le plus souvent les variations anormales de la tension, de l’intensité et de la fréquence qui sont à l’origine de ces perturbations. Les défauts les plus courants sont :  Surintensité (par surcharge, par court-circuit) ;  Surtension ;  Baisse ou manque de tension. 2.2 Surintensité On appelle surintensité tout courant supérieur à la valeur assignée (valeur nominale d’emploi). Les surintensités sont les causes principales des incendies électriques. On distingue habituellement dans les surintensités, les surcharges et les courts-circuits. 2.2.1 La Surcharge Demande de puissance plus importante et élévation de l’intensité de 1 à 10 In pour un circuit électrique. Les courants de surcharge entraînent l’élévation de la température dans les conducteurs, la dégradation de leur isolant et leur vieillissement prématuré. On distingue deux types de surcharges :  Surcharge temporaire : Cause possible : Augmentation du courant d’un moteur de levage lors de la montée.  Surcharge prolongée : Causes possibles : Moteur bloqué Plusieurs radiateurs sur une même prise. Moyens de protection : Relais thermique fusible déclencheur thermique du disjoncteur. Chapitre 2 Généralités sur les Contraintes Dues à la HT 95 Tableau 2.1 Causes habituelles des surcharges Causes Exemples Manque de maintenance Accumulation de poussières, salissures, particules étrangères Vieillissement des équipements Pièces usées, lubrification insuffisante Problème thermique Isolement dégradé, composants défaillants Mauvaise utilisation Capacité insuffisante, usage excessif Qualité de l’énergie Surtensions et sous tensions transitoires Défauts de terre de faible amplitude Particules métalliques, dégâts des eaux 2.2.2 Le Court-circuit Elévation brutale de l’intensité du courant absorbé de 10 à 1000 In par le circuit due à un contact électrique entre deux conducteurs de polarité différente. Les courants de court-circuit engendrent deux effets :  Thermique ;  Electrodynamique. Ces deux effets peuvent entraîner le sectionnement et la détérioration des câbles d’alimentation ainsi que la détérioration complète ou partielle d’un équipement électrique. Les courts-circuits peuvent provoquer des dégâts économiques importants s’ils ne sont pas éliminés rapidement par les systèmes de protection. Selon la nature du réseau électrique, on cite les origines des défauts de court-circuit comme suit: Tableau 2.2 Causes habituelles des courts-circuits Causes Exemples Elément étranger Boulons, tournevis autres objets conducteurs Défaillances de composants Claquage de semi conducteur Surtensions Foudre, commutations, interruptions Défauts de terre de grande amplitude Court–circuit à la terre Influences externes Inondations, incendies, vibrations Plusieurs types de court-circuit peuvent se produire dans un réseau électrique :  Court-circuit monophasé : Il correspond à un défaut entre une phase et la terre, c’est le plus fréquent ;  Court-circuit triphasé : Il correspond à la réunion des trois phases, c’est le courant de CC le plus élevé ; Chapitre 2 Généralités sur les Contraintes Dues à la HT 96  Court-circuit biphasé isolé : Il correspond à un défaut entre deux phases. Le courant résultant est plus faible que dans le cas du défaut triphasé, sauf lorsqu’il se situe à proximité immédiate d’un générateur ;  Court-circuit biphasé terre : Il correspond à un défaut entre deux phases et la terre. 2.3 Protection contre les surintensités Les dispositifs de protection ont pour fonction de protéger :  Les sources et les canalisations des surcharges et des courts-circuits.  Les récepteurs des surcharges (lors d’un court-circuit le récepteur est déjà endommagé) 2.3.1 Principes de la protection Tout dispositif de protection doit à la fois détecter la perturbation et couper le circuit qui est à l'origine de cette perturbation. Dans le cas des surintensités on doit définir le rôle du dispositif :  Protection contre les surcharges.  Protection contre les courts-circuits.  Protection contre tous les types de surintensité. 2.3.2 Principe de la protection contre les surcharges La protection efficace d'une canalisation électrique est assurée par la coordination des caractéristiques liées aux possibilités de la canalisation et les caractéristiques de fonctionnement du dispositif de protection. 2.3.3 Principe de la protection contre les courts-circuits Une des caractéristiques essentielle d'un dispositif de protection contre les courts circuits est son pouvoir de coupure. Toute canalisation est définie par sa contrainte thermique. En fonction de la section, du courant de court-circuit, de la nature de l'âme et de celle de l'isolant, on calcule le temps pendant lequel le conducteur peut véhiculer le courant de court-circuit sans que sa température ne dépasse la valeur maximale qu'il peut supporter. CC S t K I  La valeur du coefficient K est de :  115 pour les conducteurs en cuivre isolés au PVC ;  135 pour les conducteurs en cuivre isolés au caoutchouc ou butyle ; Chapitre 2 Généralités sur les Contraintes Dues à la HT 97  143 pour les conducteurs en cuivre isolé au PR ou à l'éthylène propylène ;  74 pour les conducteurs en aluminium isolés au PVC. 2.4 Qualités principales d’un système de protection 2.4.1 Rapidité Les défauts sont donc des incidents qu’il faut éliminer le plus vite possible. Le temps d’élimination des courts-circuits comprend deux composantes principales :  Le temps de fonctionnement des protections (quelques dizaines de millisecondes) ;  Le temps d’ouverture des disjoncteurs. 2.4.2 Sélectivité Les protections constituent entre elles un ensemble cohérent dépendant de la structure du réseau et de son régime de neutre. Elles doivent donc être envisagées sous l’angle d’un système reposant sur le principe de sélectivité. Elle consiste à isoler le plus rapidement possible la partie du réseau affectée et uniquement cette partie, en laissant sous tension toutes les parties saines du réseau. Différents modes de sélectivité peuvent être mis en oeuvre :  La sélectivité ampérométrique par les courants ;  La sélectivité chronométrique par le temps ;  La sélectivité logique par échange d’informations. La sélectivité à pour but d’assurer d’une part la continuité de service d’alimentation en énergie électrique et d’autre part la fonction secours entre les protections. 2.4.3 Sensibilité La notion de sensibilité d’une protection est fréquemment utilisée en référence au courant de court-circuit le plus faible pour lequel la protection est capable de fonctionner. La protection doit fonctionner dans un domaine très étendu de courants de courts-circuits entre:  Le courant maximal qui est fixé par le dimensionnement des installations et est donc parfaitement connu ;  Un courant minimal dont la valeur est très difficile à apprécier et qui correspond à un court-circuit se produisant dans des conditions souvent exceptionnelles. 2.4.4 Fiabilité Une protection a un fonctionnement correct lorsqu’elle émet une réponse à un défaut sur le réseau en tout point conforme à ce qui attendu. A l’inverse, le fonctionnement incorrect comporte deux aspects qui sont le défaut de fonctionnement et le fonctionnement intempestif. Chapitre 2 Généralités sur les Contraintes Dues à la HT 98 2.5 Appareillages de protection 2.5.1 Fusible Le fusible est un élément de faiblesse dans un circuit électrique. La fonction du fusible est d’assurer la protection des circuits électriques contre les courts- circuits et les surcharges par la fusion d’un élément calibré lorsque le courant qui le traverse dépasse la valeur de son calibre. Il existe principalement quatre types de fusibles :  Les fusibles gG : Les fusibles gG sont des fusibles dit « protection générale », protègent les circuits contre les faibles et fortes surcharges ainsi que les courts-circuits ;  Les fusibles aM : Les fusibles aM sont des fusibles dit « accompagnement moteur », protègent les circuits contre les fortes surcharges ainsi que les couts-circuits. Ils sont conçus pour résister à une surcharge de courte durée tel le démarrage d’un moteur. Ils seront associés à un système de protection thermique contre les faibles surcharges ;  Les fusibles AD : Les fusibles AD sont des fusibles dits «accompagnement disjoncteur», ce type de fusibles est utilisé par les distributeurs sur la partie de branchement ;  Les fusibles UR : Les fusibles ultra-rapides (UR) assurent la protection des semi- conducteurs de puissance et des circuits sous tension continue. a. Choix d’un fusible Une protection par fusible peut s’appliquer à un départ (ligne) ou à un récepteur. Le choix du fusible s’effectue sur les points suivants :  La classe : gG ou aM ;  Le calibre In ;  La tension d’emploi U (inférieure ou égale à nominale Un) ;  Le pouvoir de coupure Pdc ;  La forme du fusible (cylindrique ou à couteaux) ;  La taille du fusible ;  Par ailleurs, il faut vérifier que la contrainte thermique du fusible est bien inférieure à celle de la ligne à protéger : I 2.t du fusible < I 2.t de la ligne. b. Avantages et inconvénients d’un fusible Avantages  Coût peu élevé ;  Facilité d’installation ;  Pas d’entretien ;  Très haut pouvoir de coupure ; Chapitre 2 Généralités sur les Contraintes Dues à la HT 99  Très bonne fiabilité ;  Possibilité de uploads/Voyage/ chapitre-7.pdf