LYCEE TECHNIQUE PIERRE EMILE MARTIN BOURGES GENIE ELECTROTECHNIQUE

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1 TP LYCEE TECHNIQUE PIERRE EMILE MARTIN BOURGES TET GENIE ELECTROTECHNIQUE Durée : 3 heures Fichier: Tp SLT IT Schéma des Liaisons à la Terre : I.T. S.T.I. Salle des systèmes Pré-requis : Notion de contact direct et indirect Tension de contact et tension limite conventionnelle en fonction du type de local Matériels qui concourent à assurer la sécurité des personnes et des biens (fusible, disjoncteur et D.D.R.) Période de l année : Deuxième et troisième trimestres Objectif : Valider la conformité de la protection au moyen de manipulations ou de mesurages pertinents. Partie du programme du baccalauréat STI génie Electrotechnique : II Fonction protéger les personnes Centre d'intérêt: Protéger les personnes Conditions de réalisation: Groupe de 2 élèves. Moyens mis en oeuvre : Ilot ou maquette Schneider Dossier pédagogique avec le questionnaire Appareils de mesure avec notices explicatives associées Nous reprenons le contexte de l'entreprise Cisatol Woippy située près de Metz. Une seule partie de l'installation électrique est étudiée: La refendeuse R2 (protégée par Q28) et les bascules (protégées par Q29) sont concernés pour notre étude (voir schéma unifilaire de distribution du Tp IT précèdent). Le concepteur de l'installation électrique a choisi un S.L.T. IT Des défauts apparaissent sur les récepteurs, la personne serait-elle en danger? Pourquoi? Classes : TET 1/10

2 -Travail préliminaire : Mise en œuvre et réglage du Contrôleur Permanent d Isolement XM200 (voir notice d'utilisation) Réaliser la liaison du CPI. Lire la notice d'utilisation du CPI p7 à 12 Mettre le CPI sous tension en fermant le disjoncteur situé en dessous de celui-ci. Le CPI lance un autotest dès sa mise sous tension, et il est opérationnel au bout de 20 secondes. Au bout de 6 heures, l appareil relance automatiquement un nouvel autotest. Régler les seuils de prévention et d alarme du CPI: le CPI est équipé d un premier seuil dit de prévention afin d informer l utilisateur de la baisse d isolement de son installation. Régler le seuil de prévention Sp à 10 kω. le CPI est obligatoirement équipé d un seuil dit "d alarme" qui prévient l utilisateur du niveau bas de l isolement de son installation. Régler le seuil d alarme Sa à 2 kω. Régler le temps du CPI à 15 secondes. Cette temporisation au CPI XM200 de ne pas réagir pour des défauts fugitifs de durée, inférieurs à ce temps. Si la prise de terre des masses est séparée des masses d utilisation, il y a obligation d employer un DDR sur chaque groupe de masses. Soigner la présentation Apporter une conclusion pour chaque manipulation Réseau 130/230, 50Hz Tout câblage est réalisé hors tension Analyser le ou les risques électriques. Doit-on utiliser l'equipement de Protection Individuelle? Classe : TET 2/10

3 Travail demandé: Manipulation n 5: Défaut double On suppose que les bascules et la refendeuse sont peu éloignés de la source d'alimentation. Un double défaut apparaît sur les bascules et la refendeuse. Que se passe-t-il? Les personnes sont-elles en danger? A partir du schéma électrique ci-dessous manipulation 5 : On admet une chute de tension de 20% 1- Représenter, sur le document-réponse, le parcours du courant de défaut Id. 2- Rechercher le schéma électrique équivalent simplifié (source d'alimentation et résistances). 3- Quels appareils de protection vont déclencher? Pourquoi? 4- Mettre hors tension, ouvrir tous les organes de protection de Q1 à Q33, câbler suivant le schéma électrique proposé. Régler les valeurs du C.P.I. (Sp = 10kΩ, Sa= 2kΩ et t= 15s). Appeler le professeur pour vérification du montage. 5- Mettre sous tension, créer un défaut double en appuyant simultanément sur les poussoirs Id2 et Id3. Que constatez-vous? 6- Conclure (en particulier dès l'apparition d'un double défaut et la nature du défaut). Classe : TET 3/10

4 Manipulation n 6: Défaut double sur un départ long On suppose maintenant que les bascules et la refendeuse sont éloignés de la source d'alimentation. Un double défaut apparaît sur les bascules et la refendeuse. Que se passe-t-il? Les personnes sont-elles en danger? Travail demandé: A partir du schéma électrique ci-dessous manipulation 6 : On admet une chute de tension de 20% 1- Représenter, sur le document-réponse, le parcours du courant de défaut Id. 2- Rechercher le schéma électrique équivalent simplifié (source d'alimentation et résistances). 3- Quels appareils de protection vont déclencher? Pourquoi? 4- Mettre hors tension, ouvrir tous les organes de protection de Q1 à Q33, câbler suivant le schéma électrique proposé (utiliser dans un premier temps le disjoncteur Q33 et non le DDR). Régler les valeurs du C.P.I. (Sp = 10kΩ, Sa= 2kΩ et t= 15s). Appeler le professeur pour vérification du montage. 5- Mettre sous tension, créer le premier défaut en appuyant sur le poussoir Id3 puis le deuxième défaut en appuyant sur le bouton poussoir Id2. Que constatez-vous? Remplacer, hors tension, le disjoncteur Q33 par un DDR. Créer un double défaut. Que constatez-vous? 6- Conclure (en particulier dès l'apparition d'un double défaut sur un départ long et les solutions possibles pour protéger les personnes). Pour un départ long, pourrait-on placer un DDR uniquement en tête d'installation? Justifier la réponse. Classe : TET 4/10

5 Manipulation n 7: Défaut simple fugitif par condensateur La refendeuse génère des courants de fuite à la terre. Que se passe-t-il alors? Sont-ils nuisibles? Travail demandé: A partir du schéma électrique ci-dessous manipulation 7 : 1- Représenter, sur le document-réponse, le parcours du courant de défaut Id. 2- Rechercher le schéma électrique équivalent simplifié (source d'alimentation et résistances). 3- Quels appareils de protection vont déclencher? Pourquoi? 4- Mettre hors tension, ouvrir tous les organes de protection de Q1 à Q33, câbler suivant le schéma électrique proposé. Régler les valeurs du C.P.I. (Sp = 40kΩ, Sa= 20kΩ et t= 0s). Appeler le professeur pour vérification du montage. 5- Mettre sous tension puis créer le défaut en appuyant sur le poussoir Id3. Que constatez-vous? Mesurer Uc 2, Uc 3 et Ur 23.Les personnes sont-elles en danger? Pourquoi? 6- Conclure (en particulier dès l'apparition d'une perturbation suite à un fort déséquilibre de courant pendant des phases transitoires). CPS : Après chaque essai avec Cd3, décharger le condensateur : mettre l'installation hors tension (ouvrir les disjoncteurs Q1 à Q33), raccorder aux bornes de Cd3 une résistance de 270Ω pendant environ 30s puis débrancher la résistance. Classe : TET 5/10

6 Travail demandé: Manipulation n 8: Conséquences de la coupure de la prise de terre des masses d'utilisation La prise de terre sur la carcasse des bascules a été malencontreusement sectionnée. Que se passe-t-il? La personne est-elle en danger? A partir du schéma électrique ci-dessous manipulation 8 : 1- Représenter, sur le document-réponse, le parcours du courant de défaut Id. 2- Rechercher les schémas électriques équivalents simplifiés (source d'alimentation et résistances) lors d'un simple défaut sur R2 puis lors d'un double défaut R2 et R3. 3- Quels appareils de protection vont déclencher? Pourquoi? 4- Mettre hors tension, ouvrir tous les organes de protection de Q1 à Q33, câbler suivant le schéma électrique proposé. Régler les valeurs du C.P.I. (Sp = 10kΩ, Sa= 2kΩ et t= 15s). Appeler le professeur pour vérification du montage. 5- Créer un défaut en appuyant sur le poussoir Id2. Que constatez-vous? Mesurer Uc 2, Uc 3 et Ur 23 Une personne serait-elle en danger? Pourquoi? 6- Créer un défaut double en appuyant simultanément sur les poussoirs Id2 et Id3. Que constatez-vous? Mesurer Uc 2 ', Uc 3 ' et Ur 23 ' En imaginant que les récepteurs soient proches, une personne touche les carcasses des récepteurs R2 et R3, ses pieds étant isolés de la terre. Cette personne serait-elle en danger? Pourquoi? 7- Conclure (en particulier dès les conséquences de la coupure de la prise de terre des masses d'utilisation). Classe : TET 6/10

7 Document réponse n 5 Schéma électrique équivalent de la boucle de défaut: Pratique : Création d'un double défaut. Que constatez-vous?.. Conclure (en particulier dès l'apparition d'un double défaut et la nature du défaut). Classe : TET 7/10

8 Document réponse n 6 Schéma électrique équivalent de la boucle de défaut: Pratique : Création d'un double défaut avec le disjoncteur Q33. Que constatez-vous?. Création d'un double défaut avec le DDR Q33. Que constatez-vous?. Conclure (en particulier dès l'apparition d'un double défaut sur un départ long et les solutions possibles pour protéger les personnes). Pour un départ long, pourrait-on placer un DDR uniquement en tête d'installation? Justifier la réponse. Classe : TET 8/10

9 Document réponse n 7 Schéma électrique équivalent de la boucle de défaut: Pratique : Création du défaut. Que constatez-vous?. Uc 2 :.. Uc 3 :.. Ur 23 :.. Les personnes sont-elles en danger? Pourquoi? Conclure (en particulier dès l'apparition d'une perturbation suite à un fort déséquilibre de courant pendant des phases transitoires) Classe : TET 9/10

10 Document réponse n 8 Schéma électrique équivalent de la boucle de défaut: Simple défaut Schéma électrique équivalent de la boucle de défaut: Double défaut Pratique (simple défaut): Que constatez-vous? Uc 2 =.., Uc 3 =.. Ur 23 =. Une personne serait-elle en danger? Pourquoi? Pratique (double défaut): Que constatez-vous? Uc 2 '=, Uc 3 '= Ur 23 '=. Une personne serait-elle en danger? Pourquoi? Conclure (en particulier dès les conséquences de la coupure de la prise de terre des masses d'utilisation) Classe : TET 10/10