Le risque électrique

Transcription

1 Le risque électrique

2 Définitions Electrisation Choc électrique Manifestations du contact électrique accidentel Effets physiopathologiques du passage du courant Electrocution Accident entraînant la mort

3 courant Effets du courant dans le corps humain 2A Inhibition système nerveux 40mA Fibrillation ventriculaire 25mA Tétanisation 10mA 5mA 1mA Non-lâcher Secousse Perception cutanée

4 Principe de la distribution domestique Un mot sur le triphasé Secondaire du transformateur de distribution V 3 V 1 L 1 U V 2 V 3 L 2 N V 1 L 3 N V 2 V = 230V U = 400V Le neutre du secondaire est mis à la terre

5 Principe de la distribution domestique Secondaire du transformateur de distribution V 1 L 1 L 1 V 2 L 2 N T V 3 L 3 N T Remarque : La ddp entre N et T n est pas nulle mais faible Un pavillon ou un appartement sont alimentés sous 230 V entre un fil de phase et le neutre Il y a une prise de terre pour chaque maison

6 Principe de la distribution domestique Normalisation Le fil neutre est bleu ciel Le fil de phase est rouge ou marron ou noir Le fil de terre est jaune vert

7 Principe de la distribution domestique Définitions le neutre : la phase : la terre : la masse : fil relié au neutre du secteur fil relié à la phase du secteur fil relié à la terre de la maison envellope métallique d un appareil

8 Conditions du choc électrique CONTACT DIRECT CONTACT INDIRECT

9 Contacts usuels Contact main-pied

10 Contacts usuels Contact main-main

11 Contacts usuels Contact pied-pied

12 Facteurs électriques Tension / Intensité Fréquence / Forme Durée de passage Trajet dans le corps (le cœur) Instant de passage dans le cycle cardiaque

13 Effets physiopathologiques Effet Joule Muscles Syst. nerveux Cœur Effets indirects Brûlures internes Dénaturation des tissus (empoisonnement) Collage Projection Convulsions / paralysies Troubles psychiques Syncope blanche fibrillation

14 Fibrillation ventriculaire électrocardiogramme 1 cycle cardiaque

15 Fibrillation ventriculaire Fibrillation ventriculaire

16 Zone temps-courant à 50 Hz L Courbes de sécurité de la norme NF C Probabilité de fibrillation (5% C2) (50% C3) 3 Habituellement aucun dommage organique Contractions musculaires mais absence de fibrillation 2 Habituellement aucun effet physiopathologique dangereux 1 Habituellement aucune réaction

17 Zone temps-tension On connaît les effets du courant On cherche à évaluer l impédance du corps humain On établit donc des critères sur la tension Rappels : courant maximal 30 ma

18 Zone temps-tension Impédance du corps humain Pièce sous tension Impédance d entrée Z entrée Impédance de sortie Impédance interne Z totale Z interne Z sortie

19 Zone temps-tension Impédance du corps humain : valeurs Tempe à tempe Z = 100Ω Main à pied Z = 500Ω Bras à bras Z = 500Ω

20 Zone temps-tension Impédances normalisées (à 50 Hz) La résistance du corps humain dépend de la tension Tension de contact ( Volts) BB1 Peau sèche Résistance (Ohms) BB2 Peau mouillée BB3 Peau immergée Ω / 2 = 700 Ω / 2 = 350 Ω

21 Zone temps-tension Courbes de sécurité à 50 Hz Conditions BB1 Conditions BB2 D où les tensions normalisées : (tensions inoffensives ) 48 V peau sèche 24 V peau humide 12 V immergé Rappels : courant maximal 30 ma

22 Cas particulier du continu en continu en alternatif tensions normalisées : 120 V peau sèche 60 V peau humide tensions normalisées : 48 V peau sèche 24 V peau humide 12 V immergé

23 Mesures de protection Analyse globale Contre les contacts directs (entre phases ou phase-neutre) Isolation Consignation Eloignement TBT

24 Mesures de protection Analyse globale Contre les contacts indirects (par la terre) Sans coupure Transfo d isolement Double isolation Avec coupure Disjoncteurs différentiels

25 Mesures de protection Transfo d isolement Secondaire du transformateur de distribution V 1 L 1 transformateur d isolement L 1 A V 2 L 2 V 3 L 3 N T le point A ou le point B peuvent être mis à la terre N B les point A et B sont à un potentiel flottant / à la terre (mais pas entre eux! ) Attention : auto-transformateur et capacité primaire-secondaire

26 Mesures de protection Classe d isolation 0 La protection repose uniquement sur l isolation principale Enveloppe métallique extérieure Isolation principale Enveloppe isolante extérieure

27 Mesures de protection Classe d isolation I La protection ne repose pas uniquement sur l isolation principale mesure de sécurité supplémentaire par raccordement des parties métalliques externes à la terre Symbole : exemple :

28 Mesures de protection Classe d isolation II Enveloppe métallique extérieure Enveloppe extérieure isolante à double isolation Isolation supplémentaire Parties métalliques inaccessibles Isolation principale à isolation renforcée Enveloppe extérieure métallique Isolation renforcée

29 Mesures de protection Classe d isolation II La protection ne repose pas uniquement sur l isolation principale mesure de sécurité supplémentaire double isolation ou isolation renforcée sans mise à la terre Symbole : exemple :

30 Mesures de protection Classe d isolation III La protection repose sur la très basse tension 50 V alternatif 120 V continu

31 Symbole : Mesures de protection Classe d isolation III

32 Les installations domestiques Réseau E.D.F. Compteur Disjoncteur de branchement Tableau de répartition Appareillage électrique

33 Les installations domestiques Le compteur d énergie Disjoncteur de branchement Disjoncteur différentiel Disjoncteur divisionnaire Les conducteurs

34 Les installations domestiques

35 Le disjoncteur différentiel a courant résiduel (DDR) V 1 L 1 L 1 I L V 2 V 3 L 2 L 3 N T I N I f N T Secondaire du transformateur de distribution I L différent de I N

36 Le disjoncteur différentiel a courant résiduel (DDR) Si l installation présente un défaut d isolement, le courant qui entre dans le récepteur est différent du courant qui en ressort. I I-I f Récepteur I f

37 Principe du différentiel Bouton d enclenchement Ph RESEAU N Bouton de déclenchement électroaimant Pôles principaux Déclenchement magnéto thermique Bobine de détection Tore magnétique Bobine de Phase Bobine de Neutre UTILISATION

38 Principe du différentiel Ph RESEAU N Fonctionnement normal I L = I N Φ L = Φ N I L I N UTILISATION

39 Principe du différentiel Ph RESEAU N Fonctionnement anormal I L = I N - I F Φ L > Φ N I L I N - I F UTILISATION

40 Principe du différentiel Seuil de réglage : Pas de déclenchement Déclenchement possible Déclenchement certain IN / 2 IN I F REMARQUE : le déclenchement à I f = 0 n est pas possible (car courants de fuite capacitifs)

41 Protection de l installation Analyse globale Contre les courts-circuits : Les fusibles Le disjoncteur à relais magnétique Contre les surcharges : Le disjoncteur à relais thermique Souvent, les disjoncteur sont magnétothermiques

42 Tableau de répartition r avant 2004

43 Tableau de répartition r après 2004 tous les circuits doivent être protégés par un disjoncteur différentiel 30 ma

44 Tableau de répartition r après s 2004, logement 35 à 100 m 2

45 Exemple de schéma à la norme NF C15-100

46 Disjoncteur Abonné C est un disjoncteur magnétothermique associé à une protection différentielle 500 ma

47 Disjoncteur différentiel Le disjoncteur différentiel a pour rôle d assurer : - la protection des circuits contre les surintensités dues aux surcharges ou aux courts-circuits - la protection des personnes contre les contacts indirects ( fuites de courant à la terre )

48 Disjoncteur divisionnaire Ce système remplace les fusibles : Au moindre échauffement ou courtcircuit, le disjoncteur coupe automatiquement la phase et le neutre Il protège l appareillage électrique C est un disjoncteur magnétothermique

49 Parafoudre, protection des surtentions Obligatoire dans certaines régions

50 salle de bain

51 Disjoncteur magnétique, principe I bobine I ouverture

52 Disjoncteur magnétique, principe 1 - bobine 2 noyau plongeur 3 circuit magn. 4 - mécanisme 5 bloc de contact 6 - réglage

53 Disjoncteur thermique, principe I bilame I ouverture

54 Disjoncteur thermique, principe état froid état chaud

55 Disjoncteur divisionnaire

56 Disjoncteur divisionnaire

57 Disjoncteur divisionnaire

58 Disjoncteur divisionnaire

59 Coupure de l arcl Au cours du trajet entre les contacts et la chambre, l arc est canalisé entre deux joues qui permettent : - d augmenter sa vitesse de déplacement, - de guider sa trajectoire, -de l allonger. De par leur constitution et du fait de l augmentation de température, les joues latérales libèrent un gaz qui contribue à la déionisation de l air. Puis, pénétrant dans les déions languettes d acier cuivré), l arc est divisé en plusieurs arcs élémentaires

60 Tension d arcd On souhaite que l impédance de l arc augmente le plus vite possible Le courant diminuera alors rapidement, limitation du courant de court circuit et diminution du temps de coupure ( 5 ms )

61 Courant A l ouverture des contacts, dès détection du court-circuit, une tension d arc se développe. Dès qu elle est supérieure à la valeur de la tension du réseau (point A), l intensité de court-circuit diminue (point B) jusqu à la valeur 0 (point O).

62 Disjoncteur magnétothermique Courbe de déclenchement déclenchement de la protection thermique (surcharges) déclenchement de la protection magnétique. (courts-circuits)

63 Cartouches fusibles Différents types selon la rapidité : (caractérisée par le I 2 t ou la caractéristique de fusion) Protistors, très rapides, protection des diodes et thyristors (écriture rouge) Normal, type gi ou gg (écriture noire) Lent, accompagnement moteurs (écriture verte)

64 Cartouches fusibles am Courbe de fusion-fusible am 16A

65 Cartouches fusibles gl ou gg Courbe de fusion-fusible gl 16A

66 Cartouches fusibles 2- capsule de contact 1- tube 5- lame fusible 6- sable (silice) 3- plaquette de soudure (lie la capsule 2 et la lame fusible 5) 4- disque de centrage de la lame fusible

67 Régimes de neutre Régime TT Le plus simple à l étude et à l installation Utilisé par EDF pour toute la distribution BTA publique

68 Régimes de neutre Régime TT en défaut I d = U 0 R n + R m Ex: R n =1,5Ω R m =10Ω Mais le différentiel va déclencher en qq ms 230 I d = = 20A U c = 200V 1,5 + 10

69 bonne conductibilité : Les conducteurs et câbles bonne résistance mécanique bonne souplesse fiabilité et tenue à la corrosion Caractéristiques générales ρ = 18 mω. mm 2 pour le cuivre 1,5 fois plus pour l aluminium Application : chûte de tension dans un mètre de fil au courant nominal 5 A / mm 2 5 x 0,018 = 0,1 V

70 Les conducteurs et câbles exemples

71 Nature du circuit Les conducteurs Section des conducteurs Cuivre (mm 2 ) Aluminium (mm²) Courant assigné (A) fusible disjoncteur Éclairage 1,5 2, Prise de courant 10/16A 2, Chauffe eau non instantané 2, Lave-linge sèche-linge 2, Appareils de cuisson Mono Triphasé W 1,5 2, Chauffage électrique 4600 W 2, W W

72