- - - T.P. N 9 : Schéma de liaison à la terre de type T.T. DÉROULEMENT DE LA SÉANCE TITRE ACTIVITÉS PROF ACTIVITÉS ÉLÈVES DURÉE.

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1 - - - T.P. N 9 : Schéma de liaison à la terre de type T.T. DÉROULEMENT DE LA SÉANCE TITRE ACTIVITÉS PROF ACTIVITÉS ÉLÈVES DURÉE Page 1 sur 16

2 Tableau de comité de lecture Date de lecture Lecteurs Observation Remarques rédacteur Date modifications 5 janvier 2001 CROCHET David Réaménagements mineurs 5 janvier mars 2001 Ajout des 5 planches de câblage 4 mars 2001 Quote of my life : Fournir ma contribution aux autres est ma philosophie. Et la vôtre? Si vous avez lu ce T.P. et que vous avez des remarques à faire, n'hésiter pas et écrivez-moi à l'adresse suivante : Ce dossier contient : crochet_david@hotmail.com Un dossier élève (pages 4 à 8) Un dossier réponse (page 9 à 11) Un dossier annexe (page - à -) Un dossier prof (pages - à - ) Un dossier ressource (page - à -) Un transparent (page - ) L'objet du message doit contenir le mot CARIM Adresse Professionnel : CROCHET David Professeur de Génie électrique Lycée Technique HIRSON (Adresse valable jusqu'au 30 juin 2001)CROCHET David Professeur de Génie électrique Lycée Technique HIRSON (Adresse valable jusqu'au 30 juin 2001) Page 2 sur 16

3 T.P. N 9 Schéma de liaison à la terre T.T. Niveau : 1 STI GET Lieu : Armoire des régimes Durée : 4 heures Organisation : groupe ½ classe, travail en binôme LIAISON AU RÉFÉRENTIEL Les élèves doivent être capables : PRÉ-REQUIS - Avoir les notions de mesurages avec des appareils de mesures - Tracer une boucle de défaut - Déterminer un courant de défaut et un potentiel de contact OBJECTIFS Les élèves devront être capables de : - Configurer l'armoire selon les schémas fournis - Identifier les matériels qui encourent à assurer la protection des personne dans le schéma de type T.T. - Vérifier par des contrôles pertinents les performances d'un tel schéma de liaison à la terre - NIVEAU D'APPRENTISSAGE - Active MÉTHODE Page 3 sur 16

4 S.T.I. - G.E.T. B 2 - ÉLECTROTECHNIQUE SCHÉMA DES LIAISON À LA TERRE DOSSIER PÉDAGOGIQUE TP N 9 Objectif : Schéma de liaison à la terre type T.T. Matériel : Documents : Secteur : Armoire des schémas des liaisons à la terre Durée : 4 heures Nom, Prénom : Classe, Groupe : Page 4 sur 16

5 1. Généralités Le schéma de liaison à la terre type T.T. est celui employé par l'e.d.f. pour les réseaux de distribution basse tension. Dès qu'un défaut d'isolement survient, il doit y avoir coupure et désolidarisation du raccordement au réseau. C'est la coupure au premier défaut. 1 ère lettre T : Le neutre du transformateur du poste de distribution est relié directement à une prise de terre R n. 2 ème lettre T : Les masses d'utilisation sont reliées directement à une prise de terre R u. Le conducteur PE ne doit jamais être coupé Dans tous les locaux la tension de contact U c < U L ; U L : Tension limite du local considéré. POSTE EDF DE DISTRIBUTION Transformateur H.T. / B.T. Schéma de liaison à la terre de type T.T. simplifié : LIGNE HABITATION Ph1 Ph2 Ph3 N PE U C2 R n R u U C1 Récepteur triphasé Récepteur monophasé R u : Résistance de la prise de terre des masses d'utilisation R n : Résistance de la prise de terre du transformateur de distribution U c1 : Tension de contact entre la masse du récepteur et la terre U c2 : Tension de contact entre 2 masses de récepteur I f : Courant de fuite ou de défaut déclenchant le dispositif de protection I n : Seuil nominal du dispositif D.D.R. Dans tous les locaux, la tension de contact U c doit être inférieure à la tension limite U L R I < U u f L Page 5 sur 16

6 Travail demandé 2. Étude de l interconnexion des masses et de l'importance les relier à une bonne prise de terre Réaliser le montage correspondant à la planche n 1 donnée en annexe sans dispositif D.D.R.. - R pe2 = Schéma équivalent : POSTE EDF DE DISTRIBUTION LIGNE HABITATION Transformateur H.T. / B.T. Ph1 Ph2 Ph3 N PE R pe2 U C2 R n = 22 Ω R u = 3,9 Ω R 1 R 2 défaut R d = 0 Ω U C Mettre sous tension en fermant Q 1, Q 21 et Q Créer un défaut franc dans le récepteur R 2 en fermant I d Mesurer à l'aide d'un voltmètre et relever la tension entre la masse R 2 et la terre Indiquer si cette tension est dangereuse et comparer-là à la tension limite de sécurité U L = 25 V Mesurer et relever la tension aux bornes de H 2 entre les mains Indiquer si cette tension est dangereuse et comparer-là à la tension limite de sécurité U L = 25 V Établir la liaison directe R pe2 (R pe2 = 0 Ω). (Les masses des récepteur R 1 et R 2 se trouvent interconnectées et reliées à la terre) Réaliser le nouveau schéma équivalent simplifié Calculer la tension de contact U c Mettre sous tension en fermant Q 1, Q 21 et Q Créer un défaut franc dans le récepteur R 2 en fermant I d2. Page 6 sur 16

7 Mesurer et relever la tension aux bornes de H 2 entre la masse R 2 et la terre Indiquer si cette tension est dangereuse et comparer-là à la tension limite de sécurité U L = 25 V Mesurer et relever la tension aux bornes de H 2 entre deux mains Indiquer si cette tension est dangereuse et comparer-là à la tension limite de sécurité U L = 25 V Que pouvez-vous conclure sur le raccordement des masses sur le conducteur P.E.. 3. Étude de l'influence de la valeur de la résistance des prises de terre sur la sécurité 3.1. Réaliser le montage de la planche n 2 donnée en annexe sans dispositif D.D.R Réaliser le schéma équivalent simplifié Calculer la tension de contact U c Mettre sous tension en fermant Q 1, Q 21 et Q Créer un défaut franc dans le récepteur R 2 en fermant I d Mesurer et relever la tension aux bornes de H 2 entre la masse R 2 et la terre Indiquer si cette tension est dangereuse et comparer-là à la tension limite de sécurité U L = 25 V Que pouvez-vous conclure sur la valeur de la tension de contact en fonction de la valeur de la résistance de la prise de terre? 3.3. Conclusion des deux études L'interconnexion et la mise à la terre des masses est une condition nécessaire mais non suffisante pour assurer la sécurité et la protection des biens et des personnes. 4. Étude de la nécessité du dispositif à courant différentiel résiduel (D.D.R.) 4.1. Réaliser le montage de la planche n 3 donnée en annexe avec dispositif D.D.R Réaliser le schéma équivalent simplifié ; tracer en rouge le parcours du courant de défaut Calculer sa valeur dans le cas examiné ci-dessous du défaut franc (R d = 0 Ω ) puis calculer la valeur de la tension de contact U c Mettre sous tension en fermant Q 1, Q 21 et Q Créer un défaut franc dans le récepteur R 2 en fermant I d Que constatez-vous? 4.2. Que pouvez-vous en conclure? Quel(s) avantage(s) et/ou quel(s) inconvénient(s) cela apporte-t-il? Page 7 sur 16

8 5. Étude de la protection sélective assurée par des D.D.R. placés à différents niveaux Réaliser le montage de la planche n 4 donnée en annexe Réaliser le schéma équivalent simplifié Citer la référence des D.D.R. qui interviennent dans ce montage ; préciser s'ils sont instantanés ou temporisés ainsi que leur valeur respective de I n Mettre sous tension en fermant Q 1, Q 21, Q 31 et Q Créer un défaut franc dans le récepteur R 2 en fermant I d Que constatez-vous? Expliquez Que pouvez-vous en conclure? Quel(s) avantage(s), par rapport à l'étude précédente, apporte(nt) l'utilisation de plusieurs D.D.R.. 6. Étude de l'influence de la valeur ohmique des résistances des prises de terres Réaliser le montage de la planche n 5 donnée en annexe avec R u = 22 Ω Réaliser le schéma équivalent simplifié, tracer en rouge le parcours du courant de défaut Calculer sa valeur dans le cas examiné ci-dessous du défaut franc (R d = 0) puis calculer la valeur de la tension de contact U c Mettre sous tension en fermant tous les disjoncteurs Créer un défaut franc dans le récepteur R 3 en fermant I d Que constatez-vous? Expliquez Remplacer la valeur de la résistance de terre par R u = 390 Ω Réaliser le schéma équivalent simplifié, tracer en rouge le parcours du courant de défaut Calculer sa valeur dans le cas examiné ci-dessous du défaut franc (R d = 0) puis calculer la valeur de la tension de contact U c3 entre les pieds de H 3 et la masse de R Mettre sous tension en fermant tous les disjoncteurs Créer un défaut franc dans le récepteur R 3 en fermant I d Que constatez-vous? Pourquoi le disjoncteur différentiel Q 1 reste-t-il fermé? Expliquez Mesurer la valeur du courant de défaut en branchant un ampèremètre à la place du défaut franc ainsi que la tension de contact U c Que pouvez-vous en conclure? Que provoque une élévation de la résistance de terre? Qu'est-il nécessaire de faire pour éviter ce problème? Page 8 sur 16

9 POSTE EDF DE DISTRIBUTION Transformateur H.T. / B.T. LIGNE Dossier réponse HABITATION Ph1 Ph2 Ph3 N PE R pe2 = Ω U C2 R n = Ω R u = Ω R 1 R 2 défaut R d = 0 Ω U C1 Réponse Réponse POSTE EDF DE DISTRIBUTION Transformateur H.T. / B.T. LIGNE HABITATION Ph1 Ph2 Ph3 N PE R pe2 = Ω U C2 R n = Ω R u = Ω R 1 R 2 défaut R d = 0 Ω U C1 Page 9 sur 16

10 POSTE EDF DE DISTRIBUTION Transformateur H.T. / B.T. LIGNE Dossier réponse HABITATION Ph1 Ph2 Ph3 N PE R pe2 = Ω U C2 R n = Ω R u = Ω R 1 R 2 défaut R d = 0 Ω U C1 Question Question POSTE EDF DE DISTRIBUTION Transformateur H.T. / B.T. LIGNE HABITATION Ph1 Ph2 Ph3 N PE R pe2 = Ω U C2 R n = Ω R u = Ω R 1 R 2 défaut R d = 0 Ω U C1 Page 10 sur 16

11 POSTE EDF DE DISTRIBUTION LIGNE Dossier réponse HABITATION Transformateur H.T. / B.T. Ph1 Ph2 Ph3 N PE R pe2 = Ω U C2 R n = Ω R u = Ω R 1 R 2 défaut R d = 0 Ω U C1 Question Question POSTE EDF DE DISTRIBUTION LIGNE HABITATION Transformateur H.T. / B.T. Ph1 Ph2 Ph3 N PE R pe2 = Ω U C2 R n = Ω R u = Ω R 1 R 2 défaut R d = 0 Ω U C1 Page 11 sur 16

12 Planche n 1 22 Ω 3,9 Ω Page 12 sur 16

13 Planche n 2 22 Ω 22 Ω Page 13 sur 16

14 Planche n 3 1 A 250 ms 22 Ω 22 Ω Page 14 sur 16

15 Planche n 4 22 Ω 22 Ω Page 15 sur 16

16 Planche n 5 22 Ω 22 Ω 390 Ω Page 16 sur 16