Electricité Générale iveau 2 2010-2011 PLA DE LA LEÇO 7 TITRE DE LA LEÇO : Régimes e neutre OBJECTIFS : A la fin e la séance l'étuiant oit être capable e : Définir le régime e neutre ; Reconnaître les ifférents régimes e neutre ; Déterminer les courants e éfaut ; Etablir l'appareillage e protection aéquat pour chaque régime e neutre. PRE-REQUIS : Lois 'électricité. Appareils e mesure. H. BE AMMAR 61
Electricité Générale iveau 2 2010-2011 REGIMES DE EUTRE OBJECTIF GEERAL : Ientifier l'appareillage e sécurité es installations et es personnes selon le régime e neutre établi. OBJECTIFS SCIFIQUES ELEMETS DE COTEU METHODOLOGIE Définir le régime e neutre. 1. Définition es régimes e neutre. ET MOYE Exposé informel. otes e cours. EVALUATIO Formative. DUREE 20 mn Reconnaître les 1. Régime TT. Exposé Formative. 60 mn ifférents régimes e neutre. 2. Régime T. 3. Régime IT. informel. otes e cours. Exemples. Etablir un choix e 1. Comparaison entre les Exposé Formative. 10 mn régime e neutre ifférents régimes e informel. capable e remplir la neutre. otes e cours. fonction à assurer. 2. Conclusion. H. BE AMMAR 62
Electricité Générale iveau 2 2010-2011 REGIMES DE EUTRE I. Introuction L utilisation e l énergie électrique présente es risques tant pour les personnes que pour les matériels. Pour es raisons e sécurité, ces masses sont reliées par un conucteur e protection lui-même relié à une prise e terre. La istribution e l énergie électrique, en courant alternatif triphasé avec neutre permet, selon les types installation, es combinaisons neutre-masse, qui optimisent la protection. II. Classification es régimes e neutre Le comité Electrotechnique international (CEI) a classé officiellement trois normes. II.1. Régime TT Le neutre e la source énergie est mis à la terre, et la masse e l installation électrique est mise à son tour à la terre, c est le cas le plus simple. Le neutre e l'alimentation à la terre (T) Masse La masse u récepteur à la terre (T) Fig.7.1. Régime TT II.2. Régime IT Le neutre e la source e tension est isolé ou relié à la terre par une forte impéance, les masses installation sont reliées à la terre comme l inique la figure suivante. H. BE AMMAR 63
Electricité Générale iveau 2 2010-2011 II.3. Régime T Fig.7.2. Régime IT Dans ce régime le neutre est mis à la terre et les masses sont reliées au neutre par un conucteur e protection. Deux cas qui se présentent : II.3.1. Régime TC Impéance Le neutre e l'alimentation est isolé par une forte impéance (I) Le conucteur e protection e et le conucteur e l alimentation peuvent être confonus en un seul conucteur. Masse La masse u récepteur à la terre (T) Le neutre e l'alimentation à la terre (T) Masse La masse u récepteur est confonue avec le neutre (C) Fig.7.3. Régime TC II.3.2. Régime TS Le conucteur e protection et le conucteur u coté e l alimentation peuvent être séparés Le neutre e l'alimentation à la terre (T) Masse La masse u récepteur n'est confonue avec le neutre (S) Fig.7.4. Régime TS H. BE AMMAR 64
Electricité Générale iveau 2 2010-2011 II.4. Caractéristiques es ifférents régimes e neutre Le tableau suivant se récapitule selon la norme CEI les montages e chaque régime e neutre, ainsi les précautions pour assurer la protection es appareils et personnes. Régime Techniques s'exploitation Techniques e protection es personnes Principales caractéristiques TT Coupure au premier éfaut 'isolement Mise à la terre es masses associées à l'emploi obligatoire e ispositifs ifférentiels La présence e ifférentiels permet la prévention es risques 'incenie pour une sensibilité égale ou supérieure à 300mA. Chaque éfaut 'isolement entraîne une coupure u circuit protégé. T Coupure au premier éfaut 'isolement Interconnexion et mise à la terre es masses et u neutre obligatoires. Coupure par protection contre les surintensités par fusibles ou isjoncteurs. Il nécessite un personnel 'entretien très compétent. Les risques 'incenie sont accentués u fait e l'importance es courants e éfaut. Le schéma TS est obligatoire pour les sections e conucteurs inférieures à 10 mm 2. IT Signalisation u éfaut simple 'isolement ; Recherche et élimination obligatoire u éfaut ; Coupure en cas e éfaut ouble. Interconnexion et mise à la terre es masses. Coupure par protection e surintensité (fusibles-isjoncteur) en cas e éfaut ouble. Il nécessite un personnel pour la surveillance. Il nécessite un bon niveau 'isolement es réseaux. Tab.7.1. Caractéristiques es ifférents régimes e neutre III. Protection es installations et es personnes III.1. Etue un éfaut isolement en régime TT III.1.1. Présentation u éfaut Soit l installation suivante présente un éfaut isolement qui peut être angereux en cas e contact avec un organe 'un être humain. I R R U R T Fig.7.5. Régime TT, lors 'un éfaut 'isolement H. BE AMMAR 65
Electricité Générale iveau 2 2010-2011 Où : RT : résistance e prise es masses ; R : résistance e la prise e terre neutre ; R : résistance e éfaut (cas le plus éfavorable R = 0Ω) ; I : courant e éfaut ; U : tension e éfaut. III.1.2. Tension e éfaut La tension e éfaut U, c est la ifférence e potentielle appliquée à une personne. U= R I Exemple : Soient : RT = 20 Ω, R = 15 Ω, R = 0 Ω et Un = 220 V U n 220 I 6, 28A R 20 15 0 i Cette tension peut être angereuse pour les personnes, ons il faut prévoir un appareillage e éclenchement ifférentiel au premier éfaut, on utilise généralement le DDR (Dispositif à courant ifférentiel résiuel ou les isjoncteurs ifférentiels étaillés ans le chapitre IV). III.1.3. Tableau es tensions et courant autorisées par la norme FC Ce tableau récapitule les tensions e éfauts tolérées par la norme FC en fonction es lieux application. Tension Alternatif U Continu Exemples limite U L efficace (V) U2 50 120 Locaux 'habitation, e bureaux, inustriels non mouillés U3 25 50 U4 12 25 Locaux mouillés Chantiers Piscines Volume enveloppé es salles 'eau Tab.7.2. Tableau es tensions limites supérieures (U L ) H. BE AMMAR 66
Electricité Générale iveau 2 2010-2011 III.2. Etue un éfaut isolement en régime T III.2.1. Présentation Dans ce régime le neutre est mis à la terre et les masses sont reliées au neutre par un conucteur e protection. On istingue les régimes TC et TS : - le régime TS (Conucteur Terre et conucteur eutre Séparé) est choisi lorsque les conucteurs sont inférieurs à 10mm2 ; - le régime TC (Conucteur Terre et eutre Confonus) est choisi lorsque les conucteurs sont supérieures à 10 mm 2 en cuivre et 16 mm 2 en aluminium, lors un éfaut isolement le courant suit le sens e parcours comme l inique la figure suivante ; Le neutre e l'alimentation à la terre (T) R R I La masse u récepteur est confonue avec le neutre (C) III.2.2. Courant u éfaut Fig.7.6. Régime TC, lors 'un éfaut 'isolement Dans les eux cas cités ci-essus le courant e éfaut n est plus limité que par l impéance es câbles et e la source e tension, ce qui onne un courant e éfaut très élevé : U I Z n Où : Un : tension simple ; I : courant e éfaut ; Z : impéance es câbles et e la source ; telle que Z est la somme e : la résistance e éfaut isolement ; la résistance u câble u circuit ; l impéance e l enroulement seconaire u transformateur ; H. BE AMMAR 67
Electricité Générale iveau 2 2010-2011 III.2.3. Dispositifs e sécurité On utilise généralement : - es ispositifs à éclenchement magnétique (contre le courant e court circuit), tel que le courant e réglage magnétique soit inférieur à I I I ; - es ispositifs à éclenchement thermique (contre les faibles sur charges), tel que le courant e réglage thermique soit inférieur à I I III.3. Etue un éfaut isolement en régime IT III.3.1. Présentation Dans ce régime le neutre est isolé, les masses sont reliées à la terre, c est le cas e certaines installations où l utilisateur possèe son propre transformateur HT/BT, puisque le neutre isolé. Il faut prévoir un appareil e contrôle et écoulement e toute sorte e surtension ou e coup e foure. Ce ispositif est un limiteur e surtension impéance Z. III.3.2. Défaut simple rth rm I Impéance Le neutre e l'alimentation est isolé par une forte impéance (I) Z R R R T La masse u récepteur à la terre (T) Fig.7.7. Régime IT, lors 'un éfaut 'isolement On constate que le courant e éfaut I est faible, en effet ; I R Vn R R T Z i RT : résistance e prise es masses ; R : résistance e la prise e terre neutre ; R : résistance e éfaut (cas le plus éfavorable R = 0Ω) ; Zi : Impéance 'isolement ; I : courant e éfaut ; V : tension e éfaut. H. BE AMMAR 68
Electricité Générale iveau 2 2010-2011 otons que, R peut être nulle, RT est très faible ; R << Zi, avec Zi (impéance u câble + impéance e la sortie u transformateur et la capacité e ceux entre phase et terre). Exemple : Soient ; Vn=220V, R=0Ω, RT=0Ω, R=0Ω et Zi=10KΩ ; I Vn 220 2, ma R R R Z 10000 et V I R V 0 2 T i Conclusion : ans ce cas, il se présente un courant e éfaut très faible. Ce ernier n'est pas angereux pour l'utilisateur, mais il faut être vigilant evant un euxième éfaut. III.3.2. Double éfaut Impéance Le neutre e l'alimentation est isolé par une forte impéance (I) Z R R R T Le courant e éfaut ans ce cas : I ZL : impéance 'une ligne ; otons que, où : Un : tension composée ; I : courant e éfaut ; Z L l : S Fig.7.8. Régime IT, lors 'un ouble éfaut 'isolement 0,8 U 2Z : résistivité u conucteur ; S : section su conucteur ; l : longueur u conucteur. L n H. BE AMMAR 69
Electricité Générale iveau 2 2010-2011 Exemple : Soient ; Un=380V, Zl=27mΩ 0,8 U n 0,8 380 I 5629A 2Z 2 0,027 L Conclusion : ans ce cas, il se présente un courant e éfaut très fort, 'où une coupure obligatoire e l'alimentation ans un temps inférieur à celui prescrit par les courbes e sécurité. H. BE AMMAR 70