PROTECTIONS DES PERSONNES EN RÉGIME TT OBJECTIF DU TRAVAIL PRATIQUE Être capable de mettre en oeuvre les dispositifs qui assurent la protection des personnes et de contrôler les performances d un disjoncteur différentiel. ELEMENTS D EVALUATION Câblage d un schéma de liaison à la terre Analyser l influence de la valeur de la prise de terre sur la protection des personnes Mesurer les performances d un disjoncteur différentiel. 1 INTRODUCTION Au travers de l'utilisation de la maquette PROTON, vous étudierez les effets du courant électrique sur le corps humain, le principe d action du disjoncteur différentiel puis les performances du différentiel. 2 CHOC ELECTRIQUE 2.1 Compléter les croquis ci dessous pour que le personnage soit en situation, d une part de contact direct, d autre part de contact indirect (avec résistance d isolement nulle). Noter, en couleur, le parcours des courants. Extrait du dossier pédagogique maquette Proton Legrand 2.2 Câbler sur Proton les deux situations exposées ci dessus en omettant le différentiel. Mesurer dans les deux cas le courant qui circule dans le corps de la personne puis la tension à laquelle elle est soumise.. On notera que la tension sera mesurée par rapport au sol. Nb : Pour des raisons de sécurité d utilisation, la tension de fonctionnement de la maquette est diminuée d un rapport de 18 par rapport à la tension réelle. De ce fait, les mesures de tension doivent être multipliées par 18 Page 1 / 7
TP : Protection des personnes en régime TT Courant qui circule dans la personne Tension de contact Ic = Ic = Choc direct Choc indirect Uc mesurée =. Uc réelle = Uc mesurée = 2.3 Exploitation des résultats : Les effets du courant sont traduits par les courbes t = f ( I ) ci dessous : Courbes extraites de Electrotechnique ( J.C Mauclerc JP Bisiaux A Domenach D Vermet Hachette technique ) Page 2 / 7. Uc réelle =
2.31 Reportez les valeurs des intensités mesurées dans le tableau ci dessous. Par projection sur la courbe ci dessus, déterminez les plages temporelles délimitant les zones pour ces intensités puis compléter le tableau en indiquant le codage des zones. CONTACT DIRECT Ic = ma CONTACT INDIRECT Ic = ma t< ms ms < t < ms t < ms 2.32 Est ce que le type de choc modifie les effets du courant électrique? Justifiez 3 DISJONCTEUR DIFFERENTIEL 3.1 CARACTERISTIQUES Deux courants caractérisent le disjoncteur différentiel : Le calibre du disjoncteur : Courant nominal de fonctionnement ( In ) Le calibre du différentiel : Valeur du courant défaut qui déclenche le disjoncteur ( Ι Ν ) Page 3 / 7
3.2 ESSAI DU DISJONCTEUR DIFFERENTIEL 3.21 Réaliser le montage ci dessous, fermer le disjoncteur et mesurer la valeur des courants I 1 et I 2 Extrait du dossier maquette Proton LEGRAND 3.22 Pourquoi le disjoncteur n a t il pas déclenché pendant cet essai? Justifier votre réponse. 3.23 Seuil de déclenchement de la protection différentielle. 3.231 Réalisez le montage ci dessous en utilisant un rhéostat de 10 kω. Augmentez l intensité du courant de défaut, mesurez I 1, I 2 et I F. Pour cet essai, on utilisera la résistance de prise de terre de 40 Ω Extrait du dossier maquette Proton LEGRAND Page 4 / 7
3.232 Le disjoncteur différentiel employé est il conforme à la norme EN 61-009 1 ( NF C 61-440 ) précisant que le courant de déclenchement doit être compris entre I n et I n / 2? 3.24 Influence de la résistance de prise de terre. Réaliser le montage expérimental ci contre. Mettre sous tension et simuler un défaut d isolement entre le phase du récepteur et l enveloppe métallique de celui-ci. Extrait du dossier maquette Proton LEGRAND Que s est il passé à l instant où le défaut d isolement est apparu? Estimer la valeur du courant de défaut 3.25 Reprendre la même expérience mais en raccordant l'enveloppe métallique à une terre de 1000 Ω. Que constatez-vous?. Mettez en place dans le circuit de terre un ampèremètre, mesurez la valeur du courant de défaut, justifiez le non-déclenchement du différentiel.. Mesurez la tension qui apparaît entre le sol et carcasse ( multiplier par 18 ). Que se passera-t-il si une personne touche la carcasse?. 3.26 Conclure sur l'importance de la résistance de prise de terre et sur les limites de fonctionnement du différentiel Page 5 / 7
4 CONFORMITE DU DISPOSITIF. Le corps humain peut être soumis, selon le local, sans danger d'électrocution, à une tension maximum qui décroît en fonction du temps. Les tableaux U = f ( t ) sont donnés sur la dernière feuille du TP Ces tableaux permettent de déterminer le temps de coupure 1 du dispositif de protection. 4.1 Câblez une situation de choc indirect en utilisant la terre de 40 ohms et le DDR. 4.2 Demandez au professeur d'installer un oscilloscope à mémoire ( Métrix 7530 ) de manière à visualiser le temps de coupure du dispositif de protection et la tension de contact. 4.3 Effectuez un essai. 4.4 En utilisant les tableaux, relevez le temps maximum de coupure maximum pour : Un local sec. Un local mouillé. 4.5 Concluez, en vous aidant des relevés 2, sur la conformité du disjoncteur différentiel dans les contextes d'utilisation suivant : Locaux secs. Locaux mouillés. 5 S'IL VOUS RESTE DU TEMPS : Effectuez l'impression ou le traçage de votre relevé. 1 Temps qui s'écoule entre l'apparition du défaut et la coupure du circuit 2 Ne pas oublier de multiplier la tension par 18 Page 6 / 7
Durée maximale de maintien de la tension de contact ( 41 GA et 48 GE de la NF C15-100 ). Tension de contact en V DUREE MAXIMALE DE MAINTIEN EN S COURANT ALTERNATIF 50 HZ COURANT CONTINU LOCAUX OU EMPLACEMENTS SECS OU HUMIDES : UL <= 50 V < 50 5 5 50 5 5 75 0,60 5 90 0,45 5 120 0,34 5 150 0,27 1 220 0,17 0,40 280 0,12 0,30 350 0,08 0,20 500 0,04 0,10 LOCAUX OU EMPLACEMENTS MOUILLES : UL <= 25 V 25 5 5 50 0,48 5 75 0,30 2 90 0,25 0,80 110 0,18 0,50 150 0,10 0,25 220 0,05 0,06 280 0,02 0,02 Page 7 / 7