rdncours

Les régimes de neutres
1)Problème
L’absence d’une liaison avec la prise de terre représente un danger . (voir ci-dessous)
2) Codification des schémas de liaison à la Terre
Il y a 3 régimes de neutre caractérisés par 2 lettres : TT, TN et IT
3)Le régime de neutre TT
3.1)Principe
Le neutre du transformateur de distribution est mis à la terre à travers une prise de terre de résistance R
n
. Les masses sont mises à
la terre à travers une prise de terre de résistance R
A
Règles de protection:
• Coupure automatique de l’alimentation par DDR au premier défaut.
• Masses interconnectées entre elles et reliées à une même prise de terre.
• Satisfaire cette relation Ra x I∆n ≤ U
L
avec I∆n courant de déclenchement du DDR U
L
tension limite de contact (50V ac en
milieu sec).
La protection des personnes contre les contacts
indirects ou défaut d’isolement est assurée par ce
que la norme NF-C 15-
100 appelle les schémas de
liaison à la terre ou liaison à la terre.
La 1
ere
lettre caractérise la source :
T  un point du transformateur (le neutre)
est relié à la terre locale.
I  le point neutre du transformateur est
isolé (ou impédant) de la terre locale.
La 2
nde
lettre caractérise les masses :
T  les masses des équipements sont
reliées à une terre locale.
N  les masses des équipements sont
reliées a la terre du neutre de la source.
. Le courant de défaut I
d
est limité par les impédances du circuit Ici
Id=
La tension de contact U
c
est la tension auquelle la personne est
soumise lorsqu’elle touche l’appareil en défaut.
Uc=  tension mortelle

3.2)Exercices
Exercice I
Une entreprise en régime de neutre TT installe des machines
dans un atelier alimenté en 230 / 400 V. La protection des
machines est assurée par des DDR 30 A / 500 mA.
1- La phase 3 de la machine 1 touche la masse avec une résistance de contact de 4 Ω:
Représenter le chemin du courant de défaut.
Déterminer la valeur du courant de défaut Id.
A quelle tension de contact est soumise la personne qui touche cette machine ?
Le DDR F1 se déclenche t-il ? Pourquoi ?
2- La phase 1 de la machine 2 touche la masse:
Représenter le chemin du courant de défaut.
Déterminer la valeur du courant de défaut Id.
A quelle tension de contact est soumise la personne qui touche cette machine ?
Le DDR F2 se déclenche t-il ? Pourquoi ?
Exercice 2 :
Exercice 3 :
1- On considère un défaut d’isolement entre la phase
L
2
et la masse de la machine. Calculer le courant
de défaut I
d
.
2- Le DDR va-t-il déclencher ? Pourquoi ?
3- Calculer la tension de contact Uc auquelle est
soumise la personne. Cette tension est-elle
dangereuse?
4- La condition de sécurité Ra x I∆n ≤ U
L
est-
elle respectée ? ( U
L
= 50 V)
1- On branche une lampe (230V, 150W) entre une
phase et le neutre. Que se passe-t-il pour la lampe
et le disjoncteur ?
2- On branche une lampe entre le neutre et la terre,
que se passe-t-il ?
3- On branche une lampe entre une phase et la terre,
que se passe-t-il ?
4- Un défaut d’isolement se produit sur le lave linge,
à partir de quelle tension de contact U
c
le
déclenchement du disjoncteur peut-il se produire?

4. Le régime de neutre TN
Schéma TN-C (Neutre et PE confondus en un seul
conducteur appelé PEN ).
Schéma TN-S ( Neutre et PE séparés )
Un défaut d’isolement est constaté entre la phase 1 et la
masse:
1- représenter le courant de défaut Id.
2- déterminer ce courant de défaut. ( ρ cuivre = 0.0225
Ω.mm² / m )
( Hypothèse: les impédances amont réduisent la tension
de 20 % d’où 0.8 Vn )
 I
d
est un court-circuit Phase - Neutre en régime TN
3- déterminer la tension de contact U
c
Un défaut d’isolement est constaté entre la phase 1 et la masse:
1- représenter le courant de défaut Id.
2- déterminer ce courant de défaut.
On sait que ρ
cuivre
= 0.0225 Ω.mm² / m de plus Hypothèse: les
impédances amont réduisent la tension de 20 % d’où 0.8 Vn )
 I
d
est un court-circuit Phase - Neutre en régime TN
3- déterminer la tension de contact U
c
Règles de protection en schéma TN
• Coupure au premier défaut Il faut s’assurer que I
d
≥ I
rm
( courant de réglage magnétique du disjoncteur )
Il faut s’assurer que t
f
≤ t
c
.
• t
f
: temps de coupure du disjoncteur
• t
c
: temps de coupure maximal autorisé par la norme
• Protection par disjoncteur ou
fusible
( court-circuit phase-neutre )
• Vérification de la longueur
des câbles.
L < L
max
( donnée par tableaux )
Exercice: Détermination par tableaux de la longueur maximale d’un câble en régime TN.
1. A l’aide du tableau ci-dessous, déterminer L max sachant que: Sph = Spe = 10 mm² protégé par disjoncteur 20 A.
Longueurs maximales (en mètres) de canalisations triphasées 230/400 V ou monophasées en schéma TN (m = 1) protégées contre les contacts indirects par des disjoncteurs
domestiques de type B
2. Selon la nature et la section des conducteurs, on applique des coefficients (à multiplier à L
max
).
3. En utilisant les 2 tableaux précédents, déterminer L
max
sachant que:
- conducteurs en aluminium ;
- Sph = 50 mm² ; Spe = 25 mm² ;
- disjoncteur 63 A .eau  649 m correcteur = 0.42, d’où L
max
= 0.42 x 649 = 27
4. Que devient L
max
si la tension limite conventionnelle est de 25 V ?
Déterminer « le nouveau L
max
» si les conducteurs
sont en aluminium (utiliser le tableau ci-dessus)
L
max
= 0.

5) Le régime de neutre IT
5.1) régime IT avec masses séparées
5.2) Masses interconnectées
5.3) Conditions de mise en oeuvre en IT
Utilisation: • D’un limiteur de surtension (entre le neutre du transformateur et la terre)
• d’une impédance de limitation ( Z )
• d’un CPI ( contrôleur permanent d’isolement)
6. Courbe de sécurité
6.1) Principe
Les dangers encourus par les personnes traversées par un courant électrique dépendent essentiellement de son intensité et du
temps de passage.
La norme NF C 15-100 définit le temps de coupure maximal du dispositif de protection selon les conditions d’utilisation (U
L
)
courbe de sécurité
Tension limite U
L
Milieu sec U < 50 V
Milieu humide U < 25 V
Milieu mouillé U < 12 V
Un premier défaut d’isolement survient sur la machine 1 entre
la phase 3 et la masse :
1- Représenter le chemin du courant de défaut I
d1
et calculer
le
2- Calculer U
c1
; cette tension est-elle dangereuse ? Y a-t-il
déclenchement du DDR1 ?
Un second défaut d’isolement survient sur la machine 2 entre
la phase 2 et la masse :
3- Représenter le chemin du courantde défaut I
d2
et calculer
le
4- Calculer U
c1
et U
c2
; ces tensions sont-elles dangereuses ?
Y a-t-il déclenchement des DDR ?
Un premier défaut d’isolement survient sur la machine 1 entre
la phase 3 et la masse :
1- Représenter le courant de défaut I
d1
et calculer le :
2- Calculer U
c1
; cette tension est-elle dangereuse ? Y a-t-il
déclenchement du DDR ?
Un second défaut d’isolement survient sur la machine 2 entre
la phase 2 et la masse
On donne : ρ
cuivre
= 0.0225 Ω.mm² / m
3- Représenter le courant de défaut I
d2
et calculer le. On
admet que la tension de court circuit entre H et A est
alors limité à 0.8xU
HA
4- Calculer U
c1
; cette tension est-elle dangereuse ? Y a-t-il
déclenchement du DDR ?

6.2) Exercice d’application
Une installation monophasée alimente une machine électrique dont la masse est métallique. Le régime de neutre de cette
installation électrique est TT.
La résistance de la prise de Terre du transformateur de distribution a pour valeur R
a
=10 Ω., quant à la prise de terre des masses de
l'installation, sa résistance vaut R
b
= 20 Ω. Le transformateur délivre une tension de 230 V.
a. Schéma électrique
• Faites un schéma de l'installation en fonctionnement normal.
• Dessinez le schéma équivalent électrique prenant en compte le régime de neutre.
b. Contact indirect
• avant contact : Dans le cas d'un défaut d'isolation au niveau de la machine, calculer le courant de défaut dans le pire cas.
En déduire la valeur de la tension de contact.
• après contact : Un homme d'impédance équivalente R
h
= 1k Ω entre en contact avec la masse de l'appareil. Redessinez le
schéma électrique équivalent. Calculez à nouveau la tension de contact et le courant qui traverse le malheureux. Que
faire ?
• Quel seuil de différentiel faut il choisir pour être sur d’interrompre une tension de contact U
c
>50 V ?
D’après le cours, il faut satisfaire à cette relation
• Quel est le temps maximal admis pour couper l’alimentation ?