Chapitre 1 mise en route

Introduction générale
CYMGRD aide0 les ingénieurs à concevoir des installations efficaces de mise à la terre pour
des postes électriques ou des bâtiments. Le programme permet d’interpréter les mesures
de résistivité du sol, d’évaluer l’élévation du potentiel à la surface du sol et repérer les
zones à risque ou dangereuses à l’intérieur des aires d’intérêt.
Le programme peut effectuer des analyses de résistivité du sol en tenant compte des
mesures prises sur le terrain. Cette analyse est nécessaire pour arriver à un modèle de sol
qui sera par la suite utilisé pour l’analyse des élévations de potentiel. Le module supporte
l’analyse de modèles de sol uniforme ou stratifié en deux couches de résistivité différente.
Il calcule les tensions maximales admissibles de pas et de contact selon la norme 80-2000
de l’IEEE. L’utilisateur peut définir la magnitude future de courant de défaut, l’épaisseur et
la résistivité des couches de matériau (ex. : la pierre concassée) appliquée à la surface du
terrain, le poids corporel et la durée prévue d’exposition.
CYMGRD calcule le dimensionnement des électrodes de terre et l’élévation de potentiel à la
surface du sol (EPI). CYMGRD peut également déterminer la résistance équivalente des
grilles de mise à la terre de configuration arbitraire constituées de conducteurs de terre, de
piquets de terre et d’arcs puisqu’il emploie des méthodes matricielles pour résoudre la
distribution de courant à terre. Des électrodes directement sous tension et/ou passifs,
non connectés à la grille mise sous tension, peuvent être modélisés afin d’évaluer les effets
de proximité.
CYMGRD calcule les gradients de potentiel de contact et de surface dans n’importe quel
point d’intérêt de la zone sous étude. Le programme peut également produire les contours
équipotentiels des potentiels de contact et/ou de surface ainsi que les profils des tensions
de pas et de contact dans n’importe quelle direction. La codification couleur permet de
visualiser les résultats en deux ou trois dimensions, facilitant l’évaluation de la sécurité du
personnel et la protection des équipements entourant la grille de mise à la terre.
Les résultats des différents graphiques de grilles de mise à la terre peuvent être affichés à
l’écran simultanément, pour faciliter la comparaison.
Matériel et logiciel requis
Le programme CYMGRD peut être exécuté avec les systèmes d’exploitation Windows NT ou
Windows 9X.
Voici les exigences minimales du système informatique :
·Un ordinateur personnel compatible avec Pentium;
·64 mégaoctets (Mo) de mémoire vive;
·20 Mo de mémoire disponible dans le disque rigide;
·une souris Microsoft ou l'équivalent;
·un moniteur graphique Super VGA et une carte graphique pouvant reproduire au
moins 256 couleurs; et
·un traceur de courbes ou une imprimante compatible avec Windows.
Installation du logiciel CYMGRD pour Windows
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Le programme CYMGRD a besoin d’une licence d’utilisation pour fonctionner. L’accès est
fourni par l’usage soit d’une clé électronique matérielle (port parallèle USB) et(ou) d’un
mot de passe (inséré manuellement ou lors de l’importation d’un fichier de licence). Vous
pouvez installer le programme CYMGRD indépendamment de la licence.
Procédure d’installation :
1. Démarrez Microsoft Windows.
2. Insérez le cédérom de CYME dans le lecteur de cédérom. Si vous installez le
programme à partir de la page Web, ouvrez l’exécutable et passez à l’étape 7.
3. Le programme d’installation devrait s’exécuter automatiquement en quelques
secondes.
Si ce n’est pas le cas, utilisez Windows Explorer pour trouver dans le répertoire
principal du cédérom de CYME. Trouvez l’icône « Setup32 » et double-cliquez.
4. Cliquez sur l’option « Install Products or Demos »
5. Choisissez « Français » ainsi que votre version de Windows.
6. Sélectionnez CYMGRD parmi le choix de programmes.
7. Suivez les invites et les instructions.
Les modules d’analyse du logiciel CYMGRD
Les fonctions décrites au chapitre 1.1 « Introduction générale », peuvent être
exécutées par le biais des trois modules d’analyse suivants :
Le module Analyse du sol (inclut l’évaluation de la sécurité) : Définit soit un modèle
de sol uniforme, stratifié en deux couches ou défini par l’utilisateur. CYMGRD montre les
mesures de résistivité recueillies et calculées sur le même tracé pour assurer une
vérification facile de la qualité du modèle de sol. Les tensions maximales de contact et de
pas permises sont calculées en se fondant sur la norme 80-2000 de l’IEEE. Tous les
résultats sont automatiquement communiqués aux autres modules.
Le module Dimensionnement de l’électrode : Détermine le calibre minimum requis
pour l’électrode de mise à la terre (conducteur et(ou) piquet de terre) conformément à la
norme 80-2000 de l’IEEE. Pour déterminer le calibre de l’électrode, CYMGRD utilise les
paramètres du matériau de l’électrode et de la température ambiante. Les utilisateurs
peuvent sélectionner un ou plusieurs matériaux disponibles dans la bibliothèque de
CYMGRD. Certains paramètres ayant trait aux matériaux peuvent être modifiés ou
retenus, selon l’étude.
Le module Analyse de la grille : Calcule le courant diffusé par chaque élément de
conducteur dans la grille de mise à la terre. Les résultats de ces calculs déterminent le
potentiel à la surface du sol. Il est possible de définir les conducteurs de la grille
individuellement ou par groupes de conducteurs disposés en sous-grilles rectangulaires.
Les piquets de mise à la terre peuvent être définis de la même façon. D’autres
conducteurs enfouis, comme les fondations ou les structures de mise à la terre
avoisinantes peuvent également être définies de façon à inclure leur influence sur la
présence de tensions de surface. Ces structures peuvent faire partie ou être exclues de
l’analyse en tout temps, pour des fins de comparaison.
Les modules Diagramme de contour et Diagramme de profil générent une
représentation graphique des résultats de l’analyse du potentiel dans des diagrammes de
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contour et(ou) de profil.Les diagrammes des contours du potentiel peuvent servir pour
représenter la tension de contact et surface. Ces représentations peuvent être codifiées en
couleur et affichées en deux ou trois dimensions. Les diagrammes de profil de potentiel
peuvent être utilisées pour représenter les tensions de contact et de pas selon un axe
donné, dans la direction désirée. Les variations de tension et les tensions maximales
permises correspondantes peuvent être affichées simultanément dans le même graphique.
Ces deux options permettent d’identifier aisément les zones à risque où les tensions de
surface excèdent les valeurs permises. Les graphiques sont ensuite envoyés à une
imprimante ou traceur ou copiés dans le presse-papiers de Windows.
Utilisateurs novices
Si c’est la première fois que vous utilisez CYMGRD, prenez le temps de lire ce manuel
avant de réaliser une étude de mise à la terre afin de vous familiariser avec les possibilités
du programme CYMGRD. Au chapitre 5, vous trouverez des exemples décrivant pas à pas
l’utilisation de CYMGRD.
NOTE
Le fichier LISEZ-MOI renferme lui aussi des renseignements précieux. Prenez le
temps de le lire avant d'utiliser le logiciel.
Saisie interactive des données
CYMGRD présente une interface moderne de saisie de données à multifenêtrage. Des
feuilles de type tableur sont utilisées pour saisir les données portant sur la configuration du
poste, la résistivité du sol, les barres et le calibre des électrodes. Les données
supplémentaires sont fournies dans des boîtes de dialogue standards.
Veuillez noter que :
En plus d’être interactive, la saisie de données du programme est rétrocompatible
avec les versions précédentes. Tous les cas saisis au moyen de versions
antérieures de Windows peuvent être importés directement. Dans le cas, peu
probable, que des utilisateurs souhaiteraient importer des cas enregistrés dans la
version DOS du logiciel, ils sont priés de communiquer avec notre service
d’assistance à la clientèle.
Comment utiliser CYMGRD dans le design d’une
nouvelle grille de mise à la terre
Lorsque vous entreprenez une étude de mise à la terre avec CYMGRD, vous devez tout
d’abord définir le « Projet » et ensuite l’« Étude ». Le « Projet » peut être considéré
comme le contenant des « Études ». Les études sont les variantes d’un design créé dans
la recherche d’optimiser un design de grille.
La deuxième étape consiste à déterminer le modèle de sol qui sera utilisé lors des analyses
subséquentes. Le module d’Analyse du sol de CYMGRD remplit ce rôle. Ce même module
calcule la sûreté de fonctionnement et définit les tensions de pas et de contact maximales
permises pour une surface donnée ainsi que les conditions d’exposition selon la norme 80-
2000 de l’IEEE.
La troisième étape consiste à déterminer le calibrage ou le dimensionnement des
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conducteurs et des piquets de mise à la terre, en tenant compte des paramètres du pire
courant de défaut ligne-terre pouvant survenir dans le poste électrique ainsi que du
matériau utilisé pour les électrodes.
La quatrième étape consiste à saisir la configuration géométrique du poste. Tous les
conducteurs et les piquets de mise à la terre doivent être saisis avec leurs coordonnées, la
profondeur d’enfouissement et les dimensions physiques exactes.
Veuillez noter que :
Les dessins du schéma du poste faits avec Auto™CAD peuvent être importés
directement à CYMGRD à condition que certaines règles de conception aient été
respectées. Veuillez vous reporter au chapitre 7 pour plus de détails.
Finalement, vous devez vous assurer que le design du poste répond aux critères de
sécurité nécessaires. Pour ce faire, inspectez directement les points à risque à la surface.
Des régions entières doivent être vérifiées en générant les contours équipotentiels des
tensions de contact, particulièrement à proximité des bornes de la grille de mise à la terre.
Finalement, les diagrammes des profils de potentiel doivent être générés afin de s’assurer
que les potentiels de pas et de contact ne sont pas dépassés. Si l’un des critères de
sécurité n’est pas rencontré, le design de la grille de mise à la terre devra être renforcée
ou modifiée. Pour ce faire, retournez à la troisième étape décrite à la page précédente et
refaites le reste de la procédure jusqu’à ce que vous obteniez des résultats acceptables.
Division de la grille en éléments
Le module d'analyse de la grille calcule le potentiel de surface en divisant les
conducteurs et les piquets en de plus petits segments appelés « éléments ». Ces éléments
sont l'unité de base qui diffuse le courant de défaut injecté dans le sol. L’utilisation d’un
plus grand nombre d'éléments donne des résultats plus précis. Cependant, le nombre total
d’éléments d’une étude de mise à la terre ne peut excéder 3 500 éléments, incluant les
électrodes principales « Primaires » et les autres électrodes de « Retour » ou
«Distinctes ».
Veuillez noter que :
Vous devez choisir le nombre d’éléments de façon à ce que la longueur de chaque
élément dépasse 0,275 mètres. Si vous obtenez le message d’erreur « … élément
(s) ayant une résolution minimum trouvés » suite à l’analyse de la grille, il vous
faudra réduire le nombre d’éléments pour chacun des conducteurs affichés.
Le nombre d’éléments définis n’est pas nécessairement fonction du nombre de
conducteurs ou de mailles dans la grille.
Le nombre d’éléments par conducteur/piquet utilisés par le programme
n’apparaît sur aucune représentation graphique et ne dépend que de la précision
souhaitée pour les simulations numériques. Dans certains cas, le fait d’accroître
le nombre d’éléments augmente la précision. Ce n’est pas toujours le cas, malgré
le fait que la charge de calcul de l’algorithme augmente considérablement
lorsqu’on augmente le nombre d’éléments.
Un plus grand nombre d’éléments n’implique pas nécessairement une plus grande
précision dans l’estimation de la résistance du poste ou des potentiels de surface
résultants. La méthode empirique consiste à créer une étude d’abord avec un ou
deux éléments par conducteur de grille, en supposant que la longueur physique
du conducteur n’excède pas 1 m. Pour obtenir plus de précision, une nouvelle
étude peut être réalisée en ajoutant de nouvelles subdivisions de conducteurs et
piquets pour vérifier si des changements significatifs se produisent dans les
résultats.
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Comment utiliser CYMGRD pour renforcer et
vérifier les grilles de mise à la terre existantes
Les données des grilles déjà créées sont disponibles dans la configuration initiale. Si le
modèle de sol a déjà été défini et qu’il est toujours valide, il ne sera pas nécessaire
d’entrer les mesures dans le module d’Analyse du sol.
1. Pour tenir compte du modèle de sol existant, choisissez le modèle de type d’analyse
de sol « Défini par l’utilisateur » dans la boîte de dialogue « Paramètres du sol » et
saisissez l’information requise pour les couches supérieure, inférieure et de la
surface du sol. Si vous le souhaitez, saisissez les données « définies par
l’utilisateur » qui seront utilisées avec les données d’évaluation de la sécurité et qui
serviront pour déterminer les tensions maximales permises de pas et de contact.
2. Vérifiez les données saisies sur les conducteurs et sur les piquets du poste et
assurez-vous que les renforcements et/ou ajouts apparaissent dans les données du
poste. Déterminez l’élévation de potentiel (ÉPI) ainsi que la résistance du poste, en
utilisant le module Analyse de la grille.
3. Utilisez les outils de traçage graphique, les contours et(ou) les profils de potentiel
pour visualiser les potentiels de pas et de contact dans les aires sélectionnées
d’intérêt.
4. En vous fondant sur les résultats, évaluez si le système de mise à la terre existant
ou renforcé est convenable ou non.
5. Si le système de mise à la terre est jugé inadéquat, retournez à l'étape 2 et faites
les modifications nécessaires à la grille en ajoutant ou en éliminant des conducteurs
ou des piquets.
Création et ouverture des projets et études
On peut considérer le ‘Projet” comme étant le contenant des “Études”, c’est-à-dire des
variantes d’un thème de design visant à optimiser une configuration de grille. Cependant,
l’Étude demeure le vrai « contenant » des données et des résultats. Pour définir un projet
et une étude, choisissez le menu « Fichier » dans la barre principale de CYMGRD, tel que
montré ci-dessous.
Pour définir un nouveau projet, sélectionnez Fichier > Nouveau. La boîte de dialogue
obtenue vous offrira la possibilité de définir la nouvelle Étude ainsi que le nouveau Projet
qui contiendra l’étude. Si vous souhaitez inclure votre nouvelle étude dans le projet
courant, cliquez sur la case à option « Insérer dans le projet actif » et la partie inférieure
de la boîte de dialogue ne sera plus disponible.
Pour ouvrir un projet existant, sélectionnez Fichier > Ouvrir projet.
La fonction “Parcourir” s’activera et affichera les différents projets déjà créés dans le
répertoire actif.
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