Protection terre : Guide expert basse tension

Protection terre
Guide expert
basse tension n° 2
Technical collection

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Sommaire
Rôle de la "protection terre" 3
1.1. Sécurité et disponibilité 3
1.2. La sécurité et les normes d’installation 3
1.2.1. La norme CEI 60364 3
1.2.2. Le National Electric Code (NEC) 6
1.3. Rôle et fonctionnalités de la "protection terre" 8
1.3.1. Schéma des liaisons à la terre 8
1.3.2. DDR et GFP 9
Les Technique des GFP 10
2.1. Mise en œuvre dans l’installation 10
2.2. Fonctionnalités Coordination des GFP 12
2.2.1. Sélectivité entre les protections GFP 12
2.2.2. Sélectivité entre protection GFP amont et DPCC aval 13
2.2.3. Sélectivité logique ZSI 13
2.3. Mise en œuvre de la coordination des GFP 15
2.3.1. Exemples d’applications 15
2.4. Exploitations particulières des GFP 16
2.4.1. Protections des alternateurs 16
2.4.2. Protection des récepteurs 16
2.4.3. Applications particulières 17
Mise en œuvre des GFP 18
3.1. Précautions à l’installation 18
3.1.1. Etre sûr du schéma des liaisons à la terre 18
3.2. Précautions à l’exploitation 19
3.2.1. Les courants harmoniques dans le neutre 20
3.2.2. Incidences sur la mesure des GFP 20
3.3. Applications 21
3.3.1. Méthodologie 21
3.3.2. Application : mise en œuvre en schéma TN-S monosource 22
3.3.3. Application : mise en œuvre en schéma TN-S multisource 23
Etude de schémas multisource 24
4.1. Schéma multisource avec une seule mise à la terre 24
4.1.1. Schéma 2 24
4.1.2. Schémas 1 et 3 28
4.2. Schéma multisource avec plusieurs mises à la terre 29
4.2.1. Etude du schéma 30
4.2.2. Solutions 31
Conclusion 34
5.1. Mise en œuvre 34
5.2. Etude du schéma électrique 34
5.2.1. Schéma monosource 34
5.2.2. Schéma multisource/monoground 34
5.2.3. Schéma multisource/multiground 35
5.3. Tableaux de synthèse 36
5.3.1. Utilisation des types de GFP selon l’installation 36
5.3.2. Avantages et inconvénients selon le type de GFP 36

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Rôle de la "protection terre"
1.1. Sécurité et disponibilité
Les exigences d’une distribution d’énergie
électrique sont :
sécurité
disponibilité.
Les normes d’installation prennent en
considération ces 2 exigences :
par des techniques
par des appareillages de protection
spéciques pour la prévention des défauts
d’isolement.
L’optimisation des solutions est réalisée
par leur bonne coordination.
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Pour l’utilisateur ou l’exploitant, l’énergie électrique doit être :
exempte de risques (besoin de sécurité des biens et des personnes)
toujours disponible (besoin en continuité de service).
Ces besoins se traduisent :
en terme de sécurité, par des solutions techniques prévenant les risques
provoqués par les défaut d’isolement.
Ces risques sont :
l’électrisation (voire l’électrocution) des personnes
la destruction des récepteurs et des risques d’incendie.
L’occurrence d’un défaut d’isolement est non négligeable. La sécurité de
l’installation électrique est assurée par :
le respect des normes d’installation
la mise en œuvre d’appareillage de protection conformes aux normes produits
(en particulier aux différentes normes CEI 60947).
en terme de disponibilité, par le choix de solutions bien adaptées.
La coordination des protections est un facteur clef pour atteindre cet objectif.
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1.2. La sécurité et les normes d’installation
La Norme CEI 60364 dénit 3 types de
schéma de liaisons à la terre (SLT) :
schéma TN
schéma TT
schéma IT.
Les caractéristiques des SLT sont :
un défaut d’isolement a des
conséquences variables selon le schéma
utilisé :
défaut dangereux ou non dangereux
pour les personnes
courant de défaut élevé ou très faible.
si le défaut est dangereux, il faut
l’éliminer rapidement
le PE est un conducteur.
Le schéma TT associé à des dispositifs
différentiels à courant résiduel (DDR)
pallie le risque incendie.
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Les normes d’installations ont déni les principes fondamentaux de la
protection des personnes contre le risque de chocs électriques qui sont :
la mise à la terre des masses des équipements et récepteurs électriques
l’équipotentialité des masses simultanément accessibles qui tend à éliminer
les tensions de contact
la coupure automatique de l’alimentation électrique en cas de tension ou de
courants dangereux provoqués par la circulation du courant de défaut d’isolement.
1.2.1. La norme CEI 60364
Depuis 1997, la CEI 364 est identiée par un n° en 60 XXX, mais le contenu est
strictement identique.
1.2.1.1. Les schémas de liaison à la terre (SLT)
La norme CEI 60364, dans les § 3-31 et 4-41, a déni et développé 3 principaux
types de schémas de liaison à la terre (SLT). La philosophie de la norme CEI est de
considérer la valeur de la tension de contact Uc créée par un défaut d’isolement
dans chacun des systèmes.
1/ Schéma TN-C et TN-S
Caractéristiques :
le défaut d’isolement crée une tension de contact dangereuse : il faut l’éliminer
instantanément
le défaut d’isolement peut être assimilé à un court-circuit phase - neutre
(Id = quelques kA)
le retour des courants de défauts se fait au travers d’un conducteur PE. De ce fait
la valeur de l’impédance de boucle est parfaitement maîtrisée.
La protection des personnes contre les contacts indirects est alors assurée par
les dispositifs de protection contre les courts-circuits (DPCC). Si l’impédance est
trop grande et ne permet pas au courant de défaut de solliciter ces protections, il
peut être nécessaire d’utiliser des dispositifs différentiels à courant résiduel (DDR)
de basse sensibilité (BS >1 A).
La protection des biens n’est pas "naturellement" assurée.
Le courant de défaut d’isolement est important.
Des courants vagabonds (non dangereux) peuvent circuler dus à la faible
impédance PE - Neutre transformateur.
En schéma TN-S, l’installation de DDR permet de pallier les risques :
de destruction des matériels (DDR jusqu’à 30 A)
d’incendie (DDR à 300 mA).
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