Régime de neutre TN

EP1
Schéma de liaison à la terre TN
TMET
I) Présentation
Le neutre est relié à la terre et les masses sont reliées au neutre.
On distingue deux variantes : TNS et TNC
1.1
Schéma de liaison à la terre TNC
Transformateur HT / BT
20kV / 400 V
Phase 3
Phase 2
Phase 1
Phase 3
Phase 2
Phase 1
PEN
Neutre
Poste de
transformation
Carcasse
métallique
(masse)
PE
Récepteur
Rn
fictive
Récepteur triphasé
Sol
Régime de neutre TNC : PE et Neutre Confondus
Le conducteur neutre du récepteur connecté au conducteur de protection est
appelé PEN. Cela permet de n'utiliser qu'un dispositif de protection tripolaire (3
pôles)
LE CONDUCTEUR DE PROTECTION (PEN) NE DOIT JAMAIS ETRE COUPE !
Le schéma TNC est le schéma d'installation qui sera toujours recherché.
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EP1
Schéma de liaison à la terre TN
TMET
1.2 Schéma de liaison à la terre TNS
Transformateur HT / BT
20kV / 400 V
Phase 3
Phase 3
Phase 2
Phase 1
Neutre
Phase 2
Phase 1
Neutre
N
PE
Neutre
Poste de
transformation
Carcasse
métallique
(masse)
PE
Sol
Rn
fictive
Récepteur
Récepteur triphasé
Régime de neutre TNS : PE et Neutre Séparés
Le dispositif de protection doit comporter un pôle pour la coupure du conducteur
neutre (appareil tétrapolaire – 4 pôles)
LE CONDUCTEUR DE PROTECTION ( PE ) NE DOIT JAMAIS ETRE COUPE !
Le schéma TNS est à utiliser dans les cas où le schéma TNC ne peut convenir.
Le régime de neutre TNS a un coût plus élevé que le TNC
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Schéma de liaison à la terre TN
TMET
II) Etude d’un défaut d’isolement
Transformateur HT / BT
20kV / 400 V
Phase 3
Phase 2
Phase 1
Phase 3
Phase 2
Phase 1
N
PEN
Neutre
Courant de
défaut : Id
Poste de
transformation
PE
Rn
fictive
Récepteur
Récepteur triphasé
Sol
Défaut d’isolement sur le schéma de liaison à la terre TNC
Transformateur HT / BT
20kV / 400 V
Phase 3
Phase 2
Phase 1
Neutre
Phase 3
Phase 2
Phase 1
Neutre
N
PE
Neutre
Poste de
transformation
Carcasse
métallique
(masse)
PE
Sol
Rn
fictive
Récepteur
Récepteur triphasé
Défaut d’isolement sur le schéma de liaison à la terre TNS
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Schéma de liaison à la terre TN
TMET
Pour le régime de neutre TN, la création d'un défaut d'isolement au niveau d'un
récepteur peut être assimilé à un court-circuit (liaison entre une phase et le
neutre)
LE DEFAUT D’ISOLEMENT TRANSFORME EN COURT-CIRCUIT VA
ETRE DETECTE PAR LES DISJONCTEURS OU LES FUSIBLES QUI
VONT REAGIR SELON LEUR SENSIBILITE.
III) Règles de protection pour le schéma de liaison à la terre TN
1ère règle :
En cas de défaut entre un conducteur de phase et la masse, la coupure
automatique doit être effectuée en un temps au maximum égal à la valeur
spécifié dans le tableau 1.
Temps de coupure t0 (s)
Ul = 50V
Ul = 25V
0,8
0,35
0,4
0,2
0,2
0,06
0,1
0,02
Tension nominale
Uo (Volts)
120,127
220,230
380,400
> 400
tableau 1 : Temps de coupure maximum, selon la tension du réseau (régime TN)
2ème règle :
La coupure automatique en cas de défaut doit satisfaire à la condition
Zs . Ia < Uo
Impédance de la boucle
de défaut (Ω)
Courant de fonctionnement du
dispositif de protection
Tension nominale
entre phase et terre
IV) Dispositifs de protection
Le défaut d’isolement étant transformé en court-circuit entre phase et neutre,
ou phase et PE, on vérifie par le calcul que le courant soit suffisant pour
actionner le dispositif de protection contre les courts-circuits et provoquer
l’ouverture du circuit dans un temps prévue par la NFC15-100 (tableau 1)
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Schéma de liaison à la terre TN
TMET
4.1 Protection par fusible
Un fusible assure la protection des personnes dans un schéma TN à deux
conditions :
•
•
que le courant de défaut Id soit supérieur au courant If assurant la fusion
du fusible.
que le temps t0 prescrit pour le courant de défaut Id se trouve au-dessus
de la limite supérieure de la zone de fonctionnement.
Le courant de défaut Id doit provoquer la fusion du fusible.
Temps t (s)
Courbe de fusion
du fusible
A
t0
Zone où la
protection
est assurée
- t1 : temps de fusion du fusible pour le
courant de défaut Id ;
- t0 : temps de coupure prescrit en
fonction de la tension nominale de l’
installation (tableau 1)
B
t1
Id
Courant I (A)
Courbe de fusion d’un fusible : t = f (I)
Nota :
Si le courant de défaut n’est pas suffisant on doit :
•
•
•
Soit prévoir une protection par dispositif différentiel à courant résiduel.
Soit prévoir des liaisons équipotentielles entre les masses pour réduire
l’impédance de défaut et augmenter le courant de défaut ;
Soit augmenter les sections des conducteurs PE.
4.2 Protection par disjoncteur
Un disjoncteur assure la protection des personnes dans un schéma TN à
condition que :
Id > Im
Id : courant de défaut
Im : courant de déclenchement du relais magnétique
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Schéma de liaison à la terre TN
Temps t (s)
TMET
Courbe de réponse
du relais magnétique
A
t0
- t1 : temps de fonctionnement du
disjoncteur pour le courant de
défaut Id ;
- t0 : temps de coupure prescrit en
fonction de la tension nominale de
l’installation (tableau 1)
B
t1
Im
Id
Courant I (A)
Courbe de déclenchement d’un disjoncteur
V) Calcul simplifié
Le calcul exact du courant s’établissant en cas de défaut d’isolement est
complexe.
Pour cela, la NFC 15-100 prévoit un méthode simplifié en utilisant la formule :
Id = 0,8 .
Uo
Ra + Rpe
Uo = tension simple, phase neutre (V)
Ra = résistance d’un conducteur de phase
Rpe = Résistance du conducteur PE.
0,8 signifie qu’en cas de défaut, le tension à l’origine du circuit n’est que de 80%
de la tension nominale.
VI) Utilisation du schéma de liaison à terre TN
Ce régime de neutre est utilisé pour les distributions d’énergie en entreprise
alimentée en HT, il est conseillé pour des installations industrielles ou tertiaires
qui se trouvent dans les zones orageuses et pour certaines installations
industrielles dont le niveau d’isolement est faible.
Ce régime de neutre est strictement interdit aux installations à risque d’incendie
ou risque d’explosion.
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