Schémas des liaisons à la terre System earthing

Compléments techniques
Complementary technical
information
Schémas des liaisons
à la terre
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System earthing
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Il existe, généralement, pour les réseaux basse tension, trois types
de schémas des liaisons à la terre, communément appelés régimes de
neutre :
Neutre à la terre TT
Mise au neutre TN avec 2 variantes :
TN-C Neutre et PE confondus
TN-S Neutre et PE séparés
Neutre isolé IT
Ils diffèrent par la mise à la terre ou non du point neutre de la source de
tension et le mode de mise à la terre des masses.
Codification de la norme CEI 364 :
1re lettre : position du point neutre
T : raccordement direct à la terre
I : isolé de la terre ou raccordé par une impédance
2e lettre : mode de mise à la terre des masses électriques d’utilisation
T : raccordement direct à la terre
N : raccordement au point neutre de la source
3e lettre : situation respective du conducteur neutre et du conducteur de
protection
neutre et PE confondus
neutre et PE séparés
Les règles de protection des personnes contre les contacts directs sont
indépendantes des Systèmes de Liaison à la Terre.
For low voltage installations, three types of system earthing arrangments
are generally encountered:
TT system
TN system, in 2 versions:
TN-C with neutral and protective functions combined in a single
conductor
TN-S with neutral and protective functions provided by separate
conductors.
IT system
These systems differ in the earthing arrangements of the neutral point of
the source of energy and of the exposed conductive parts of the
installation.
According to standard IEC 364, the system earthing arrangement is
designated by the following codes:
1st letter: earthing arrangement at the source of energy
T: direct connection of neutral point to earth
I: neutral point isolated from earth or connected to earth through an
impedance
2nd letter: earthing arrangement of the exposed conductive parts of the
installation
T: direct electrical connection of the exposed conductive parts to earth
electrodes independent of the earth electrodes of the neutral point of the
source
N: direct electrical connection of the exposed conductive parts to the
earthed neutral point of the source of energy
3rd letter: arrangement of neutral and protective conductors
C: neutral and protective functions combined in a single conductor
S: neutral and protective functions provided by separate conductors
The rules for the protection of persons against direct contact are
independent of the system earthing arrangement.
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Compléments techniques
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Schémas des liaisons
à la terre : Neutre à la terre TT
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System earthing
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arrangements: TT system
Neutre à la terre TT
TT system
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Neutre relié directement à la terre
Masses d’utilisation interconnectées et reliées en un point à la terre
Intensité du courant de défaut d’isolement limité par les résistances de
prise de terre
Masses d’utilisation mises à la terre par conducteur PE distinct du
conducteur neutre
Déclenchement obligatoire au premier défaut d’isolement, éliminé par un
dispositif différentiel à courant résiduel situé en tête de l’exploitation (et/ou
éventuellement sur chaque départ pour améliorer la sélectivité)
Aucune exigence particulière sur la continuité du conducteur neutre
Extension sans calcul des longueurs de canalisation
Solution la plus simple à l’étude et à l’installation
Ne nécessite pas une permanence de surveillance en exploitation (seul
un contrôle périodique des dispositifs différentiels résiduels peut parfois
être nécessaire).
Neutral directly connected to earth
Exposed conductive parts interconnected and earthed at a single point
The current flowing to earth as the result of an insulation fault is limited
only by the resistance of the earth electrode
The exposed conductive parts are earthed by a PE conductor that is
electrically distinct from the neutral conductor
Tripping is obligatory on the first insulation fault, cleared by a residual
current device installed at the head of the installation (and/or at the head
of each outgoing circuit for improved discrimination)
No particular requirements concerning the continuity of the neutral
conductor
Conductor lengths can be extended without special calculations
Simplest solution in terms of design and installation
Requires no permanent monitoring in operation (only periodic testing of
the residual current devices is sometimes required).
Neutre à la terre TT
TT system
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Schémas des liaisons
à la terre : Neutre isolé IT
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arrangements: IT system
Neutre isolé IT
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Le point neutre du transformateur est isolé de la terre ou impédant
Les masses d’utilisation sont interconnectées et reliées à une même
prise de terre (1)
L’intensité du courant de 1er défaut d’isolement ne peut créer une
situation dangereuse
L’intensité du courant de double défaut d’isolement est importante
Les masses d’utilisation sont mises à la terre par le conducteur PE
distinct du conducteur de neutre
Le premier défaut d’isolement n’est ni dangereux, ni perturbateur
Signalisation obligatoire au premier défaut d’isolement suivie de sa
recherche et de son élimination réalisée par un Contrôleur Permanent
d’isolement installé entre neutre et terre
Il n’est pas obligatoire de déclencher au premier défaut ce qui permet
d’assurer une meilleure continuité de service
Déclenchement obligatoire au deuxième défaut d’isolement par les
dispositifs de protection contre les surintensités
La vérification des déclenchements au 2e défaut doit être effectuée
Nécessite un personnel d’entretien pour la surveillance en exploitation
Solution asurant la meilleure continuité de service en exploitation
Nécessité d'installer des récepteurs de tension d'isolement phase/masse
supérieure à la tension composée (cas du 1er défaut)
Les récepteurs à faible résistance d'isolement (fours à induction)
impliquent une fragmentation du réseau.
(1) Si la prise de terre des masses du poste est séparée des masses d'utilisation, il faut installer
un dispositif différentiel à courant résiduel en tête de l'installation.
IT system
Neutre isolé IT
Neutral isolated from earth or connected to earth through an impedance
Exposed conductive parts interconnected and earthed at a common earth
electrode (1)
The current flowing to earth when a first insulation fault appears is not
dangerous and creates no significant disturbances
The current resulting from a second fault is high
The exposed conductive parts are earthed by a PE conductor that is
electrically distinct from the neutral conductor
A first insulation fault must be detected by an insulation monitoring device
installed between the neutral and earth and then located and cleared
Tripping is not necessary on the first insulation fault, resulting in a higher
level of continuity of service for the installation
Tripping is obligatory on a second insulation fault, cleared by the
overcurrent protective devices
Tripping on the second fault must be checked
Skilled personnel required for surveillance and operation
Provides the highest level of continuity of service in operation
Requires installation of load with phase-to-earth insulation voltages
higher than the phase-to-phase voltage (to handle first faults)
Loads with low insulation resistance (induction furnaces) make it
necessary to divide the installation into sub-systems
(1) If the substation earth electrode is separate from the earth electrode for the exposed
conductive parts, a residual current device must be installed at the head of the installation.
IT system
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Schémas des liaisons
à la terre : mise au neutre TN-C
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System earthing
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arrangements: TN-C system
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Mise au neutre TN
Régime TN-C
Point neutre du transformateur et conducteur PEN reliés directement à la
terre
Masses d’utilisation reliées au conducteur PEN, lui-même relié à la terre
Intensité des courants de défaut d’isolement importante (perturbations et
risques d’incendie accrus)
Conducteur neutre et conducteur de protection confondus (PEN)
La circulation des courants de neutre dans les éléments conducteurs du
bâtiment et les masses, est à l’origine d’incendies pour les matériels
sensibles (médical, informatiques, télécommunications) de chutes de
tension perturbatrices
Déclenchement obligatoire au premier défaut d’isolement éliminé par les
dispositifs de protection contre les surintensités
La vérification des déclenchements doit être effectuée :
à l’étude par le calcul
obligatoirement à la mise en service
périodiquement (tous les ans) par des mesures
En cas d’extension ou de rénovation ces vérifications de déclenchement
sont à refaire
L’usage des DDR est toujours recommandé par la protection des
personnes contre les contacts indirects, en particulier en distribution
terminale, où l’inpédance de boucle ne peut pas être maîtrisée (passage
en TN-S)
Il est délicat de tester le bon état de fonctionnement des protections
(l’utilisation des DDR pallie cette difficulté, mais demande d’être en TN-S).
TN systems
TN-C version
Neutral point of the transformer and PEN conductor connected directly to
earth
Exposed conductive parts connected to the PEN conductor which is in
turn connected to earth
High insulation fault currents (causing disturbances and fire hazard)
Combined neutral and protective conductor (PEN)
The flow of neutral currents in the conducting elements of the building
and exposed conductive parts is often the cause of fire or, for sensitive
equipment (medical, computer, telecommunications), disturbing voltage
drops
Tripping is obligatory on the first insulation fault, cleared by the
overcurrent protective devices
Tripping must be checked:
by design calculations
upon initial energisation
periodically (once a year) by measurements
In the even of an extension or renovations, the tripping tests must be
repeated
The use of a residual current device is recommended for the protection of
persons against indirect contact, particularly in final distribution, where the
loop impedance cannot be controlled (implement a TN-S system)
It is difficult to test the operation of protective devices (the use of a
residual current device avoids this difficulty but requires implementation of
a TN-S system)
Mise au neutre TN-C
TN-C system
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Complementary technical
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System earthing
arrangements: TN-S systems
TN-S system
TN-S version
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CON
inter
Neutral point of the transformer and PE conductor connected directly to
earth
Exposed conductive parts connected to the PEN conductor which is in
turn connected to earth
High insulation fault currents (causing disturbances and fire hazard)
Separate neutral and protective conductors
The use of a residual current device is recommended for the protection of
persons against indirect contact, particularly in final distribution where the
loop impedance cannot be controlled
It is difficult to test the operation of protective devices; the use of a
residual current device avoids this difficulty
Tripping is obligatory on the first insulation fault, cleared by the
overcurrent protective devices
Tripping must be checked:
by design calculations
upon initial energisation
periodically (once a year) by measurements
In the even of an extension or renovations, the tripping tests must be
repeated
Special features of TN systems
Note 1: For a TN-C system, the combined PEN, neutral and PE conductor must never be
interrupted.
For a TN-S system, as for the other systems, the PE conductor must never by interrupted.
Note 2: For a TN-C system, the "protective conductor" function has priority over the "neutral"
function. In particular, a PEN conductor must always be connected to the "earthing" terminal of a
load device and a jumper installed between this terminal and the neutral terminal.
Note 3: TN-C and TN-S systems can be used on the same installation. The TN-C system must
always be upstream of the TN-S system. The TN-S system is obligatory for cable cross-sections
less than 10 mm2 (Cu) or 16 mm2 (Al) and for flexible cables.
Yes
NO
PEN must not be
connected to neutral terminal
YES
NO
CSA < 10 mm2
TN-C prohibited
NO
NO
TN-C system prohibited
downstream from
a TN-S system
Special features of TN systems
Blokset • chapitre 6
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