LYCEE TECHNIQUE PIERRE EMILE MARTIN

LYCEE TECHNIQUE PIERRE EMILE MARTIN - 18 026 BOURGES
TP N°
1ET-TET
GENIE ELECTROTECHNIQUE
Durée : 3 heures
Fichier: Tp2-1 SLT TT 10-11
S.T.I.
Salle des systèmes
Schéma des Liaisons à la Terre : T.T.
Pré-requis :
Notion de contact direct et indirect
Tension de contact et tension limite
conventionnelle en fonction du type de local
Identification d’un schéma des liaisons à la terre
Matériels qui concourent à assurer la sécurité
des personnes (D.D.R.)
Sélectivité entre D.D.R.
Centre d'intérêt: Protection des personnes
Objectif :
Valider la conformité de la protection au moyen de
manipulations ou de mesurages pertinents.
Période de l’année : Premier trimestre en T GET
Troisième trimestre en 1 GET
Partie du programme du baccalauréat STI génie
Electrotechnique :
Conditions de réalisation:
Travail en binôme.
Moyens mis en oeuvre :
Ilot ou maquette Schneider
Dossier pédagogique avec le questionnaire
Appareils de mesure avec notices explicatives
associées
II-2-3-4 Fonction protéger les personnes
Problématique:
Le propriétaire d'une maison de campagne veut motoriser la porte d'accès des véhicules.
Cet homme est un bricoleur peu expérimenté mais aussi pas du tout averti des dangers du courant électrique.
Lors du montage de l'un des vérins électriques, l'âme conductrice de la phase est en contact avec la carcasse
métallique ….
Le propriétaire est-il en danger?
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Porte d'accès des
véhicules (vue de
l'intérieur)
Vérin électrique
classe I, 230V~
en défaut
On suppose que le récepteur R1 simule une prise de courant et que le récepteur R2 simule les vérins électriques du
garage.
A partir de l'installation électrique proposée, vous allez vérifier si le propriétaire est en sécurité.
Tout câblage est réalisé hors tension
Analyser le ou les risques électriques. Doit-on utiliser l'Equipement de Protection Individuelle pour les essais?
Sur la maquette de simulation, l'alimentation monophasée est de 130V, 50Hz
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Scénario n°1:
Le propriétaire bricole sur le vérin électrique en défaut… La structure de l'installation électrique est la
suivante:
Travail demandé:
Hypothèses: On néglige la résistance des enroulements du secondaire du transformateur,
des câbles et des appareils de protections.
1- Représenter, sur le document-réponse, le parcours du courant de défaut Id.
2-Rechercher le schéma électrique équivalent simplifié (source d'alimentation et résistances)
3- Calculer ou déterminer Id, Uc1, Uc2 et Ur12
4- Quels appareils de protection vont déclencher? Pourquoi?
5- Pour la mesure du courant de défaut Id (utiliser une pince multifonctions), des tensions de contact Uc1, Uc2 et
de la tension entre les masses des récepteurs 1 et2 :Ur12, le DDR Q32 est remplacé par le disjoncteur
magnéto-thermique Q32.
Mettre hors tension, ouvrir tous les organes de protection, câbler suivant le schéma électrique proposé
(placer aussi la pince multifonctions pour mesurer Id)
6- Appeler le professeur pour vérification du montage et des calculs.
7- Mettre sous tension puis créer le défaut en appuyant sur le poussoir Id2 et mesurer Id, Uc1, Uc2 et Ur12
8- Remplacer (hors tension) le disjoncteur Q32 par le DDR Q32 puis créer le défaut. Que constatez-vous?
9- Comparer les mesures avec la théorie puis conclure (en particulier sur la nécessité un DDR).
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Scénario n°2:
Le propriétaire bricole sur le vérin électrique en défaut… Dans un premier temps, la résistance de la prise de
terre des masses est "grande". La structure de l'installation électrique est la suivante:
Travail demandé:
Ajuster le seuil et le temps de déclenchement du DDR Q1 à : I∆n= 1A et t = 0 (instantané)
Hypothèses: On néglige la résistance des enroulements du secondaire du transformateur,
des câbles et des appareils de protections.
1- Représenter, sur le document-réponse, le parcours du courant de défaut Id.
2-Rechercher le schéma électrique équivalent simplifié (source d'alimentation et résistances)
3-Calculer ou déterminer Id, Uc1, Uc2 et Ur12 pour RA = 510Ω
4- Quels appareils de protection vont déclencher? Pourquoi?
5- Mettre hors tension, ouvrir tous les organes de protection, câbler suivant le schéma électrique proposé
(placer aussi la pince multifonctions pour mesurer Id)
6- Appeler le professeur pour vérification du montage et des calculs.
7- Mettre sous tension puis créer le défaut en appuyant sur le poussoir Id2 et mesurer Id, Uc1, Uc2 et Ur12
8- Ajuster maintenant le seuil et le temps de déclenchement du DDR Q1 à : I∆n= 30mA et t = 0 (instantané) puis
créer le défaut. Que constatez-vous? Peut-on placer en tête d'installation un DDR de 30mA? Pourquoi?
9- Comparer les mesures avec la théorie puis conclure (en particulier sur la valeur ohmique de la prise de terre
des masses d'utilisation et de la sensibilité d'un DDR).
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Scénario n°3:
Le propriétaire bricole sur le vérin électrique en défaut et de plus la mise à la terre de la carcasse de ce
vérin n'est pas assurée… La structure de l'installation électrique est la suivante:
Travail demandé:
Ajuster le seuil et le temps de déclenchement du DDR Q1 à : I∆n= 300mA et t = 0 (instantané)
Hypothèses: On néglige la résistance des enroulements du secondaire du transformateur,
des câbles et des appareils de protections.
1- Représenter, sur le document-réponse, le parcours du courant de défaut Id.
2- Rechercher le schéma électrique équivalent simplifié (source d'alimentation et résistances)
3- Calculer ou déterminer Id, Uc1, Uc2 et Ur12
4- Quels appareils de protection vont déclencher? Pourquoi?
5- Mettre hors tension, ouvrir tous les organes de protection, câbler suivant le schéma électrique proposé
(placer aussi la pince multifonctions pour mesurer Id)
6- Appeler le professeur pour vérification du montage et des calculs.
7- Mettre sous tension puis créer le défaut. Que constatez-vous? La personne est-elle danger?
8- Comparer les mesures avec la théorie puis conclure (en particulier sur l'interconnexion des masses d'utilisation
et la mise à la terre de ces masses).
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Scénario n°4:
Le propriétaire bricole sur le vérin électrique en défaut… La structure de l'installation électrique est la
suivante:
Travail demandé:
Ajuster le seuil et le temps de déclenchement du DDR Q1 à : I∆n= 1A et t = 0 (instantané)
Relever la sensibilité du DDR Q32
Hypothèses: On néglige la résistance des enroulements du secondaire du transformateur,
des câbles et des appareils de protections.
1- Représenter, sur le document-réponse, le parcours du courant de défaut Id.
2- Rechercher le schéma électrique équivalent simplifié (source d'alimentation et résistances)
3- Calculer ou déterminer Id, Uc1, Uc2 et Ur12
4- Quels appareils de protection vont déclencher? Pourquoi? Quel inconvénient cela présente-t-il?
5- Mettre hors tension, ouvrir tous les organes de protection, câbler suivant le schéma électrique proposé
(placer aussi la pince multifonctions pour mesurer Id)
6- Appeler le professeur pour vérification du montage et des calculs.
7- Mettre sous tension puis créer le défaut en appuyant sur le poussoir Id1. Que constatez-vous?
8- Ajuster maintenant le seuil et le temps de déclenchement du DDR Q1 à : I∆n= 1A et t = 250ms (temporisé)
Créer le défaut en appuyant sur le poussoir Id1. Que constatez-vous?
9- Conclure (en particulier sur la notion de sélectivité entre DDR).
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Scénario n°5:
Après avoir consulté un électricien, le propriétaire a résolu le défaut d'isolement du vérin électrique.
Il va maintenant utiliser la première perceuse qui lui tombe sous la main, de classe I et de plus défectueuse
avec le conducteur de protection sectionné!!! A ce moment de la journée, le sol est humide…
Le mauvais sort s'acharnerait-il sur ce monsieur? La structure de l'installation électrique est la suivante:
Travail demandé:
Hypothèses: On néglige la résistance des enroulements du secondaire du transformateur,
des câbles et des appareils de protections.
1- Représenter, sur le document-réponse, le parcours du courant de défaut Id.
2- Rechercher le schéma électrique équivalent simplifié (source d'alimentation et résistances)
3- Calculer ou déterminer Id, Uc1, Uc2 et Ur12
4- Quels appareils de protection vont déclencher? Pourquoi?
5- Mettre hors tension, ouvrir tous les organes de protection, câbler suivant le schéma électrique proposé
(placer aussi la pince multifonctions pour mesurer Id)
6- Appeler le professeur pour vérification du montage et des calculs.
7- Mettre sous tension puis créer le défaut en appuyant sur le poussoir Id1. Que constatez-vous?
8- Conclure (en particulier sur la protection électrique d'un appareil électrique à l'extérieur d'un bâtiment
…même si le conducteur PE est coupé).
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Document réponse n°1
Schéma électrique équivalent de la boucle de défaut:
Calcul ou détermination de :
Id
= ………………………………………………………………………………………………
Uc1= ……………………………………………………………………………………………..
Uc2=………………………………………………………………………………………………
Ur12=………………………………………………………………………………………………
Pratique :
Id = …………………………………………………………………………………………….
Uc1=…………………………………………………………………………………………….
Uc2= ……………………………………………………………………………………………
Ur12=………………………………………………………………………………………………………………..
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Document réponse n°2
Schéma électrique équivalent de la boucle de défaut:
Calcul ou détermination de :
Id
= ………………………………………………………………………………………………
Uc1= ……………………………………………………………………………………………..
Uc2=………………………………………………………………………………………………
Ur12=………………………………………………………………………………………………
Pratique :
Id = …………………………………………………………………………………………….
Uc1=…………………………………………………………………………………………….
Uc2= ……………………………………………………………………………………………
Ur12=………………………………………………………………………………………………………………..
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Document réponse n°3
Schéma électrique équivalent de la boucle de défaut:
Calcul ou détermination de :
Id
= ………………………………………………………………………………………………
Uc1= ……………………………………………………………………………………………..
Uc2 =………………………………………………………………………………………………
Ur12 = ……………………………………………………………………………………………..
Pratique :
Id = …………………………………………………………………………………………….
Uc1=…………………………………………………………………………………………….
Uc2= ……………………………………………………………………………………………
Ur12=………………………………………………………………………………………………………………..
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Document réponse n°4
Schéma électrique équivalent de la boucle de défaut:
Calcul ou détermination de :
Id
= ………………………………………………………………………………………………
Uc1= ……………………………………………………………………………………………..
Uc2=………………………………………………………………………………………………
Ur12= ……………………………………………………………………………………………...
Constatations et conclusion :
……………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………...
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Document réponse n°5
Schéma électrique équivalent de la boucle de défaut:
Calcul ou détermination de :
Id
= ………………………………………………………………………………………………
Uc1= ……………………………………………………………………………………………..
Uc2=………………………………………………………………………………………………
Ur12= ……………………………………………………………………………………………...
Constatation et conclusion :
……………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………………………...
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