régimes de neutres

8/15/2019 Régimes de neutres

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Problème posé: l’absence d’une liaison avec la prise de terre représente un danger.(Voir ci-dessous)

La protection des personnes contre les contacts indirects ou défaut d’isolement

est assurée par ce que la norme NF-C !-"" appelle les sc#émas de liaison $ la

terre ou

% & 'FN*+N

,ne distribution d’énergie électrique est caractérisée par les liaisons entre le

conducteur neutre les masses et la terre. C’est ce qu’on appelle les régimes de

neutre.

Introduction

L’utilisation de l’énergie électrique présente des risques tant pour les personnes que pour les

matériels.our des raisons de sécurité ces masses sont reliées par un conducteur de protection lui-m/me

relié $ une prise de terre.

La distribution de l’énergie électrique en courant alternatif trip#asé avec neutre permet selon

les t0pes d’installation des combinaisons neutre-masse qui optimisent la protection.

1-Rappels :

1-1-Domaines de tension en BT (Basse Tension) :


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1-2-Action du courant électrique sur le corps humain :

Efets du courant alternati entre 15 et 100 Hz :

• Seuil de perception de l’ordre de 0,5 mA : valeur minimale ducourant qui provoque une sensation pour une personne à travers

laquelle le courant passe


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• Seuil de non l!c"er en #$n$ral consid$r$ à 10 mA : valeur ma%imaledu courant pour laquelle une personne tenant des $lectrodes peutles l!c"er

• Seuil de &'rillation ventriculaire du c(ur "umain, consid$r$ $#al à)00 mA pour une dur$e d’e%position in$rieure à 0,1 s *ce seuil

d$pend de la dur$e de passa#e du courant+

as particuliers :• Efets du courant alternati pour des r$quences sup$rieures à 100

Hz :

-lus la r$quence au#mente, plus les risques de &'rillationventriculaire diminuent par contre les risques de 'r.luresau#mentent-lus la r$quence du courant au#ment plus l’imp$dance du corps

"umain diminue /l est #$n$ralement consid$r$ que les conditions de protectioncontre les contacts indirects sont identiques en )000Hz et en 50Hz

• Efets du courant continu :

e courant continu apparat comme moins dan#ereu% que le courantalternati

En efet : 2 il est moins di3cile de l!c"er les parties tenues à la main

qu’en courant alternati 2le seuil de &'rillation ventriculaire est plus $lev$

1-3-Notions de contacts directs :


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Protection contre les contacts directs :

• -rotection par l’utilisation de la 44

• -rotection par l’isolation des parties actives

• -rotection au% mo6ens de 'arri7res ou d’enveloppes• -rotection au% mo6ens d’o'stacles ou mise "ors de port$e

• -rotection compl$mentaire par 889 HS *8ispositi 8if$rentiel9$siduel Haute Sensi'ilit$ : ; 15 100 *para#rap"e )11


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Protection contre les contacts indirects :

• -rotection par utilisation de la 44S

• -rotection par utilisation de la 44-

• -rotection par s$paration $lectrique des circuits• -rotection par emploi du mat$riel de classe //

• -rotection par isolation suppl$mentaire à l’installation

• -rotection par $loi#nement ou interposition d’o'stacles

• -rotection par liaisons $quipotentielles non reli$es à la terre

• -rotection par coupure automatique de l’alimentation

-our ce dernier point, protection par coupure automatique del’alimentation, il aut respecter @ principes :


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ise à la terre de toutes les masses des mat$riels $lectriques del’installation et constitution d’une liaison $quipotentielle principale*E-+

ise "ors tension automatique de la partie de l’installation oB seproduit le d$aut d’isolement, de mani7re à ne pas soumettre une

personne à une tension de contact Cc pendant une dur$e tellequ’elle soit dan#ereuse

a tension de contact Cc, d$si#ne la tension apparaissant entre @ masses*ou une masse et un $l$ment conducteur qui peut Dtre à la terre+simultan$ment accessi'les lors d’un ou plusieurs d$auts d’isolement-lus la tension est $lev$e, plus la mise "ors tension de la partie en d$autdoit Dtre rapide *voir temps de coupure donn$ par la norme => 152100+a tension de contact la plus $lev$e qui pourrait Dtre maintenueind$&niment sans dan#er pour les personnes $tait appel$e tension limiteconventionnelle *C+

1-5-Diérents !c"émas de #iaison $ la Terre (!#T) :

La protection des personnes dépend des 1c#émas de Liaison $ la *erre (1L*) ou régime des

neutres (2'N) qui sont liés $ la position du neutre () par rapport $ la terre (3) et la position

des masses (4) des récepteurs par rapport $ la terre ou au neutre.

()Le neutre est le point central o5 sont reliées les 4 bobines du secondaire du transformateur

6*&7* dans le cas d’un couplage étoile ou 8ig 8ag.

(3) La terre est la masse conductrice de la terre dont le potentiel électrique en c#aque point

est considéré comme égal $ 8éro.

(4) ,ne masse est la partie conductrice d’un matériel électrique susceptible d’/tre touc#ée par

une personne qui n’est normalement pas sous tension mais qui peut le devenir en cas de

défaut d’isolement des parties actives de ce matériel.

e sc"$ma de liaison à la terre est rep$r$ par deu% lettres : La première lettre indique la nature du raccordement du neutre de

la source du distri'uteur d’$ner#ie par rapport à la terre : T si le

neutre est mis à la terre ou I si le neutre est isol$ ou mis à la terre àtravers une imp$dance

La deuxième lettre indique la nature du raccordement des massesdes appareils d’utilisation : T si les masses sont interconnect$es etmises à la terre, N si les masses sont interconnect$es et mises auneutre


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*emps de coupure ma9imal en secondes pour les circuits terminau9 (NF C !-"" paragrap#e:.4.3.3) ;

," étant la tension simple entre p#ase et neutre (V)

%-Ré&ime TT :

Le neutre du transformateur 6*&7* est relié $ la *erre.

Les masses des récepteurs sont reliées $ la *erre.

%-1-'nstallation saine :

%-%-'nstallation aec n déat d*isolement sr la p"ase 3 :

,n courant de défaut quitte le transformateur par la p#ase 4 traverse le récepteur et re


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%-3-Protection des personnes :

-our assurer la protection des personnes, en r$#ime 44, on utilise desdispositis dif$rentiels r$siduelse dispositi dif$rentiel ait la dif$rence entre le courant entrant dans lesr$cepteurs et le courant sortant :

•Si cette dif$rence est nulle, il n’6 a pas de d$aut d’isolement, doncpas de uite à la terre et pas de coupure

• S’il d$tecte un courant entrant sup$rieur au courant sortant, il 6 a und$aut d’isolement provoquant une uite de courant à la terre et il vacouper le circuit en d$aut *dans le cas ci2dessus il va d$tecter lecourant de ,A et couper+

%-4-+alcl d corant de déat et de la tension de contact :

+n néglige la résistance des conducteurs car en général la somme des résistances 2a et 2b est

prépondérant devant l’impédance des autres éléments de la boucle de défaut.


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Le sc#éma équivalent de cette installation peut se réduire $ ;

1i on consid=re que le transformateur est un transformateur 3">V & :""V que la résistance de

la prise de terre des masses des récepteur égale 3" Ω et que la résistance de la prise de terre du

neutre égale " Ω on peut calculer le courant de défaut d;

n appliquant la loi d’+#m $ ce circuit on peut écrire pour calculer le courant de défaut ;

1i une personne touc#e une masse des récepteurs en défaut elle sera soumise $ la tension de

contact ,c que l’on peut calculer ;

,c ? 2a 9 d ? 3" 9 @@ ? !: V

Cette tension est dangereuse quel que soit la tension limite c#oisie et il faut donc couper le

plus rapidement possible pour protéger les personnes.

%-5-+"oi, des diérentiels :


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%vec∆n ; calibre du différentiel en %mp=re.

,l ; tension limite en Volt (en général !"V ou 3!V pour les installations temporaires

(c#antiers ..) et les établissements agricoles ou #orticoles).

2a ; résistance de la prise de terre des masses des récepteurs en +#ms.

our le cas ci-dessus et pour un local sec (,l ? !" V) ;

Le différentiel sera ;

+n peut c#oisir un dispositif différentiel qui doit couper en moins de 3""ms d’apr=s le tableau

ci-dessous puisque ,c ? !:V ;

*emps de coupure ma9imal en secondes pour les circuits terminau9 (NF C !-"" paragrap#e

:.4.3.3) ;

," étant la tension simple entre p#ase et neutre (V)

1i on c#oisit un différentiel Vigicompact dans le catalogue Aerlin Berin page 34D on peut

le temporiser comme indiqué ci-dessous ;

Compte tenu du calibre (∆

n≤

3!%) et du temps de coupure (E "3 s) on c#oisira un'ispositif 'ifférentiel 2ésiduel de % avec un retard intentionnel de D" ms dont le temps de

coupure sera égal $ :" ms bien inférieure au 3""ms e9igé par la norme.

%--Rappels sr les dispositis diérentiels :

our protéger les personnes en régime ** on utilise un dispositif différentiel ;


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Ce dispositif différentiel peut /tre soit un dis


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4--nstallation saine ;

3-%-'nstallation aec n déat d*isolement sr la p"ase 3 :



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%vec ;

d ; ntensité de défaut.

,o ; *ension nominale entre p#ase et neutre ? tension simple.

Gs ; mpédance de boucle de défaut égale $ la somme de toutes les impédances parcourues

par le courant de défaut (source conducteurs actifs et conducteur de protection


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Le temps de coupure doit /tre inférieur $ :"" ms (NF C ! "")

Le déclenc#ement instantané du dis


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Avec ma% : on#ueur ma%imale en m7tresI : 4ension simple entre p"ase et neutre en ISp" : Section de la p"ase en mm@r : 9$sistivit$ à la temp$rature normale de onctionnementr uivre J @@,5 102< J 0,0@


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Le régime *N peut se décliner selon 3 sc#émas;

• 2égime *NC; dans ce cas le conducteur de rotection quipotentielle et le Neutre sont

Confondus en un seul conducteur appelé N de couleur vert-


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Les masses des récepteurs sont reliées $ la *erre.

4-1-'nstallation saine :

4-%-'nstallation aec n déat d*isolement sr la p"ase 3 :



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Si le neutre est isol$ de la terre, en onctionnement normal, le r$seau estreli$ à la terre par l’imp$dance de uite du r$seau *pour m$moire cetteimp$dance de uite à la terre d’un c!'le trip"as$, de lon#ueur 1Nm est$#ale à


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4outeois /d diminue lorsque la lon#ueur de li#ne install$e en aval dudis?oncteur au#mente *si au#mente, 9 au#mente d’oB limitation ducourant de d$aut+ il aut donc v$ri&er les v$ri&cations des conditions ded$clenc"ement

Si la lon#ueur de li#ne install$e en aval du dis?oncteur est trop importanteon peut :

• "oisir un dis?oncteur à ma#n$tique 'as *mais attention le mDmedis?oncteur sert à la protection des personnes et des installations+

• Au#menter la section des c!'les *tous les c!'les ou seulement le-E=+

• Ctiliser un dispositi dif$rentiel

• 9$aliser une liaison $quipotentielle suppl$mentaire entre les massessimultan$ment accessi'les a&n d’a'aisser la tension de contact

e conducteur de protection doit Dtre à pro%imit$ imm$diate desconducteurs actis du circuit *dans le cas contraire, la v$ri&cation ne peutse aire que par des mesures efectu$es une ois l’installation termin$e+

e principe est le mDme qu’en r$#ime 4= : on ait l’"6pot"7se que lasomme des tensions entre le conducteur de protection à l’ori#ine dec"aque circuit en d$aut est $#ale G0 de la tension simple nominale8evant l’impossi'ilit$ pratique de v$ri&er c"aque conuration de dou'led$aut, les calculs sont men$s en supposant une r$partition identique dela tension entre c"acun des @ circuits en d$aut *"6pot"7se d$avora'le+

omme en r$#ime 4=, on n$#li#e les r$actances des conducteurs devantleur r$sistance ette appro%imation est consid$r$e comme admissi'le

?usqu’à des sections de 1@0 mm@ au delà on ma?orera la r$sistance

Avecma% : on#ueur ma%imale en m7tresI : 4ension simple entre p"ase et neutre en IC : tension compos$e entre p"ases en ISp" : Section de la p"ase en mm@r : 9$sistivit$ à la temp$rature normale de onctionnementr uivre J @@,5 102< J 0,0@< K mm@Lm et r Aluminium J


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m : S1 L Spe avec S1 J Sp"ase si le circuit consid$r$ ne comporte pas deneutreS1 J Sneutre si le circuit comporte le neutre/ma# : courant ma%i *tol$rance+ de onctionnement *A+ du d$clenc"eurma#n$tique

4-5-0ise en re d ré&ime 'T :

La mise en Ouvre d’un régime * nécessite ;

• L’installation d’un C (Contrleur ermanent d’solement) qui doit signaler le premier

défaut (signal sonore ou visuel). ,n seuil d’alarme de !""Ω est préconisé par la NF C ! "".

• La rec#erc#e et la localisation du premier défaut par une équipe compétente du service

entretien (voir mét#ode 1c#neider page suivante).

• La protection contre les surtensions $ fréquence industrielle par installation d’un limiteur de

surtension.


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5-Récapitlati des diérents !#T :


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