Cahier technique n ␣ 173 - schneider-electric.com

1 Collection technique Cahier technique n 173 Les sch mas des liaisons laterre dans le monde et volutionsB. LacroixR. CalvasLes Cahiers Techniques constituent une collection d une centaine de titres dit s l intention des ing nieurs et techniciens qui recherchent uneinformation plus approfondie, compl mentaire celle des guides, catalogueset notices Cahiers Techniques apportent des connaissances sur les nouvellestechniques et technologies lectrotechniques et lectroniques. Ils permettent galement de mieux comprendre les ph nom nes rencontr s dans lesinstallations, les syst mes et les Cahier technique traite en profondeur un th me pr cis dans lesdomaines des r seaux lectriques, protections, contr le-commande et desautomatismes derniers ouvrages parus peuvent tre t l charg s sur Internet partirdu site : :ma trise de l lectricit Pour obtenir un Cahier technique ou la liste des titres disponibles contactezvotre agent collection des Cahiers Techniques s ins re dans la Collection technique du groupe 'auteur d gage toute responsabilit cons cutive l'utilisation incorrectedes informations et sch mas reproduits dans le pr sent ouvrage, et nesaurait tre tenu responsable ni d' ventuelles erreurs ou omissions, ni decons quences li es la mise en uvre des informations et sch mascontenus dans cet reproduction de tout ou partie d un Cahier technique est autoris e apr saccord de la Direction Scientifique et technique , avec la mention obligatoire : Extrait du Cahier technique Schneider n ( pr ciser).

2 Cahier technique Schneider n 173 / 173 Les sch mas des liaisons la terre dans le mondeet volutionsCT 173 dition septembre 1998 Bernard LacroixIng nieur ESPCI 74 (Ecole Sup rieure de Physique et ChimieIndustrielle de Paris), il a travaill 5 ans chez Jeumont Schneider o il a particip , entre autre, au d veloppement du variateur de vitesse hacheur du chez Merlin Gerin en 1981, il a t successivement technico-commercial dans l'activit onduleur, puis responsable commercial del'activit protection des 1991, il est en charge de la prescription dans le domaine de ladistribution BT de CalvasIng nieur ENSERG 1964 (Ecole Nationale Sup rieure d'Electronique etRadio lectricit de Grenoble) et dipl m de l'Institut d'Administrationdes Entreprises, il est entr chez Merlin Gerin en de son parcours professionnel, il a t responsable commercial,puis responsable marketing de l'activit protection des est aujourd'hui en charge de la communication technique du technique Schneider n 173 / :Compatibilit Electro Magn :Contr leur Permanent d :Protection Court Retard, (protection contre lessurintensit s de court-circuit par disjoncteur avecd clencheur rapide).

3 DDR :Dispositif Diff rentiel R :D tecteur Localisation de D :Dispositif de Protection contre les Courts-Circuits(disjoncteurs ou fusibles).Electrisation :Application d'une tension entre deux parties :Electrisation qui provoque la :Gestion technique des B :Gestion technique de la distribution d Energie :Gestion technique du Process ( ).I n:Seuil de fonctionnement d un :Tension limite conventionnelle (tension decontact maximale admissible) dite de s curit .MT/HTA :Moyenne Tension : 1 35 kV selon le CENELEC(circulaire du ).Haute Tension de classe A : 1 50 kV selon led cret fran ais du technique Schneider n 173 / sch mas des liaisons la terredans le monde et volutionsSommaire1 Rappel sur les SLT normalis Historiquep. Emergences des r gimes du neutrep. Les SLT de la CEI 60364p. 72 Sch ma de liaison la terre G n ralit sp. 9dans le Influence du SLT MTp. SLT en BTp. Les SLT des r seaux BT priv s dans quelques paysp. 123 Evolution et choix des Evolution des installations lectriquesp.

4 SLT et perturbations des syst mes lectroniquesp. Evolution des SLTp. Choix du SLTp. 224 Conclusionp. 24 Annexe : la norme CEI 60364p. 25 Bibliographiep. 27 Apr s un rappel historique sur la naissance des Sch mas des Liaisons la Terre - SLT -, le lecteur trouvera dans ce Cahier technique desinformations sur les pratiques de quelques pays au niveau de la moyennetension, des postes HT/BT, mais surtout en distribution BT publique,industrielle et installations lectriques voluent, l' lectronique est partout ; ceci nousam ne jeter un regard nouveau sur les SLT (r gimes du neutre) utilis sen BT ; et pourquoi pas, pr dire une volution qui devrait rapprocher lessch mas TN-S et crit res de choix des SLT ont chang .. il est conseill ceux quiconnaissent peu les SLT normalis s par la CEI 60364 de lire d'abord leCahier technique n technique Schneider n 173 / Rappel sur les SLT normalis sL utilisation de l nergie lectrique a pratiquementd but en hui les normes d installation lectriquesont tr s d velopp es et traitent tous les aspectsimportants pour la r alisation d une BT, la norme de r f rence est la CEI 60364,(cf.)

5 Annexe), et en France la NF C 15-100. Lesnormalisateurs ont port une attention touteparticuli re aux dispositions mettre en uvrepour assurer la protection des personnes et desbiens (partie 4 des normes sus-cit es).Cette pr occupation a conduit la normalisationde trois Sch mas de Liaisons la Terre - SLT -encore appel s r gimes du de rappeler ce que sont ces troissch mas, il est int ressant de faire un petitrappel HistoriqueRisque lectrique et protection despersonnesc Au 18e si cle, l' lectricit statique produite parle frottement de certains corps isolants est unedistraction scientifique qui fait sursauter lesexp dans les exp riences dangereuses montrent lanature lectrique de la en 1780, par hasard, une machine lectrostatique fait bouger les pattes d'unegrenouille. Galvani observe la contraction desmuscles par l' lectricit .c En 1880, pour transporter l' lectricit surplusieurs kilom tres, la tension continue quitte ledomaine des 100 V (n cessaires aufonctionnement des lampes arc) pour monter 1300 V (exposition de 1882 Munich) (cf.

6 Fig. 1),puis 3000 V (liaison Grenoble-Vizille) en d fauts d'isolement provoquent fuites tension de 100 V CC peut, dit-on, tretouch e sans En 1886, premi re installation de distributionen courant alternatif aux USA : alternateurFig. 1 : installation de M. Desprez dans le palais de l exposition de technique Schneider n 173 / A/500 V CA et 16 petits transformateursfournissent le 100 V alternatif aux premiersabonn En 1889, c'est la guerre du continu et del'alternatif en Am rique du Nord :v Edison d fend le courant continu, d crit lesdangers du courant alternatif pour les personneset fait des essais sur des chiens et des chevaux,v Westinghouse est partisan de l' propose un duel Westinghouse :chacun sera soumis des tensions identiquesde 100, 150, 200 V etc. en courant continu pouraaa1er d faut, rien ne se passeD faut double le fusible fond si d fauts francsMise la terre des masses des r cepteurs (1923)pour viter l' lectrisation par "contact indirect"Fig.

7 2 : l origine, l mergence du neutre isol .Edison et en courant alternatif ; pr diction : 200 V CA,Westinghouse sera mort !Le duel n'eut pas un t l graphiste mont sur un poteau s' lectrocute et br le pendant unedemi-heure en plein centre de En 1890, Kremler monte sur la chaise lectriqueet est lectrocut du courant , la fin du 19e si cle, il tait clair pour lacommunaut technico-scientifique que le courant lectrique tait pour l'homme, etl'alternatif plus dangereux que le Emergence des r gimes du neutreCeux-ci sont le r sultat d'une longue volutionguid e par la recherche de la meilleureprotection des 1880 1920, le transport et la distributionde l' lectricit se font en neutre isol , leslignes sont nues, mises hors de port e,support es par des isolateurs ; aucun point dur seau n'est mis volontairement la terre. Dansles habitations, la tension est de 100/110 V En 1882, une recommandation de la Soci t Britannique des Ing nieurs T l graphistes etElectriciens, indique que, dans les habitations, sila tension est > 60 V CA il faut disposerappareillage et conducteurs de telle fa on qu'iln'y ait pas de risque d' toute cette p riode, les fusibles fondentet des personnes sont lectris es , ( 2),mais, compte-tenu du niveau de la tension dedistribution, il y a peu d' En 1923, en France, une norme relativeaux installations lectriques impose la mise la terre des masses.

8 V carcasses de moteurs fixes et mobiles,susceptibles d' tre touch es d'un endroit nonisol , dans les installations courant alternatifde tension sup rieure 150 V,v appareils lectrodomestiques fixes et portatifsd'une puissance sup rieure 4 kW,v enveloppes de chauffe-bains lectriquesinstall s dans les salles de bains,v pi ces m talliques situ es dans les locauximpr gn s de liquides conducteurs et qui, parsuite de d faut d'isolement, pourraient se trouversous norme ne donne aucune indication sur lesconditions de mise la terre, sur la valeur de lar sistance de la prise de terre et ne pr voitaucun dispositif de protection. Elle comporte bienquelques r gles concernant les coupe-circuitmais il s'agit seulement de conditions d' viter la fusion des fusibles sur doubled faut d isolement, il est vite apparu souhaitabled' tre averti de la pr sence du premier d technique Schneider n 173 / 'est pourquoi le premier contr leur d'isolement s curit positive fut install dans lesinstallations industrielles, ( 3 ).

9 Si unelampe s' teint, c'est qu'il y a un d faut entre laphase correspondante et la est n le premier sch ma des liaisons la terre : le neutre isol .Nota : le contr leur permanent d'isolement(CPI), trois lampes (en triphas ), est utilis jusqu'en 1951, les premiers CPI tubes , injection de courant continu, sont install s dansles mines : l'isolement des phases et du neutreest contr l .En 1962, sont fabriqu s les premiers CPI transistors (Vigilhom TA) et en 1972 lespremiers CPI injection de courant alternatifbasse fr 1927 un arr t impose, en France, la mise la terre du neutre du transformateur endistribution publique (tension uuuuu 150 V CA).A cette poque, la production d' lectricit enFrance est d'environ 350 kWh/habitant/an, (elle tait de 7 en 1900) ; le dixi me de cetteproduction est distribu e en soci t s d' lectricit alimentent plusieursabonn s par transformateur. Or, en neutre isol ,deux d fauts la terre chez deux abonn sdiff rents ne provoquent pas toujours la fusiondes fusibles et le risque incendie est certain,(le risque contact indirect existe, mais il estignor ) ;Ainsi, l'application du d cret de 1923 permet demettre hors tension, plus s rement, l'abonn end faut et ainsi de garder un r seau 1935, le d cret sur la protection destravailleurs et la norme C 310, (reprise par lanorme C 11 de 1946) commencent parler durisque inh rent au d faut d'isolement.

10 C'est cemoment que l'association mise la terre desr cepteurs et dispositifs de coupure automatique appara t. Ces derniers peuvent tre des fusibles,des diff rentiels ou des relais voltm triquesde tension masse/terre (cf. fig. 4).A noter que les dispositifs de protection de seuilinf rieur 30 A sont sens s assurer la s curit !Les premiers disjoncteurs de branchementdiff rentiels sont fabriqu s en 1954. Outre laprotection des personnes et le d couplage desabonn s, ils ont permis de lutter contre lesbranchements sauvages (vol de courant entrephase et terre au moment du passage du 127 Vmonophas au 220 V biphas (un seulenroulement de mesure du courant dans lecompteur).Ainsi est n , en France, le neutre la terre,mais il faut attendre le d cret du sur laprotection des travailleurs et la normeNF C 15-100 bleue du pour que soitd finie avec pr cision l'imp dance de la bouclede d faut, donc les prises de terre, en fonctiondu calibre des fusibles ou du seuil des DDRalors fix par la norme NF C 62-410 :450 200 norme NF C 15-100 de 1962 officialise ainsile neutre isol et le neutre la terre (mesure B1)ainsi que la mise au neutre (mesure B3).)