Schéma de liaison à la terre/Schéma IT

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Le schéma de liaison à la terre I.T., neutre isolé de la terre et masse à la terre

Principe

• $R_{U}$ : Résistance de la prise de terre des masses d’utilisation
• $R_{N}$ : Résistance de la prise de terre du neutre
• $I_{d}$ : Courant de défaut
• $U_{C}$ : Tension de contact
• Z : Impédance du réseau ou impédance de limitation

Élévation du potentiel des masses en régime T.T.

La présence d'un défaut d'isolement provoque un courant de défaut, limitée par l'impédance de la boucle de défaut à la terre.

L'intensité Id est suffisante pour élever la tension de défaut $U_{C}$ de la masse.

Par un contact entre cette masse et un autre simultanément accessible, une personne est soumise à une tension de contact $U_{C}$ dangereuse car elle peut être supérieure à la tension limite de contact $U_{L}$.

Élévation du potentiel des masses en régime I.T.

L'intensité Id est maintenant limitée par l'impédance de limitation et celle-ci peut-être suffisante pour éviter l'élévation trop importante de la tension de défaut $U_{C}$ de la masse.

Résistances et condensateur de fuite

Si le réseau est étendu (> 1 km), des condensateurs de fuite et des résistances de fuite existe et celles-ci peuvent être rassemblées par une seule impédance. $C_{1}=C_{2}=C_{3}={\frac {C_{t}}{3}}$ et $R_{1}=R_{2}=R_{3}=3\times R_{t}$

Ordre de grandeur :

• $R$ = 10 MΩ.$km^{-1}$
• C = 0,3 µF.$km^{-1}$

Pour 1 km de réseau, cela donne :

• L'impédance des condensateurs : $Z_{C}$ =${\frac {1}{C\omega }}$=${\frac {1}{0,9.10^{-6}\times 2\times \pi \times 50}}$= 3 540 Ω
• La résistance : Rt = ${\frac {10.10^{6}}{3}}$ = 3,3MΩ

On remarque que l'impédance des condensateurs est plus faible que celui de la résistance.

Conditions de coupure automatique de l'alimentation

• Déclenchement non obligatoire au 1^er défaut.
• Obligation d'éliminer le défaut dès son apparition.
• En cas de deux défauts d'isolement simultanés, déclenchement des dispositifs de protection contre les courts circuits.
• Dispositif obligatoire permettant la détection et la signalisation d'un défaut

Appareils obligatoires en régime I.T.

Pour assurer correctement l'exploitation de ce régime du neutre, deux appareils sont obligatoires à l'origine de l'installation entre le neutre et la terre :

Un contrôleur permanent d'isolement (C.P.I.)

Afin de surveiller en permanence l'isolation de l'installation et déclencher une alarme sonore et visuelle lors de l'apparition du premier défaut.

L'agent chargé de la maintenance de l'installation doit alors localiser le défaut et chercher à l'éliminer sans attendre le deuxième défaut qui provoquerait la mise hors tension de celle-ci.

Un dispositif limiteur de surtension

Afin de limiter la différence de potentiel qui pourrait apparaître entre la terre et l'installation électrique lors d'un défaut dans le transformateur H.T. / B.T. entre le primaire et le secondaire. La tension limite d'amorçage est de 250 V.

De plus, le distributeur d'énergie électrique impose, en basse tension, le SLT T.T, il faut donc posséder son propre transformateur afin de pouvoir effectuer le changement de régime.

Le C.P.I. injecte une tension continue ou de basse fréquence (< 10 Hz). S'il y a apparition d'un courant de fuite (non provoqué par les condensateurs), c’est qu'un défaut est apparu.

La recherche de défaut se fait automatiquement, si l'installation dispose de détecteur à chaque départ ; ou la recherche se fait manuellement. Pour effectuer la recherche manuelle, on utilise une pince que recherche le courant de défaut soit en utilisant le générateur de tension du C.P.I., soit en rajoutant un appareil qui injecte cette tension de basse fréquence.

Apparition du deuxième défaut

Comme le montre le schéma ci-contre, l'apparition d'un deuxième défaut provoque un court-circuit.

Ce courant ne sera limité que par les valeurs d'impédance de ligne des phases, de l'impédance interne du transformateur et impédance équivalente du réseau H.T. (Voir cours étude T.G.B.T.). De plus, le choix du type de disjoncteur (valeur du magnétique) doit être optimal en cas de réseau étendu (valeur des impédances trop élevée qui risque de produire un courant de court-circuit relativement faible).

Si les conditions précédentes ne peuvent pas être remplies afin d'assurer l'élimination du défaut, ou dans les locaux présentant des risques d'incendie, on utilise des disjoncteurs différentiels.