Laboratoire de d'électrotechnique
–
Banc d'étude des SLT
(MDG99605)
Notice didactique
1 Schémas des Liaisons à la Terre (anciennement appelés « régimes du neutre »)
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique
Table des matières
1 – Présentation générale .................................................................................... 3
2 – Spécificités de la face B .................................................................................. 6
3 – Détails des appareils ..................................................................................... 9
3.1. Liste des appareils de protection visibles sur les faces de travail ............................ 9
3.2. Disjoncteur sectionneur magnéto-thermique modulaire (gamme C60N) ............... 10
3.3. Déclencheur différentiel électromécanique à courant résiduel (gamme Vigi C60) . . 12
3.4. Relais de protection différentielle à tore séparé (gamme Vigirex RH) ..................... 13
3.5. Contrôleur permanent d'isolement (Vigilohm TR22A) ........................................... 14
3.6. Générateur mobile pour localisation de défauts d'isolement (Vigilohm XGR) ......... 16
3.7. Récepteur mobile pour localisation de défauts d'isolement (Vigilohm XGM) .......... 17
4 – Synoptique des schémas des liaisons à la terre ............................................. 18
4.1. Le schéma TN ...................................................................................................... 18
4.2. Le schéma TT ...................................................................................................... 19
4.3. Le schéma IT ....................................................................................................... 19
5 – Éléments de prévention des risques électriques (CEI 60 479) ......................... 20
5.1. Effets du courant électrique alternatif 50 Hz sur le corps humain ......................... 20
5.2. Valeurs normalisées des tensions de contact Uc réputées non dangereuses .......... 21
5.3. Temps maximaux de coupure des appareils de protection ................................... 21
2/21
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 3/21
1 – Présentation générale
▣ Le banc est destiné à l’étude des Schémas des Liaisons à la Terre (SLT) désignés TT, TN et IT selon la norme CEI 60 364. Il permet de simuler une installation électrique dont le schéma est représenté sur chacune des deux faces de travail du banc ; la distribution des récepteurs électriques y est modulable et le conducteur PE vert-jaune peut être raccordé de différentes manières, conformément à chaque SLT.
Les deux faces de travail du banc sont presque identiques. Elles sont utilisables simultanément :
La face A est dédiée à l’étude des schémas TT et TN ;
La face B est dédiée à l’étude du schéma IT.
15 résistors constants
Les deux faces partagent la même partie opérative, située dans le caisson inférieur du banc, et constituée de divers résistors
(dont un rhéostat à manivelle 1-24 Ω et un potentiomètre 0-
2.3 kΩ). Les bornes de ces résistors sont reliées à des douilles de sécurité placées en bas du banc sur le panneau latéral droit.
rhéostat
▣ Les interrupteurs-sectionneurs de mise hors /sous-tension de chaque face sont aussi situés sur le panneau latéral droit.
Sur chaque face de travail, l’appui sur le bouton coup-de-poing d’ arrêt d’urgence général à verrouillage à clef met hors tension l’ensemble du banc (donc, les deux faces simultanément).
potentiomètre
panneau latéral droit
arrêt d'urgence général
face B (schéma IT)
Version du 26/04/12
partie active commune
face A (schémas TT/TN)
panneau latéral droit
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique
▣ Le banc SLT est prévu pour simuler un réseau de distribution
électrique hiérarchisé sur 3 niveaux. Chaque niveau comporte un ou plusieurs groupes d’appareils de protection, désignés
Q1, Q2X, Q3X (X = 1, 2 ou 3), le premier chiffre indiquant sa position hiérarchique dans le réseau. Excepté Q31 sur la face A
(qui est un interrupteur différentiel), chaque groupe comporte :
un disjoncteur magnéto-thermique ,
un dispositif différentiel à courant résiduel (DDR) .
De plus, un voyant signale la présence de tension en aval de chaque groupe d’appareils.
Le raccordement des appareils au réseau s’effectue via des douilles sécurisés en amont et en aval. Sauf pour Q31, les douilles en aval sont systématiquement doublées pour câbler la sortie avec ou sans utilisation du DDR.
Les disjoncteurs et les DDR sont d’autant plus sensibles aux défauts qu'ils sont proches des 3 récepteurs de l'installation.
Ces derniers (R1 et R2 monophasés, R3 triphasé) sont situés en bas de chaque face de travail. Ils sont simplement constitués de bornes d'alimentation (douilles) et d'un cadre noir conducteur simulant leur masse métallique (avec 3 douilles de connexion).
▣ L’étude des SLT consiste à simuler des défauts d’isolement de mode commun (entre la masse et un conducteur actif) dans les récepteurs. Pour chacun, un bouton-poussoir (S) est prévu à cet effet : sa borne haute étant déjà reliée à la masse, si l'on connecte la borne basse une borne d'alimentation, l’appui sur le bouton simulera un tel défaut d’isolement.
Des personnes – les pieds en contact avec la terre et la main touchant une masse – sont également schématisées et matérialisées par des douilles sécurisées (rouges) en deux points du corps (main, cœur).
En reliant ces douilles via des résistors, on peut simuler les conditions d’électrisation d’une personne.
▣ Pour ne pas perturber le réseau électrique du laboratoire avec les courants de défauts générés sur le banc, chaque face de travail a sa ligne d’alimentation principale isolée par un transformateur avec neutre sorti au secondaire. Ce transformateur doit être vu comme la source d'électricité de l'installation simulée.
Pour une plus grande durée de vie des appareils, il s’agit d’un transformateur triphasé Δ-Y, qui abaisse les tensions simples du secondaire à 130 V. Les courants de court-circuit sont ainsi diminués par rapport à la réalité dans les réseaux monophasés
230 V. Cette différence ne doit pas être négligée dans l’interprétation des mesures en travaux pratiques.
Sur chaque face, la terre du laboratoire n’est pas accessible. Les
5 prises de terre représentées sont fictives et simplement reliées entre elles par un conducteur (ligne équipotentielle cachée). On peut alors choisir, selon le SLT, de la relier ou non au neutre du secondaire du transformateur, via un résistor pour simuler la résistance de terre
R
B
. Idem pour le conducteur vertjaune et la résistance de terre R
A
.
voyant
(allumé = tension en aval) sortie sans DDR sortie avec DDR bornes d'alimentation neutre sorti disjoncteur
S2
DDR
4/21
masse du récepteur transformateur d'isolement ligne équipotentielle cachée
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 5/21
Version du 26/04/12
vue d'ensemble de la face A
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique
2 – Spécificités de la face B
▣ La mise en œuvre du schéma IT nécessite obligatoirement la présence d’un contrôleur permanent d’isolement (CPI) sur le réseau. Sur le banc, le CPI est un module Vigilohm TR22A associé à un avertisseur sonore et un voyant lumineux externe
(en redondance de la diode électro-luminescente du CPI) qui signalent tout défaut d’isolement sur le réseau de l'installation.
Le CPI est alimenté par une tension composée immédiatement en aval du transformateur (230 V). Sa mise en service se fait directement par la fermeture du disjoncteur bipolaire Q0 qui assure sa protection (0,5 A).
Le commutateur à deux positions constitue un « va-et-vient » entre le contact (interne au CPI) de signalisation de défaut et l’avertisseur sonore.
CPI détection défaut commutateur
S0 avertisseur sonore H01
C P I diode EL du CPI
(allumée = défaut détecté) voyant externe H00
(allumé = défaut détecté)
Q0
6/21
Ce système permet :
1. de couper le signal sonore pour effectuer la recherche de défaut sans être gêné par son bruit ;
2. de localiser le défaut , par la reprise du signal sonore après l'ouverture de tout disjoncteur en amont, c'est-àdire après élimination du défaut par coupure de la branche où il se situe.
▣ Le schéma IT ne nécessite pas de DDR sauf de façon complémentaire lorsque le conducteur PE est résistif (cas d'un
« départ long »). Pour cette raison, le relais différentiel à tore séparé Vigirex RH99M associé à Q1 sur la face A est remplacé sur la face B par un simple déclencheur différentiel à moyenne sensibilité (300 mA).
commutateur
S0 avertisseur sonore
H01
▣ Le récepteur R1 n’est pas distribué par des douilles d'alimentation. Sa masse est néanmoins représentée pour simuler un défaut d’isolement avec celle du récepteur R2.
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 7/21
Version du 26/04/12
vue d'ensemble de la face B
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 8/21
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 9/21
3 – Détails des appareils
3.1. Liste des appareils de protection visibles sur les faces de travail
symbole face(s)
Q0 B
Q1
A
B
Q21
Q22
A-B
A-B
Q31
Q32
Q33
A
A-B
A-B pôles
2
4
2
2
3
2
3 disjoncteur
C60N C0,5
C60N C16
C60N C10
C60N C10
-
C60N C6
C60N C6 dispositif différentiel à courant résiduel (DDR)
relais différentiel Vigirex RH99M + déclencheur MX+OF déclencheur différentiel Vigi C60 300 mA déclencheur différentiel Vigi C60 300 mA déclencheur différentiel Vigi C60 300 mA interrupteur différentiel ID 10 mA déclencheur différentiel Vigi C60 30 mA déclencheur différentiel Vigi C60 300 mA
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 10/21
3.2. Disjoncteur sectionneur magnéto-thermique modulaire (gamme
C60N
)
▣ Famille : appareil de connexion et de protection (norme CEI 60947-2)
▣
Caractéristiques
nombre de pôles : 1 4
tension assignée 230 ou 400 V
courant assigné (calibre
I n
) : 0,5 63 A
pouvoir de coupure ultime
I cu
: 10 kA
courbes de déclenchement : B, C, D, K, Z exemple : C60N
C20 :
I n
= 20 A , courbe C
1
2
3
4 déclencheur thermique déclencheur magnétique
▣ Fonctions
isolement du circuit aval (coupure pleinement apparente O – I)
protection du circuit par disjonction par :
déclenchement magnétique contre les fortes surintensités résultant de courts-circuits
déclenchement thermique contre surintensités longues résultant de surcharges
Remarque : un disjoncteur n’est pas un dispositif de commande, il n’est pas conçu pour supporter un grand nombre de manœuvres en charge comme un contacteur.
▣
Courbes de déclenchement
La courbe de déclenchement exprime, en coordonnées logarithmiques, le temps de coupure t en fonction de l’intensité I du courant (valeur efficace). Elle présente deux parties selon la valeur de I :
pour I n
< I < I m
(domaine des surcharges ), la partie « thermique », qui est décroissante à partir de l’asymptote
I = I n
; cette partie donne le temps t durant lequel le courant doit se maintenir à la valeur efficace I pour que le déclenchement ait lieu (dont la durée est négligeable) ;
pour I ≥ I m
(domaine des courts-circuits ) la partie « magnétique », qui est d'abord une droite verticale issue de la partie thermique qui descend jusqu'à environ 20 ms, puis une droite faiblement décroissante ; cette partie donne le temps minimal de coupure t (que l'on interprète sur un oscillogramme comme la durée entre l’instant du pic de courant déclencheur correspondant la valeur efficace
I et la quasi extinction du signal du courant).
t (s)
En fait, il existe toujours une incertitude sur l’intensité du courant déclencheur et le temps de coupure. On définit donc deux courbes de déclenchement presque parallèles, qui délimitent respectivement la zone de non déclenchement certain et la zone de déclenchement certain.
Entre ces deux courbes, le déclenchement est seulement probable. Les seuils de déclenchement magnétique sont notées I m1
et I m2
.
1 h
1 min
On définit alors différents types de courbes, selon les valeurs
I m1 rapport avec
I n
, notamment :
et
I m2
en
les courbes Z : les courbes B : les courbes C :
I m1
= 3,2
I n
I
I m1 m1
= 2,4
I n
= 5 ou 7
I n et et et
I
I m2
= 3,6 I n m2
= 4,8
I
I m2
= 10
I n n
les courbes D ou K :
I m1
= 10
I n et
I m2
= 14
I n
20 ms
Le choix du type de courbes dépend de l’intensité du courant d’appel à la mise sous tension des récepteurs, ou de la sélectivité recherchée entre différents niveaux de l’installation.
I n
I
m1
normal surcharges
I
m2
courts-circuits
I
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique
▣ Courbes de déclenchement des disjoncteurs Schneider Electric C60N courbe C
t (s)
10 000
1 h
5 000
2 000
1 000
500
11/21
1 min
100
50
20
10
5
0,2
0,1
0,05
20 ms
0,02
0,01
0,005
2
1
0,5
0,002
0,001
0,5
Version du 26/04/12
1
2 3 4 5 7 10 20 30
courbes C :
I
m1
= 7
I
n
&
I
m2
= 10
I
n
50 70 100 200
I/
I
n
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 12/21
3.3. Déclencheur différentiel électromécanique à courant résiduel (gamme
Vigi C60
)
▣ Famille : appareil de connexion et de protection (norme CEI 60947-2)
▣
Caractéristiques
nombre de pôles : 1+N , 2 4
tension assignée : 230 ou 400 V
courant assigné : 25 , 40 , 63 A
sensibilité (
I
Δ n
) : 10 , 30 , 300 , 1000 mA
instantané ou sélectif (symbole
type : AC , A ou A SIE *
S
)
* Spécial Influence Externe relais déclencheur
1 3 disjoncteur associé
T bouton test
2 4 tore magnétique
déclencheur différentiel
▣
Fonctions : protection contre les défauts d’isolement par déclenchement électromécanique instantané ou sélectif (retardé pour assurer une sélectivité verticale)
protection des personnes contre les contacts indirects
protection des personnes contre les contacts directs (choisir
I
Δ n
= 10 ou 30 mA)
protection des installations électriques (risques d’incendies provoqués par courant de défaut)
▣ Remarques
doit être associé à un disjoncteur magnéto-thermique de type C60 pour constituer un disjoncteur différentiel conforme à la norme CEI 60 947-2
intègre dans son boîtier le capteur différentiel (bobine) et le relais déclencheur
fonctionne sans source d’énergie auxiliaire
doit être testé régulièrement avec le bouton « T »
est protégé contre les déclenchements intempestifs dus aux surtensions passagères
▣
Rappels sur le déclenchement des DDR électromécaniques
Tout DDR est caractérisé principalement par son courant différentiel nominal ou sensibilité I
Δ n
. Il doit se déclencher lorsque le courant de défaut I d
(c’est-à-dire la différence entre le courant de départ
I de retour
I
2
1
et le courant
dans le disjoncteur) dépasse la valeur de
I
Δn
.
En réalité, du fait de la technologie électromécanique, un tel DDR a un seuil de fonctionnement
(déclenchement)
I
Δ f
variable. Mais par construction, ce seuil est toujours encadré entre les valeurs
I
Δ n
Δ n
/2 et
I
, ce qui permet de définir 3 domaines : non déclenchement certain, déclenchement probable, déclenchement certain (voir figure ci-dessous).
relais déclencheur
i d i
2
2
i r i
1
Φ
4
i
1
T
zone de
non déclenchement certain
zone de
déclenchement
probable
zone de
déclenchement certain
0
I
Δn
/2 I
Δn
I
d
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 13/21
3.4. Relais de protection différentielle à tore séparé (gamme
Vigirex RH
)
▣ Famille : appareil de connexion et de protection (norme CEI 60947-2)
▣
Caractéristiques
pour réseaux < 1 kV (50/60/400 Hz)
tension d'alimentation : 12 – 510 V
seuil(s) de sensibilité (
I
Δ n
) : 1 , 2 , 9
seuil(s) de temporisation (Δ t) :
0 , 1 , 9 exemple : RH
99 : 9 seuils
I
Δ n
, 9 seuils
I
Δ t entrée tore
T1 T2 alimentation
A1 A2
Vigirex
RH99M
25 26 27 11 14 32 31 34 contact « on » contact « fault »
▣ Fonctions : protection contre les défauts d’isolement par déclenchement électronique programmé, y compris avec les courants
à composante continue (protection type « AC » et « A » )
protection des personnes contre les contacts indirects
protection des personnes contre les contacts directs (régler
I
Δ n
≤ 30 mA)
protection des installations électriques (risques d’incendies provoqués par défaut )
▣
Remarques
pour constituer un disjoncteur différentiel conforme à la norme CEI 60 947-2, doit être associé à :
un capteur (tore ou cadre sommateur) pour détecter les courants de défaut
un déclencheur à minimum de tension (MN) ou à émission de courant (MX)
un disjoncteur magnéto-thermique
fonctionne avec une source d’énergie auxiliaire (alimentation séparée du réseau qu'il protège)
est protégé contre les déclenchements intempestifs dus aux surtensions passagères et aux courants de fuite transitoires (symbole )
▣
Mode d'emploi du module Vigirex RH99M voyant lumineux allumé fixe
⇒ le module est alimenté ( contact 11-14 fermé ) voyant lumineux allumé
fixe
⇒ occurrence d’un déclenchement ( fermeture du contact 31-34 ) réglage de la sensibilité réglage de la temporisation règle le seuil nominal I
Δ n
(en A ) du courant différentiel de déclenchement retarde de Δ t (en s ) le déclenchement après un dépassement du seuil I
Δ n bouton-poussoir bouton-poussoir ferme le contact 31-34 comme en cas de déclenchement ouvre le contact 31-34 pour réarmer le relais
Test sans déclenchement : un appui simultané sur « Test » et
« Reset » permet de tester le bon fonctionnement du module sans fermeture du contact 31-34 (« Test no trip »).
le disjoncteur ne s’ouvre pas
le voyant « fault » s’allume
un réarmement est nécessaire après (appui sur « Reset »)
Dysfonctionnements
voyant « on » fixe et voyant « fault » clignotant :
⇒ le capteur est défectueux
voyant « on » éteint et voyant « fault » fixe :
⇒ fonctionnement anormal
Δt
t
0
I
Δn
zone de
déclenchement
zone de
non déclenchement
I
d
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 14/21
3.5. Contrôleur permanent d'isolement (
Vigilohm TR22A
)
▣ Famille : appareil de détection
▣
Caractéristiques
pour réseaux
<1,7 kV
2 tensions d'alimentation
U
1 ou
U
2
( 230 V/400 V pour la réf. 50396)
seuil(s) de déclenchement :
15 valeurs de 0,7 à 100 kΩ alimentation
U
2
U
1
1 2 3
4
Vigilohm
TR22A
sortie réseau contact « défaut »
▣ Fonction : détecte les défauts d'isolement (inférieurs au seuil de résistance réglé) dans les installations en schéma IT
Tout défaut signalé doit alors faire l'objet, dans les 8 heures qui suivent, d'une recherche et d'une remédiation par un personnel spécialisé avant l'apparition d'un 2 e défaut (un CPI n'assure aucune protection contre les défauts qu'il détecte).
▣
Principe de fonctionnement
applique en permanence entre la sortie vers le réseau
(borne 5, 6 ou 10) et la terre (borne 4) une tension continue
mesure le courant continu résultant de cette tension
calcule par la loi d'Ohm la résistance d'isolement du réseau ; la valeur est indiquée sur l'afficheur digital en kΩ
signale (allumage de la diode rouge et fermeture du contact 8-9) si cette résistance est inférieure à une valeur seuil préalablement enregistrée, interprétée comme l'occurrence d'un défaut d'isolement
▣
Remarques
doit être associé à des appareils de signalisation (voyant lumineux externe et avertisseur sonore reliés au contact 8-9) pour alerter le personnel affecté à la surveillance de l'installation
fonctionne avec une source d’énergie auxiliaire (de préférence secourue)
3 sorties vers le réseau sont possibles : au neutre (5), aux phases (6) ou à une impédance (10)
(les sorties 6 et 10 nécessitent les platines spéciales de raccordement respectives S3 et P1)
▣
Mode d'emploi du module Vigilohm TR22A test / diode (DEL) rouge « défaut » (signale un défaut d'isolement, un test en cours ou un mode dégradé) bouton-poussoir de test et d'arrêt de la signalisation sonore bouton-poussoir de réglage de la valeur seuil de résistance de défaut
Exploitation (service normal)
affichage de la valeur courante de la résistance d'isolement du réseau
signalement de tout défaut d'isolement perdurant plus d'une seconde :
▸ allumage de la diode rouge ▸ fermeture du contact 8-9
le défaut reste signalé 5 secondes après sa disparition
en cas de défaut détecté, un appui sur le bouton test /
(mais la diode rouge reste allumée pour signaler le défaut)
provoque l'ouverture du contact 8-9 et l'affichage clignotant du seuil durant 7 s test
/
2 5 3
k
Ω
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique
Test manuel et automatique
test automatique (auto-test) à la mise sous tension puis toutes les 6 heures
test manuel par appui long (> 8 secondes) sur le bouton
durée d'environ 15 secondes test /
test manuel correct :
▸ affichage
888
▸ allumage de la diode rouge ▸ fermeture du contact 8-9 durant 5 secondes
▸ retour au mode d'exploitation en service normal
test manuel ou automatique incorrect :
▸ affichage du message
Err
▸ allumage de la diode rouge
▸ couper brièvement l'alimentation du CPI pour refaire un test test
/ t.
15/21 k
Ω
Visualisation du seuil de résistance de défaut (en mode d'exploitation)
faire un appui court (< 8 secondes) sur le bouton test /
▸ affichage clignotant de la valeur réglée du seuil de la résistance de défaut durant 7 s.
▸ retour à l'affichage de la valeur de la résistance d'isolement
Réglage de la valeur seuil de la résistance de défaut
Le seuil de résistance de défaut est la valeur minimale acceptable pour la résistance du réseau, en dessous de laquelle l'utilisateur considère qu'un défaut d'isolement s'est réellement produit (et non pas un phénomène de fuite dû au fonctionnement normal du réseau). Les 15 valeurs réglable (en kΩ) sont :
0.7
1.0
1.5
2.0
«3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
10
15 20 25 30 50 75 100
Pour les réseaux de taille courante, (90% des cas), la valeur préconisée pour le seuil est de 2 kΩ. Pour les réseaux très étendus, il faut diminuer le seuil (p. ex. 1 kΩ pour un réseau de longueur totale 15 km) ; au contraire, pour les petits réseaux (quelques récepteurs), le seuil sera porté à 5 ou 10 kΩ.
Le réglage du seuil peut-être consigné par la pose d'un scellé sur les pattes du bouton-poussoir de réglage.
Procédure de réglage :
appuyer sur le bouton-poussoir sans le relâcher
▸ la valeur du seuil en clignote et augmente toutes les 2 secondes
relâcher le bouton-poussoir à la valeur souhaitée
▸ le nouveau seuil clignote 8 secondes puis reste affiché 4 secondes
▸ retour à l'affichage de la valeur de la résistance d'isolement
Mode dégradé en cas de composante continue du courant sur le réseau
allumage de la diode rouge
affichage de dc+
ou dc-
selon la polarité de la composante détectée test
/ d c +
k
Ω
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 16/21
3.6. Générateur mobile pour localisation de défauts d'isolement (
Vigilohm XGR
)
▣ Famille : générateur de tension (basse fréquence)
▣
Caractéristiques
pour réseaux
< 760 V (45-440 Hz) ou 500 V
tension d'alimentation :
U = 230 V 45-440 Hz
tension de sortie 2,5 Hz
courant injecté 2,5 mA maxi.
U alimentation
Vigilohm
XGR
PE sortie 2,5 Hz
▣ Fonction : génère une tension spécifique (alternative en créneaux de 100 V) pour produire un courant qui sera détecté par un récepteur mobile en vue de localiser un 1 installation en schéma IT, sans empêcher son fonctionnement normal.
e
défaut d'isolement dans une
▣ Principe de fonctionnement
applique entre ses 2 bornes de sortie une tension alternative basse fréquence (2,5 Hz).
se branche en parallèle du contrôleur permanent d'isolement (CPI) du réseau sans distinction de polarité (une borne sur le neutre isolé du réseau, une borne à la terre )
▣
Remarques
est associé au récepteur mobile Vigilohm XRM pour identifier la branche où se situe le défaut d'isolement détecté par le CPI
peut être connecté à une phase au lieu du neutre si la tension du réseau ne dépasse pas 440 V
fonctionne même avec une impédance de limitation
▣ Mode d'emploi du générateur mobile Vigilohm XGR interrupteur d'arrêt (O) / mise en service (I) (au dos de l'appareil) bornes de sorties (douilles de sécurité ∅4 mm) diodes rouges de visualisation de la polarité de la tension de sortie
Exploitation
en fonctionnement normal, les 2 diodes rouges s'allument et s'éteignent en alternance selon la polarité de la tension de sortie (période 0,4 s.)
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 17/21
3.7. Récepteur mobile pour localisation de défauts d'isolement (
Vigilohm XGM
)
▣ Famille : appareil de détection
▣
Caractéristiques
pour réseaux
< 760 V (45-440 Hz) ou 500 V
alimentation : batterie 9V
(idem pour la pince XP15)
▣
Fonction : affiche le niveau d'isolement d'une branche de réseau en association avec un CPI ou un générateur mobile en vue de localiser un 1 e
défaut d'isolement dans une installation en schéma IT, sans empêcher son fonctionnement normal.
▣ Principe de fonctionnement
mesure, dans un conducteur ou un faisceau de conducteurs, grâce à une pince ampèremétrique, l'intensité du courant de défaut basse fréquence (2,5 Hz) crée par un CPI (série Vigilohm XM) ou par un générateur mobile (Vigilohm XGR)
affiche une valeur de 0 à 19 d'autant plus élevée que l'intensité mesurée est forte
▣ Remarques
doit être étalonné sur le fil du neutre en sortie du générateur ou du CPI, avant toute recherche
peut recevoir l'une des 3 pinces ampèremétriques Vigilohm : XP12 (
∅15
), XP50 (
∅50
), XP100 (
∅100)
la pince doit être déconnectée du réseau avant tout branchement/débranchement sur le récepteur
la mesure d'un câble, selon qu'il est blindé ou non, nécessite des précautions d'emploi (cf. notice)
▣ Mode d'emploi du récepteur mobile Vigilohm XRM bouton-poussoir « on » de déclenchement de la mesure (à maintenir appuyé 6 secondes environ) roue de réglage de la sensibilité (se manœuvre avec le bout des doigts ou un petit tournevis) bornes d'entrée de la pince (respecter les couleurs de polarité) interrupteur d'arrêt/mise en service de la pince XP15 diode indiquant la mise en service de la pince XP15
Étalonnage
brancher la pince sur le fil du neutre (ou de la face) directement en sortie du CPI (série XM) ou du XGR
en maintenant le bouton « on » appuyé , tourner la roue de réglage jusqu'à afficher la valeur la plus élevée
Localisation du défaut
sonder les fils de branche en branche en descendant de la source d'alimentation vers les récepteurs
le défaut se situe dans la branche où la valeur affichée est la plus élevée
Dysfonctionnements et solutions
affichage 19 avec chiffre 9 clignotant → réduire la sensibilité
affichage à 2 chiffres clignotants (peu visibles) → changer la batterie
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique
4 – Synoptique des schémas des liaisons à la terre
4.1. Le schéma TN
▣
Variante TN-C
i n s t a l l a t i o n source
T
NEUTRE
relié à la
TERRE
N
MASSES
des récepteurs de l'installation reliées au
NEUTRE
(via le conducteur
PE N
)
9
PE N
conducteurs
PE
&
N
CONFONDUS
C
L 3
L 2
L 1 protection par disjoncteurs
déclenchement magnétique au 1 e défaut
18/21
pas de prise de TERRE locale tout
défaut d'isolement
crée un
courant de court-circuit
R
B
▣ Variante TN-S (obligatoire si la section des conducteurs est inférieure à 10 mm 2 de cuivre)
i n s t a l l a t i o n s o u r c e
T
NEUTRE
relié à la
TERRE
N
MASSES
des récepteurs de l'installation reliées au
NEUTRE
(via le conducteur
PE
) conducteurs
N
&
PE
SÉPARÉS
S
PE protection par disjoncteurs
L 3
L 2
L 1
N
déclenchement magnétique au 1 e défaut
tout
défaut d'isolement
crée un
courant de court-circuit
R
B
pas de prise de TERRE locale
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique
4.2. Le schéma TT
i n s t a l l a t i o n s o u r c e
L 3
L 2
L 1
N
PE
T
NEUTRE
relié à la
TERRE
T
MASSES
des récepteurs de l'installation reliées localement
à la
TERRE protection par DDR
(d ispositifs
d
ifférentiels
à courant
r
ésiduel )
déclenchement au 1 e défaut
tout
défaut d'isolement
de mode commun crée un
courant de fuite
vers la
TERRE
R
B
R
A
4.3. Le schéma IT
source
voyant
CPI
Surveillance par c ontrôleur p ermanent d' i solement
signale la présence d'un 1 er défaut d'isolement i n s t a l l a t i o n
I
NEUTRE
ISOLÉ de la
TERRE ou fortement
IMPÉDANT
distribution du neutre déconseillée
T
MASSES
des récepteurs de l'installation reliées à la
TERRE
R
B
/R
AB
Prises de TERRE
communes ou
séparées
R
A
protection par disjoncteurs
déclenchement magnétique au 2 e défaut
le
2 e défaut d'isolement
crée entre deux conducteurs actifs un
courant de court-circuit
le
1 er
défaut d'isolement
n'est pas dangereux : le courant de fuite est très limité par l'impédance du réseau
( le CPI crée également un courant de détection )
L 3
L 2
L 1
N
PE
19/21
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 20/21
5 – Éléments de prévention des risques électriques (CEI 60 479)
5.1. Effets du courant électrique alternatif 50 Hz sur le corps humain
▣ Tableau synthétiques
Principaux effets physiologiques constatés pour un courant traversant le corps d'intensité
I
(mA) durant
t
(ms) sensation très faible (picotements...) choc au toucher (reflex de rétractation) contraction musculaire des membres (crispation durable) paralysie du système respiratoire (tétanisation de la cage thoracique) fibrillation ventriculaire arrêt cardiaque, brûlures profondes, décomposition du sang destruction du système nerveux
0,5
8
10
30
300
40
75
500
1000
2000
300000
(300 s)
30000 (30 s)
100
3000
(3 s)
1000
(1 s)
100
30
10
▣ Zones normalisés AC
t
(ms)
AC-4.1
AC-4.2
AC-4.3
AC-1 AC-2 AC-3 AC-4
I
(mA)
Zone
AC-1
AC-2
AC-3
AC-4
Principaux effets physiologiques constatés aucune réaction sensations désagréables mais pas d’effets physiologiques dangereux tétanisation musculaire avec risque de paralysie respiratoire mais sans fibrillation ventriculaire fibrillation ventriculaire probable de 0 à 5% (AC-4.1), de 5 à 50% (AC-4.2), de 50 à 100% (AC-4.3) possibilités d’arrêt respiratoire, d’arrêt cardiaque, de brûlures graves, etc.
Version du 26/04/12
Laboratoire d'électrotechnique – Banc d'étude des SLT –
Notice didactique 21/21
5.2. Valeurs normalisées des tensions de contact
U c
réputées non dangereuses
Ces valeurs, calculées par loi d’Ohm en fonction de la résistance du corps humain, dépendent de l'humidité ambiante (locaux de type
①
, ②
, ou
③
U
) et de la durée de contact
t
(les effets du courant sont d’autant plus graves que le temps de passage dans le corps est long). Celles données au delà de 5 secondes sont appelées
tensions limites conventionnelles de sécurité
L
. (Elles définissent aussi le seuil du domaine de la Très Basse Tension (TBT), réputée non dangereuse en cas de contact accidentel.)
t
10
8
6
(s)
U
L
= 12 V
③
U
L
= 25 V
②
U
L
= 50 V
①
① locaux secs
②
locaux humides (salle d'eaux, extérieur…)
③ locaux immergés (baignoire, piscine … )
4
2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0,01
5 10
12
20 2530
50
100 300 500
U c
(V)
5.3. Temps maximaux de coupure des appareils de protection
C’est le temps maximal que doit prendre la coupure par les appareils de protection lorsqu’un défaut d’isolement engendre une tension de contact donnée.
tension de contact
U c
(V) temps maximal de coupure
t c
(s)
① locaux secs
②
③ locaux humides
12
> 5
> 5 locaux immergés > 5
25
> 5
> 5
0,5
50
> 5
0,48
75
0,6
0,48
90
0,13 0,48 0,05 0,03 0,01 0,01
500
0,45 0,34 0,17 0,12 0,07 0,01
0,25
120
0,15
230
0,05
280
0,02
400
0,01
Version du 26/04/12
公開リンクが更新されました
あなたのチャットの公開リンクが更新されました。
