cahier tech 6

8/19/2019 Cahier Tech 6

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La C.E.M. (compatibilité éléctromagnétique)

AFFAIRES EN COURSN°6 - Décembre 1999

i l’aspect « branché » du sujet n’yétait sans doute pas étranger, recon-naissons que la très grande majorité desinstallations fonctionnaient avant la direc-tive, mais aussi que l’évolution fulgurantedes technologies dans les domaines dela gestion technique du bâtiment (GTB),des bus de contrôle commande, de lacommunication et des réseaux (VDI) ontcomplètement transformé l’approche tech-nique de l’installation électrique.

À ce jour, la plupart des normes de pro-

duits intègrent des exigences de C.E.M.et la conformité à celles-ci est attestée parle marquage CE. Mais si les performancesd’un appareil isolé sont justifiables, elles

le sont beaucoup moins d’un ensemble d’ap-pareils et encore moins d’une installationcomplète. Face à ce constat, LEGRAND aréalisé ces dernières années de nombreusesétudes, simulations en laboratoire et surtoutmesures sur sites réels en fonctionnement.

Forts de cette expérience, nous souhaitonsvous faire partager notre approche prag-matique car la prise en compte de la C.E.M.au niveau de l’installation va impliquer denouvelles exigences pratiques de réalisa-tion au-delà des règles de l’art habituelles.

Nous ne reprendrons pas ici les consi-dérations théoriques ni l’historique nor-matif de ce sujet déjà largement traitépar ailleurs.

L’équipotentialité est une notion que les élec-

troniciens connaissent et appliquent depuislongtemps dans le dessin de leurs cartes, leraccordement des châssis et l’utilisation decâbles blindés, l’évolution des techniques obligeà l’étendre à une échelle beaucoup plus large.

De l’équipement individuel où elle n’était déjàpas si facile à réaliser, l’équipotentialité doitmaintenant s’appliquer à toute l’installation avecles difficultés inhérentes à la diversité des appa-reils, à la distance qui les sépare, à des exi-gences élevées de contacts électriques, voireà la structure du réseau d’alimentation.

Elle est indispensable pour que les « courantsfaibles », qui véhiculent des informations entreces équipements, ne soient pas perturbésdans leur environnement.

La référence

à un potentiel commun

L’équipotentialité consiste en une référencede potentiel commune à plusieurs éléments,et ne doit pas être confondue avec la terrerendue nécessaire par la sécurité. Dans cedernier cas, les masses sont uniquement, dupoint de vue normatif, les éléments métalliquesaccessibles des matériels pouvant devenirdangereux par suite d’un défaut.

C’est la différence de potentiel entre deux

masses, dont l’une peut être la terre, qui estdangereuse.

A - L’équipotentialité

SOMMAIRE

A -L’équipotentialité . . . . . . . 1

B -Les réseaux de masse . . . . . . . . . . . . . . . 3

C -Les niveaux de réalisation . . . . . . . . . . . 6

D -Les régimesde neutre . . . . . . . . . . . . . . . 10

E -L’alimentationet les perturbationsde l’alimentation . . . . . . . 12

S

L’extrême diversité des phénomènes C.E.M.mesurée en permanence en laboratoire.

1

Cause ou conséquence de la directive européenne 89/336, la C.E.M. a sans doute été le sujetqui, dans les domaines électriques et électroniques, a généré le plus d’articles et de débats aucours des dernières années. Faisons ici le point des règles et des attitudes pratiques à adopter,vis-à-vis du câblage et du raccordement des appareils et des ensembles d’appareils.


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Dans le cadre de la C.E.M., il convient d’élar-gir cette notion à tous les éléments métalliques, y compris non accessibles, faisant ou nonpartie des matériels (structures, bâtis, châssis,charpentes...). Faisant référence au potentielcommun, ils sont assimilés à des masses.

L’important en C.E.M. est que tous les équi-pements qui ont des liaisons en communaient le même potentiel de référence. Cesliaisons en commun peuvent être plus oumoins nombreuses ou sensibles (lignes d’ali-mentation, conducteurs de protection, lignesd’échanges, de mesures...). Il existe, dansla constitution de ce réseau de masse, uneréponse graduelle en fonction de la sen-sibilité des appareils ou du niveau deperturbation de l’environnement.

L’inductance linéique

Comment deux équipements, souvent reliésentre eux par de multiples lignes, peuvent-ilsêtre affectés (schéma 1) ?

Pratiquement, l’équipotentialité formée parces lignes reste le plus souvent limitée auxbasses fréquences. Dès que la fréquenceaugmente - c’est le propre de beaucoup

de signaux perturbateurs jusqu’à plusieurscentaines de MHz - elles deviennent tropimpédantes. On le voit d’ailleurs dans laformule de base du calcul de l’impédance Zen haute fréquence Z = 2 π f L, celle-ci croîtproportionnellement avec la fréquence f (enHertz) et l’inductance L (en Henry) du conduc-teur, elle-même directement liée à la lon-

gueur de ce dernier. L’inductance linéiqued’un conducteur rectiligne est d’environ1 µH/m. Elle peut descendre à des valeursde 0,1 à 0,5 µH/m pour des conduc-teurs larges et très courts (feuillards, tresses)où le rapport l/d ≤ 5 (schéma 2).

Notons que si l’on enroule les conducteurs(boucles ou loves), l’inductance linéique peutmonter à 10 µH/m, d’où une impédanceencore plus élevée. En revanche, si le conduc-teur retour est très proche du conducteur aller(épingle à cheveux), l’inductance linéique estdivisée par 3 (schéma 3).

De plus, cette disposition limite la formationde boucles soumises au rayonnement etdiminue le couplage capacitif entre lescâbles. D’où l’intérêt qu’il y a à regrouperdans un même cheminement les conduc-teurs d’alimentation, les conducteurs de pro-tection et éventuellement de faire cheminerles conducteurs de masse au plus près des

masses auxquelles ils sont raccordés.Le schéma 4 montre bien que dans cettesituation, une perturbation qui affecteraitl’équipement 1 (une surtension par exemple)n’affectera pas, ou du moins de manièretrès atténuée, l’équipement 2. Cette per-turbation aura induit une différence de poten-tiel entre les équipements qui pourra êtredécodée comme un signal de commandeou une variation de valeur ou tout autreordre non désirable.

En revanche (schéma 5), si les deux équi-pements sont parfaitement équipotentielspar l’adjonction d’un conducteur de masse,cette perturbation s’équilibrera, souvent endiminuant de niveau. La montée en poten-tiel sera identique de part et d’autre etaucune différence ne pouvant être décelée,il n’y aura pas de défaut.

Un exemple : l’automobile

L’automobile offre une bonne démonstra-tion de ces phénomènes. Nos voitures intè-grent des fonctions utilisant une diversité

grandissante de signaux : haute tensionpour l’allumage, haute fréquence bas niveaupour la radio, signaux numériques de lagestion de l’alimentation, capteurs analo-giques de débit, de températures, courantstrès élevés pour le démarrage, courant conti-nu de la batterie, alternatif du générateur,le tout dans une profusion de perturbations :surtensions, ruptures de courant, parasitesdes collecteurs de moteur, décharges élec-trostatiques. La bonne marche du véhiculen’en est pas affectée pour autant !... Tousces éléments disposent d’une référence com-mune : la masse du véhicule (et cela sansprise de terre). Et chacun connaît les consé-quences fâcheuses d’une mauvaise masse,ne serait-ce que sur un clignotant !

Valeurs d’impédance

Pour obtenir une bonne équipotentialité,nos recherches nous ont amenés à définirdes valeurs d’impédance qui sont mainte-nant communément admises :- borne de masse (contact) < 5 mΩ

- liaison entre deux masses voisines< 20 mΩ (dans un même îlot < 2 m)- liaison entre masses et éléments conducteurs< 50 mΩ (distants de 20 m).

Le calcul concernant l’impédance des conduc-teurs de masse reste délicat. Pour que leconducteur assure un rôle de court-circuitet donc d’équipotentialité jusqu’à unecertaine fréquence, il faut que cette liaisonpossède une impédance inférieure aucircuit à shunter. Cette notion d’inférioritépeut se définir par un coefficient K de pro-portionnalité entre l’impédance de ligne etcelle de la liaison équipotentielle.

Conducteurde masse

Lignes de donnéesLigne d'alimentation

Conducteurs de protection

EQUIPEMENT

1EQUIPEMENT

2

Schéma 1

1 2

U = 0

Liaisonde masse

Schéma 5

1 2

U

Schéma 4

Schéma 3

l

d

Schéma 2

Exemples d’équipotentialité dansune armoire Altis :conducteur de masse,joint métallique cuivre/béryllium.

2


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Une valeur de K de 10 à 30 peut être géné-ralement retenue.

Voici un ordre de grandeur des valeurs d’im-pédance* de quelques conducteurs :

Pour une ligne haute fréquence d’impé-dance 100 Ω, seul un feuillard très courtaura réellement un effet équipotentiel àla fréquence maxi.

Les liaisons filaires n’auront souvent qu’uneffet illusoire.

En pratique, on aura tout intérêt à seservir de tous les éléments métalliques

disponibles - charpentes, structures, bâtis,armoires équipements - en multipliant lesliaisons par conducteurs courts ou mieuxencore par assemblage direct, pour fairebaisser principalement en haute fréquence lavaleur de la liaison équipotentielle.

Pour des applications industrielles cou-

rantes (perturbations < 1MHz), les conduc-teurs de masse ne devraient pas excéderune longueur d’1 m.

Cette longueur sera ramenée à 0,5 mpour les applications de transmission dedonnées (jusqu’à 100 MHz).

On préférera, dans l’ordre d’efficacité,les conducteurs larges et plats (feuillards),les conducteurs multibrins plats (tresses),les conducteurs multibrins souples ; lesconducteurs massifs ronds sont les moinsefficaces.

*Valeurs mesurées en BF ou en continu.

Plaque de montage galvaniséeavec conducteur de masse.

B - Les réseaux de masse

Après la notion d’équipotentialité, liée à

la référence de potentiel, abordons ledeuxième volet de notre réflexion sur lacompatibilité électromagnétique : il est consacré aux aspects pratiques du réseaude masse et plus particulièrement aux tableaux et ensembles d’appareillages.

Par « réseau de masse », on entend l’en-semble des connexions assurant la C.E.M.d’une installation.

Ce tour d’horizon intéresse aussi bienle domaine des automatismes que celuide la distribution.

L’équipotentialité

des équipements

Nous avons vu comment l’utilisation de lastructure métallique des enveloppes permetde créer une référence de potentiel fiable.

Tous les systèmes de montage des équipe-ments assurent une bonne continuité aveccette référence.

L’emploi des plaques de montage galva-nisées permet d’assurer un contact direct

avec les équipements possédant un châssismétallique conducteur.

Pour les applications où des plaques peintes

« orange » sont requises, les fixations partrou taraudé, vis autotaraudeuses, rivetsaveugles et vis/écrou avec rondelle contactassurent également un contact de bonnequalité.

L’utilisation des vis spéciales HF, de ron-delles contacts et de clips-écrous à picotsassure un excellent contact sur les surfaces

peintes et traitées par perçage du revêtement.

3

Equipotentialité

des équipementsPlan de masse

Réseau demasse

Maillage Interconnexiondes masses

Terre

Une seule référenceNiveau de potentiel fixé

Réduction des surfacesde boucles soumisesaux champs rayonnés

Protection contre les surtensionsProtection des personnes

Division et atténuation descourants perturbateursDiminution de l’impédanceHF entre équipements

Réduction des couplagescapacitifs et inductifsentre les conducteurs

à 100 MHz à 1 M Hz

20 cm de feuillard de cuivre Z = 10 Ω Z = 0,1 Ω20 cm de tresse Z = 50 Ω Z = 0,5 Ω

1 m de conducteur filaire Z = 600 Ω Z = 6 Ω


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Valeurs typiques de résistances de contact

- Vis avec taraudage sur plaque peinte :0,2 à 0,3 mΩ- Vis autotaraudeuse sur plaque pleine :0,3 à 0,4 mΩ- Contact métal/métal sur plaque galvanisée :0,2 à 0,25 mΩ

- Vis avec rondelle contact sur peinture :0,3 à 0,5 mΩ- Clips-écrous sur montants Altis peints :0,4 à 0,6 mΩ- Vis et rondelle plate sur traitementzingué bichromaté : 0,6 à 0,8 mΩ

Valeurs d’équipotentialitéd’une structure Altis

Dans tous les cas ces valeurs sont large-ment meilleures que les valeurs admissibles.

Pour rappel, elles offrent une résistance plusfaible que 5 mΩ par contact et 20 mΩpour une structure de dimensions inférieuresà 2 m (schéma 6).

L’interconnexion des masses

L’interconnexion des masses assure la notiond’équipotentialité à une plus grande échelle.En multipliant les éléments conducteurs misen parallèle (charpentes, canalisations, cein-turages...), elle permet de diminuer l’im-pédance entre les appareils, d’atténuer lar-gement les courants haute fréquence en lesdivisant. L’interconnexion systématique aboutit

à la création d’un véritable réseau maillé(schéma 7).

Le maillage

Le maillage a également pour effet de réduireles surfaces des boucles soumises aux champsrayonnés.

Comme les tensions induites sont propor-tionnelles à la surface de ces boucles, pluscelles-ci seront petites, plus les perturbationsseront atténuées (schémas 8 et 9).

La tension induite dans une boucle est pro-portionnelle à sa surface et aux lignes dechamp magnétique qui la traversent.

Elle est définie par la formule U = S dH/dtoù S représente la surface de la boucle etdH/dt la variation instantanée du champ.

Plus celle-ci sera rapide, un phénomènetransitoire à haute fréquence par exemple,plus la tension induite sera grande.

La foudre est la source la plus énergétique etle champ qu’elle provoque peut induire dessurtensions de plusieurs centaines de voltssur des boucles de quelques mètres carrés.(Une décharge de foudre atteint couram-ment 20 kA avec un temps de montéedt de 1 µS.)

Règle :

• Les effets rayonnés de la foudre sont sur-tout à considérer au niveau des bâtiments

et du maillage de ceux-ci.

Ni les enveloppes elles-mêmes ni leurs équi-pements ne présentent de boucles dont lasurface est significative.

De plus, l’adjonction de différents acces-soires de montage (traverses, rails, platines)réalise un maillage très serré.Attention néanmoins aux liaisons entre équi-pements (armoire/machine, pupitre déporté)qui ne bénéficient pas de cette protection.

Règles :

• Dans les équipements eux-mêmes et par-ticulièrement dans les tableaux de distribu-tion, les effets des champs magnétiquesrayonnés sur des boucles de masse sontsurtout à considérer pour les câbles d’éner-gie et les jeux de barres.

• En régime permanent de fonctionnement,les tensions induites restent très faibles sousréserve de regrouper tous les conducteursactifs (phases et neutre) dans les mêmescheminements.

La disposition mutuelle la plus efficace estcelle dite en trèfle, qui permet d’annuler l’ef-fet de l’addition des champs mais elle n’estpas facilement réalisable. Dans la pratique,les dispositions en nappe serrée sont toutà fait admissibles.

DE

HG

C

F

K

J

I

R A B

Référence

Schéma 6

Schéma 7

Appareil

N°1

Appareil

N°2

masseConducteurs

de masse

Boucles de masseTensions induites

Appareil

N°1

Appareil

N°2

masse

Conducteur

de liaison

équipotentielle

au plus près

des masses

Liaisons de masse

multiplesPetites boucles

Schéma 8

Schéma 9

XL : liaison directe par assemblage+ élément de fixation en alliage pouréviter les boucles métalliques.

La tresse de masse permetune connection directe sur les montants.

4

Points R(mΩ)R/A 0,58R/B 0,61R/C 0,64R/D 0,39R/E 0,74R/F 0,79R/G 0,66R/H 0,65R/I 0,63R/J 0,80R/K 0,65

Réduction des surfaces de boucles parmaillage et disposition des conducteursau plus près des masses


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Règles :

• Toujours passer tous les conducteurs dansles mêmes boucles magnétiques pour desintensités nominales supérieures à 400 A(voir ex. 3 ph + N, schéma ci-dessous).

• En régime transitoire de court-circuit oùl’intensité engendre des champs beaucoupplus importants, le respect de la règle pré-cédente est encore plus nécessaire.

Face à ce risque, les armoires Legrand desgammes associables Altis et XL présentent

une conception originale qui permet de limi-ter la formation de cadres magnétiques auniveau de la structure par l’utilisation depièces d’angles en alliage léger (voir photopage suivante).

L’effet plan de masse

Egalement désigné par effet réducteur, l’effetplan de masse est apporté par la proximité

d’éléments métalliques (reliés aux autresmasses bien sûr) qui atténuent les couplagescapacitifs et inductifs entre les conducteurs.

Ces deux couplages conjugués sont nommésdiaphonie.

1. Couplage inductif

Nous venons d’en parler dans ses mani-festations les plus puissantes (foudre et courts-circuits) mais il se rencontre aussi lorsquedeux ou plusieurs conducteurs cheminentcôte à côte. La variation de courant dansl’un des conduc-teurs (perturbateur) entraîneune variation du champ magnétique quiinduit une tension dans le conducteur voisin(victime) (schéma 11).

L’interposition ou la proximité immédiated’un élément conducteur diminuera le cou-plage entre les deux lignes selon deux modesd’action :

- d’une part par un effet d’écran aux lignesde champ magnétique,

- d’autre part en induisant une partie de laforce électromotrice dans le matériau duplan de masse. La force électromotrice induitedans le conducteur victime s’en trouve dimi-nuée d’autant. Les lignes de courants fortssont des sources de couplages inductifs surles lignes de courants faibles.

2. Couplage capacitif

Lorsque deux conducteurs cheminent côteà côte, ils constituent les armatures d’un

condensateur dont la capacité dépend dela longueur de cheminement et de la dis-tance entre les conducteurs. Le couplageentre les conducteurs sera proportionnel àla fréquence et à la tension (schéma 12).

Les lignes de transmission en haute fréquenceet haute impédance sont soumises aux cou-plages capacitifs.

Comme précédemment, la proximité, oumieux, l’interposition d’un élément conduc-teur relié au réseau de masse, va dériverune partie des courants capacitifs et de ce

fait limiter le couplage entre les conducteurs(schéma 13).

La technologie des câbles blindés qui per-met de se protéger de ces phénomènesde couplage, par torsadage des pairespour l’aspect inductif, et par écrantagepour l’aspect capacitif, mais de tels câblessont généralement réservés à des utilisa-tions sensibles.

Nous verrons ultérieurement les principesde cohabitation des conducteurs en fonc-tion de leur nature et de leur usage, maisd’ores et déjà quelques règles simples àappliquer à tout câblage permettent, enprofitant des effets réducteurs, de se pré-munir d’une majorité de risques.

Règles :

• Toujours faire cheminer ensemble, demanière la plus contiguë possible, conduc-teur aller et conducteur retour ou conducteur(s)de phase(s) et neutre, quel que soit le signaltransmis.

Pour les conducteurs à courant fort, l’effetperturbateur est réduit car la somme deseffets d’induction s’annule.

Pour les conducteurs sensibles, les bouclessont réduites et le couplage de la pertur-bation se fait simultanément sur les deuxconducteurs (mode commun).

• Si des câbles multiconducteurs sont utilisés,ne pas laisser de conducteurs non raccordés.Il est nécessaire de les relier ensemble et deles connecter à la masse. Ils constitueront unplan de masse qui réduira les couplagescapacitifs.

• Pour des passages de conducteurs entreéléments d’un même système (armoire d’auto-matismes, pupitre de commande et machine),l’utilisation des conduits flexibles métallo-plastiques permettra, là encore, de bénéficier

d’un effet réducteur intéressant.

Schéma 10

Equipotentialité grâce à clips écrouet vis contact.

e

Perturbateur

Elément conducteur Victime

Schéma 11

Schéma 12

Elément conducteur

Schéma 13

5


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• Quel que soit leur usage (signaux, com-mandes, puissance, mais aussi liaisons équi-potentielles et conducteurs de protection),faire cheminer les conducteurs au plus prèsdes structures, des charpentes, des conduitsdes poteaux et autres plans de masse.

Mais n’oublions pas que tout plan de massen’a un effet réducteur que s’il est parfaitementéquipotentiel et interconnecté. Si tel n’estpas le cas, il y a risque d’amplification desperturbations.

Pour les appareillages eux-mêmes et lescâblages qui leur sont associés, l’utilisation

d’enveloppes possédant des éléments lar-gement dimensionnés et parfaitement équi-potentiels par construction (châssis, plaquesde montage, panneaux, etc.) permet deconstituer des plans de masse efficaces.

De la même façon, on équipera de châssismétalliques les gammes d’enveloppes en

matériau isolant.

Terre

Nous avions vu que la terre, contrairementà quelques idées reçues, ne devait pas êtreconsidérée comme une référence de poten-tiel exempte de pollution.

Si cela reste totalement vrai pour laC.E.M., et entre les équipements ainsiqu’à l’intérieur de ceux-ci, nous verronsen abordant les régimes de neutre queson raccordement reste néanmoins essen-tiel pour la protection de l’installationcontre les surtensions d’origine atmo-sphérique et obligatoire pour la protec-tion des personnes.

Voyons dans la partie suivante commentconstituer un réseau de masse à l’échellede toute l’installation et comment sa com-patibilité avec le réseau de protection(terre et conducteurs vert/jaune) peut êtreassurée.

Kit de juxtaposition :liaison équipotentielleentre deux Altis assemblables.

Coin en alliage léger :il limite la formationde cadres magnétiques.

La constitution d’un réseau de masse induit des contraintes techniques et financières,qui poussent à remettre une réalisation dont la nécessité n’apparaît vraiment qu’aprèsl’incident.Il est possible, dans les faits, d’ajuster cescoûts selon les appareils protégés. L’expérience

- et l’expérimentation - nous ont permis dedéfinir cinq niveaux.

Le niveau 0

Le niveau 0 correspond au raccordementdes équipements par des conducteurs deprotection (fils vert/jaune) à un uniquepoint central. On parle souvent de miseen étoile. Il est exigé pour la protectiondes personnes. Si cette technique est appro-priée en basse fréquence, elle trouve rapi-

dement ses limites en haute fréquence,l’impédance des conducteurs devenanttrop grande du fait de leur longueur (voirpartie A de l’article).Ce niveau de réalisation est généralement

réservé aux installations domestiques et rési-dentielles où les appareils branchés fonc-tionnent indépendamment les uns des autres.Cette pratique minimale présente égale-ment l’inconvénient de créer des bouclesde grandes dimensions dans lesquelles dessurtensions importantes peuvent être induites,notamment par la foudre.

C - Les niveaux de réalisation

Schéma 14 : niveau 0

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Récepteur

Structuresconductrices


Prise de Terre

Conducteurs deprotection PE

Liaisonéquipotentielle

Barrettede terre

Goulottes, charpente,huisseries, …

Tuyaux d’eau,gaz, …

Récepteur


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Difficultés du raccordementau conducteur de protectionle plus proche

Le raccordement des appareils au conduc-teur de protection le plus proche limiteefficacement les impédances communeset les surfaces de boucle.

A ce titre, cette approche est séduisante

mais sa mise en œuvre est beaucoup pluscomplexe qu’il n’y paraît.

Les sections nécessaires sont difficiles àdéterminer. Les raccordements se trouventmultipliés. Le risque est grand de créerune installation approximative qui pour-rait mettre en cause la sécurité.

Raccorder à un unique pointd’alimentation

Le schéma 15 (ci-dessus) représente desappareils qui communiquent entre eux. Ilest fortement recommandé de les raccor-der à un unique point d’alimentation, ce

qui assure une bonne équipotentialité, réduitles surfaces des boucles, sans nécessiterpour autant une installation lourde.

Le niveau 1

En fait l’évolution des usages devrait évo-luer vers un principe simple à mettre en

œuvre, économique et souvent suffisant :

Règle :

• Un bon niveau de protection est déjàassuré en ajoutant une liaison équipotentielleentre les masses des appareils qui commu-niquent entre eux.

C’est une règle de base. La liaison ainsi consti-tuée sera d’autant plus efficace qu’elle seraplacée à proximité des conducteurs sensibles,sur lesquels elle aura un effet réducteur.

Cette liaison peut être un conducteur court,ou mieux, comme nous l’avons vu dans lesarticles précédents, une structure métalliquecommune.

Câbles de liaison signaux

Attention : les câbles de liaison signaux n’assu-rent pas toujours une bonne équipotentialité.

Les broches et alvéoles 0 V, ou masse, doiventêtre effectivement raccordées à un conducteurspécifique assurant la liaison des masses.

Le blindage constitué d’une tresse de cuivre

n’a pas d’excellentes performances en bassefréquence et les écrans ne sont souventconstitués que d’une feuille de polyestermétallisée !

Seuls les câbles d’énergie avec feuillardmétal assurent effectivement une liaisonéquipotentielle.

Encore faut-il que la continuité au niveaudes extrémités soit parfaitement assurée !

Schéma 15

Schéma 16

7


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Les applications bureau-tiques locales (ordina-teurs, imprimantes,...),les terminaux télépho-niques analogiques ounumériques, les appa-reils audio, les termi-naux Internet, les bus

de contrôle-commandeet globalement tous lessystèmes de faible éten-due et de fréquencen’excédant pas 1 MHzfonctionnent générale-ment avec le niveau 1de réseau de masse(schéma 17).

Le niveau 2

Le niveau 2 sera appliqué aux installationsplus sensibles - installations d’automa-tismes et de conduite de procédés, réseauxinformatiques de catégorie 5 (100 MHz) -ou lorsque des sources importantes depollution électromagnétique sont présentes.

On aura alors tout intérêt à interconnec-ter tous les éléments métalliques acces-

sibles : poteaux, charpentes, goulottes,tablettes, gaines, huisseries, qui consti-tueront un maillage, certes imparfait,mais réduisant déjà notablement les impé-dances communes et les surfaces deboucles (schéma 18).

Le niveau 3

Avec le niveau 3, nous abordons la notionde maillage par îlot. Il concerne les équipe-ments sensibles, coûteux ou ceux auxquelsil faut assurer une disponibilité permanente :salles informatiques, serveurs, baies derépartition, commutateurs haut débit, régiesvidéo, et, plus généralement, les applica-tions de fréquences supérieures à 100 MHz(schéma 19).

Ce maillage sera utile également dans lesbâtiments ne comportant pas eux-mêmesde structure conductrice suffisante (construc-

tion traditionnelle maçonnée) où encorelorsqu’une protection spécifique contre leschamps de forte puissance rayonnés parles câbles d’énergie ou par la foudre peutêtre nécessaire.

Règle :

• Un maillage resserré et localisé peut êtreconstitué par un plancher conducteur ou parun ceinturage périphérique du local (feuillardcuivre de largeur 20 mm mini) disposé enpartie basse. Si la hauteur sous plafond estsupérieure à 3 m, un ceinturage haut pourraégalement être installé (schéma 20).

Bien entendu, toutes les masses évoquéesau niveau 2 seront reliées à ce maillagede l’îlot par des liaisons les plus directespossibles et constituées de tresses, defeuillards ou, à défaut, de conducteurssouples de section minimale 25 mm2.

L’accessibilité au ceinturage sera préservéesi possible sur toute sa longueur (montageapparent ou en goulotte) et les traversées

de mur seront isolées pour préserver de lacorrosion.



Nous avons vuprécédemmentcombienles qualités

d’équipotentialitédes enveloppesLegrand pouvaientfaciliter leraccordementdes massesdes appareilsprotégéspar ces enveloppes,mais aussi desélémentsconducteursenvironnants.

8

Récepteur



Prise de Terre


Conducteursde masse


Barrettede terre



Récepteur

Conducteurs

de masse

Récepteur



Prise de Terre



Barrettede terre

Borneprincipaledes masses



Récepteur


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Schéma 20

Si deux îlots sont juxtaposés, les réseauxmaillés de chacun seront interconnectésen plusieurs points. Les maillages d’îlotsseront raccordés aux structures accessiblesdu bâtiment.

Dans tous les cas, l’efficacité de la pro-tection contre la foudre passera par unebonne liaison du réseau de masse avecle sol, via une prise de terre de bonnequalité (< 10 Ω), constitué si possible d’unceinturage à fond de fouille.

Le niveau 4

Les dispositions que nous venons de voir pourle maillage d’îlot seront étendues à tout le bâti-ment pour le niveau 4, que l’on appliqueradans les zones à risque de foudroiement et/oulorsque les équipements à protéger sont parti-

culièrement sensibles.Des ceinturages périphériques sont constituésà chaque étage. Toutes les structures conduc-trices - armatures du béton, descentes de para-tonnerre (cage maillée et tiges de capture) -sont interconnectées. On y raccordera lesconducteurs de mise à la terre des dispositifsde protection contre les surtensions, des antenneset tous les conducteurs de liaison équipoten-tielle (schéma 21).

L’ensemble du maillage réalisé est relié auceinturage de fond de fouilles sur toute la

périphérie. La résistance de prise de terredoit être la plus faible possible (< 1 Ω).

Règle :

• Attention ! Les conducteurs de protection(vert/jaune) sont dimensionnés et raccor-dés pour assurer la protection des person-nes suivant les prescriptions de la normeNF C 15-100. Ils ne doivent en aucuncas être remplacés par les liaisons duréseau de masse qui visent à améliorer

l’immunité C.E.M.Ces liaisons ne doivent pas utiliser ladouble coloration vert/jaune. A ce jour,le repérage des liaisons de masse n’estpas encore normalisé, mais a priori l’usagede la couleur noire tend à se généraliser(schéma 22).


Schéma 22

9

Ceinturage haut

Ceinturage bas

Plancher conducteur

Récepteur



Prise de Terre


Conducteurde masse


liaisons au fondde fouille si possible



Récepteur

RécepteurCeinturage

Structures

conductrices


Prise de Terre

Conducteurs de

protection PE

Conducteurde masse


liaisons au fondde fouillee

liaisons au plus court



Récepteur


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D - Les régimes de neutre

Les régimes de neutre ont une influence directe surla transmission des per-

turbations conduites ouémises à haute fréquenceà travers le réseau demasse de l’installation.

Les régimes de neutre ontune influence directe sur lesconséquences des chocsde foudre et sur la trans-mission des perturbationsconduites ou émises àhaute fréquence. Dans lepremier cas, cette influen-

ce dépend de la naturede la liaison de l’alimen-tation avec la terre ; dansle second, elle résulte dela liaison avec le réseaude masse de l’installation(schéma 23).

Nous retrouvons là (sic), totalement appli-cables à la C.E.M., la signification desdeux lettres caractérisant le régime de neutre.

- 1 re lettre : situation de l’alimentation par

rapport à la terre,- 2e lettre : situation et raccordement desmasses de l’installation.

Cas particulier des sources

autonomes

Localement, la terre n’est pas nécessaire àl’équipotentialité, c’est le réseau de massequi l’assure. Ainsi lorsque la source d’éner-gie est proche ou autonome (batteries, pan-neaux solaires, groupes électrogènes), la

liaison entre l’alimentation et l’installationpar la terre n’est pas nécessaire.

La protection peut s’effectuer uniquementpar des liaisons équipotentielles locales

non reliées à la terre : en cas de fou-droiement, risque principal, toute l’installa-tion monte en potentiel de façon égale,donc sans dommage.

Les stations météo d’altitude, les émetteursisolés utilisent ce principe (schéma 24).

Dans tous les autres cas, les distances de trans-port de l’énergie nécessitent une référence depotentiel commune accessible de la source àl’utilisation, qui puisse écouler des perturba-tions telles que la foudre.

Et là, seule la terre peut convenir ! (sché-ma 25). Détaillons les avantages et limitesde chacun des régimes de neutre appli-cables.

Perturbations

Installation Alimentation

Potentielde référenceMise à la terre

Régimede Neutre

Réseaude masses

Foudre

Cette bonne vieille terre !

Nous venons de voir : le réseau de massedoit être parfaitement relié à la terre. A priori,nous pourrions penser qu’il y a contradic-tion avec la définition de l’équipotentialitédonnée en partie A où nous affirmions queseule la notion de masse commune impor-

tait. Cela reste vrai, mais il faut aussi leconstater : la masse du réseau d’alimenta-tion est constituée... par la terre !

La nécessité d’une liaison équipotentielle entrela source d’alimentation et l’installation impliqueun raccordement à un point commun, en l’oc-currence la terre. Compte tenu des distances

de transport, la terre est le seul conducteurd’équipotentialité disponible entre la source(centrale ou poste de transformation) etl’utilisation (installation).Nous allons voir dans la partie suivantecomment cette liaison est assurée par lesfameux « régimes de neutre », ainsi que lesqualités et les limites de chacun.

Schéma 23

appareil

Source

équipement

installation

Schéma 25 :Installation et alimentation séparées(ex. le réseau de distribution publique).Schéma 24 :

Installation autonome.

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Le schéma TT

Avantages : simplicité. Le potentiel de neutreest fixé. Les courants de défaut sont faibles.C’est aussi le schéma obligatoire en distri-bution publique (schéma 26).

Inconvénients : les prises de terre R1 « source »et R2 « utilisation » sont séparées et ne sontpas parfaitement équipotentielles, d’autantque l’impédance de la prise de terre côté

utilisation peut être élevée. Le conducteurPE n’est pas une référence de potentiel fiabled’où la nécessité de liaisons équipotentiellessupplémentaires. La liaison de la source parR1 provoque une dissymétrie en cas dechoc de foudre entraînant des surtensionsde mode différentiel.

Le schéma IT

Avantages : continuité de service. Les courantsde défaut sont faibles. Ce schéma offre unebonne protection contre la foudre (surtensionsde mode commun) (schéma 27).

Inconvénients : le risque d’amorçage sur

l’impédance de neutre nécessite un para-surtenseur. Le potentiel de la terre « utilisa-tion », et par conséquent celui des masses,n’est pas fixé par rapport à la source.

Une montée en potentiel de la terre après lepremier défaut peut provoquer une perte deréférence pour les appareils électroniques.

Des courants permanents circulent entreconducteurs actifs et terre par couplagecapacitif.

Mode commun et mode différentiel

I mc

U mc

I md

U md

En mode commun, l’élévation de potentiel Umc est identique sur les deuxconducteurs de la ligne et se fait par rapport à une référence externe, générale-ment la terre. Le courant de mode commun Imc est de même sens dans les deux

conducteurs. Les perturbations sollicitent essentiellement les isolations des produitsqui, pour des raisons de sécurité, sont largement dimensionnées.

Schéma A : mode commun

En mode différentiel, la perturbation qui va se coupler sur la ligne va don-ner naissance à un courant Imd et donc à une tension Umd entre les deux conduc-teurs aller et retour de la ligne. Cette tension peut être suffisante pour changer leniveau du signal normalement transmis et entraîner des perturbations modifiant lescaractéristiques fonctionnelles propres des produits (niveau de mesure, seuils dedéclenchement, alimentation en énergie), ou une destruction dans le cas d’uneperturbation énergétique comme la foudre.

Schéma B : mode différentiel

En régime de neutre TT ou TN-S, la liaisonà la terre de la source introduit une dis-symétrie entre source et terre qui favo-rise l’apparition des perturbations demode différentiel, bien que la pertur-bation créée par la foudre soit de modecommun.

Règle : On aura toujours intérêt à trans-former les perturbations de mode diffé-rentiel en mode commun pour en limiterles effets et en faciliter le filtrage. Lors dela mise en œuvre de faisceaux de câble,le torsadage est un moyen très simple etuniversellement utilisé.

Le schéma TTL1L2L3N

R1 R2

PE

Schéma 26

Le schéma IT

Impédance

Parasurtenseur

L1L2

L3NPE

CPI

Schéma 27

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Le schéma TN-S

Avantages : une seule référence depotentiel « source » et « utilisation ». Laterre n’est pas utilisée comme conduc-teur. La nécessité de conduire des cou-rants de défauts importants oblige àune bonne équipotentialité des masses.L’impédance du circuit de protection estfaible (schéma 28).

Inconvénients : ce régime oblige à desrègles de mise en œuvre et des matérielsspécifiques (5 fils). Une réjection de per-turbations sur le neutre est possible si l’équi-potentialité est mal assurée entre neutreet conducteur PE ou si leurs parcours sont

différents, ce qui nécessite des intercon-nexions régulières. Les courants de défautsont élevés. En cas de choc de foudre,la dissymétrie du schéma entraîne des sur-tensions de mode différentiel.

I l est communément admis que cerégime est le meilleur compromispour la protection C.E.M. des acti-

vi tés sensibles comme l’informatiqueet l’électronique.

Les limites de ce régime pourront êtrefacilement palliées par l’utilisation deparafoudres combinant modes communet différentiel et par l’utilisation, sur chaquecircuit de départ, de disjoncteurs diffé-rentiels qui limitent les courants de défaut.

N’oublions pas non plus qu’il est tou-jours possible de s’isoler d’un réseau per-turbé en utilisant un transformateur deséparation de circuit et en pratiquant unemise au neutre côté secondaire au moyend’un transformateur d’isolement.

Le schéma TN-C

Ce régime est déconseillé du fait de lacirculation de forts courants permanentset de défaut dans le conducteur PEN.

Application

de régime différents

Le choix d’un régime de neutre ne peut tenircompte des seuls impératifs de la C.E.M.Dans le cas d’installations importantes, cer-tains critères peuvent être contradictoires :continuité de service, fréquence des défauts,risque d’incendie, qualité des prises deterre, sensibilité des équipements, étenduede l’installation, etc.

On aura tout intérêt, dans l’étude d’unsite, à bien discerner les applications etleurs contraintes, quitte à sectoriser les uti-lisations en appliquant des régimes deneutre différents.

Le schéma TN-SL1L2L3NPE

Schéma 28

Il est difficile d’évoquer les perturbationsélectromagnétiques affectant un appareilou une installation sans aborder laqualité même de l’énergie fournie parl’alimentation.

Le produit « électricité » fait l’objet d’unenorme européenne, l’EN 50160, qui sti-pule les limites admissibles de 14 gran-deurs ou phénomènes caractérisant ouaffectant le signal sinusoïdal à 50 Hz.

Cette énergie électrique a une particu-larité : ses caractéristiques ne dépendentpas uniquement de sa production maispour une large part de son utilisation.

Certains phénomènes peuvent affecterles systèmes de transport ou de distri-bution (foudre, commutations, signauxde télétransmission,...) mais ils n’entraî-nent généralement que des perturbationsbrèves.

Gare aux pollutions !

Les perturbations générées chez les uti-lisateurs sont le plus souvent permanentesou répétitives (harmoniques, surcharges,déséquilibres,...).

Sans négliger l’un ou l’autre de cesaspects, on conçoit aisément qu’ils nepeuvent être dissociés.

Contrairement à une idée répandue, et,même si cela dérange un peu notre ego,nous sommes tous des « pollueurs » duréseau.

Cette prise de conscience est d’autantplus nécessaire que le développement

ac tue l des p rodu i t s généran t desperturbations est corol laire à celuides produits sensibles à ces mêmesperturbations.

C’est dans ce double rôle que Legrandconçoit et améliore ses produits afin qu’ilssoient moins sensibles aux perturbationset qu’ils en génèrent le moins possible.

Les courbes et relevés qui suivent illustrentla diversité de ces phénomènes.

E - L’alimentationet les perturbations de l’alimentation

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1. La fréquence

Elle doit être de 50 Hz avec une tolé-rance de ± 1 % pendant 95 % d’unesemaine et + 4 / - 6 % pendant 100 %d’une semaine (schéma 29).

2. L’amplitude

de la tension

La valeur normalisée est de 230 V entre phaseet neutre (schémas 30).

3. Les variations

de la tension

95 % des valeurs mesurées pendant unesemaine et moyennées sur 10 mn doiventse situer dans une plage de ± 10 %, soit

de 207 V à 253 V.

4. L’amplitude

des variations rapides

de la tension

Ces variations proviennent essentiellementdes appels de courants des fortes charges.Elles ne devraient pas excéder 5 à 10 %de la tension nominale.Des relevés montrent que des baisses momen-

tanées de 30 % sont tout à fait possibles àl’enclenchement de récepteurs comme lesmoteurs ou les transformateurs.

5. La sévérité

du papillotement

Cette sensation également nommée« flicker » se caractérise, comme son noml’indique, par des variations de lumière quipeuvent être gênantes au-delà d’un certainniveau. Une formule basée sur le rapport

des durées des différents niveaux d’éclairagepermet de quantifier le niveau de flicker.Ce phénomène est surtout gênant pourles éclairages à incandescence ou lesécrans de certains appareils. Il peut avoirpour cause des charges à variationscycliques.

6. Les creux de tension

Les creux de tension sont généralement dusà des défauts survenant chez les utilisateurs,

mais le plus souvent à des incidents sur leréseau public. Leur nombre est très variableselon les conditions locales et leur duréen’excède généralement pas une seconde(schéma 31).

Schéma 29

Schéma 31

13

Schéma 30

F (Hz) = 1/t(s) A 50 Hz, t= 20 ms

t : période (s)

U

t

Exemple de relevé montrant des décalages de fréquence et des dis-

torsions du signal.

Model 7100 Waveshape Disturbance Three Phase Delta305.0 V 165.0 A

0.0 V 0.0 A

–350.0 V –165.0 A

0 sec 2.00 ms/div 40.00 ms

2

6

4

Exemple de relevé de creux de tension.

Model 7100 Balise de valeurs RMS Triphasé étoile300.0 V 50.0 A

150.0 V 25.0 A

0.0 V 0.0 A

0 sec 30.00 ms/div 600.00 ms

1 V


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7. Les coupures brèves

de la tension

On parle de coupure brève, ou de micro-coupure, lorsque la valeur du signaltombe à 0 V. Là encore, la durée n’ex-cède généralement pas une secondebien qu’une coupure de 1 mn soit enco-re considérée comme brève (schéma 32ci-dessus).

8. Les coupures longues

de la tension

Ces valeurs ne sont pas quantifiées puis-qu’elles dépendent d’éléments tout à faitaccidentels. Leur fréquence est très variableen fonction de l’architecture du réseau dedistribution ou de l’exposition aux aléasclimatiques.

9. Les déséquilibres

de la tension

Les déséquilibres de tension sont provoqués parles charges monophasées de forte puissance.

Ils provoquent des composantes de cou-rant inverses qui peuvent provoquer des

couples de freinage et des échauffementsdes machines tournantes.

Il est bien sûr conseillé de répartir aumieux les charges sur les trois phaseset de protéger les installations par desdétecteurs appropriés. La composanteinverse de la tension d’alimentation nedevrait pas excéder 2 % de la compo-sante directe.

10. Les tensions

harmoniques

Dans toute la panoplie des perturbations,les harmoniques ont pour particularitéde ne pas montrer d’influence localedirecte au même titre que les autres per-turbations que sont les transitoires, lessurtensions, les microcoupures... dont leseffets réciproques entre appareils sont àla fois visibles et identifiables.

Les harmoniques désignent un phénomèneglobal où chaque utilisateur n’apporte qu’unepetite fraction de perturbations dégradantle réseau, mais où les effets cumulés sontde moins en moins négligeables.

L’étude de phénomènes complexes commeles harmoniques a fait l’objet d’ouvrages

complets et ardus. L’encadré en page16 en résume le principe et les consé-quences.

11. Les tensions

interharmoniques

Ce phénomène désigne des composantesde fréquence situées entre les harmo-niques. Elles sont dues aux convertisseurs

de fréquence, aux onduleurs, aux machinestournantes pilotées, aux appareils à arc.Leur interaction peut provoquer des phé-nomènes de « flicker », mais c’est surtoutvis-à-vis des signaux d’information transmissur le réseau qu’ils doivent être identifiés etcontrôlés.

Schéma 32

14

Exemple de relevé de coupure brève de la tension.

0.0 V 0.0 A 0 sec 30.00 ms/div 600.00 ms

150.0 V 25.0 A

Model 7100 RMS Sag Disturbance Three Phase Wye300.0 V 50.0 A

1 V


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12. Les surtensions

temporaires

Pouvant se produire aussi bien sur leréseau de distribution que chez l’utilisa-teur, ce type de défaut peut être dévas-tateur car il peut augmenter la tension

fournie à une valeur dangereuse pourles équipements.Le risque majeur est deretrouver une tension composéephase/phase à la place d’une tensionphase/neutre en cas de rupture de neutrepar exemple. Des défauts sur le réseauhaute tension (chute de ligne) peuventégalement générer des surtensions côtébasse tension.

13. Les surtensionstransitoires

Ces phénomènes sont très variables. Ils sontessentiellement dus à la foudre et auxmanœuvres sur le réseau. Leur temps

de montée varie de quelques microse-condes à quelques millisecondes, desorte que leur domaine de fréquenceest lui-même variable dequelques kHzà plusieurs centaines de kHz (schémas33, 34, 35 et 36 ci-dessous).

14. Les signaux d’informations

transmis sur le réseau

Le réseau est utilisé par le distributeurpour la transmission de commandes oude mesures. Les fréquences de ces signauxvarient de quelques dizaines de Hz àplusieurs kHz.

En revanche, le réseau ne doit pas être utilisépour la transmission des signaux d’infor-mation des installations privées.

Ceux-ci, dits à courant porteur, utilisent desfréquences de l’ordre de quelques dizainesà quelques centaines de kHz. Le niveau detension qu’ils peuvent générer sur le réseauest également fixé par la norme.

Cet article, et ce sera notre conclusion,n’a pas la prétention de donner des

recettes infaillibles et de traiter complè-tement de phénomènes aussi complexeset aussi divers que ceux qui affectent lesinstallations.

Son but est de démontrer que la C.E.M. estun sujet global : les appareils sont dépen-dants les uns des autres, comme le sont éga-lement les équipements et les installations, ledistributeur et l’utilisateur.

meilleure réponse au besoin réel du marchéne peut et ne doit passer que par cette visionglobale.

Schéma 33

Schéma 35Schéma 36

Schéma 34

15

Onde typique de choc de foudre.

Onde typique de surtension demanoeuvre.

Model 7100 Impulsion Monophasé600.0 V 50.0 A

0.0 V 0.0 A

–600.0 –50.0 A

0 sec 1000.00 us/div 20.00 ms

1 V 261.6+225.7–

t1 t2

t

t : 5 ms

Model 7100 Impulsion Triphasé étoile350.0 V 50.0 A

0.0 V 0.0 A

–350.0 V –50.0 A

0 sec 1000.00 us/div 20.00 ms

4 V 458.7+259.4–

Foudre

Relevés de surtension due à un choc de foudre.


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Les harmoniquesLes harmoniques désignentune déformation du signalsinusoïdal due à l’absorp-tion non linéaire du courant.

Autrement dit, les chargesgénérant des harmoniquesn’absorbent pas un courantqui est l’image exacte de latension comme le ferait unerésistance. Il en résulte quele signal électrique est défor-mé et que sa valeur réelleest différente de sa valeurthéorique (schéma A).

L’observation à l’oscillosco-pe montre bien un signaldéformé qui ne ressembleplus beaucoup à une sinu-soïde, dans certains cas. Ladifficulté est alors d’estimerla vraie valeur de ce signalet ses éventuels impacts. Pourquantifier et représenter cesphénomènes, on utilise unartifice mathématique nommé« décomposition en série deFourier » qui permet de repré-senter n’importe quel signal

périodique sous la forme dela somme d’une onde fon-damentale et d’ondes addi-tionnelles, les harmoniques,dont la fréquence est mul-tiple de la fondamentale.

Les rangs d’harmoniques

Ainsi, on parle souvent de rangs d’har-moniques :

• rang 1 : 50 Hz(fondamentale)

• rang 2 : 100 Hz

• rang 3 : 150 Hz

• rang 5 : 250 Hz

• rang 7 : 350 Hz

• rang 50 : 2500 Hz qui estgénéralement la limite considérée.

Les harmoniques peuvent être expriméesrang par rang, en tension ou en courant,en pourcentage de la valeur de la fré-quence fondamentale ou en valeur réelle

(schéma B).

On parle aussi de T.H.D. (T.D.H. ) quiest le taux de distorsion harmoniquecalculé à partir de la somme de tousles rangs.Ce chiffre unique peut permettre des

comparaisons ou évaluer l’impact directsur des récepteurs.

Mais à propos,

quel est cet impact ?

Hormis des phénomènes destructeurs maisheureusement rares, comme la rupture duconducteur neutre ou le claquage de conden-sateurs, les effets instantanés sont géné-ralement très limités avec les appareilsmodernes.On peut néan moins citer des déforma-

tions d’images, des distorsions du son,

des décalages d’horloges à 50 Hz, desmesures erronées avec des appareils àréférence de tension...

A long terme, on note surtout des échauf-fements supplémentaires des conducteurset des circuits magnétiques (moteurs, trans-formateurs...). Si globalement les effetssont difficiles à évaluer, il faut sur tout êtreprudent sur la réduction du conducteur deneutre qui peut se trouver surchargé enharmoniques de rang 3 très fréquentes etqui s’additionnent sur ce conducteur.

Les sources

d’harmoniques

Les principales sources d’harmoniquessont :• Tous les appareils modernes possédant

une alimentation redressée monophaséesuivie d’un découpage (rang 3, 5, 7) :télévision, ordinateur, fax, lampe àballast électronique.

• Les gradateurs monophasés utilisantla variation de l’angle de phase (rang3, 5, 7) : variateurs, régulateurs, démar-

reurs...• Les redresseurs de puissance à thyristors

(rang 5, 7) : alimentation de moteurs àvitesse variable, de fours, d’onduleurs...

• Les machines à circuit magnétique sicelui-ci est saturé (rang 3) : transfor-mateurs, moteurs.

• Les appareils d’éclairage à arc contrôlé(rang 3) : lampes à ballast électroma-gnétique, lampe à vapeur hautepres-sion, tubes fluos...

• Les équipements à arc (rang 3, 5) :fours, soudure...

Le rang d’harmonique 3 était jusqu’alorsprépondérant, mais il est arrêté par lestransformateurs MT/BT et ne remontedonc pas sur le réseau de distribution.Ce n’est plus le cas avec les rangs supé-rieurs 5 et 7 qui croissent actuellementd’où les limites en pourcentage de ten-sion fixées par la norme au point delivraison rang 3 : 5 %, rang 5 : 6 %,rang 7 : 5 %, rang 9 : 1,5 %, rang 11 :

3,5 %...

1 = 100,00 %

3 = 2,80 %

5 = 10,48 %

7 = 3,12 %

9 = 1,92 %

11 = 1,08 %

13 = 0,43 %

15 = 0,12 %

17 = 0,39 %

19 = 0,23 %

21 = 0,04 %

23 = 0,13 %

25 = 0,03 %

27 = 0,03 %

29 = 0,04 %

31 = 0,06 %

33 = 0,02 %

35 = 0,04 %

37 = 0,02 %

39 = 0,13 %

41 = 0,03 %

43 = 0,05 %

45 = 0,00 %

47 = 0,09 %

49 = 0,02 %

Model 7100 Snapshot Waveform Three Phase Delta350.0 V 250.0 A

–350.0 V –250.0 A

0 sec 1000.00 us/div 20.00 ms

0.0 V 0.0 A

Distorsion : THD = 11,53 %

Odd = 11,52 %

Even = 0,46 %

Harmonics :

2

Décomposition spectrale du signal s(t) en fréquence.

Module (%)100

80

60

40

20

050 100 150 200 250 300 350

Fréquence

(Hz)

Schéma A

Schéma B

cahier tech 6

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