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Sécurité électrique & mesures associées – PRESENTATION DU 24/03/05 – page 1Reproduction interdite sans l'autorisation de CHAUVIN ARNOUX

créé par Alain KOHLER

Chef de Marché et

Cécile LE GOUÉ Chef de Produits

Présenté par S WOLFFChef des ventes


SOMMAIRESOMMAIRE

L’ÉLECTRICITÉ L’ÉLECTRICITÉ Une énergie à bien maîtriser !

NORMES APPLICABLESNORMES APPLICABLES SCHÉMAS DE LIAISONS A LA TERRE -SLT- (ou RÉGIMES DE NEUTRE)SCHÉMAS DE LIAISONS A LA TERRE -SLT- (ou RÉGIMES DE NEUTRE)

Schémas TT - IT - TN-C et TN-S QUELLES MESURES ET POURQUOI ?QUELLES MESURES ET POURQUOI ?

Terre - Isolement - Continuité - Différentiels LA MESURE DE TERRE ET DE RÉSISTIVITÉLA MESURE DE TERRE ET DE RÉSISTIVITÉ LA RÉSISTIVITÉ DES SOLS

Pourquoi, comment mesurer la résistivité ? LA MESURE DE TERRE

Quelle méthode utiliser suivant les cas ? Quelle valeur de Terre faut-il trouver ? Méthode des 62 %, en triangle, variante des 62 % Mesure de boucle Phase-PE, de couplage La Pince de Terre (Principe et Applications)

LA MESURE D'ISOLEMENTLA MESURE D'ISOLEMENT Pourquoi mesurer l'isolement ? Isolement entre conducteurs, de l'ensemble de l'installation par rapport à la Terre Aspect normatif : valeurs d'isolement minimum Intérêt d'un circuit de garde Influence de l'environnement Ratios de qualité de l'isolement La mesure d'isolement sous tension

LA MESURE DE CONTINUITÉLA MESURE DE CONTINUITÉ LE CONTRÔLE DES DISPOSITIFS DE PROTECTIONLE CONTRÔLE DES DISPOSITIFS DE PROTECTION (DDR, fusibles, disjoncteurs)

Le test de disjoncteurs différentiels (DDR) La mesure du courant de court-circuit

CONCLUSIONSCONCLUSIONS


L’électricité : Une énergie à bien maîtriser !L’électricité : Une énergie à bien maîtriser !

1) UNE INSTALLATION ÉLECTRIQUE MAL RÉALISÉE OU MAL CONTRÔLÉE PEUT PRÉSENTER DES RISQUES :

Électrocution des personnes

Risques d’incendie

Non disponibilité de l’énergie


L’électricité : Une énergie à bien maîtriser ! (suite)L’électricité : Une énergie à bien maîtriser ! (suite)

2) EXEMPLE DES RISQUES ENCOURUS PAR LE CORPS HUMAIN :

Effets d’un courant alternatif (15Hz à 1000Hz)


NORMES APPLICABLESNORMES APPLICABLES

AUX INSTALLATIONS ÉLECTRIQUES :


A protéger les personnes et les biens contre les défauts d’isolements

Ils offrent la même efficacité en ce qui concerne la sécurité des personnes mais diffèrent en terme de disponibilité de l’énergie et de maintenance

SCHÉMAS DE LIAISONS A LA TERRE -SLT-SCHÉMAS DE LIAISONS A LA TERRE -SLT-(ou RÉGIMES DE NEUTRE)(ou RÉGIMES DE NEUTRE)

A QUOI SERVENT-ILS ?

EN QUOI SONT-ILS DIFFÉRENTS ?


Schéma TT :Schéma TT : - Neutre du transformateur à la Terre - Liaison des Masses à la Terre

Schéma TN :Schéma TN : - Neutre du transformateur à la Terre - Liaison des Masses reliées au Neutre

Schéma IT :Schéma IT : - Neutre Impédant (ou Isolé) de la Terre - Liaison des Masses reliées à la Terre

SCHÉMAS DE LIAISONS A LA TERRE -SLT- (suite)SCHÉMAS DE LIAISONS A LA TERRE -SLT- (suite)

QUE SIGNIFIE LEUR NOM ? :

1ère lettre

2ème lettre

Liaison du Neutre du transformateur(du fournisseur d'énergie) par rapport à la Terre

Liaison des Masses de l’installation

Les 3 schémas définis dans la norme IEC 364 Les 3 schémas définis dans la norme IEC 364


Le schémaLe schéma TT EDF EDF (fournisseur d'énergie)(fournisseur d'énergie) Client privéClient privé

Obligatoire pour toutes les installations des particuliers

Coupure du 1er défaut, par le DDR, dès que :

UL = 50V (milieu sec/humide)

UL = 25V (milieu mouillé)

SCHÉMAS DE LIAISONS A LA TERRE (suite)SCHÉMAS DE LIAISONS A LA TERRE (suite)


Les schémasLes schémas TN-C TN-C etet TN-S TN-SClient privéClient privé

Installations tertiaires ou industrielles

Coupure du 1er défaut, par un dispositif contre les sur-intensités (fusibles ou disjoncteur) Un schéma TN-S en aval permet d’utiliser des DDR


Le schémaLe schéma ITClient privé (y compris Z et CPI)Client privé (y compris Z et CPI)

Installations sensibles aux coupures - industrie, - hôpitaux,…

Le 1er défaut est signalé par le CPI alarmes : - sonore - visuelle

Le 2ème défaut est coupé par un dispositif contre les sur-intensités(Disjoncteur, fusibles)


DifférentielDifférentiel Contrôler que les dispositifs de

Courant CC de protection sont compatibles avec la sécurité

QUELLES MESURES ET POURQUOI ?QUELLES MESURES ET POURQUOI ?

TerreTerre Contrôler que les courants de défauts pourront s’écouler dans la terre et que la tension de défaut ne dépassera pas, selon le cas, 50 V ou 25 V

IsolementIsolement Contrôler qu’aucun courant de fuite ne circulera dans l’installation

ContinuitéContinuité Contrôler que la résistance du conducteur de masse (PE) est faible


Barrette de Terre

0%62%100%

LN

PE

Distance minimum : 50m

(Tests de câblage du coffret)

Attention : Toujours déconnecterla barrette de terrependant la mesure !!

Piquet de terre

existant RE

Mesure de terre (méthode des 2 piquets) :

Il faut trouver RE < 100 pour permettre l'écoulement d'éventuels courants de défaut.

Isolement par rapport à la terrerelier L et N

PE

Continuité ( I = 200 mA) :

Vérifier que le conducteur PE écoule les défauts à la terre = en bon état et raccordé

La bonne mesure est :

RPE < 2

(Tests de câblage de prises)

Mais aussi :

Contrôle du bon fonctionnement des différentiels :

Contrôleur d'installations- Terre,- Impédance de boucle,- Isolement,- Continuité,- Test Disjoncteurs Différentiels- Rotation de phase- Courant, Tension, Fréquence

(C.A 6115N)

Contrôleur de Terre Analogique (C.A 6421)

Contrôleur d'installationsen mesure d'isolement

(MX 435B)

Contrôleur d'isolement(C.A 6525)

Contrôleurde Continuitéet d'isolement

(C.A 6511)

Contrôleurde disjoncteurs

Différentiels(CDA 10)

2P+T

Tressede

Masse

(Phase)

(Neutre)

(Terre)

2P+T

Exemple en HABITAT DOMESTIQUE

Isolement (mesure HORS TENSION )

Vérifier :1 - qu'aucun conducteur n'a subi de dommage mécanique2 - que tous les conducteurs sont isolés de la terre3 - qu'un appareil ne présenta pas un défaut d'isolement

Tension del'installation

Choix ducalibre

Isolementà trouver

< 50 V

de 50 à 500 V

de 500 à 1000 V

250 V

500 V

1000 V

250 k

500 k

1 M

Aspects Normatifs- Généralités : IEC/EN 61557-1- ISOLEMENT : IEC/EN 61557-2- IMPÉDANCE DE BOUCLE : IEC/EN 61557-3- CONTINUITÉ : IEC/EN 61557-4- TERRE : IEC/EN 61557-5- R.C.D (Différentiels) : IEC/EN 61557-6- ROTATION DE PHASES : IEC/EN 61557-7

Toutes ces mesures sontréalisables avec un seul et unique

Contrôleur d'installations électriques ! le C.A 6115N


La mesure de terreLa mesure de terreet de résistivitéet de résistivité


Qu’est-ce que la résistivité Qu’est-ce que la résistivité d’un terrain ?d’un terrain ?

Elle s'exprime en Ω (Ohm) fois mètre et correspond à

la résistance théoriquela résistance théorique d'un cylindre de terraind'un cylindre de terrain

de 1 m² de section et de 1 m de longueur

Elle traduit la résistance d’un terrain face à la circulation d’un courant

LA RÉSISTIVITÉ DES SOLSLA RÉSISTIVITÉ DES SOLS

Lo

ng

ueu

r =

1 m

Section = 1 m2


La résistivité des sols est

très variable suivant les

régions et la nature des

terrains

La résistivité dépend du taux d'humidité et de la température

Le gel ou la sécheresse augmente la résistivité

LA RÉSISTIVITÉ DES SOLS (suite)LA RÉSISTIVITÉ DES SOLS (suite)


Choisir quand c’est possible l’emplacement et la forme

des prises de terre et réseaux de terre, avant leur

construction

Prévoir les caractéristiques électriques des prises de

terre et réseaux de terre

Optimiser les coûts de construction des prises de terre

et réseaux de terre (gains de temps pour obtenir la

résistance de terre souhaitée)

Pourquoi mesurer la résistivité ?Pourquoi mesurer la résistivité ?



: résistivité du sol à la profondeur h = (3/4) a

R : résistance lue sur l'appareil

a : distance entre piquets

La valeur trouvée doit être la plus faible possible

Comment mesurer la résistivité ?Comment mesurer la résistivité ?


Méthode de

Wenner

ρ = 2 π a . R

Nota: La distance "a" doit être au minimum 15 fois supérieure à la profondeur d'enfoncement des piquets.


Quelle méthode utiliser suivant les cas ?Quelle méthode utiliser suivant les cas ?

Méthode des 62%Méthode des 62% Méthode en triangleMéthode en triangle Méthode variante des 62%Méthode variante des 62% Mesure de boucle Phase-PEMesure de boucle Phase-PE

Méthode variante des 62%Méthode variante des 62% Mesure de boucle Phase-PEMesure de boucle Phase-PE

Pince de terrePince de terre Méthode variante des 62%Méthode variante des 62%

LA MESURE DE TERRELA MESURE DE TERRE

Bâtiment à la campagne, avec possibilité de planter des piquets

Bâtiment en milieu urbain, sans possibilité de planter des piquets

Réseaux de terres multiples en parallèle


Quelle valeur de terre faut-il trouver ?Quelle valeur de terre faut-il trouver ?

LA MESURE DE TERRE (suite)LA MESURE DE TERRE (suite)

Aucune tension supérieure à 50 V en milieu "sec/humide" et 25 V en milieu "mouillé" ne doit apparaître sur les masses accessibles par les utilisateurs

Exemple : en milieu "mouillé" :


Méthode des 62%Méthode des 62%

Issue de nombreux essais de terrain,Issue de nombreux essais de terrain, c’est la seule méthodec’est la seule méthode

qui donne des résultats fiables !qui donne des résultats fiables !

ES = 62 % de la distance EH

ATTENTION :Dans un bâtimentneuf, toujours déconnecter la barrette de terre avant la mesure


Le piquet tension "S" doit être dans une zone neutre de référence (0 V) hors des zones d'influence des piquets "E" et "H"

Distance EH > 25 mDistance EH > 25 m

(EDF préconise 100 mètres)(EDF préconise 100 mètres)

Vérification : il faut déplacer le piquet "S" de +/- 10% en avant ou en arrière

La mesure ne doit pas varier !La mesure ne doit pas varier !

Méthode des 62% (suite)Méthode des 62% (suite)


Cette méthodeCette méthode donne des résultats donne des résultats

moins fiables quemoins fiables que la méthode des 62%la méthode des 62%

En effet, les distances entre piquets étant plus faibles, les risques de chevauchement des zones d’influence sont plus forts

Méthode en triangleMéthode en triangle


Cette méthode est identique et aussi précise que la méthode 62% La mesure est alimentée à partir du secteur un seul piquet "S" est à planter

Cette méthode donne la valeur Cette méthode donne la valeur exacte de la Terre du client (RE)exacte de la Terre du client (RE)

Méthode variante des 62 %Méthode variante des 62 %

EDFEDF Schéma TTSchéma TT

Mesures rapidesMesures rapidesMesures rapidesMesures rapides


Dans ce schéma, les terres sont fonctionnelles et non de sécurité puisque les courants de défauts se rebouclent principalement dans le neutre

On peut tout de même mesurer sélectivement chaque mise à la terre du PEN grâce à une pince de courant associée au contrôleur multifonction

La terre globale n’a pas vraiment de sens ici. La tension de défaut et La terre globale n’a pas vraiment de sens ici. La tension de défaut et l’impédance de la boucle Phase-PE sont plus intéressantesl’impédance de la boucle Phase-PE sont plus intéressantes

La terre globale n’a pas vraiment de sens ici. La tension de défaut et La terre globale n’a pas vraiment de sens ici. La tension de défaut et l’impédance de la boucle Phase-PE sont plus intéressantesl’impédance de la boucle Phase-PE sont plus intéressantes

Schéma TNSchéma TN

Méthode variante des 62 % (suite)Méthode variante des 62 % (suite)


Avant la mesure, vérifier que l’installation n'est pas en état de premier défaut non corrigé

LeLetransformateurtransformateurne doit pas êtrene doit pas êtreisolé de la terreisolé de la terre

La mesure donne la valeur exacte de la terre des masses (RLa mesure donne la valeur exacte de la terre des masses (REE))La mesure donne la valeur exacte de la terre des masses (RLa mesure donne la valeur exacte de la terre des masses (REE))

Méthode variante des 62 % (suite)Méthode variante des 62 % (suite)

Schéma ITSchéma IT


But :

Mesurer la terre rapidement en milieu urbain sans planter de piquets

La mesure inclut :

- Terre à mesurer - Terre du transfo - R interne transfo - R câbles

Soit environ laSoit environ laTerre à mesurerTerre à mesurer La mesure est une mesure par excès La mesure est une mesure par excès

(valeur réelle toujours inférieure)(valeur réelle toujours inférieure)

La mesure est une mesure par excès La mesure est une mesure par excès (valeur réelle toujours inférieure)(valeur réelle toujours inférieure)

Mesure de boucle Phase-PEMesure de boucle Phase-PE

Schéma TTSchéma TT


Schéma TN :Schéma TN : La mesure de boucle Phase-PE fournitla résistance de la boucle de défaut. Cela permet de calculer le courant de court-circuit et donc de dimensionnerles fusibles ou disjoncteurs, mais aussi de vérifier la tension de défaut

Schéma IT :Schéma IT : La mesure de boucle Phase-PE inclut

la forte impédance de mise à la terre dutransformateur. La mesure fournit donc la résistance de la boucle de 1er défautet non pas la terre. Si le transfo est isolé,la mesure est erronée.

Mesure de boucle Phase-PE (suite)Mesure de boucle Phase-PE (suite)


1) Mesurer la terre des masses (méthode 62%)

2) Mesurer la terre du neutre (méthode 62%)

3) Mesurer la résistance masses/neutre (voir schéma 4 fils ci-contre)

Couplage = influence d’une terre sur Couplage = influence d’une terre sur une autre (en cas de foudre...)une autre (en cas de foudre...)

Mesure de couplageMesure de couplage


Principe :Principe :

Z = EZ = Egénéréegénérée / / IImesurémesuré

Réseau de terres en parallèleRéseau de terres en parallèle

La résistance équivalente aux terres

en parallèle avec la terre à mesurer

est négligeable

LA PINCE DE TERRELA PINCE DE TERRE


A

B

Terre masses & neutre transfos MTBT

Continuité des boucles fond de fouille

Terre des bâtiments Faradisés

Lignes télécoms

LA PINCE DE TERRE - ApplicationsLA PINCE DE TERRE - Applications


La mesureLa mesure d’isolementd’isolement


Une baisse du niveau d’isolement signifie :Une baisse du niveau d’isolement signifie :

- Un danger potentiel d’électrocution des personnes- Un danger pour les installations et les matériels : court-circuit, incendie…

La mesure de la résistance d’isolement permet :La mesure de la résistance d’isolement permet :

- La sécurisation pour les personnes des installations et matériels électriques utilisés- La surveillance du vieillissement des machines, permettant la réduction des temps d’immobilisation

Pourquoi mesurer l'isolement ?Pourquoi mesurer l'isolement ?


ButBut : :

Vérifier qu’aucun conducteur n’a subi de dommage mécanique lors de l’installation

MéthodeMéthode : :

La mesure est faite avant la mise en service, récepteurs débranchés, sur une installation hors tension

Isolement entre conducteursIsolement entre conducteurs


ButBut : :Vérifier que tous les conducteurs sontisolés de la terre

MéthodeMéthode : :La mesure est faiteavant la mise en service, conducteurs actifs reliés, récepteurs branchés, installation hors tension

Isolement de l'ensemble de l'installationIsolement de l'ensemble de l'installation par rapport à la Terrepar rapport à la Terre


La NF C 15-100 exige les valeurs minimum ci-dessous :La NF C 15-100 exige les valeurs minimum ci-dessous :

Aspect normatif : valeurs d'isolements minimumAspect normatif : valeurs d'isolements minimum


Au-delà de 1 G, l’influence de courants parasites à la surface d’un éventuel isolant entre les deux points de mesure fausse le résultat

Un circuit de gardeUn circuit de garde permet de sortir ces courants parasites du circuit de mesure et ainsi de garantir la précision du résultat

Intérêt d'un circuit de gardeIntérêt d'un circuit de garde


L’isolement est très sensible L’isolement est très sensible aux variations de température aux variations de température et d’hygrométrieet d’hygrométrie

Il est donc important de noter les conditions de T° / %HR lors des mesures d’isolement, surtout si celles-ci sont élevéesImportant : l’isolement d’une machine tournante

est divisé par deux pour chaque augmentation de température de 10°C (et inversement)

Important : l’isolement d’une machine tournante est divisé par deux pour chaque augmentation

de température de 10°C (et inversement)

Influence de l'environnementInfluence de l'environnement

nota : %HR = pourcentage d'Humidité Relative


La mesure d’isolement sur des La mesure d’isolement sur des éléments capacitifs ou inductifséléments capacitifs ou inductifs (moteurs, longs câbles…) est(moteurs, longs câbles…) est instable car elle implique instable car elle implique 3 courants lors du test :3 courants lors du test :

Un 3Un 3èmeème courant « de fuite » courant « de fuite » constant, seul représentatif de l’isolement

Un 1Un 1erer courant « capacitif » courant « capacitif » qui s’annule dès la composante capacitive chargée

Un 2Un 2èmeème courant « d’absorption courant « d’absorption diélectrique »diélectrique » qui s’annule après le courant capacitif

Ratios de qualité d'isolementRatios de qualité d'isolement


La mesure d'un bon isolementLa mesure d'un bon isolement ((IIFUITEFUITE faible et constant)faible et constant)

sera donc perturbée au départ par les courants parasitessera donc perturbée au départ par les courants parasites la mesure va croître dans le tempsla mesure va croître dans le temps

Ratios de qualité d'isolement (suite)Ratios de qualité d'isolement (suite)


Ce cas est fréquent dans Ce cas est fréquent dans les installations IT qui ne les installations IT qui ne peuvent être interrompuespeuvent être interrompues

Ce cas est fréquent dans Ce cas est fréquent dans les installations IT qui ne les installations IT qui ne peuvent être interrompuespeuvent être interrompues

La mesure d'isolement sous tensionLa mesure d'isolement sous tension

Utilisation d'uneUtilisation d'une

"pince de fuite""pince de fuite"

Sans défaut d’isolement :Sans défaut d’isolement :

I entrant = I sortant

Mesure = 0

Avec défaut d’isolement :Avec défaut d’isolement :

I entrant = I sortant

Mesure = I fuite\


La mesureLa mesure de continuitéde continuité


La NF C 15-100 recommande de faire recommande de faire la mesure avec unla mesure avec uncourant de 200 mA sous une tension à vide sous une tension à vide de 4 à 24Vde 4 à 24V

Le but est de vérifier la Le but est de vérifier la résistance du conducteur résistance du conducteur de masses (PE) qui écoule de masses (PE) qui écoule les défauts à la terre.les défauts à la terre.

La mesure de continuitéLa mesure de continuité


Le contrôle desLe contrôle desdispositifs de protection dispositifs de protection

(DDR, fusibles, disjoncteurs)(DDR, fusibles, disjoncteurs)


Le test de Disjoncteurs Différentiels (DDR)Le test de Disjoncteurs Différentiels (DDR)


Mesures possibles :Mesures possibles :

Tension de défaut :Tension de défaut : essai avecessai avec I <50%50% Idn de la résistancede la résistance

de boucle et de la tension de défautde boucle et de la tension de défaut ( UF = Rboucle x Idn )

Non déclenchement à 50% INon déclenchement à 50% Idndn : :

essai avec courantessai avec courant constant égal àconstant égal à 50%50% Idn

Temps de déclenchement :Temps de déclenchement :

essai avec courant constantessai avec courant constant égalégal àà Idn, 2 x Idn ouou 5 x Idn

Courant de déclenchement :Courant de déclenchement :

essai avec rampe de courantessai avec rampe de courant allant de 50%allant de 50% Idn jusqu’àjusqu’à In > Idn

Le test de Disjoncteurs Différentiels (suite)Le test de Disjoncteurs Différentiels (suite)


En schéma TN,En schéma TN, sauf présence de DDR,sauf présence de DDR, la protection est la protection est assurée par des assurée par des dispositifs contre dispositifs contre les sur-intensitésles sur-intensités (fusibles, disjoncteurs)(fusibles, disjoncteurs)

dès le 1er défautdès le 1er défaut

Schéma TNSchéma TN

La mesure du courant de court-circuitLa mesure du courant de court-circuit


Dans ce schéma, la protection est assurée par des dispositifs contre les sur-intensités (fusibles, disjoncteurs)

dès le 2ème défaut

Dans la formule ci-dessous, il faut venir remplacer

U U phase-neutrephase-neutre par UU phase-phase phase-phase

si le neutre n’est pas distribué

Schéma ITSchéma IT

La mesure du courant de court-circuit (suite)La mesure du courant de court-circuit (suite)


Les mesures nécessaires pour garantir cette Les mesures nécessaires pour garantir cette sécurité sont simples à mettre en œuvre…sécurité sont simples à mettre en œuvre…

CONCLUSIONCONCLUSION

La sécurité des personnesLa sécurité des personnesest trop importante est trop importante pour être négligée !pour être négligée !

La sécurité des personnesLa sécurité des personnesest trop importante est trop importante pour être négligée !pour être négligée !

Utilisez des appareils "métrologiques", Utilisez des appareils "métrologiques", respectantrespectant en tous points les normes en vigueur.en tous points les normes en vigueur.

sécurité électrique & mesures associées – presentation du 24/03/05 – page 1 reproduction...

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