Installations électriques Industrielles

7/28/2019 Installations électriques Industrielles

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Protection des installations

Les risques électriques peuvent se classer en quatre

catégories :Le défaut d’isolement (l’électrocution)

L’onde de choc extérieur ( surtension)

Le court-circuit (échauffement excessif, effort

mécaniques très élevées)Surcharge ( contrainte sur les câbles l’appareillage…)

4Protection des installations - ABDELLAHBOULAL



Effets du courant sur le corps humain

• Zone 1 : Courant non perceptible

• Zone 2 : Sensation de plus en plusdésagréable

• Zone 3 : Risque de tétanisation

empêchant de lâcher l'élémentconducteur

• Zone 4 : Risque d'arrêt cardiaque




Effet selon la nature du courant• Courant alternatif :

Arrêt du cœur

Fibrillation cardiaque

Paralysie respiratoire

Contraction musculaire

Seuil de perception

Fibrillation cardiaque

Contraction musculaire

Seuil de perception

• Courant continu :




Influence de l'impédance du corpshumain

• On peut admettre les valeurs suivantes sous 230 V : – 1700 environ avec une peau sèche,

– 850 environ lorsque la peau est mouillée.




Effets thermiques - Brûlures

8

60% des accidents, touchant principalement lesmains et la face.

Brûlures par arc et/ou projection de matière en fusion.

Ayant pour origine un court-circuit

Brûlures électrothermique. Passage du courant dans le corps : Effet Joule = RI²t

Prévention : DPCC (fusible ou disjoncteur), EPI, outillage de sécurité, ECS, Travail hors tension, éloignement, isolation, obstacle.

Protection des installations - ABDELLAHBOULAL



Classification en fonction de la tension

en courant

alternatif

en courant

continu lissé

domaine BTA

domaine BTB

domaine HTA

domaine HTB

Basse tension

Haute tension

Valeur de la tension nominaleUn exprimée en volts

Très basse tension (domaine TBT)

Domaines de tension

500Un50 ££

1 2 0U n £

750Un120 ££

1000Un500 ££ 1500Un750 ££

50000Un1000 ££ 75000Un1500 ££

50000Un ³ 7 5 0 0 0³U n

50Un£




Temps limite pour la coupure du courant en cas de défaut demasse

Protection des installations - ABDELLAHBOULAL10



Contact Direct / Contact Indirect

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Contacts directs : contact avec une partie active soustension. Protections conséquentes :

Éloignement Isolation Obstacle, avec un degré de protection IP 2x à minima en BT

Contacts indirects : contact avec une massemétallique mise accidentellement sous tension(défaut d'isolement). Protections conséquentes :

Mise hors tension automatique du circuit en défaut par la miseen œuvre satisfaisante des schémas de liaison à la terre (SLT)

Utilisation de matériel de classe II Utilisation de la TBTS Surveillance des installations




Exemple de contact indirect

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Alimentation

moteur

Alimentation

moteur

1 2

Défaut entre phaseet carcasse

métallique du lave-linge

Mise à la terre decarcasse métallique

du lave-linge

Pourquoi l'individu en situation 1 n'est-il pas parcouru par du courant ?




Objectif des schémas de liaison à laterre

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Définis par les normes CEI 60364 et NF C 15-100article 411.

Le danger pour les personnes est la soumission à

une différence de potentiel supérieure à latension limite de sécurité UL, définie aujourd'hui à50 Volt (article 411.1).

Protection des personnes contre les contactsindirects (masse métallique miseaccidentellement sous tension) par la mise horstension automatique du circuit si la tension decontact (U

C) est supérieure à la tension limite de

sécurité (UL).Protection des installations - ABDELLAHBOULAL



Schémas des Liaisons à la Terre(SLT) Définitions

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La 1ere lettre caractérise la source : T -> un point du transformateur (le neutre) est relié à la

terre locale. I -> le point neutre du transformateur est isolé (ou

impédant) de la terre locale.

La 2nde lettre caractérise les masses de l'installation : T -> les masses de l'installation sont reliées à une terre

locale distincte. N -> les masses de l'installation sont reliées à la terre du

neutre de la source.

La 3eme lettre caractérise le conducteur de protectionen TN : C -> confondu avec le conducteur de neutre (PEN). S -> séparé du conducteur de neutre.Protection des installations - ABDELLAH

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Mise en œuvre du schéma TT

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Défaut d’isolement => courant de défaut entre phase et terre La valeur du courant de défaut dépend principalement de la valeur des

impédances des prises de terre R A et RB, l'impédance de la source et deslignes étant négligeable :

PE

3P+N

RB R A

√ Déclenchementpar DDR :

B A

0

dRR

UI

B A

A

0dRR

RUU

A

L

RUnI £




Courant Résiduel Nominal

Protection des installations - ABDELLAHBOULAL16



Mise en œuvre du schéma TN

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Déclenchement par DPCC :

Im < Id Ik3 > Id

PE

3P+N

√ Défaut d’isolement équivalent à un court circuit phase / neutre • La valeur du courant de défaut dépend principalement de la longueur de

ligne et de la section des câbles :

PE

PH

PH0

Défaut

S

S1L

SU8,0

I




Mise en œuvre du schéma IT

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1er défaut d’isolement sans danger : Id nul, ou de l’ordre de quelques dizaines de mA si

impédance présente, Ud très inférieur à UL.

signalisation par le CPI et recherche immédiatedu défaut.

3

2

1

NPE

CPIZ




Mise en œuvre du schéma IT

19

2eme défaut d’isolement => court circuit phase / neutreou entre phases : Id et Ud équivalent au schéma TN (ou à 3 près).

3

2

1

N

PE

CPI√ Déclenchement

par DPCC :• Im < Id• Ik3 > Id

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(SLT)Synthèse

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Tous les régimes assurent la sécurité des personnes defaçon équivalente : Régime TT : neutre à la terre, carcasses métalliques à une

terre locale. clients BT (contrats bleu et jaune)

mise hors tension automatique au premier défaut par dispositif différentiel

Régime TN : neutre à la terre, carcasses métalliques à la terredu neutre. sites industriels ou tertiaires mise hors tension automatique au premier défaut par DPCC

Régime IT : neutre impédant ou isolé, carcasses métalliques àla terre. sites industriels critiques

signalisation du premier défaut par CPI sans coupure de l'alimentation mise hors tension automatique au deuxième défaut par DPCC ou


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Le court circuit


BOULAL21

Pour la protection côté BT des transformateurs HT/BT,le choix des disjoncteurs doit fondamentalement tenir compte :

– du courant nominal du transformateur protégé, côté

BT, dont dépendent la taille du disjoncteur et leréglage des protections. – du courant maximum de court-circuit au pointd’installation, qui détermine le pouvoir de coupure

minimum que doit posséder l’appareil de

protection.



Le court circuit


BOULAL22

Le courant assigné du transformateur,côté BT, est déterminé par l’expression :

• Le courant de court-circuit triphasé àpleine tension, immédiatement aux bornesde BT du transformateur, peut être exprimé

par:

22

0

m ax3

T T

K

X R

U I



Détermination du courant de cc


BOULAL23

D’après le Doc Technique hager




BOULAL24



Choix du disjoncteur


BOULAL25



Choix du disjoncteur


BOULAL26

Le temps de coupure du dispositif de protection ne doit pas êtresupérieur au temps portant la température des conducteurs à la

limite admissiblet = durée en seconde (t max < 5s)S = section en mm2K = coefficient en fonction de l’isolant et de la nature du conducteur

K I

S k t



Etude et dimensionnement d’une Installation BT industrielle

Éléments de conception

Données requisesDétermination de la section des conducteurs

Coefficients d’évaluation de la puissance

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Éléments de conception

Les éléments de conception concernent lesaspects suivants:

Choix des câbles, de leurs modes de pose et deleurs sections.

Dimensionnement des protections et des régimesde neutre adoptés. Dimensionnement de la compensation de

l’énergie réactive.

Choix du transformateur et des jeux de barres. Accessoires, Surdimensionnement : coûts très élevés. Sous dimensionnement : pertes excessives et

mauvaise qualité de service28


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