Sciences de lIngénieur La sécurité…
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Sciences l’Ingénieur de 1 La sécurité… Sécurité des personnes. Appréciation des risques électriques et mécaniques. des biens et des personnes
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1 La sécurité…
Sécurité des personnes.
Appréciation des risques électriques et mécaniques.
des biens et des personnes
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2 Les accidents du travail
Le risque électrique présente une courbe de décroissance des accidents
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3 Les triangles de sévérité
Le risque électrique…
Un
risque
grave
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4 Les facteurs de risques
D’ordre comportemental…
L’ignorance.
La négligence.
Le comportement.
D’ordre technique…
L’environnement.
Le niveau de dangerosité de la tension.
Le temps de contact.
Résistance du corps humain Courbe du
risque électrique
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5 Résistance du corps humain.
Variation de la résistance du corps humain en fonction de la tension de contact et de l’état de la peau
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6 Effets du courant… en alternatif.
Électrisation
Électrocution
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7 Effets du courant… en continu.
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8 Courbe du Risque Électrique
30 mA
ms
0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000
mA
10
20
50
100
200
500
1000
2000
5000
10000
Durée de passage du courant
Zone de perception et de sensation non dangereuse du
passage du courant
Zone mortelle avec arrêt du cœur, arrêt
respiratoire, brûlures.
Zone de contraction musculaire et de difficulté respiratoire
La durée limite de l’intensité I du courant
pouvant traverser le corps sans danger et qui
est admise par les spécialistes est de
30 mA
Pour une fréquence de 15 à 100hz
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9 La problématique.
Comment réaliser la sécurité des personnes ?
Phase Neutre Terre
Cas du contact entre une personne et les parties actives
(phase ou neutre) des matériels sous tension.
Par isolation des parties actives.
Par des obstacles ou des coffrets [IP]
Par la mise hors de portée ou l’éloignement.
Par l’utilisation de la Très Basse Tension de Sécurité.
Par Disjoncteur Différentiel Résiduel (DDR)
Contacts directs
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10 Indices de protection [IP]
Exemple
Cas d’un coffret
IP55
1er chiffre
Protection contre les corps solides
Coffret protégé contre les poussières et contre les contacts accidentels.
2ème chiffre
Protection contre les liquides
Coffret protégé contre les projections d’eau dans toutes les directions.
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11 Domaines de tension… dans un local sec.
TBT mAIdVId 5,12soit
400050
BTA mAIdVId 5,57soit
4000230
Dans un local sec, la tension limite est :
UL=50V
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12 La Très Basse Tension…
Les limites de tension sont divisées par 2.
dans un local humide.
dans un local mouillé.
TBT en courant alternatif 25 Volts maxi
Les limites de tension sont divisées par 4.
TBT en courant alternatif 12 Volts maxi
TBT mAIdVId 5,25soit
200050
TBT mAIdVId 1,57soit
87550
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13 La problématique.
Comment réaliser la sécurité des personnes ?
Cas du contact entre une personne et des masses mises
accidentellement sous tension.
Par coupure automatique de l’alimentation.
Sans coupure automatique…
Emploi de matériel de classe II.
Contacts indirects
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14 La Protection Différentielle
Pourquoi faire ?
De quels types de risques ? De l’électrisation ou de l’électrocution.
Pour protéger les personnes
Sur quoi agir ? En contrôlant le courant dans l’organisme et le temps de contact
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15 La Protection Différentielle
Que se passe-t-il lorsqu’une personne touche un appareil avec un défaut d’isolement ?
Il existe une boucle de défaut qui canalise le courant de défaut. Elle est constituée…
1. De l’alimentation électrique depuis le transformateur depuis le distributeur d’électricité dont le neutre est mis à la terre.
2. Du matériel électrique présentant un défaut d’isolement.
3. De la personne et du réseau de terre.
Électrisation puis électrocution de la
personne
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16 La Protection Différentielle
Canaliser
le courant de défaut…
Mise à la Terre des équipements.
Interrompre
l’alimentation électrique…
Le disjoncteur Différentiel Résiduel.
Le couple
« Mise à la Terre » « Protection différentielle »
est une obligation
et doit être
de bonne qualité
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17 La prise de terre
"Corps conducteur enterré,ou
ensemble de corps conducteurs
enterrés et interconnectés assurant
une liaison électrique avec la terre"
Décret N° 88-1056
qu’est ce donc ?
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18 Terre Masse
LA TERRE
LA MASSE
Il y a…
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19 Réalisation pratique…
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Régime de Distribution T T
MT : 20kV entre phases
Transformateur
Moyenne Tension/Basse Tension
BT : 230V entre
phase et neutre
Phase
ph1
ph2
ph3
Neutre
Terre Terre
C’est le régime TT
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21 Régime T T [1]
Première lettre : Situation du neutre par
rapport à la terre
T Liaison directe du neutre à la
terre
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22 Régime T T [2]
Deuxième lettre : Situation des masses de
l’installation
T Interconnexion des masses et liaison
à une prise de terre distincte
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23 Interconnexions des masses
Partie conductrice d’un matériel
susceptible d’être touché et
qui n’est pas normalement sous
tension mais peut le devenir en cas
de défaut d’isolement des parties
actives de ce matériel
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Le Disjoncteur Différentiel
Résiduel (DDR)
Terre régime TT
NEUTRE
PHASE
Terre
IPhase
INeutre
ITerre
IPhase INeutre ITerre + + = 0
Le Fonctionnement
Le différentiel mesurant la somme des courants des
conducteurs actifs (Phase + Neutre ) détermine donc
indirectement la valeur du courant de fuite de la
terre
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25 Structure interne Relais électromagnétique
Tore de détection
Contacts à ouverture
Interface standard
Un disjoncteur différentiel est constitué de trois parties principales…
1. Le tore en matériau ferromagnétique sert à détecter, capter l’énergie et conditionner le courant de défaut.
2. Une interface éventuelle qui traite l’image du courant de défaut.
3. Un relais électromagnétique assure le déclenchement et donc l’ouverture des contacts de coupure du réseau.
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26 Principe de Fonctionnement
Les courants Iphase et Ineutre génèrent des flux magnétiques F dans le tore.
F = K . I
En fonctionnement normal, sans défaut, la somme des courants étant nulle… la somme des flux est nulle.
Avec défaut, il se crée un déséquilibre des courants, le flux résultant n’est pas nul. IL génère une tension E sur l’enroulement de détection.
Iphase = Ineutre Iphase Ineutre
E = 0 E 0
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27 Schéma Électrique [1]
U
Rtb
Masse
Récepteur
Rc
Régime T T
Rta
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28 Schéma Électrique [2]
Rc
Régime T T
Rd
Rtb
Récepteur
Masse
U
Rta
Rd : résistance de défaut
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29 Schéma Électrique [bilan]
Rc
Rd
Rtb
Masse
Uc
Uc : tension de contact
Rta
U
Récepteur
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Rc
Rd
Rtb
Uc
Rta
U
Récepteur
Tension de contact Uc
U
Rd
Rc Rtb
Rta 230V
20
20
10
1500 Uc
Id Ic On trouve…
Uc = 91,25 V
Id = 4,625 A
Ic = 60,8 mA
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31 Temps d’ouverture Td
Disjoncteur différentiel de 30 mA
In’ = 30 mA
30 mA
ms
0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000
mA
10
20
50
100
200
500
1000
2000
5000
10000
Durée de passage du courant
Ic = 60,8 mA
Td = 40 ms
Le petit chat va bien…..
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32 A retenir…
Première règle. Toutes les masses des matériels protégées par un même dispositif de
protection doivent être interconnectées et reliées par un conducteur de protection électrique (PE) à une même prise de terre.
Deuxième règle. La condition de protection doit satisfaire à la relation :
RA x Ia UL
Avec… RA, résistance de la prise de terre (en )
Ia, courant de fonctionnement du dispositif de protection (en A)
UL, tension de contact (en V) (50V, 25V ou 12V selon les locaux)
Troisième règle. La protection sera assurée par un dispositif à courant différentiel résiduel
(DDR). Dans ce cas, le courant Ia sera égal au courant différentiel résiduel. La sensibilité du disjonction ou interrupteur différentiel est indiquée par le symbole In.
Règles de protection en régime TT
50V1600
25V 800
12V 400
In=30mA
50V100
25V 50
12V 25
In=500mA
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33 Les produits
Type AC.
Type A.
Type Hpi.
Les disjoncteurs différentiels résiduels...
Détectent les courants résiduels alternatifs.
Utilisés pour les applications courantes.
Détectent aussi les courants résiduels continus. Utilisés chaque fois que les courants de défaut ne sont pas sinusoïdaux (cuisinière ou plaque de cuisson, lave linge).
Comportent une immunisation complémentaire aux déclenchements intempestifs.
Exemple : perte d’information préjudiciable : comme les lignes
d’alimentation de matériel informatique, perte d’exploitation préjudiciable (machines automatisées, instrumentation
médicale, ligne congélateur…)
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Courbes de fonctionnement.
