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Partie A: schéma TTSchémas des liaisons à la terre:Partie B:Le schéma TNRAPPEL: Les schémas de liaison à la terre B.T sont repérés par deux lettres :La première lettre indique la nature du raccordement du neutre de la source dudistributeur d’énergie par rapport à la terre : T si le neutre est mis à la terre ou Isi le neutre est isolé ou mis à la terre à travers une impédance.La deuxième lettre indique la nature du raccordement des masses des appareilsd’utilisation : T si les masses sont interconnectées et mises à la terre, N si lesmasses sont interconnectées et mises au neutre.Marc Sanchez – Lycées Paul MATHOU – 2013-2014

Le « schéma TN » se décline soustrois formes:S.L.T: Schéma TN1) Le S.L.T TN-CLe schéma TN – C : Les conducteursNeutre et le PE sont « confondus(C) » pour n’en former qu’un seulrepéré PEN.AQ1aBL1bCL2cL3nTN -CPENMasse métalliqueTerre du neutrePERANL1L2L3Tri N PEL’emploi de D.D.R est interdit en TNC.Marc Sanchez – Lycées Paul MATHOU – 2013-2014Q3PENQ2PENLe PEN ne doit jamais être nisectionné ni coupé : En TN-C, unesection minimale de 10mm² (cuivre)ou 16mm² (aluminium) enconducteur rigide est obligatoirepour conférer au PEN une résistancemécanique importante ainsi qu’unetenue satisfaisante au courant decourt-circuit qui apparait en cas dedéfaut franc : Rd 0.TR1PEL1Tri PEL2L3

S.L.T: Schéma TNLe défaut d’isolementLors d’un défaut de la machine ou del’installation, ici entre phase 2 etmasse, le courant Id prend une valeurtrès élevée dans la boucle : TR1 – L2 –PEN – TR1 : le défaut d’isolement enrégime TN se traduit par un courtcircuit car l’impédance de la boucleest faible car uniquement composéede conducteurs.Boucle de défautATR1Q1aBL1bCL2cL3nPENIdTN -CQ2PENProblème : la valeur prise par Iddépend de l’impédance (Z) de laboucle de défaut, donc de R et de Xqui sont liés à: La longueur des conducteurs. La section des conducteurs. Réactance des conducteurs, dutransformateur et du réseau amont.PERAMarc Sanchez – Lycées Paul MATHOU – 2013-2014NL1L2L3

Calcul de la résistance dela boucle de défautS.L.T: Schéma TNACas N 1: méthode simplifiéeBoucle résistive qui ne prend encompte que les résistances desdifférents conducteurs mis en jeu : lecircuit en défaut est éloigné de lasource (circuits terminaux).0,8 V SPh(1 m) Imagnét .Lien1 pour démonstrationCorrectionBbCL2AcnUAPENBIdBIdTN -CRphlmax aRPENMéthode : on vérifie que la longueurlmax posée est inférieure à cellecalculée en appliquant la loi d’ohm auxpoints de connexions du circuit et ennégligeant la réactance desconducteurs devant leur résistance :TR1PENRAV : tension simple en (V).S : section des conducteurs en (mm²).m : rapport des sections (sans unité).lmax : longueur maximale du PEN ou de la phase en (m).r:résistivité du cuivre 22,5 x 10-3Ω.mm².m-1Imagnét. :courant de fonctionnement du déclencheur magnétique dudisjoncteur (A).Marc Sanchez – Lycées Paul MATHOU – 2013-2014L1L2L3

S.L.T: Schéma TNCalcul de la tension decontact UcaBbCIdAcnL2RPEN0,8 V m1 mIdBLien2 pour démonstrationCorrectionRAMarc Sanchez – Lycées Paul MATHOU – 2013-2014UABPETN -CUcUc TR1RphLa tension de contact Uc à laquelle estsoumis l’utilisateur apparait entremasse et terre et par conséquent auxbornes du conducteur PEN. Elle estdonnée par la loi d’ohm :Uc RPEN x IdIl est préférable de l’exprimer enfonction de la tension et des sectionsde conducteurs.A

S.L.T: Schéma TNApplication numériqueVérifier que la longueur maximale duconducteur WD4 correspond à lavaleur préconisée par le progicielECODIAL: r 23,7 mΩ.mm².m-1S.L.TSection - cuivre3P 3 pôles3d 3 pôlesprotégésMarc Sanchez – Lycées Paul MATHOU – 2013-2014

S.L.T: Schéma TNCas N 2 : Méthode desimpédancesQ1aBCXPhR PhIdbcnFig.1BouclededéfautRPENNX MasseZ R XZPhQ1aCDéfautL2 d’isolement surun équipement ouune installationTerreRAAL’impédance des conducteursRappel : Les conducteurs ont unecomposante « résistive R» à laquellevient s’ajouter une« réactance inductive X L »lorsqu’ils sont alimentés enalternatif ( 2πf): la sommevectorielle R X forme l’impédance Zqui règle la valeur du courant et dudéphasage.TR1UcAL2 Défaut d’isolementsur un équipementou une installationPEMasseUcMéthode qui prend en compte toutesles impédances (réseau,conducteurs etc.) de la boucle dedéfaut : on utilise cette méthodelorsque l’on désire une bonneprécision du courant de défaut et/oulorsque le défaut se trouve proche dela source. Les progiciels de calculd’installation (ECODIAL) utilisent cetteméthode de calcul en appliquant lesrelations d’électrotechnique contenuesdans l’UTE C 15-500.RéactanceTerreId VZBoucleLoi d’ohm applicable à tous les circuits: U ZIMarc Sanchez – Lycées Paul MATHOU – 2013-2014

S.L.T: Schéma TNMéthode des impédances: Application corrigéV20etZBoucle R ² X ² Ief ZboucleetR R PH R PEN X X PH X PEN800kVA2x300m² négligés – 5mLors d’un défaut d’isolement ou d’un court-circuit1 le schéma équivalent est le suivant :Zr négligéeZWD0 .ZWD0RWD0XWD0ZWD4RWD4XWD4récepteurDonnées du problème: CT 158 résistivité : r 23 mΩ.mm²/m Réactance linéique: X 0,08 mΩ/m On négligera l’impédance du réseauHTA et celle des 5 mètres de 300mm².Calculer les éléments du modèle: RT du transformateur: ZT du transformateur: XT du transformateur: RPh RPEN XPh XPEN Ief Ph 25mm² - 150m

Détermination de lasection du conducteurWD4S.L.T: Schéma TNIz: courant admissibleLe progiciel Ecodial (et les autres)utilisent un repérage universel desgrandeurs électriques qui entrent en jeulors du dimensionnement du matériel:disjoncteur, canalisation etc.Ik : Valeur du courant decourt-circuit au niveau du jeude barres3 triphasé 1 monophaséIef : courant de défautVérifier, en suivant la procédure de choixpréconisée par Schneider Electric, quevous obtenez un conducteur WD4 desection identique à l’exemple ci-contre.Données du problème:WD4 est un câble multiconducteurs PRposé sur un chemin de câbles perforé avec3 autres circuits qui forment une seulecouche sous une température ambiantede 30 C max. Le neutre n’est pas chargéet la chute de tension admissible auxbornes du câble est de 5% .Ressources: cliquez sur le lienPages: K38, K39,K44Ib : courant d’emploi ΔU: somme deschutes de tensionsgénérées par lesconducteursValeurs descourants de défautau niveau durécepteur

Fiche de guidance: choix de lasection du conducteur WD4S.L.T: Schéma TN1) Le point de départ est IB qui est lecourant réel de circulation.IB S40000 57,7A3 U3 400Je choisis In IB2) On choisit ensuite In qui correspondau calibre de l’appareil de protection ducircuit, et par conséquent, au courantadmissible dans ce circuit.Je calcule IBATTENTION: si le disjoncteur est réglable,il faut considérer In Ir (réglage longretard).3) On détermine les coefficients K1.et oncalcule K.Pour un disjoncteur Iz In4) On calcule le courant I’z .5) On choisit la section du conducteur.6) On vérifie la valeur de la chute detension en ligne.7) On adapte la valeur de la section si ΔU 5%Je choisis K1, K2 et jecalcule KJe calcule le courantadmissible corrigé

Choix effectué par leprogiciel ECODIALLa fiche ci-contre montre les choixeffectués par ECODIAL à partir desdonnées contenues dans la diapo N 8.Seul K2 est de 1: K2 0,77.Avec k K1xK2xK3xKnxKs 0,77Et I’z Iz/K 63/0,77 81,8 ALa section du conducteur liée aucourant Iz’ 81,8 A est S 16mm².S.L.T: Schéma TNLettre desélectionFixe Kn ΔU3 5%ΔUWD4 3,2% (L 100m) et 4,8%(L 150m). ΔU3 ΔUWD0 ΔUWD4 5%tolérés, par conséquent, il faut choisirla section supérieure: S 25mm².la réduction à S 16 mm² du PENrespecte la partie 424 de la NF C 15100: la charge est équilibrée etTHDI 15%.Note: La section du PEN n’est pas engénéral inférieure à la moitié desconducteur phase.K1ConducteursenterrésK3KnK2KSphSPEN

Contrainte thermiquemaximale des conducteursLes conducteurs en cuivre ou enaluminium peuvent supporter unecontrainte thermique maximale i²t quel’on peut superposer aux courbes dedéclenchement des disjoncteurs.On observe dans le cas présent queQA4 qui assure la protection duconducteur WD4 coupera bien avant lacontrainte thermique admissible. Enaucun cas la caractéristique del’appareil de protection ne coupe celledes conducteurs qu’il protège.S.L.T: Schéma TNConducteur WD4(ph)A: 6457A, 0,307SUn point quelconque pris sur la courbed’un conducteur, représente la valeuri²t maximale admissible par leconducteur et satisfait à la loi suivante:S i² t6457² 0,307 25mm²k143La relation fonctionne pour t 5sK

S.L.T: Schéma TN2) Le S.L.T TN-STR1AQ1aL1BbCL2cL3nNPENNPETN -SPEEn schéma TN –S : deux conducteursdistincts PE et N partent dutransformateur vers l’installationsuivant le schéma ci-dessous.Ce schéma est utilisé lorsque la sectiondes conducteurs est 10mm².D.D.R ou courbe Butilisés pour les lignesde grande longueurQ3Q2Lors de l’apparition d’un défautd’isolement, la boucle est là aussiparcourue par un courant de courtcircuit.PEL1L2L3TR1NL1L2L3Tetrapolaire coûtplus élevéQ1aBPETri N PETri N PEA3) Le S.L.T TN-C-SNbCcnPENNPETN-C-SPENEn schéma TN-C-S : Les deux schémasprécédents se trouvent réunis dansune même installation à la conditionque le schéma TN-C précède le TN-S.Q2PENL1L2L3Q4PENL1L2Tri N PETri N PETN-CTN-SMarc Sanchez – Lycées Paul MATHOU – 2013-2014L3

Choix du disjoncteur dedistribution QA0 (Voir lienNT12H1)S.L.T: Schéma TNNT 12H1Le courant Ib vaut:S800 103IB 1155A3 U3 400QA0 doit posséder un PdC ICC (Ik) généré parle transformateur: IK transfo 3 Le tableau donne Icc Ik 18,29kA et la valeurIk3M sur le jeu de barres donnée par Ecodial:18,4kA: dans un premier temps, on négligel’impédance des 5 m de conducteurs entre le TR3 et le jeu de barres.In 1250A (courant assigné) Le déclencheur long retard (thermique) est régléà la valeur Ir telle que:Ib 1155A Ir 1188A Iz 1220A tr(s) : temporisation du LR Isd: Le déclencheur court retard ( magnétique)est réglé à: 10xIr 11875A Isd Ikm et l’i²t de WD0 ne coupe pas le graphede QA0. tsd(s): temporisation du CR qui est utile pourassurer une sélectivité chronométrique avec unappareil aval.li: déclencheur instantané réglé à 15000Ati(s): temporisation instantanéMarc Sanchez – Lycées Paul MATHOU – 2013-20140,95x In10x Irinstantané

Schémas des liaisons à la terre: Partie B:Le schéma TN RAPPEL: Les schémas de liaison à la terre B.T sont repérés par deux lettres : La première lettre indique la nature du raccordement du neutre de la source du distriuteur d'énergie par rapport à la terre : T si le neutre est mis à la terre ou I si le neutre est isolé ou mis à la terre à travers une impédance.