LES SCHEMAS DE LIAISONS A LA TERRE

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LES SCHEMAS DE LIAISONS A LA TERRE

• Comportement d'une installation face aux
  perturbations électromagnétiques basses
  fréquences (harmoniques) selon son schéma de
  liaison à la terre

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Objectif et propriétés des schémas de liaison à
la terre

• Protection des personnes contre les contacts
  indirects (masse métallique mise accidentellement
  sous tension) par la mise hors tension
  automatique du circuit si la tension de contact
  (UC) est supérieure à la tension limite de
  sécurité (UL)
• Définis par les normes CEI 60364 et NFC 15.100
  (France)
• Chaque schéma a un comportement différent face
  aux perturbations électromagnétiques

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Schémas des Liaisons à la Terre (SLT) Définitions
et rappels

• La 1ere lettre caractérise la source
• T -gt un point du transformateur (le neutre) est
  relié à la terre locale.
• I -gt le point neutre du transformateur est isolé
  (ou impédant) de la terre locale.
• La 2nde lettre caractérise les masses
• T -gt les masses des équipements sont reliées à
  une terre locale.
• N -gt les masses des équipements sont reliées a la
  terre du neutre de la source.
• La 3eme lettre caractérise le conducteur de
  protection en TN
• C -gt confondu avec le conducteur de neutre.
• S -gt séparé du conducteur de neutre.

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Schéma TT terminologie
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Mise en œuvre du schéma TT
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Schéma TN terminologie
Neutre à la terre et ...
Neutre du transformateur relié à la terre
Masse des équipements reliée au neutre
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Mise en œuvre du schéma TN
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Schéma IT terminologie
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Mise en œuvre du schéma IT
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Mise en œuvre du schéma IT
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Schémas des Liaisons à la Terre (SLT)Synthèse

• Tous les régimes assurent la sécurité des
  personnes de façon équivalente
• Régime TT neutre à la terre, carcasses
  métalliques à une terre locale.
• clients BT, lieux destinés au public
• mise hors tension automatique au premier défaut
  par dispositif différentiel
• Régime TN neutre à la terre, carcasses
  métalliques à la terre du neutre.
• sites industriels
• mise hors tension automatique au premier défaut
  par DPCC
• Régime IT neutre impédant ou isolé, carcasses
  métalliques à la terre.
• sites industriels critiques
• signalisation du premier défaut par CPI sans
  coupure de l'alimentation
• mise hors tension automatique au deuxième défaut
  par DPCC

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Harmoniques et SLT

• Pour comprendre le comportement d'une
  installation face aux perturbations harmoniques
  selon son schéma de liaison à la terre, deux
  notions sont nécessaires
• la notion de courants de mode commun
• l'identification des trajets de circulation
  possible pour les courants harmoniques

• Deux cas principaux seront alors à envisager
• La circulation due à un "couplage" dit par
  impédance commune
• La circulation due à un "couplage" dit capacitif

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Courants de mode commun
Définition ce sont les courants circulant sur
une distribution qui, entrant sur un équipement,
en ressortent par la liaison équipotentielle
terre masses métalliques
Exemple 1 équipements électroniques communicants
Exemple 2 Filtres immunité radio-fréquence en
amont des variateurs de vitesse en monophasé et
neutre à la terre
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Couplage par impédance commune
Il apparaît donc une différence de potentiel UAB
ZAB . In
Ordre de grandeur numérique LAB 50 m ZAB ?
50 mW. Si In vaut 100 A, il apparaît entre A et
B une tension UAB de 5 V, le long d'une liaison
censée être une équipotentielle
Pour les deux équipements, communicant par
exemple en liaison analogique 0-10V, il y a donc
un écart de 5V entre la référence de potentiel
supposée identique du premier et du second
équipement il y a quasi-certitude d'erreur de
communication
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Couplage capacitif
On peut également être amené à devoir prendre en
compte des capacités dites parasites
constitutives des équipements
Rappel impédance d'une capacité Zc 1/2.p.f.C
soit environ 2000 W pour 500 m de ligne à 150 Hz
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Cas du schéma TNC
Comme il apparaît dans l'exemple 1 analysé
ci-dessus

• Les courants harmoniques de rang 3 et multiples
  s'additionnent en amplitude dans le conducteur de
  neutre confondu avec le conducteur de protection
  (PEN).
• Ces courants (couplage par impédance commune)
  sont la cause d'apparition de tensions le long ce
  conducteur avec pour effets
• perte d'équipotentialité des masses métalliques
• risques élevés d'erreur de transfert
  d'information sur les liaisons analogiques petit
  signal

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Cas du schéma TNS

• La tension neutre/terre qui résulte de cette
  situation est souvent considérée comme
  inadmissible par les équipementiers pour le bon
  fonctionnement des équipements informatiques
  raccordés à l'alimentation

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Cas du schéma IT

• Diminution du niveau global d'isolement de
  l'installation par couplage capacitif favorisant
  la circulation des courants harmoniques vers la
  terre
• Signalisation de situation de défaut erronée par
  les relais homopolaires
• Courants de fuite, pas nécessairement détectés
  par le CPI comme n'étant pas des courants de
  défaut, et pouvant laisser croire à une situation
  de premier défaut sur une installation
• Disjonctions différentielles intempestives sur
  les départs prises de courant inférieurs à 32 A
  du fait de courants de fuite au travers des
  capacités parasites constitutives des équipements

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Pour tous les schémas

• Les courants de fuite dus aux filtres placés en
  amont des équipement numériques ou aux capacités
  parasites des divers équipements (1
  micro-ordinateur quelques mA) sont vus comme
  des courants de défaut par les dispositifs
  différentiels
• En conséquence, dans tous les schémas, il est
  nécessaire de limiter le nombre de charges
  filtrées en aval des DDR, particulièrement sur la
  distribution ultra terminale.

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Synthèse sur les schémas de liaisons à la terre

• Dans tous les cas, les masses métalliques doivent
  être reliées à la Terre par un conducteur de
  protection PE non interruptible
• Tous les schémas de liaison à la terre,
  correctement exécutés, assurent la protection des
  personnes de façon équivalente
• Schéma TT neutre à la terre, carcasses
  métalliques à une terre locale
• clients BT, lieux destinés au public
• mise hors tension automatique au premier défaut
  par DDR
• Schéma TN neutre à la terre, carcasses
  métalliques à la terre du neutre
• sites industriels
• mise hors tension automatique au premier défaut
  par DPCC
• Schéma IT neutre impédant ou isolé, carcasses
  métalliques à la terre
• sites industriels critiques
• signalisation du premier défaut par CPI sans
  coupure de l'alimentation
• mise hors tension automatique au deuxième défaut
  par DPCC