La sécurité

La sécurité
Sécurité des personnes
&
Prévention des risques
EdC03-1
Expérimenter en vue de valider le modèle du
disjoncteur différentiel résiduel
Filière Scientifique - Option Sciences de l’Ingénieur
LYCEE PAPE-CLEMENT - PESSAC
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Lycée Pape CLEMENT - PESSAC
A. Objectif
Le disjoncteur différentiel résiduel constitue la pièce maîtresse de la protection des personnes face
aux risques électriques. Sa modélisation puis la simulation permettent d’évaluer préventivement les
risques encourus par une personne dans une situation particulière. Le modèle du disjoncteur étant
fourni, il s’agit d’identifier et de modifier ses paramètres influents pour répondre aux
résultats expérimentaux ou aux données "Constructeur".
B. Démarche
 Définir les conditions d’expérimentation pour réaliser les essais en toute sécurité (biens et
personnes),
 Identifier les grandeurs physiques à mesurer,
 Décrire une chaîne d’acquisition et mettre en œuvre un protocole expérimental,
 Traiter les données mesurées en vue d’analyser les écarts avec les données simulées.
C. Définir les conditions d’expérimentation
Les différents essais relatifs au fonctionnement du disjoncteur différentiel résiduel ne seront pas
entrepris directement sur le réseau 230Veff - 50Hz mais par l’intermédiaire d’un transformateur
abaisseur de tension de 24Veff.
Activité n°1 : expliquer succinctement la raison de ce choix.
D. Identifier les grandeurs physiques à mesurer
Le modèle du disjoncteur différentiel résiduel est le suivant :
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Sans chercher à justifier la structure de ce modèle, on peut malgré tout identifier deux fonctions
dont le rôle s’est avéré primordial pour déterminer la dangerosité d’une situation : le retard
de déclenchement Td (repère ) et la sensibilité n’ (repère ).
Par défaut, ces paramètres sont choisis à Td = 40ms et n’ = 30mA.
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Activité n°2 : discuter de l’opportunité de vérifier l’exactitude de ces paramètres.
E. Décrire une chaîne d’acquisition et mettre en œuvre un protocole expérimental
a. Paramètre n’
Le montage expérimental proposé est le suivant :
Activité n°3 : vérifier que tous les éléments sont présents sur votre poste de manipulation,
procéder à la vérification des valeurs limites, câbler la structure et disposer les
appareils de mesure. Pour des raisons de sécurité, le montage ne sera mis
sous tension qu’en présence du Professeur.
Activité n°4 : vous disposez d’un élément supplémentaire. Nommez-le. Câbler cet élément
pour qu’il permette de créer un déséquilibre de courant. Proposer un protocole
expérimental afin de déterminer le niveau de déclenchement du disjoncteur,
on appellera ce courant de défaut déf .
Activité n°5 : commenter la valeur de déf et son
écart éventuel avec :
 son interprétation en simulation
 la donnée du "Constructeur".
Ci-contre, les courbes moyennes "Constructeur" de
déclenchement différentiel (temps de déclenchement
en fonction de l’intensité du courant de défaut) :
10mA, 30mA et 300mA.
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b. Paramètre Td
La mesure du temps de déclenchement est plus délicate. Il est en effet nécessaire
d’identifier précisément le début du courant de défaut et l’ouverture des contacts du disjoncteur.
Le montage proposé est le suivant :
Activité n°6 : justifier la présence des éléments supplémentaires (Int, R1,2,3, 0-YA-YB ) et la structure.
Le résultat expérimental est le suivant :
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Activité n°7 : préciser le temps de déclenchement ainsi mesuré.
De façon analogue, une simulation a permis de calculer le temps de déclenchement.
Différence de potentiel aux bornes de la charge
Déclenchement du test de déclenchement (I = 40mA efficace)
Activité n°8 : commenter l’écart observé.
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