Schémas des liaisons à la terre System earthing
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Schémas des liaisons à la terre System earthing
Compléments techniques Complementary technical information Schémas des liaisons à la terre L NTIA E D I F System earthing CON nly se o nal u inter Il existe, généralement, pour les réseaux basse tension, trois types de schémas des liaisons à la terre, communément appelés régimes de neutre : Neutre à la terre TT Mise au neutre TN avec 2 variantes : TN-C Neutre et PE confondus TN-S Neutre et PE séparés Neutre isolé IT Ils diffèrent par la mise à la terre ou non du point neutre de la source de tension et le mode de mise à la terre des masses. Codification de la norme CEI 364 : 1re lettre : position du point neutre T : raccordement direct à la terre I : isolé de la terre ou raccordé par une impédance 2e lettre : mode de mise à la terre des masses électriques d’utilisation T : raccordement direct à la terre N : raccordement au point neutre de la source 3e lettre : situation respective du conducteur neutre et du conducteur de protection neutre et PE confondus neutre et PE séparés Les règles de protection des personnes contre les contacts directs sont indépendantes des Systèmes de Liaison à la Terre. For low voltage installations, three types of system earthing arrangments are generally encountered: TT system TN system, in 2 versions: TN-C with neutral and protective functions combined in a single conductor TN-S with neutral and protective functions provided by separate conductors. IT system These systems differ in the earthing arrangements of the neutral point of the source of energy and of the exposed conductive parts of the installation. According to standard IEC 364, the system earthing arrangement is designated by the following codes: 1st letter: earthing arrangement at the source of energy T: direct connection of neutral point to earth I: neutral point isolated from earth or connected to earth through an impedance 2nd letter: earthing arrangement of the exposed conductive parts of the installation T: direct electrical connection of the exposed conductive parts to earth electrodes independent of the earth electrodes of the neutral point of the source N: direct electrical connection of the exposed conductive parts to the earthed neutral point of the source of energy 3rd letter: arrangement of neutral and protective conductors C: neutral and protective functions combined in a single conductor S: neutral and protective functions provided by separate conductors The rules for the protection of persons against direct contact are independent of the system earthing arrangement. Blokset • chapitre 6 page 35 Compléments techniques Complementary technical information Schémas des liaisons à la terre : Neutre à la terre TT L NTIA E D I System earthing F CON arrangements: TT system Neutre à la terre TT TT system nly se o nal u inter Neutre relié directement à la terre Masses d’utilisation interconnectées et reliées en un point à la terre Intensité du courant de défaut d’isolement limité par les résistances de prise de terre Masses d’utilisation mises à la terre par conducteur PE distinct du conducteur neutre Déclenchement obligatoire au premier défaut d’isolement, éliminé par un dispositif différentiel à courant résiduel situé en tête de l’exploitation (et/ou éventuellement sur chaque départ pour améliorer la sélectivité) Aucune exigence particulière sur la continuité du conducteur neutre Extension sans calcul des longueurs de canalisation Solution la plus simple à l’étude et à l’installation Ne nécessite pas une permanence de surveillance en exploitation (seul un contrôle périodique des dispositifs différentiels résiduels peut parfois être nécessaire). Neutral directly connected to earth Exposed conductive parts interconnected and earthed at a single point The current flowing to earth as the result of an insulation fault is limited only by the resistance of the earth electrode The exposed conductive parts are earthed by a PE conductor that is electrically distinct from the neutral conductor Tripping is obligatory on the first insulation fault, cleared by a residual current device installed at the head of the installation (and/or at the head of each outgoing circuit for improved discrimination) No particular requirements concerning the continuity of the neutral conductor Conductor lengths can be extended without special calculations Simplest solution in terms of design and installation Requires no permanent monitoring in operation (only periodic testing of the residual current devices is sometimes required). Neutre à la terre TT TT system Blokset • chapitre 6 page 36 Compléments techniques Complementary technical information Schémas des liaisons à la terre : Neutre isolé IT L NTIA E System earthing D I F CON arrangements: IT system Neutre isolé IT nly se o nal u inter Le point neutre du transformateur est isolé de la terre ou impédant Les masses d’utilisation sont interconnectées et reliées à une même prise de terre (1) L’intensité du courant de 1er défaut d’isolement ne peut créer une situation dangereuse L’intensité du courant de double défaut d’isolement est importante Les masses d’utilisation sont mises à la terre par le conducteur PE distinct du conducteur de neutre Le premier défaut d’isolement n’est ni dangereux, ni perturbateur Signalisation obligatoire au premier défaut d’isolement suivie de sa recherche et de son élimination réalisée par un Contrôleur Permanent d’isolement installé entre neutre et terre Il n’est pas obligatoire de déclencher au premier défaut ce qui permet d’assurer une meilleure continuité de service Déclenchement obligatoire au deuxième défaut d’isolement par les dispositifs de protection contre les surintensités La vérification des déclenchements au 2e défaut doit être effectuée Nécessite un personnel d’entretien pour la surveillance en exploitation Solution asurant la meilleure continuité de service en exploitation Nécessité d'installer des récepteurs de tension d'isolement phase/masse supérieure à la tension composée (cas du 1er défaut) Les récepteurs à faible résistance d'isolement (fours à induction) impliquent une fragmentation du réseau. (1) Si la prise de terre des masses du poste est séparée des masses d'utilisation, il faut installer un dispositif différentiel à courant résiduel en tête de l'installation. IT system Neutre isolé IT Neutral isolated from earth or connected to earth through an impedance Exposed conductive parts interconnected and earthed at a common earth electrode (1) The current flowing to earth when a first insulation fault appears is not dangerous and creates no significant disturbances The current resulting from a second fault is high The exposed conductive parts are earthed by a PE conductor that is electrically distinct from the neutral conductor A first insulation fault must be detected by an insulation monitoring device installed between the neutral and earth and then located and cleared Tripping is not necessary on the first insulation fault, resulting in a higher level of continuity of service for the installation Tripping is obligatory on a second insulation fault, cleared by the overcurrent protective devices Tripping on the second fault must be checked Skilled personnel required for surveillance and operation Provides the highest level of continuity of service in operation Requires installation of load with phase-to-earth insulation voltages higher than the phase-to-phase voltage (to handle first faults) Loads with low insulation resistance (induction furnaces) make it necessary to divide the installation into sub-systems (1) If the substation earth electrode is separate from the earth electrode for the exposed conductive parts, a residual current device must be installed at the head of the installation. IT system Blokset • chapitre 6 page 37 Compléments techniques Complementary technical information Schémas des liaisons à la terre : mise au neutre TN-C L NTIA E D I System earthing F CON arrangements: TN-C system nly se o nal u inter Mise au neutre TN Régime TN-C Point neutre du transformateur et conducteur PEN reliés directement à la terre Masses d’utilisation reliées au conducteur PEN, lui-même relié à la terre Intensité des courants de défaut d’isolement importante (perturbations et risques d’incendie accrus) Conducteur neutre et conducteur de protection confondus (PEN) La circulation des courants de neutre dans les éléments conducteurs du bâtiment et les masses, est à l’origine d’incendies pour les matériels sensibles (médical, informatiques, télécommunications) de chutes de tension perturbatrices Déclenchement obligatoire au premier défaut d’isolement éliminé par les dispositifs de protection contre les surintensités La vérification des déclenchements doit être effectuée : à l’étude par le calcul obligatoirement à la mise en service périodiquement (tous les ans) par des mesures En cas d’extension ou de rénovation ces vérifications de déclenchement sont à refaire L’usage des DDR est toujours recommandé par la protection des personnes contre les contacts indirects, en particulier en distribution terminale, où l’inpédance de boucle ne peut pas être maîtrisée (passage en TN-S) Il est délicat de tester le bon état de fonctionnement des protections (l’utilisation des DDR pallie cette difficulté, mais demande d’être en TN-S). TN systems TN-C version Neutral point of the transformer and PEN conductor connected directly to earth Exposed conductive parts connected to the PEN conductor which is in turn connected to earth High insulation fault currents (causing disturbances and fire hazard) Combined neutral and protective conductor (PEN) The flow of neutral currents in the conducting elements of the building and exposed conductive parts is often the cause of fire or, for sensitive equipment (medical, computer, telecommunications), disturbing voltage drops Tripping is obligatory on the first insulation fault, cleared by the overcurrent protective devices Tripping must be checked: by design calculations upon initial energisation periodically (once a year) by measurements In the even of an extension or renovations, the tripping tests must be repeated The use of a residual current device is recommended for the protection of persons against indirect contact, particularly in final distribution, where the loop impedance cannot be controlled (implement a TN-S system) It is difficult to test the operation of protective devices (the use of a residual current device avoids this difficulty but requires implementation of a TN-S system) Mise au neutre TN-C TN-C system Blokset • chapitre 6 page 38 Compléments techniques Complementary technical information System earthing arrangements: TN-S systems TN-S system TN-S version IAL NoT E ly D n I F nal use CON inter Neutral point of the transformer and PE conductor connected directly to earth Exposed conductive parts connected to the PEN conductor which is in turn connected to earth High insulation fault currents (causing disturbances and fire hazard) Separate neutral and protective conductors The use of a residual current device is recommended for the protection of persons against indirect contact, particularly in final distribution where the loop impedance cannot be controlled It is difficult to test the operation of protective devices; the use of a residual current device avoids this difficulty Tripping is obligatory on the first insulation fault, cleared by the overcurrent protective devices Tripping must be checked: by design calculations upon initial energisation periodically (once a year) by measurements In the even of an extension or renovations, the tripping tests must be repeated Special features of TN systems Note 1: For a TN-C system, the combined PEN, neutral and PE conductor must never be interrupted. For a TN-S system, as for the other systems, the PE conductor must never by interrupted. Note 2: For a TN-C system, the "protective conductor" function has priority over the "neutral" function. In particular, a PEN conductor must always be connected to the "earthing" terminal of a load device and a jumper installed between this terminal and the neutral terminal. Note 3: TN-C and TN-S systems can be used on the same installation. The TN-C system must always be upstream of the TN-S system. The TN-S system is obligatory for cable cross-sections less than 10 mm2 (Cu) or 16 mm2 (Al) and for flexible cables. Yes NO PEN must not be connected to neutral terminal YES NO CSA < 10 mm2 TN-C prohibited NO NO TN-C system prohibited downstream from a TN-S system Special features of TN systems Blokset • chapitre 6 page 40