DISPOSITIFS DE SÉCURITÉ DANS LA
DISTRIBUTION DE l'ENERGIE ÉLECTRIQUE
Rappelons qu'un abonné basse tension est alimenté par le secondaire du transformateur de distribution qui est branché en étoile et dont le neutre est relié à la terre. L'article ci-dessous précise les principales mesu-res destinées à assurer la sécurité des installations et des personnes.
I. SECURITE DES INSTALLATIONS
I.I - Nature des perturbations
Toute installation électrique, qui a été prévue p pour une intensité et une tension déterminées, peut être le sièqe de perturbations accidentelles, qui peuvent être dangereuses. Ces perturbations sont les surtensions, les sous-tensions, l'absence de tension et les surintensités.
Les surtensions peuvent provenir d'une décharge atmosphérique dans la ligne lors d'un orage ou de l'ou-verture d'un circuit comportant une forte inductance, ce qui n'est pratiquement jamais le cas chez l'abonné BT.
Les sous-tensions sont causées par une surcharge de la ligne ou par une pert9 en ligne ; elles entraînent un fonctionnemènt défectueux des récepteurs.
L'absence de tension n'est dangereuse que pour les moteurs en service, munis d'un rhéostat de démarrage demeuré sur la position marche.
Les surintensités peuvent avoir deux causes : les circuits et les surcharges. Les courts-circuits sont dûs à un contact soit entre phases, soit entre phase et neutre, soit entre phase et terre; l'aug-mentation de l'intensité est très rapide et sa valeur maximale peut être très élevée. Les surcharçes se produi-sent lors de la mise sous tension d'un moteur: la pointe de courant est importante, mais comme elle est de courte durée, elle n'est pas dangereuse. Les surcharges se
produisent aussi lorsque les appareils installés sont ,trop puissants par rapport à la ligne d'alimentation ou lorsque le travail demandé aux machines est trop intense :
ces surcharges prolongées peuvent provoquer un échauffe-ment dangereux.
Nous né nous intéresserons qu'à la protection contre les surintensités.
I.2 - Notion de temporisation
En cas de surcharge ou de court-circuit pas très franc, la coupure doit être d'autant plus rapide que lp surintensité est plus grande. En cas de court-cirtuit, la coupure doit être très rapide.
On appelle temporisation la durée au bout de la-quelle le courant doit être coupé. Ces durées de déclen-chement doivent être comprises pour une valeur donnée de l/ln (ln étant l'intensité nominale et l l'intensité de la surintensité) entre deux limites imposées par les normes UTE (Union Technique de l'Electricité).
I.3 - Les coupe-circuits à fusibles
L'étude de l'échauffement d'un conducteur cylindrique montre que son élévation de tempéra-ture est donnée par la relation T - T = kJ2d e 6 avec T. ~---t température d'équilibre température ambiante densité de courant diamètre du conducteur coefficient de proportion-nalité
Lorsque la température de fusion Tf du conducteur est inférieure à la température d'équilibre, le conduc-teur pourra fondre.
Un coupe-circuit à fusible est constitué par le fil fusible proprement dit, le porte-fusible et le socle destiné à recevoir le porte-fusible.
Le fil fusible est un conducteur calibré : les matériaux les plus utilisés sont le plomb fondant à 327°C, l'aluminium à 66üoC, l'étain
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419°C et l'argent à 960°C.Les modèles les plus courants sont à broches ou à vis.
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L'échauffement étant propor-tionnel au carré de l'inten-sité, le temps de fusion diminue quand l'intensité augmente. La majorité des modèles est construite pour supporter sans fusion un courant égal à
1,1 x In (In étant le courant nominal) et pour fondre si on applique durant quelques minutes une intensité égale à
1,35 In .
Les coups-circuits à
fusible sont des appareils simples, assurant une bonne protection contre les courts-circuits, mais ils sont inaptes contre les faibles surcharges.
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1.4 - Les disjoncteurs à maximum de courant
Un disjoncteur est un inter-rupteur maintenu fermé par un verrouillage V, mais capable de couper le circuit en cas de sur-intensité. Il comporte un appareil qui décèle la surintensité (le déclencheur Dé) et qui com-mande l'ouverture d'un interrupteur (le disjoncteur Dj) en débloquant le verrou V, qui est rappelé par le ressort R.
11 existe deux types de disjoncteur:
. ceux à action instantanée qui agissent contre les courts-circuits ,
. ceux à action différée qui agissent contre les surcharges.
Le déclencheur peut être un bilame, on dispose alors d'un disjoncteur thermique qui assure une bonne protection contre les surcharges, mais insuffisante con-tre les courts-circuits.
Dans les appareils magnétiques, le déclencheur est un relais électromagnétique ; la protection est efficace contre les courts-circuits, mais insuffisante contre les surcharges.
Beaucoup d'appareils appelés magnéto-thermiques comportent un bilame et un relais électromagnétique .
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Ma~,....z"ol'hczr"...iq....tZ.II - PROTECTION DES PERSONNES
II.1 - Les effets physiologiques du courant et de la ddp admissible
Le corps humain est un conducteur, i l peut être traversé par un courant électrique dont les effets varient avec l'intensité et la durée de passage.
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- Si l est de l'ordre de 5 à
la
mA, il se produit d'abord une sensation de fourmillement, qui peut devenir douloureuse et aboutir, si la durée du passage est assez longue, à une crispation des muscles de la main et du bras. Ces phénomènes cessent dès la coupure du courant.- Si l est de l'ordre de 25 à 30 mA, il Y a risque d'extension de la tétanisation à la cage thoracique, ce qui entraîne d'abord des difficultés respiratoires, puis l'asphyxie.
Si l est supérieure à 40 mA, il peut se produire en outre une fibrillation cardiaque.
On voit qu'un très faible courant peut aboutir à
un accident mortel.
La résistance du corps humain est variable d'un individu à l'autre; elle est de l'ordre de 1 000 à
5 000 w.
Compte-tenu de ces ordres de grandeur, la ddp maximale admissible entre deux points du corps humain a été fixée par le décret du 14/11/1962 à 50 V pour les
locaux secs et à 24 V pour les locaux humides (U
=
RI=
l 000 x 0,025=
25 V) .Les accidents surviennent à la suite d'un contact direct avec des conducteurs sous tension ou d'un contact indirect avec la masse d'un appareil mise accidentelle-ment sous tension.
II.2 - Protection contre les contacts directs
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Les mesures de protection les plus importantes con-sistent à assurer une bonne isolation des conducteurs ou à les mettre hors de portée.
D'autre part, lors de la réalisation des circuits, il faudra veiller à ce que le récepteur soit relié à
la phase par l'intermédiaire de l'interrupteur ou du fusible.
II.3 - Protection contre les contacts indirects
Dans la distribution 220-380 V, le branchement du secondaire du transformateur se fait en étoile et le neutre est relié à la terre. Si l'appareil présente un défaut de masse, la carcasse de l'appareil peut être à la tension simple du réseau soit 220V, d'où le ~isque
d'électrocution. r-I •-t---l~
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Le récepteur est relié à la terre par une résistance de terre R t . Le DO devra couper le circuit élec-trique lorsqu'il y aura un courant de fuite It, c'est-à-dire lorsque les intensités dans le fil de phase et dans le neutre diffèrent d'une certaine valeur. Pour la majorité des installations domestiques, on a choisi 650 mA ; comme la ddp entre la carcasse du récepteur et la terre ne doit pas dépasser 24 V, il faut que Rt ne dépasse par 37 w= ~ 0,65
7
Principe de fonctionnement du DD tétrapolaire
Cuand i l n'existe aucun courant de fuite, la somme vectorielle des courants circulant dans les conducteurs de phases et le neutre est nulle ; le flux magnétique résul-tant dans la tore est nul aucune force électromotrice n'est induite dans la tore. Sur un tore sont enroulées dans le même sens 4 bobi-nes-primaires identiques Pl' P2, Pl et P et une bobine secondaiPe S reliée au déclencheur. 1 2. .-\ 2 3
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a un courant de fuite, la somme vectorielle des courants D'est plus nulle ; le flux résultant crée dans la bobine secon-daire S un courant induit, qui est fonction du cou-rant de fuite. Pour une certaine valeur de ce induit, correspondant à un courant de fuite de l'électroaimant provoque l'ouverture du disjonc-f,
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3 courant 650 mA, teur. h RemarqueLe DO comporte en outre encore deux disjoncteurs l'un à action immédiate contre les courts-circuits, et l'autre temporisé contre les surcharges.
B. SEYFRIED
(Bulletin de liaison du
CRDP de Strasbourg)
BIBLIOGPAPHIE
- Cours de oonstruction du lT'atériel électrique tone 2, Editions de la Capitelle
- Technologie d'électricité générale
et
professionnelle; Ounod IXalMENTS CCNSTRUCTEURS- Baco, 290 route de CollT'ar. 67024 STRASBOURG CEDEX - Oiruptor, 32 rue Bréguet. Paris IIèIœ
