Schéma TN courant important dans PEN et PE

Le régime du neutre, les sections, les raccordements…
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CMoi
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Schéma TN courant important dans PEN et PE

Message par CMoi » jeu. 30 juin 2016 17:33

Bonjour,

Mon problème concerne un site industriel (chaîne de production, convoyeurs, machines...) alimenté en 20 000/400 V avec Schéma TN-C-S uniquement.

J'ai fait des relevés d'intensité à la pince ampèremétrique au niveau de la barrette de terre principale du poste de transformation et dans les liaisons équipotentielles des masses du poste, ainsi qu'au TGBT et je trouve les résultats suivants.

- Fond de fouille : 30A
- PEN : 13A
- Mise à la terre des tresses de terre des câbles BT : 3A.
- Conducteur en cuivre nu partant du TGBT = 12 A.

Les tensions sont correctes : Ph-PEN = 230 V, Ph-N = 230 V,Ph-PE = 230 V, Ph-Ph = 400 V et N-PE = 0 V. L'interconnexion des masses dans le poste et au TGBT sont correctes <2 ohms (environ 0,20 ohm). Je n'ai pas encore vérifié toutes les continuité de terre au niveau des récepteurs ni réalisé de mesures d'isolement des circuits.

Je suis tout de même étonné que de tels courants circulent sans coupure automatique de l'alimentation, car pour moi ces courants peuvent être dangereux. En sachant qu'ils s'écoulent à la terre par des conducteurs isolés (PEN) mais également par des conducteurs nus (mise à la terre, liaison équipotentielle...) ! Dans ce cas comment est assurer la protection contre les contacts indirects ? Pouvez-vous essayé de m'expliquer d'où proviennent ces courants (harmoniques, défauts d'isolement dans le réseau non éliminés par les protections contre les C.C, déséquilibre entre phases...) ? et comment s'en protéger ?

Je sais qu'en schéma TN tout défaut d'isolement équivaut à un court-circuit entre phase et neutre. La protection contre les contacts indirects est donc assurée par la fusion des fusibles ou par le magnétique des disjoncteurs, s'ils sont réglés convenablement afin de pouvoir éliminer le courant de défaut minimal (id) au niveau du récepteur dans un temps définit par la norme NF C 15-100 (400 V : 200 ms ou 230 V : 400 ms). Le PEN et le PE ne doivent jamais être sectionnés. Il faut également installer des coupures omnipolaires et protéger le neutre contre les surcharges si sa section est réduite ou si présence de courants armoniques importants.

Tout ça pour dire que je connais le principe du schéma de liaison à la terre TN (TN-C, TN-S, TN-C-S) alors je ne cherche pas de donneur de leçon ! ;-) Mais juste des personnes avec qui échanger et pouvant m'aider à analyser l'installation.

Merci à tous !

@+
Modifié en dernier par CMoi le mar. 5 juil. 2016 21:21, modifié 1 fois.

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CMoi
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Re: Schéma TN courant important dans PEN et PE

Message par CMoi » mar. 5 juil. 2016 21:20

Personne n'a un début d'analyse ? ;-)

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Mercure2
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Re: Schéma TN courant important dans PEN et PE

Message par Mercure2 » mer. 6 juil. 2016 02:49

Bonsoir

pour affiner encore ces mesures ,est ce que vous pouvez mesurer le courant dans le conducteur Neutre en sortie du transformateur,je dis bien Le Neutre
qui est en direction vers le transformateur ,ni le PO ni le PEN

C'est a dire les 3 Courants de Phases et du Neutre en sortie du transformateur HTA/BT
je me pronnonce pour les courant de retours vers la source .avez vous une mesure pour le taux de distortion harmonique ?
Voila un début pour d'autre intervention
Cordialement
je m'interesse à l'échange de l'information,le retour d'éxpérience

Crl

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Re: Schéma TN courant important dans PEN et PE

Message par Candela » mer. 6 juil. 2016 14:28

Bonjour,
CMoi a écrit :Personne n'a un début d'analyse ? ;-)
Merci de considérer que tous les contributeurs sont bénévoles, que les modérateurs travaillent pour une partie; quant aux retraités ils ont de multiples activités dont la participation à plusieurs sites ou forums.

Pour commencer, vous pourriez lire avec profit ce document.

Au plan général, vous le soulignez vous-même, en TN les impédances de boucle sont très faibles. En plus, pour peu que votre terrain soit favorable et vos bâtiments étendus, votre boucle à fonds de fouilles peut également présenter une valeur faible. En conséquence tout le système PE-PEN draîne très efficacement "tout ce qui traîne" sous forme d'intensité. Par comparaison dans le régime IT et en particulier ITSN sur réseau "court" ce "draînage" se traduit par une tension sur le neutre. Il n'est pas rare de trouver dans ce dernier cas 60, voire 100V et personne ne s'en émeut*...tant que le matériel l'accepte.

D'où viennent ces courants? Dans le neutre (et PEN) c'est d'abord le résultat "direct" des déséquilibres de phase, ensuite de la présence d'harmoniques, et en premier d'harmonique3.
Dans la terre il s'agit de défauts d'isolement parmi lesquels certains sont "naturels" et "inévitables". Tout d'abord il y a les fuites capacitives des câbles. A vous lire, j'ai le sentiment que votre établissement est important et étendu: ces fuites sont directement liées à la longueur développées de votre réseau et à son état d'isolement. Ensuite, vous avez les fuites dues aux condensateurs des filtres d'entrée des matériels: cela dépend des capacités mises en jeu et de leur nombre. Par ex si vous avez beaucoup de variateurs, d'onduleurs. Enfin il y a les matériel "à faible isolement"; la liste peut être longue: fours à résistances nues, matériels fonctionnant en milieu humide et généralement tout ce qui est extérieur.
Vous vous inquiétez de la protection contre les contacts indirects: si votre installation a été correctement calculée (et maintenue, comme il se doit: le plan de protection doit être mis à jour lors de chaque modification ou évolution, c'est essentiel en TN), les protections déclenchent, pour chaque circuit, à l'intensité prévue et pas en dessous, à la tolérance près**. Or, circuit par circuit ces courants de fuite restent faibles (en tout cas je vous le souhaite :-D ): les petits ruisseaux font les grandes rivières...
Enfin ne vous inquiétez pas trop des surtensions: comme je vous l'ai dit au début, avec d'aussi faibles impédances de boucle, elle ne peuvent apparaître que lors des court-circuits, et encore.
Le seul point qui me paraît devoir être surveillé, c'est la différence entre le courant dans la boucle et le courant venant par le PE (donc le courant "récupéré" sur les masses de l'installation). Seulement en TNC il risque d'être difficile de trouver un point de mesure correct (c'est bien ce que vous disait Mercure2 qui est exploitant, non?), et cela peut même être impossible si vous avez des connexions multiples et réparties dans l'établissement.
En fait, le problème est de faire la distinction entre le courant de terre venant des masses interconnectées, que vous pouvez toujours contrôler point par point pour détecter d'éventuelles anomalies, et celui issu de la terre elle-même qui devrait être le plus réduit possible en TN. Plus facile à dire qu'à faire pour ce dernier point et même souvent pour le premier!

Pour résumer, l'essentiel consiste à avoir un réseau bien calculé et dimensionné, entretenu et contrôlé avec soin (rôle des vérifications périodiques): longueur et section des câbles, calibre et réglage des protections, respect des IP. Le reste ne doit être considéré que comme des signaux d'alerte, tout au plus.

Cordialement

*on demande de surveiller le niveau d'isolement et pas la tension N-T
**par exemple on ne s'inquiète pas, dans les circuits protégés par DDR HS, des courants inférieurs à 15 mA, à condition toutefois qu'il n'y ait pas de déclenchements intempestifs trop fréquents. Les circuits de prise alimentant des postes de travail (PC+écran+imprimante) doivent en comporter un nombre limité, bien inférieur à ce que permettrait la protection 16 A.

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