mercure a écrit :
je vous invite a lire une note de Mr:LAMBERTmichel ,concernant les postes sources
.L’unicité des circuits de terre et des circuits des masses , L’insertion des équipements de contrôle commande
Ce document est très clair et explique bien le problème, mais il concerne l'intérieur des postes source "d" (domaine que je connais bien). Les principes sont conservés pour passer à "l'extérieur", et en particulier la notion d'unicité et de maillage.
Mais pour le problème posé, l'échelle n'est pas la même : on passe assez aisément d'un bâtiment moyen de 10m sur 10 (contenant les cellules et le contrôle-commande 20 kV) à un "terrain" de 100 à 200 m de côté ( en 400 kV) , et il ne s'agit que d'ordres de grandeur de postes "basiques".
Dans le bâtiment, on n'a pas le problème des longueurs, ni des tranchées : tout est incorporé au génie civil et le problème principal est le soin apporté à la mise en place des câbles et câblettes et à leur raccordement.
Cordialement
bonjour
Ci joint un extrait d'un texte parlant de l'utilité de l' interconexions des masses :
Les raisons motivant le choix de l’interconnexion des masses métalliques sont importantes. Il convient de bien les connaître afin d’envisager des solutions acceptables pouvant amener à concilier différentes incompatibilités entre les normes.
Il faut bien séparer les risques dus à la foudre et aux phénomènes de surtension pouvant causer des dégâts aux appareils électriques, des risques d’électrisation ou d’électrocution des personnes et des moyens d’assurer leur protection.
Pour les risques foudre, on pourrait en théorie ne pas mettre de maillage de terre ; elle est inutile pour la notion d’équipotentialité évoquée ci-dessus avec l’interconnexion des masses métalliques.
Par ailleurs, les résistances de terre des maillages de terre que l’on mesure à basse fréquence (50 Hz) n’ont rien à voir avec la valeur de leur impédance qui est à considérer à très haute fréquence (telle lors d’un coup de foudre).
En fait, les mises à la terre ne sont d’aucune utilité pour l’évacuation des courants de foudre. Elles servent uniquement pour la protection des personnes contre les risques liés aux tensions à fréquence industrielle. Elles sont de ce fait rendues obligatoires par la législation en vigueur.
Pour assurer la protection des personnes, le principe consiste à éviter une différence de potentiel réputée dangereuse entre deux régions du corps humain. Dans le cas d’une prise de potentiel, par exemple, il faudra installer une mise à la terre à l’endroit où l’individu est susceptible de toucher un point à un potentiel différent de celui où ses pieds sont en contact avec le sol.
Une personne est susceptible également d’être exposée à une différence de potentiel si elle touche deux parties isolées électriquement l’une de l’autre (par exemple deux structures métalliques séparées par un joint isolant). C’est cette raison qui justifie l’interconnexion des structures métalliques.
A ce titre, l’article 543.3 de la norme C15100 « Liaisons équipotentielles fonctionnelles » précise :
« Si une liaison équipotentielle est réalisée pour des raisons fonctionnelles, elle inclut les écrans de câbles, les éléments métalliques de la construction, les éléments métalliques des canalisations électriques, les canalisations de liquides et de gaz ».
Par interconnexion des masses métalliques on entend donc l’interconnexion des structures (y compris le ferraillage de béton armé et les ceintures de terre «bâtiment»), les mises à la terre du site (sécurité du personnel) et les protections contre la foudre.
L’objectif essentiel est d’assurer un chemin de retour privilégié de moindre résistance pour les courants vers la terre. De plus, le gradient de potentiel créé à la surface du sol au passage du courant est diminué par rapport à ce qu’il serait sur des terres individuelles (protection du personnel). L’interconnexion permet également une redondance utile en cas de rupture d’un câble ou d’autre liaison.
A ce titre, l’article 424.12 de la norme C15100 précise que :
« Des liaisons équipotentielles doivent être réalisées entre les masses et les éléments conducteurs étrangers aux installations électriques (éléments métalliques de la construction, armatures du béton, canalisation métalliques, appareils non électrique, etc…). …/…
Pour la protection des appareils électriques contre la foudre, le principe consiste à réaliser une bonne équipotentialité des structures métalliques interconnectées pour permettre une évolution uniforme des potentiels (c’est la différence de potentiel entre les différents éléments d’un composant qui entraîne des dégradations). C’est pour cette raison que les longueurs des câbles ou autres liaisons (tresses par exemple) doivent être les plus courtes possibles au niveau des jonctions entre les zones qui doivent être équipotentielles.
Il est de toute façon illusoire de vouloir éviter les circulations de courant « élevés » sur des temps extrêmement courts.
(limité en genérale par une protection efficace).
Voila j'ai recu une petite réponse de Mr:LAMBERT,ex ingenieur retraité EDF(specialite en HTA et HTB )
qu'est en relation avec le maillage des masses:
voila sa reponse:
Lorsqu'il s'agit de réaliser des prises de terre, on a deux solutions: On sépare les prises de terre ou on relie les prises de terre. Les prises de terre des postes HT doivent avoir une bonne réponse en HF et en BF. Cela suppose un faible résistance en BF et une faible impédance en HF. Ces prises de terre ont donc un rayon équivalent de plusieurs centaine de mètre. Il existe donc naturellement un couplage entre les prises de terre qui doivent cohabiter sur une surface de plusieurs hectares.
En conclusion: Comme on ne peut pas découpler les prises de terre, on les réunit dans un réseau général des terres avec le souci de réaliser une bonne unicité.
Une prise de terre est conçue pour écouler les courants susceptibles d’engendrer des perturbations et de mettre en danger la sécurité des personnes et des biens. Il faut ajouter qu’un circuit de terre est l’élément centrale de la CEM à l’intérieur d’un poste.
Une prise de terre a une réponse en BF et une réponse en HF.
La réponse d’une prise de terre en BF est le développement d’une montée en potentiel par rapport à la terre lointaine telle que Um= Rm*Jdéfaut où Rm est la résistance intrinsèque de la prise de terre et J défaut est le courant de court-circuit à la terre.
La résistance de la prise de terre dépend essentiellement de la géométrie de la prise et de la résistivité du terrain. Pour une résistivité du terrain donnée la prise de terre BF est représentée par une demie sphère de rayon équivalent « a » telle que a=résistivité/k*Rm.
Il faut également souligner que l’impédance longitudinale des conducteurs constituant la prise de terre est(toujours en première approximation) négligeable devant la résistance de la prise de terre Rm. En conséquence, la chute de tension dans les conducteurs est négligeable devant la montée en potentiel de la prise de terre Um.
Un courant BF excitant une prise de terre produira des lignes de potentiel qui se répartiront en première approximation d’une manière concentrique autour de l’électrode.
On peut également considérer que les montées en potentiel seront d’autant plus importantes que le courant d’excitation sera important.
La réponse de la prise de terre à une excitation à front raide (courant de foudre par exemple) est très différente de la réponse en BF. Elle est essentiellement inductive.
La longueur des conducteurs prennent alors toute leur importance du fait de l’existence d’un terme x=Lw*longueur qui peut atteindre des valeurs très importantes.
La composante inductive devient alors prépondérante devant la résistance(mesurée en BF).
En outre, l’écoulement à la terre des courants se fait d’une manière hétérogène. La pénétration dans le sol est maximale au point d’injection. Et elle décroit rapidement au fur et a mesure que l’on s’éloigne de ce point.
En haute fréquence l’effet de peau est accentué. Les courants circulent au voisinage de la surface du terrain. (C’est une des raisons qui fait que la profondeur du réseau de terre est de 1m environ)
Pour réduire la composante inductive de tension, il est donc nécessaire d’offrir plusieurs chemins à l’excitation. On démontre que la réponse d’une prise de terre sera d’autant meilleure que le nombre de chemin sera grand. C’est une des raisons qui fait que les prises de terre élémentaires ont souvent une forme en patte d’oie.
Dans les postes HT, le raccordement d’un appareil au réseau des masses doit offrir au moins deux chemins au courant d’excitation. En règle générale, Chaque appareil sera relié à une prise constituée du drain et de trois branches.
Ces explications, qui ne sont pas très rigoureuses je l’avoue, permettent d’expliquer le rôle de du réseau général des terres d’un poste HT et la manière dont il intervient dans la limitation des tensions de pas.
Par définition, un réseau général des terres permet d’interconnecter sous certaines conditions (voir Arrêté technique) les terres des masses, les terres des neutres et les terres de protection. Il est constitué d'un réseau maillé de conducteurs enfoui à environ 1 m de profondeur. Chaque appareil est relié à la terre par une prise de terre élémentaire constituée en principe de trois branches reliées chacune au réseau général. Le réseau général constitue de fait une prise de terre. Les branches des prises de terre élémentaire sont en fait les conducteurs du réseau général.
La tension de pas est tout simplement la différence de potentiel existant entre deux pieds d’une même personne ou d’un même animal du fait de la pénétration d’un courant dans la terre.
Dans le cas d’un réseau général des terres de grande dimension, le gradient de potentiel à proximité d’un conducteur enterré horizontalement dépend du courant qui transite dans ce conducteur.
Il est nul à l’aplomb du conducteur et maximal à une distance du conducteur égal à sa profondeur.
On voit donc l’intérêt d’avoir un réseau maillé
1)On divise le courant d’excitation dans chaque branche
2)On réduit la composante inductive Lw donc la montée en potentiel du réseau général des terres
3)On tend vers l’unicité du circuit de terre qui serait optimal si le réseau de terre pouvait être comparable à une plaque de cuivre. On tend vers cet objectif si on réalise des mailles de faibles dimensions. Sur une plaque de cuivre la tension de pas serait négligeable.
