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Publié : 15 septembre 2008

La fonction "protéger les personnes"

FONCTION PROTEGER
Protection des Personnes

Selon la norme NF-C 15-100, les installations électriques basse tension (moins de 1000V entre phases) doivent suivre deux règles principales qui sont la protection du matériel utilisé et la protection des personnes amenées à être en contact avec ces matériels,


Fonction : protection des personnes :

 Introduction :

La protection des personnes en contact avec des installations électriques est impérative car l’effet du courant électrique sur une personne conduit à une atteinte du système nerveux. Si le courant électrique est important, on peut avoir le blocage complet du système nerveux conduisant à la mort. L’action du courant électrique peut également provoquer des brûlures graves.

Les effets du courant électrique :

Courant Effets sur le corps humain Résistance du corps humain
0.5 mA
1 mA
1 à 3 mA
3 à 10 mA
10 mA
30 mA
75 mA
250 mA
4 A
> 5 A
Aucune sensation

Seuil de perception
Sensation sans douleur
Sensation douloureuse
Seuil de tétanisation musculaire
Seuil de paralysie respiratoire
Seuil de fibrillation cardiaque
Fibrillation cardiaque
Seuil de paralysie cardiaque avec arrêt du coeur
Brûlures des tissus organiques

 

 1- Les dangers :

1-1 : Les contacts directs

Le contact direct est le contact d’une personne avec les parties actives des matériels sous tension. Une partie active peut être un conducteur d’énergie ou même un conducteur neutre.

 

Exemple 1 : Contact entre deux conducteurs actifs sous tension.

 

Exemple 2 : Contact entre un conducteur sous tension et la terre.

1-2 : Les contacts indirects

Le contact indirect est le contact d’une personne avec des masses métalliques mises accidentellement sous tension. Une masse est une partie métallique normalement isolée et susceptible d’être touchée.
La carcasse d’une machine normalement isolée, est mise sous tension par un défaut d’isolement d’un conducteur sous tension Contact par l’intermédiaire d’un outil métallique Contact par l’intermédiaire d’un liquide Perçage dans un mur et rencontre d’une canalisation électrique

 

 2- Les solutions :

2-1 : La norme NFC 15-100

La courbe de sécurité donne le temps de coupure du dispositif de protection en fonction de la tension de contact présumée (Uc). En effet, si le circuit est coupé dans un temps très court, on limite le danger.


 2-2 : Protection contre les contacts directs

→ Par isolation des parties actives : tous les conducteurs sous tension sont recouverts d’isolant.
→ Par des barrières, des enveloppes, des obstacles : c’est le cas de certaines pièces d’appareillage et des coffrets.
→ Par mise hors de portée, par éloignement : c’est le cas des lignes à haute tension.
→ Par l’utilisation de la très basse tension de sécurité (TBTS) :

2-3 : Protection contre les contacts indirects

2-3-1 : Sans coupure automatique

Ce type de protection est limité à certaines parties de l’installation :
→ par emploi de matériel de classe II ;
→ par isolation supplémentaire lors de l’installation ;
→ par séparation électrique (transformateurs d’isolement) ;


Les classes de matériel sont données dans le tableau ci-dessous :

Classes Symboles
0 → Appareil non isolé aucun
I → Appareil dont les masses doivent être relié à la terre
II → Appareil protégé par une double isolation (pas relié à la terre)
III → Appareil alimenté en 12 V ou 24 V

 

2-3-2 : Par coupure automatique de l’alimentation
On réalise un circuit de boucle de défaut qui permet l’établissement d’un courant de défaut en cas de baisse d’isolement.
Il existe trois systèmes de régimes de neutre différents : TT, TN, IT. Les régimes de neutre diffèrent par la mise à la terre ou non du neutre du secondaire du transformateur d’alimentation et le mode de mise à la terre des masses de l’installation.
Les régimes de neutre sont des dispositions qui décrivent comment sont connectés le conducteur NEUTRE (bleu) et le conducteur de protection PE (vert/jaune) sur les installations électriques.

Définitions :
→ Le neutre : Ce sont les points neutres des transformateurs HT/BT ainsi que les conducteurs neutres qui, en régime équilibré, ne sont parcourus par aucun courant.
→ Les masses : Ce sont les parties accessibles d’un matériel électrique susceptibles d’être mises sous tension en cas de défaut.
→ Le conducteur de protection : Afin d’éviter la multiplication des prises de terre, on ramène les conducteurs de protection au tableau de distribution. Ils sont reliés ensuite à la terre par l’intermédiaire d’un piquet de terre ou autres. Le conducteur de protection n’est pas distribué par le fournisseur d’énergie (EDF en France).
→ La terre : La terre peut être considérée comme un milieu conducteur. Sa résistance dépend de la nature du milieu (terre argileuse, roche granitique, etc...). La résistance de la prise de terre est notée Rpe.


Le régime TT :

Le neutre du transformateur est relié à la terre. Les masses métalliques sont reliées à la terre par l’intermédiaire du PE. C’est le schéma de liaison à la terre employé par EDF pour toute la distribution d’énergie publique du réseau basse tension (< 1000 V), donc en particulier pour les installations domestiques et les petits ateliers. C’est le régime le plus courant dans le monde où le différentiel est roi !En présence d’un défaut d’isolement, le courant de défaut est essentiellement limité par la résistance de la prise terre.
Du fait des résistances de terre, le courant de défaut au delà duquel il y a un risque, reste très inférieur aux réglages des dispositifs de protection à maximum de courant (fusible, disjoncteur). Il faudra donc mettre en tête d’installation un dispositif de sécurité capable de déceler un courant de fuite, c’est le rôle des dispositifs différentiels.

 Le disjoncteur différentiel (protection différentielle) :

En l’absence de défaut (rupture d’isolant) nous aurons : I1 = I2

En présence d’un défaut d’isolement nous aurons : I1 > I2 avec I1-I2 = If
Le circuit de détection du différentiel va enregistrer cet écart entre le courant "sortant" et le courant "entrant" ouvrant ainsi les contacts. L’équipement sera automatiquement mis hors tension.
Différence entre un interrupteur différentiel et un disjoncteur différentiel :

 

Interrupteur différentiel
C’est un appareil ayant 2 fonctions regroupées dans un même boîtier :
• une fonction interrupteur classique (A)
• une fonction différentielle (B) utilisant les contacts de l’interrupteur comme organe de coupure automatique.

 






Disjoncteur différentiel


C’est un appareil ayant deux fonctions indépendantes regroupées dans un même boîtier :
• un disjoncteur classique A (thermique, magnétique)

• une fonction différentielle B utilisant les contacts du disjoncteur comme organe de coupure automatique

Qu’appelle-t-on sensibilité d’un dispositif différentiel ?

Les sensibilités et les plages de déclenchement sont normalisées comme suit :
Remarque : Lorsqu’il détecte un défaut, un différentiel normal ouvre le circuit dans un temps inférieur à 40 ms. Ce temps est indépendant de la sensibilité de l’appareil et de la valeur du courant de défaut.