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LES REGIMES DU NEUTRE
ou schémas de liaison à la terre (SLT)
Les régimes de neutre sont des dispositions qui décrivent comment sont
connectés le conducteur NEUTRE et le conducteur de protection sur les
installations électriques.
1. DEFINITIONS
1.1 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.
1.2 Les MASSES
Ce sont les parties conductrices accessibles d'un matériel électrique
susceptibles d'être mises sous tension en cas de défaut.

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1.3 Le conducteur de protection PE (Protection Equipotentielle)
C'est un conducteur de couleur VERT/JAUNE dont la fonction est de
relier toutes les masses métalliques des appareils à la terre.
En cas de défaut, il permet de canaliser le courant électrique provoqué
par le défaut.
Le conducteur de protection n'est pas distribué par le fournisseur d'énergie
1.4 La TERRE
La terre peut être considérée comme un milieu conducteur .
L'utilisation d'un piquet de terre ( ou autre ) pour la mise à
la terre ne permet pas de réaliser un contact parfait entre ce piquet
et la terre.
En effet,il existe une résistance de contact,non négligeable,qui peut
atteindre quelques dizaines,voire quelques centaines d'Ohms .
On l'appelle la RESISTANCE DE PRISE DE TERRE.
On la symbolise par une résistance fictive Ru.

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1.5 L’isolement électrique
C'est la capacité que possède une installation, un appareil ou partie
d'un appareil à ne pas laisser entrer en contact une de ses parties avec
un autre potentiel autre que le sien ( dans les conditions normales ).
En présence de deux potentiels différents, il peut y avoir circulation d'un
courant.
En cas de mauvais isolement, on parle de DEFAUT D'ISOLEMENT.

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2. IDENTIFICATION DU REGIME DE NEUTRE
Le régime de neutre est identifié à partir de 2 ou 3 lettres :
 La première lettre permet d'identifier la situation du
neutre par rapport à la terre :
T : liaison directe du neutre à la terre
I : absence de liaison du neutre à la terre, neutre isolé
ou liaison par l 'intermédiaire d'une impédance
 La deuxième lettre permet d'identifier la situation des
masses de l'installation :
T : connexion directe des masses à la terre
N : connexion des masses au neutre
 la troisième lettre est nécessaire dans le cas du régime de neutre TN
TNC : le conducteur neutre et conducteur de protection PEN sont
Confondus.
TNS : le conducteur neutre et conducteur de protection PE sont Séparés.

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3. SCHEMA DE LIAISON A LA TERRE TT
Le neutre du transformateur est relié à la terre.
Les masses métalliques sont reliées à la terre par l'intermédiaire du PE.
Les 2 prises de terre sont distinctes

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circulation du courant en cas de défaut

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n
hu
hu
Cf
d
R
RR
RxR
RR
V
I
+
+
++
=
Schéma équivalent
calcul du courant de défaut Id :
CALCUL DE LA TENSION DE CONTACT Uc entre la carcasse métallique du
récepteur R2 et la terre :
cette tension Uc est aussi celle qui existe
aux bornes de la résistance Ru, d'où : d
hu
hu
C I
RR
RxR
U
+
=

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EXEMPLE :
V = 230 V
Rf = 0,1 Ω
Rc = 0 Ω ( défaut franc )
Ru = 25 Ω
Rn = 18 Ω
Rh = 1 kΩ
La tension de contact UC est dangereuse pour les utilisateurs car
Uc > tension conventionnelle de sécurité : 50 V en locaux secs et
12 V en locaux mouillés.
La tension de contact Uc étant dangereuse, un dispositif de protection
doit couper l'alimentation électrique du récepteur en défaut.
disjoncteur ou interrupteur
DIFFERENTIEL
Le courant Id = 5,41A est trop faible pour faire fonctionner le disjoncteur
ou le fusible.
On ne s’aperçoit pas du défaut.

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D'après les courbes de sécurité, il doit couper l'alimentation du récepteur
en moins de :

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Le dispositif de protection permettant de se protéger dans ce cas s'appelle :
Ce dispositif sera placé dans le circuit de manière à ce qu'il puisse
mesurer le courant qui passe dans l'installation, à l'aller et au retour.
D'où le schéma du
circuit suivant :
le Dispositif Différentiel Résiduel ( DDR )
( associé à un disjoncteur, il devient un disjoncteur différentiel )

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4. SCHEMA DE LIAISON A LA TERRE IT
Le neutre du transformateur est isolé de la terre (neutre isolé) ou
dans certains cas relié à celle ci par l'intermédiaire d'une impédance
de forte valeur (neutre impédant).
Les masses métalliques sont reliées à la terre par l'intermédiaire du PE.
Le neutre BT étant isolé de la terre, il est nécessaire de pouvoir écouler les
surtensions pouvant survenir sur le réseau BT en installant un limiteur de surtensions.

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En cas de défaut :
Si une phase rentre en contact avec le PE, le défaut se boucle par Ru, Rn et
l’impédance Z qui relie le neutre du transformateur à la terre.
ZRR
V
I
nu
d
++
=
Application numérique :
V = 230V
Ru = 10Ω
Rn = 1Ω
Z = 1kΩ
Id = 0,23A
La tension de contact sera UC = Ru Id = 2,3V
Cette tension n’est pas dangereuse

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Nous venons de voir qu'en régime IT le défaut simple n'est pas dangereux,
le déclenchement n'est donc pas obligatoire.
Une installation de ce type peut rester en service avec une phase à la masse
sans danger pour les personnes.
Toutefois il sera vu plus tard que si un deuxième défaut survient, des
potentiels dangereux peuvent apparaître.
En conséquence les règlements obligent :
de signaler
de rechercher
d'éliminer le premier défaut dès son apparition.

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SIGNALISATION D'UN DEFAUT D'ISOLEMENT
La signalisation d'un défaut d'isolement se fait
à l'aide d'un contrôleur permanent d'isolement : CPI.

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Le schéma d'un circuit d'alarme raccordé à un CPI signalant
tout défaut d'isolement est représenté ci dessous :
Dès qu'un défaut est constaté par le CPI, les signalisations sonore et
visuelle sont activées.
Après acquittement du défaut par action sur le commutateur par le
personnel d'entretien, la signalisation sonore est désactivée.
Seule reste la signalisation visuelle indiquant que le défaut est toujours
présent.

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Pour rechercher le défaut, ouvrir et refermer successivement les départs
du réseau en partant de l'amont vers l'aval. Dès que la partie en défaut est
mise hors tension la signalisation donnée par le CPI disparaît, le signal
sonore est activé.
Lorsque la partie de réseau en défaut est isolée, il ne reste plus qu'à localiser
exactement celui-ci et à le supprimer.
Le schéma donné permet de ne pas oublier de rebasculer le commutateur
d'acquittement une fois le défaut supprimé. Le système d'alarme sera à
nouveau en état de veille.
Cette méthode de recherche présente le gros inconvénient de perturber
la distribution.
Lorsque les conditions d'exploitation ne permettent aucune coupure,
une telle méthode ne saurait donc être envisagée.

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Injection d'un courant très basse fréquence.

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Un générateur de courant très basse fréquence (10 Hz) est relié d'une part
à la terre, d'autre part à l'un des conducteurs actifs du réseau à contrôler.
Le générateur très basse fréquence fait circuler dans le défaut un courant
qui peut être détecté en utilisant un transformateur tore associé à un filtre
sélectif accordé sur cette fréquence.
La recherche peut être effectuée :
par un système mobile portable, composé d'une pince ampèremétrique
et d'un récepteur sélectif TBF (10 Hz).
par système fixe automatique, comprenant sur chaque départ un tore
associé à un récepteur sélectif TBF (10 Hz).
Ce dispositif est la solution pour harmoniser les impératifs d'exploitation
et ceux de la sécurité.

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ETUDE DU DEFAUT DOUBLE
Si un premier défaut n'a pu être éliminé avant qu'en apparaisse un
deuxième, affectant un autre conducteur actif sur un autre circuit,
on se trouve en présence d'un défaut double.
Ce deuxième défaut (le premier étant toujours présent) va provoquer un
court-circuit entre 2 phases ou entre phase et neutre.
La protection des personnes est alors assurée par les dispositifs de
protection contre les surintensités, ou par des DDR si les longueurs de
câble sont plus grandes que celles autorisées.

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5. SCHEMA DE LIAISON A LA TERRE TN
Le neutre du transformateur est relié à la terre.
Les masses métalliques sont reliées au Neutre par l'intermédiaire du PE.
Il existe en fait, deux schémas d'installation possibles :
les schémas TNC et TNS

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Schéma TNC :
Le neutre et le conducteur de
protection PE sont Confondus.
Le conducteur qui sert de neutre
et de protection s'appelle le PEN .
Un défaut franc au niveau du récepteur
équivaut à la création d'un court-circuit
entre une phase et le neutre.
L'utilisation de ce schéma n'est autorisé
que sur les conducteurs de section
supérieure à :
- 10 mm² pour les conducteurs en cuivre
- 16 mm² pour les conducteurs en
aluminium.
La protection des personnes est assurée par un disjoncteur
(protection contre les court-circuits).

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Schéma TNS :
Le neutre et le conducteur de
protection PE sont Séparés.
(réunis juste au niveau du transfo)
Un défaut franc au niveau du
récepteur équivaut à la création
d'un court-circuit entre une phase
et le neutre.
Le schéma TNS est à utiliser dans les cas où le
schéma TNC ne peut convenir, c'est à dire :
- lorsque la section des conducteurs
est < à 10 mm² pour le cuivre.
- lorsque la section des conducteurs
est < à 16 mm² pour l'aluminium.
- lorsqu'une longueur de câbles trop
importante fait baisser la valeur du courant
de court-circuit et par conséquent, le temps
de déclenchement du dispositif de protection.
La protection des personnes est assurée par un dispositif différentiel (DDR)
associé au disjoncteur.

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6. CHOIX D’UN REGIME DE NEUTRE
- les caractéristiques du réseau ou des récepteurs
La France est alimentée en énergie électrique par un réseau général, dont
EDF représente la majorité des fournisseurs. Afin de ne pas subir les
inconvénients de sa clientèle en Basse Tension,
EDF a choisi de fournir une énergie suivant le régime TT.
Le choix d'un autre schéma de neutre impose donc de détenir un
transformateur pouvant modifier ce régime.
Sur le plan de la protection des personnes, les 3 régimes de neutre sont
équivalents si on respecte toutes les règles d’installation et d’exploitation.
Le régime de neutre se choisit en fonction de 3 critères :
- régime de neutre imposé
- continuité de service

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Temps de coupure en fonction de la tension limite de sécurité UL
et de la tension de contact UC.
Le choix du SLT a une
influence directe sur la
valeur du courant de défaut
donc sur la valeur de Uc
et sur les dispositions à
adopter pour respecter ces
temps de coupure du
dispositif de protection.

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Simplification de l'installation électrique, protection en cas de défaut
d'isolement par disjoncteur ou interrupteur différentiel, calcul des
protections moins contraignant autorisant des modifications aisées
des récepteurs.
6.1 Neutre TT
Aucune permanence de spécialiste n'est exigée pour le dépannage.
En contrepartie, les prises de terre devront avoir des valeurs inférieures
à celles préconisées par les textes en vigueur :
100Ω si UL < 50V et 24Ω si UL < 12V
Les disjoncteurs auront (ou pourront avoir) leurs pôles neutre non protégés
(ex.: 3P+N, ou 1P+N)), les fusibles auront une barrette de coupure à la
place du fusible (pour le neutre).

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6.2 Neutre IT
Installation permettant la poursuite de l'exploitation d'énergie
malgré un premier défaut d'isolement même important,
comme les salles d'opération en hôpital, la sécurité aérienne, atelier
de fonte de métaux, etc,
MAIS nécessité d'avoir un spécialiste en dépannage pour supprimer
ce défaut très rapidement, avant le déclenchement d'un deuxième
défaut qui va faire déclencher les protections.
De plus, ce schéma oblige la mise en place d'un Contrôleur Permanent
d'Isolement (CPI) signalant par alarmes sonores et visuelles tout défaut
dans l'installation.

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ATTENTION: Dans un schéma IT, il est interdit de monter des barrettes
de neutre sur le pôle Neutre de l'appareil de protection.
Un fusible calibré comme les phases est obligatoire.
Les fusibles de neutre, comme ceux des phases, devront actionner
un dispositif de coupure omnipolaire (de tous les conducteurs actifs,
neutre compris).
Neutre isolé
Utilisé dans les installations de très courte dimensions, et les
transformateurs d'isolement dans les ateliers, les salles de bains
(prises rasoirs), etc.
Neutre impédant
Utilisé lorsque les dimensions du réseau sont suffisamment grandes
pour devoir tenir compte des impédances des lignes.
L'impédance de valeur relativement faible (env. 600 à 1000 ohms)
permet de s'affranchir de l'impédance des lignes, tout en limitant le
courant de défaut.

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Installations électriques dont les récepteurs ont naturellement des
défauts d'isolement très élevés comme les radars, les installations
de chiffrage (en général, ces récepteurs disposent de filtres capacitifs
de forte puissance entre chaque phase et la masse).
6.3 Neutre TN
Les installations électriques fonctionnant sous ce schéma seront calculées
avec le plus grand soin en ce qui concerne la protection ampèremétrique
(relais magnétiques), des essais devront obligatoirement être effectués, et
leurs résultant probants avant toute mise en service normal de cette
installation.
Ces installations permettent l'alimentation de récepteurs sans
protection différentielle.
En cas de défaut d'isolement, c'est la protection magnétique qui
déclenchera la coupure de l'alimentation électrique.

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Les schémas TN nécessitent la mise à la terre du conducteur de
protection en plusieurs points tout au long de ce réseau.
De plus, les liaisons Terre (PE) dans les schémas TN-S, et Terre-Neutre
(PEN) dans les schémas TN-S, ne devront JAMAIS être coupées depuis
l'origine jusqu'à l'appareil d'utilisation, par un commutateur, interrupteur,
fusible ou autre.
Les courants résultant d’un défaut d’isolement sont d’intensité élevée
et sont à l’origine :
- de pertubations passagères
- de risques de dommages élevés
- parfois d’incendie

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Neutre TN-C
Schéma TN utilisé principalement dans les installations fixes, ou de
forte section en câbles souples (> 10mm2
pour le cuivre).
Neutre TN-S
Schéma TN utilisé principalement dans les installations souples,
les installations terminales, ou lorsque les valeurs de prises de terre
sont trop élevées pour accepter le schéma TT.
Ces installations doivent être très surveillées et peu évolutive
Il peut accepter les protections différentielles, comme le schéma TT.
Si c’est le cas, ces dispositifs apportent à ce schéma une meilleure
protection contre l’incendie et une souplesse à la conception de
l’installation.
C’est un schéma à DÉCONSEILLER car il présente de nombreux risques
permanents (chutes de tension le long du PEN, circulation de courant
dans les blindages et les masses, champ magnétique rayonné…)

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Comparatif des SLT