Les schémas de liaison a la terre "Régime de Neutre"

Introduction 
L’utilisation de l’énergie électrique présente des risques tant pour les personnes que pour les matériels. Pour des raisons de sécurité, ces masses sont reliées par un conducteur de protection lui-même relié à une prise de terre. La distribution de l’énergie électrique, en courant alternatif triphasé avec neutre permet, selon les types d’installation, des combinaisons neutre-masse, qui optimisent la protection.

Classification des régimes de neutre 
Le comité Electrotechnique international (CEI) a classé officiellement trois normes.

Régime TT
 Le neutre de la source d’énergie est mis à la terre, et la masse de l’installation électrique est mise à son tour à la terre, c’est le cas le plus simple.

Régime IT 

Le neutre de la source de tension est isolé ou relié à la terre par une forte impédance, les masses d’installation sont reliées à la terre comme l’indique la figure suivante. 

Régime TN 

Dans ce régime le neutre est mis à la terre et les masses sont reliées au neutre par un conducteur de protection. Deux cas qui se présentent : 

Régime TNC 

Le conducteur de protection de PE et le conducteur N de l’alimentation peuvent être confondus en un seul conducteur PEN. 

Régime TNS 

Le conducteur de protection PE et le conducteur N du coté de l’alimentation peuvent être séparés

Caractéristiques des différents régimes de neutre

Le tableau suivant se récapitule selon la norme CEI les montages de chaque régime de neutre, ainsi les précautions pour assurer la protection des appareils et personnes.

Protection des installations et des personnes

Etude d’un défaut d’isolement en régime TT 

Présentation du défaut  

Où : 

RT : résistance de prise des masses ; 

RN : résistance de la prise de terre neutre ; 

Rd : résistance de défaut (cas le plus défavorable 

Rd = 0Ω) ; 

Id : courant de défaut ; 

Ud : tension de défaut.

Tension de défaut La tension de défaut Ud , c’est la différence de potentielle appliquée à une personne. 

Ud= Rd Id 

Exemple : 

Soient :

Cette tension peut être dangereuse pour les personnes, dons il faut prévoir un appareillage de déclenchement différentiel au premier défaut, on utilise généralement le DDR (Dispositif à courant différentiel résiduel ou les disjoncteurs différentiels détaillés dans le chapitre IV).

Tableau des tensions et courant autorisées par la norme NFC 

Ce tableau récapitule les tensions de défauts tolérées par la norme NFC en fonction des lieux d’application. 

 Etude d’un défaut d’isolement en régime TN 

Présentation 

Dans ce régime le neutre est mis à la terre et les masses sont reliées au neutre par un conducteur de protection. On distingue les régimes TNC et TNS : - le régime TNS (Conducteur Terre et conducteur Neutre Séparé) est choisi lorsque les conducteurs sont inférieurs à 10mm2 ; - le régime TNC (Conducteur Terre et Neutre Confondus) est choisi lorsque les conducteurs sont supérieures à 10 mm2 en cuivre et 16 mm2 en aluminium, lors d’un défaut d’isolement le courant suit le sens de parcours comme l’indique la figure suivante ; 

 Courant du défaut 

Dans les deux cas cités ci-dessus le courant de défaut n’est plus limité que par l’impédance des câbles et de la source de tension, ce qui donne un courant de défaut très élevé : Id=Un/Zd

 Où : 

Un : tension simple ; 

Id : courant de défaut ; 

Zd : impédance des câbles et de la source ; 

telle que Zd est la somme de : 

la résistance de défaut d’isolement ; 

la résistance du câble du circuit ; 

l’impédance de l’enroulement secondaire du transformateur ; 

Dispositifs de sécurité 

On utilise généralement : 

- des dispositifs à déclenchement magnétique (contre le courant de court circuit), tel que le courant de réglage magnétique soit inférieur à Id-->Im=<Id; - des dispositifs à déclenchement thermique (contre les faibles sur charges), tel que le courant de réglage thermique soit inférieur à Id---> rth =<Id

Etude d’un défaut d’isolement en régime IT 

Présentation 

Dans ce régime le neutre est isolé, les masses sont reliées à la terre, c’est le cas de certaines installations où l’utilisateur possède son propre transformateur HT/BT, puisque le neutre isolé. Il faut prévoir un appareil de contrôle et d’écoulement de toute sorte de surtension ou de coup de foudre. Ce dispositif est un limiteur de surtension d’impédance Z.

Défaut simple 

Notons que, Rd peut être nulle, RT est très faible ; RN << Zi , avec Zi (impédance du câble + impédance de la sortie du transformateur et la capacité de ceux entre phase et terre). 

Exemple : 

Soient ; 

Conclusion : dans ce cas, il se présente un courant de défaut très faible. Ce dernier n'est pas dangereux pour l'utilisateur, mais il faut être vigilant devant un deuxième défaut.

Double défaut 

Conclusion : 

dans ce cas, il se présente un courant de défaut très fort, d'où une coupure obligatoire de l'alimentation dans un temps inférieur à celui prescrit par les courbes de sécurité.