Mise à la terre de protection dans les installations électriques

La mise à zéro est appelée la connexion électrique des parties métalliques non conductrices des installations électriques avec le neutre mis à la terre de l'enroulement secondaire d'un transformateur ou d'un générateur abaisseur triphasé, avec la sortie mise à la terre d'une source de courant monophasée, avec la mise à la terre point médian dans les réseaux DC.

Le principe de fonctionnement du réarmement repose sur l'apparition d'un court-circuit lors d'un claquage de phase de la partie non courante de l'appareil ou de l'appareil, qui entraîne le fonctionnement du système de protection (disjoncteur ou fusibles grillés).

La mise à zéro est la principale mesure de protection contre les contacts indirects dans les installations électriques jusqu'à 1 kV avec un réseau neutre mis à la terre. Étant donné que le neutre est mis à la terre, la mise à la terre peut être considérée comme un type spécifique de mise à la terre.

Un fil neutre de protection est appelé fil reliant les parties neutralisées (boîtiers, structures, boîtiers, etc.) au neutre mis à la terre de la source d'alimentation (transformateur, générateur). Voir ici pour plus de détails : Conducteurs de protection dans les installations électriques (conducteurs PE).

Dans les réseaux 380/220 V selon Exigences PUE la mise à la terre des neutres (points zéro) des transformateurs ou des générateurs est appliquée.

Considérons d'abord un réseau 380 V avec un neutre mis à la terre. Un tel réseau est représenté sur la Fig. 1.

Si une personne touche un conducteur de ce réseau, alors sous l'influence de la tension de phase, un circuit de défaut se forme, qui se ferme à travers le corps humain, les chaussures, le sol, la terre, la terre neutre (voir flèches). Le même circuit se forme si une personne touche le boîtier avec une isolation endommagée. Cependant, il est impossible de simplement mettre à la terre le boîtier du récepteur électrique.

Riz. 1. Toucher un fil dans un réseau avec un neutre mis à la terre

Riz. 2. Mise à la terre du récepteur électrique dans un réseau avec un neutre mis à la terre

Pour comprendre cela, supposons qu'une telle mise à la terre soit néanmoins effectuée (Fig. 2) et que l'installation soit court-circuitée au carter du moteur. Le courant de court-circuit passera par deux interrupteurs de mise à la terre — un récepteur électrique Rc et un neutre R® (voir flèches).

Depuis Loi d'Ohm la tension de phase du réseau Uf sera répartie entre les électrodes de masse Rz et Ro proportionnellement à leurs valeurs, c'est-à-dire que plus la résistance de l'électrode de masse est élevée, plus la chute de tension dans celle-ci est importante.

Si, par exemple, la résistance Ro = 1 ohm, Rz = 4 ohms et Uf = 220 V, alors la chute de tension se répartira comme suit : à la résistance Rz on aura 176 V, et à la résistance Ro on aura = 44V

Cela crée une tension dangereuse entre le carter du moteur et la terre. Une personne touchant l'armoire pourrait recevoir un choc électrique.S'il existe un rapport inverse des résistances, c'est-à-dire que Ro sera supérieur à Rz, une tension dangereuse peut apparaître entre la terre et les masses de l'équipement installé à proximité du transformateur et ayant une masse commune avec le neutre.

Riz. 3… Réinitialiser le récepteur électrique dans un réseau avec neutre à la terre

Pour cette raison, dans les installations avec un neutre mis à la terre avec une tension de 380/220 V, un type de système de mise à la terre différent est utilisé : tous les boîtiers et structures métalliques sont électriquement connectés au neutre mis à la terre du transformateur via le fil neutre du réseau. ou un fil neutre spécial (Fig. 3).Par conséquent, tout court-circuit au boîtier devient un court-circuit et la section d'urgence est désactivée par un fusible ou un disjoncteur. Un tel système de mise à la terre est appelé disparition.

De cette manière, la mise à la terre de sécurité est obtenue en déconnectant la section secteur dans laquelle un court-circuit s'est produit avec le boîtier.

L'effet protecteur de la mise à la terre consiste à déconnecter automatiquement la partie du circuit dont l'isolation est endommagée et en même temps à réduire le potentiel du boîtier pendant la période allant du moment du court-circuit au moment de la déconnexion. Après qu'une personne touche le corps d'un récepteur électrique qui n'est pas éteint pour une raison quelconque, une branche de courant apparaîtra dans le circuit à travers le corps humain.

De plus, si un RCD est installé dans cette ligne, il fonctionne également, mais pas à partir d'un courant important, mais parce que le courant dans le fil de phase devient inégal au courant dans le fil de travail neutre, car la majeure partie du courant a lieu dans un circuit de terre de protection au-delà du RCD.Si un RCD et un disjoncteur sont installés sur cette ligne, l'un ou l'autre ou les deux fonctionneront, en fonction de la vitesse et de l'amplitude du courant de défaut.

Tout comme toutes les mises à la terre n'assurent pas la sécurité, toutes les mises à la terre ne sont pas adaptées pour assurer la sécurité. Le réarmement doit être effectué de manière à ce que le courant de court-circuit dans la section d'urgence atteigne une valeur suffisante pour faire fondre le fusible du fusible le plus proche ou arrêter la machine. Pour cela, la résistance au court-circuit doit être suffisamment faible.

Si le déclenchement ne se produit pas, le courant de défaut circulera longtemps dans le circuit et une tension par rapport à la masse se produira non seulement sur le cas de défaut, mais également sur tous les cas de réarmement (puisqu'ils sont électriquement connectés). Cette tension est égale à l'amplitude du produit du courant de défaut par la résistance du fil neutre du réseau ou du fil neutre et peut être importante en amplitude et donc dangereuse, surtout dans les endroits où il n'y a pas d'équipotentialité. Pour éviter un tel danger, il est nécessaire de suivre attentivement les exigences PUE pour le dispositif de mise à la terre.

L'action protectrice de la neutralisation est assurée par le fonctionnement fiable du courant de surintensité pour déconnecter rapidement la section de réseau avec une isolation endommagée. Depuis PUE le temps d'arrêt automatique de la ligne endommagée pour le réseau 220 / 380V ne doit pas dépasser 0,4 s.

Pour cela, il est nécessaire que le courant de court-circuit dans le circuit phase zéro remplisse la condition ITo > k az nom, où k est le facteur de fiabilité, Inom - courant nominal à partir du réglage du dispositif de déconnexion (fusible, physique automatique changer).

Le coefficient de fiabilité k selon PUE doit être d'au moins : 3 — pour les fusibles ou interrupteurs à déclenchement thermique (thermo-relais) pour les locaux normaux et 4 — 6 — pour les zones explosives, 1,4 — pour les interrupteurs automatiques à déclenchement électromagnétique dans tous les locaux .

La résistance de propagation du dispositif de mise à la terre du neutre Ro (terre de travail) ne doit pas être supérieure à 2, 4 et 8 ohms respectivement à la tension nominale 660, 380 et 220 V des installations électriques triphasées.