chapitre 06 surtentions

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Protection contre les courants de défauts et les surtensions, Régime du neutre (partie 107-127)

6-.TENSIONS DE CONTACT EN HAUTE TENSION

6-1.LE CONTACT DIRECT

En Haute Tension, la notion de contact direct est beaucoup plus sévère qu'en Basse Tension, et les moyens mis en œuvre pour s'en protéger sont plus contraignants bien qu'ils soient de mémo nature.

6-1-1.Protection par mise hors de portée

Elle est définie par les normes C 13-100 et C 13-200. La règle fondamentale précise qu’aucun conducteur ni aucune pièce sous tension, en l'absence de tout défaut d'isolement, ne doit se trouver à portée des personnes.

Cette règle s'applique également au conducteur neutre et à tout conducteur de terre reliant à une prise de terre le conducteur neutre ou le point neutre de la source d'alimentation.

La condition ci-dessus peut être satisfaite soit par le seul éloignement des pièces conductrices ou dos conducteurs, soit par l'interposition d'obstacles ou par isolation.

a-Eloignement

Cette solution ne peur être utilisée que dans les postes du type ouvert; les conditions d'application de cette mesure sont défi nies dans les normes C 13-100 et C 15-200.

b-Obstacles

On-entend par obstacles, les enveloppes métalliques, les panneaux pleins et les panneaux grillagés. Leurs conditions de mise en œuvre sont exposées dans les normes C 13-100 et C 13-200.

c-Isolation

La protection complète contre les contacts directs par isolation est considérée comme réalisée lorsque les parties actives sont entièrement recouvertes par une matière isolante qui ne peut être enlevée que par destruction. Cette mesure ne s'appliqué pratiquement qu'aux câbles.

6-2.LE CONTACT INDIRECT

En Haute Tension, l’étude des contacts indirects est, comme en Basse Tension, étroitement fiée au régime du neutre. Elle est régie par deux normes :

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la norme C 13-100 qui traite des postes de livraison HT/BT, la norme C 13-200 qui traite des installations Haute Tension.

6-2-1.Le contact indirect dans les postes HT/BT (norme C 13-100)

Rappelons que la norme C 13*100 ne s'applique qu'au* postes de livraison HT/BT ne comprenant qu’un seul transformateur situé dans l'enceinte du poste. Les contacts indirects résultant d’un défaut d'isolement sur le réseau BT font l'objet de la norme C 15-100 (cf. 6-87).

La C 13-100 ne traite que des contacts indirects et élévations de potentiel liés à un défaut entre la partie Haute Tension et les masses du poste; elle précise qu'en cas de défaut d'isolement entre une partie active et une masse, aucune tension de contact ne doit pouvoir se maintenir dans une partie quelconque du poste à une valeur supérieure à la tension limite de sécurité UL égale à 50 V en valeur efficace.

En pratique, fa protection contre les contacts indirects est assurée à l'intérieur du poste en réalisant une liaison équipotentielle entre toutes les masses du poste et tous les éléments conducteurs, y compris le sol.

Cette liaison doit être telle que la résistance R entre deux éléments quelconques simultanément accessibles respecte la condition :

U étant l'intensité maximale du courant de premier défaut monophasé à la terre du réseau Haute Tension alimentant le poste.

Im = 300 A pour tes réseaux aériens ou mixtes,

Im = 1 00Û A pour les réseaux souterrains.

D'autre part, un défaut d'isolement entre une partie active à Haute Tension et la masse, ne-doit pas entraîner d'élévation de potentiel qui puisse provoquer un amorçage sur les circuits Basse Tension, r amorçage pouvant propager un potentiel dangereux dans l'installation Basse Tension. Cette règle impose aux résistances des différentes prises de terre des valeurs maximales qui dépendent des schémas des liaisons à la terre.

a-Cas des schémas TNR et ITR (cf. fig. 6-89

Les prises de terre du poste, du neutre el des masses de ('installation sont confondues. L'équipotentielle totale des masses du poste, des masses de l'installation, des prises de terre et du sol assure la protection dans la

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zone intéressée par cette équipotentialité. En cas d'amorçage sur la partie Haute Tension du poste, le courant de défaut s'écoule par la prise de terre commune

L'ensemble équipotentiel des masses du poste est alors porté à un potentiel

Vm = RPNM It

Les risques sont nuls pour le matériel BT et les personnes. Dans une zone située en dehors de la zone équipotentielle, il peut éventuellement apparaitre une tension de contact entre les masses et le sol pour s’en protéger, il convient de réaliser des prises de terre locales du conducteur neutre de l'installation BT dans le schéma TNR, ou du conducteur de protection dans le schéma ITR (Guide C 13-100 § 413-2).On recommande que la prise de terre RHNM ne dépasse pas 10 il afin de limiter la montée en potentiel de l'ensemble. et d'éviter l'apparition de tensions de pas trop élevées.b-Cas des schémas TTN al UN (cf. fig. 6-90)Les masses du poste et le neutre ont une prise do terre commune, les masses de l'installation ont une prise de terre séparée.Lors d'un amorçage sur la partie HT du poste, to courant de défaut s'écoule par la prise de terre commune au neutre et aux masses du poste. On assiste alors à une montée en potentiel RPN IF des masses du poste et du réseau BT. Il y a risque de claquage pour les matériels BT alimentés par le réseau BT et non reliés à la prise de terre FW Pour que le risque de claquage soit évité, il faut que la relation :

Rpm : résistance de la prise de terre commune au* masses du poste et au neutre;

L>LM : p'ys faible tension de tenue à fréquence industrielle des matériels de l'installation BT alimentés par le poste; clic est égale à la tension d'essai diélectrique à laquelle sont soumis ces matériels: en pratique, alla est généralement Égale à 2U + 1 OÛÛ, soit 1 500 volts pour les matériels de tension nominale 220 à 250 V;

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U* : tension entre phases pmjr le schéma ITN. e( tension simple pour le schéma TTN;

lr : intensité maximale du défaut Haute Tension :* if = 300 A pour les réseaux aériens ou mixtes,

# lr = 1 000 A pour les réseaux souterrains.

Cette relation exprime que la montée en potentiel résultant d'un amorçage Haute Tension ne porte pas la tension du réseau BT â une valeur supérieure à la tension d'essai des matériels. Elle impose une valeur maximale à la prise de terre FW

-Pour I, = 300 A, RPN est Inférieure ou égale à 4 fi en TTN el â 3,5 fï en ITN.

-Pour lpn = 1 000 A, nPN est inférieure ou égale â 1,2£Ï en TTN et 1 £3 en ITN. "

c-Cas des schémas TTS et ITS (cf. fig. 6-91)

la prise de terre des niasses du poste, la prise de terre du neutre et celle des masses de I installation sont séparées.

Le courant de défaut s'écoule par la prise de terre des masses du poste.

On assiste à une montée en potentiel do toutes les masses du poste pair rapport au réseau BT. Il n'y a pas de danger pour 1e personnel, mais il y a risque de claquage des matériels BT installés dans le poste.

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Pour que ce risque soit évité, il faut respecter la relation :

U:p : tension de tenue à fréquence industrielle des matériels a Basse Tension du poste:Utp = 2000 volts pour les matériels industriels de classe I.= 4000 volts pour les matériels, industriels de classe II,=10000 volts pour certaine appareillages surisolés de construction spéciale:U tension entre phase et neutre dans le schéma TIS, tension entre phases dans le schéma ITS;II : courant de défaut :• If = 300 A pour 19S réseaux aériens ou mixtes,• It = 1 000 A pour les réseaux souterrains.Les valeurs à ne pas dépasser pour Rp sont les suivantes :

-pour If = 300 A, Rp ≤ 5 Ω 12 Ω ou 30 II. Suivant la valeur de UIP, en schéma TTS et ITS;-pour lr = 1 500 A, RP ≤ 1,5 Ω, 3,6 Ω ou 10 Ω suivant la valeur de UtP, en schéma TTS et ITS.

6-2-2.Protection contre les surtensions résultant d'un coup de foudre sur le réseau HTLes postes HT alimentés par un réseau aérien ou aéro-souterrain sont protégés contre les coups de foudre par des éclateurs au des parafoudres reliés à la prise de terre des masses du poste; lors du fonctionnement de ces appareils, les courants de fuite s'écoulant par la prise de terre des masses du poste provoquent la montée en potentiel de toutes les masses.

Suivant le régime du neutre et l’interconnexion ou non des masses du poste, du neutre BT el des masses de l'installation BT, il y a risque de claquage des matériels BT. ; les phénomènes mis en jeu sont les mêmes que ceux qui se développent lorsqu'il se produit un amorçage sur la partie HT du poste; comme pour ceux-ci, on est amené à limiter les valeurs des résistances des prises de terre de manière à réduire les risques d'amorçage.La norme C 13- ICO imposa, pour les schémas TTN et ITN :

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avec:ZPN, Zp: impédances au choc des prises de terre.Zo: impédance caractéristique homopolaire de la ligne pour les ondes de tension,Uc : valeur de crête de l'onde de tension,UtMC: tension de tenue au choc des matériels de l'installation BT prise égale à 3 kV,Utpc : tension de tenue au choc des matériels Basse Tension du poste :- 4 kV pour les matériels de classe I,- 8 kV pour les matériels de classe II,- 20 kV pour les matériels surisolés.Le niveau des surtensions transmises par la ligne ne dépasse généralement pas 120 kV valeur crête.• l'impédance d'onde homopolaire de la ligne est de l'ordre de 1 000 n.Ces formules ne sont valables que pour les surtensions atmosphériques provenant du réseau HT. Pour les surtensions résultant des coups de foudre directs, les valeurs des prises de terre sont données par les formules suivantes :- pour les schémas TTN et ITN :

- pour les schémas TIS et ITS:

avec:

ZPN, Zp: impédances au choc des prises de terre,UTMC: tension de tenue au choc des matériels de l’installation Basse Tension,UtPC : tension de tenue au choc des matériels Basse Tension du peste,Ifoudre: courant de foudre direct pris conventionnellement égal à 15 kVA,

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Sachant que l'impédance au choc d'une prise de terre est égale à 1,5 fois sa résistance mesurée en BT (Guide C 13-100, section 442-22), l'application des formules précédentes impose aux résistances des prises de terre les valeurs maximales suivantes :

pour la protection contre les Surtensions d'origine atmosphériques :-RPN ≤2J Ω pour les schémas TTN et ITN,

-Rp ≤ 3.Ω, 7,7 Ω ou 20.2Ω, suivant le niveau d'isolement du matériel BT du poste, pour (es schémas TTS et ITS 4 KV, 8 kV et 20 kV);

pour la protection contre les surtensions résultant des coups de foudre directs, on obtient les valeurs suivantes des impédances à l'onde de choc des prises de terre.

- ZPN≤ 0,2 Ω pour les schémas TIN et ITN,- Zp≤0,3, 0,5 ou 1,3 Ω suivant le niveau d'isolement du matériels du poste BT pour les schémas TTS et ITS (4 kV, 8 kV et 20 kV).

Les valeurs de 0.2 et 0.3 Ω ne sont qu'indicatives; de telles valeurs de résistance de prise de terre sont difficiles, voire impossibles à obtenir. La protection contre les coups de foudre directs doit être assurée par l’installation de paratonnerres sur le bâtiment du poste,

a-Synthèse des résultats

L'ensemble des résultats concernant les contacts indirects, les surtensions d'origine atmosphérique et les surtensions résultant des coups de foudre directs sont regroupés dans le tableau 6-35.

Les conditions énoncées pour chaque schéma doivent être vérifiées simultanément.

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6-3.Le contact indirect dans les installations HT (norme C 13-200)6-3-1.Règle générale

En cas de défaut d'isolement entre une partie active et une masse, la norme C 13-200 précise qu'aucune tension de contact supérieure à la tension limite de sécurité Ul égale à 50 volts ne doit pouvoir Se maintenir dans l'installation.

Lorsqu’une tension de contact supérieure â la limite UL se développe, la partie de l'installation en défaut doit être mise hors tension.6-3-2.Origine el valeur d’une tension de contact

L'apparition d'une tension de contact peut résulter ;

* Soit d’un défaut d'isolement dans un matériel de f installation considérée.* soit d’un défaut d’isolement survenant sur le réseau d'alimentation au niveau du poste de Livraison.

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La valeur prise par une tension de contact est, comme en Basse Tension, étroitement liée au régime du neutre du réseau dans lequel elle se développe, ainsi qu'à la. présence ou non d’interconnexions entre les masses de l'installation et la prise de terre du neutre.

• Note :La norme C 13-200 est actuellement en cours de révision. En ce qui concerne Ie régime du neutre, le projet de norme ne prévoit actuellement que les six schémas de la C 13-100 avec les mêmes dénominations.a-Cas des schémas TTN, TTR, TTS, TNN et TNS

Le neutre est relié ù. la terre soit directement, soit par une impédance de faible valeur (quelques dizaines ou quelques centaines d'ohms.

Cas des schémas TTN, TTR TTS (cf. fia. 6-92)

Les masses de l'installation sont interconnectées et reliées à une prise de terre séparée de la prise de terre du neutre; lors d’un défaut d'isolement, le courant de défaut se referme par la prise de terre des masses et la prise de terre du neutre. Toutes les masses reliées à la prise de terre Ru sont alors portées au potentiel :

Uc = RM lt

• SI le neutre est mis à la terre par une résistance Zn de 160 dans un réseau dont la tension entre phases est de 5 500 V, le courant de défaut est limité à 20 A environ ; si tes prises de terre HM et Rn ont respectivement pour valeur 10 Q et 5 £1, une masse en défaut est portée au potentiel :

= 3 200 (10/175)= 182 volts

(V ; tension simple du réseau).

Ce potentiel dangereux implique la coupure de l'alimentation.

• Si le neutre est mis directement à la terre la tension de contact a pour valeur :

Ue = A - Rm + Rn

= 3 200 (10/15)= 2 133 volts.

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* En conclusion, une mise â fa terre directe du neutre doit être évitée, en raison des valeurs élevées des courants de défaut et des tensions de contact qui se développent lors d'un défaut d'isolement Les courants de défaut entraînent des dégâts importants sur les équipements et les tensions de contact atteignent des .niveaux excessivement dangereux pour le personnel. La mise hors tension de la partie défectueuse de l'installation est obligatoire au premier défaut d'isolement; elle est obtenue par la mise en place de dispositifs différentiels agissant sur les organes de coupure.

Un différentiel est généralement affecté à chaque récepteur. Les récepteurs peuvent aussi être répartis en groupes ; dans ce cas1 un différentiel est affecté à chaque groupe. Toutes les masses des récepteurs associés au même dispositif différentiel doivent être interconnectées et reliées à la même prise de terre. Le seuil de fonctionnement la d'un dispositif différentiel est, comme en Basse Tension, donné par la relation :

Rm ≤ UL/la

ou

la ≤UL/RM

Cette relation garantit la mise hors tension du récepteur ou du groupe de récepteurs défectueux dès que la tension de contact atteint la tension limite de sécurité.

• Tout défaut au niveau du poste se produisant alors que les masses de l'installation sont reliées aux masses du poste (schéma TTR) entraîne une élévation du potentiel des masses:

cette élévation de potentiel est égale

Uç=RpM .lf

Pour que la coupure ait lieu dès que la tension de contact dépasse la tension limite de sécurité, on doit avoir :

RPM < UI/IH

ou

lu ≤ UL/RPH

avec :

RPM : résistance de la prise de terre commune aux masses du poste et aux niasses de l'installation,

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lh : valeur du courant assurant le fonctionnement du dispositif de protection installé au niveau du poste.

De même lorsque les masses du poste sont reliées à une prise de terre séparée (schémas TTN et TTS), on doit avoir :

dans le cas du schéma TTN,

RPM ≤ UL/lh

ou

lh ≤ UL/RRM

dans le cas du schéma TTS,

RP ≤ UL/Ih

ou

IH < UL/RP

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Cas des schémas TNN et TNS (cf. fig, 6-93)Toute les masses de l'installation sont interconnectées et reliées à la prise de terre du neutre. Lors d'un défaut, le courant de défaut a referme par le conducteur de protection; il n'est limité que par l'impédance de la boucle de défaut comprenant l'impédance de mise A la terre du neutre lorsqu'elle existe. La tension de contact qui apparaît au niveau d'une masse en défaut est égale à la chute de tension qui se développe le long du conducteur de protection reliant cette masse à la terre.

Dans un réseau, dont la tension entre phases est de 5 500 volts et dont Le point neutre est mis à la terre par uns résistance limitant 1e courant de défaut à 20 À, une masse reliée à la terre par un conducteur de protection de 50 m de long et 50 mm2 de section est portée, lors d'un défaut d’isolé- ment, à un potentiel de 0,45 volt environ.

Avec un neutre mis directement à la terre, les courants de défaut atteignent plusieurs milliers d'ampères et les tensions de contact dépassent largement la tension limite de sécurité.

En comparant ces schémas aux trois précédents, on remarque que l'interconnexion des masses de l'installation avec la prise de terre du neutre réduit très fortement les valeurs atteintes par les tensions de contact, à condition que le courant de défaut soit limité par la présence d'une impédance sur la mise â la terre du point neutre.

Afin d'assurer qu'en cas de défaut, les potentiels du conducteur de protection et des masses qui lui sont reliées diffèrent aussi peu que possible du potentiel de la terre, la norme G 13-200 recommande de relier à la terre le conducteur de protection le plus souvent possible.

D'autre part, pour les schémas TNN et TNS, la norme G 13-200 considère qu'un défaut d'isolement se traduit par un court-circuit monophasé; elle impose pour cela une limite supérieure aux impédances des boucles de défaut, afin que les courants de défaut soient supérieurs aux seuils de fonctionnement des protections. Ceci ne peut se concevoir que lorsque le neutre est mis directement à la terre. Or, en Haute Tension jusqu'à 63 kV, la mise â la terre directe du

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neutre est très rare : il est généralement mis à la terre par une impédance limitant les courants de défaut à :

• 1 000 A pour les réseaux souterrains de distribution publique jusqu’à 20 kV,• 300 A pour les réseaux aériens de distribution publique jusqu'à 20 kV,

• moins de 100 A pour les réseaux Industriels et privés.

Lorsque le neutre est mis à la terre par une impédance de limitation des courants de défaut, la protection est toujours assurée par des dispositifs différentiels; le seuil de fonctionnement maximal de ces dispositifs est habituellement limité à la moitié du courant de défaut.

• Au niveau du poste de livraison, tout défaut d'isolement entraîne une élévation du potentiel des masses du poste, et de celui des masses de l'Installation si celles-ci sont reliées aux masses du poste (schéma TNN). Les protections installées au niveau du poste doivent provoquer la coupure de l'alimentation dès que l'élévation en potentiel dépasse la tension limite de sécurité. Il faut pour cela que les relations suivantes soient satisfaites :

- pour le schéma TNN :

RPNM ≤ UL/lhou

lh ≤ UL/RPNM ;

— pour le schéma TNS :

Rp ≤ U|/Ih

ou

lh ≤ UL/RP.

Il faut de plus :

RNM ≤ U|/lhou

IH ≤ UL/RNM

pour que le déclenchement soit assuré lorsqu'un amorçage se produit entre l'enroulement primaire et l’enroulement secondaire du transformateur.

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b-Cas des schémas ITN, ITR, ITS, INN et INS cf. fig. 6-94

Le neutre est isolé ou éventuellement relié à la terre par une impédance de valeur telle qu'en cas de premier défaut entre une phase et une masse, la tension de contact pouvant apparaître ne soit pas supérieure à la tension limite de sécurité. Le but recherché étant de ne pas interrompre l'alimentation après l'appartiens d'un premier défaut d1 isolement il reste obligatoire :

• de surveiller en permanence l'isolement du réseau au moyen d'un contrôleur permanent d'isolement,m do signaler l'apparition du premier défaut d'isolement, de rechercher et d'éliminer le premier défaut d'isolement.

Schémas ITN, ITR et ITSLes masses de l'Installation sont interconnectées et reliées à une prise de terre séparée de la prise de terre du neutre. Lors d'un défaut d'isolement, le courant de défaut sa referme par l'impédance de mise à la terre du neutre et les capacités phase terre du réseau; les masses sont portées à un potentiel :

Uc = Rm Ij ,

Pour que la tension de contact reste inférieure à la tension limite de sécurité UL on doit avoir ;

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RM ≤ UL/Ih - Dans un réseau 5 50C V à neutre isolé comprenant 5 km de câble, les capacités phase/terre ont approximativement pour valeur 2,5 nF, et le courant de défaut est voisin de 7,5 A. Pour que la tension de contact reste inférieure à UL, on doit avoir :

En fait, ce type de schéma est peu courant dans la pratique : les masses des récepteurs et les écrans des câbles sont généralement interconnectés et reliés à la même prise de terre. Le courant de défaut ne se referme plus par la prise de terre des masses, mais par le conducteur de protection reliant â la terre la masse d'un récepteur en défaut

La tension de contact qui apparaît au niveau de ce récepteur est alors égale â la chute de tension qui se développe le long du conducteur de protection, le courant de défaut étant faible, même dans le cas d'un réseau étendu (un courant de 10 A correspondant environ â 10 kilomètres de câble). La tension de contact est toujours très inférieure à la limite de sécurité,

Schémas INN et INS (cf, fig, 6-94)Toutes les masses de l'installation et les écrans des câbles sont interconnectés et reliés à la prise de terre du neutre. On est dans la même situation que précédemment : le courant de défaut se referme par le conducteur de protection du récepteur en défaut, et la montée en potentiel des masses est très faible.

La coupure au deuxième défaut d'isolement est obligatoire; en effet, après l'apparition d'un deuxième défaut d'isolement, on se trouve en présence d'un court-circuit biphasé. Le courant de défaut n'est plus limité que par les impédances des conducteurs de phase et de protection constituant la boucle de défaut il peut atteindre des valeurs très élevées et les tensions de contact qui se développent sont également très élevées. Il y a obligation de mettre hors tension la zone en défaut. Le déclenchement peut être obtenu :

- par les dispositifs de protection contre les défauts entre phases; les valeurs des courants de défaut biphasés à la terre doivent alors être supérieures aux seuils de fonctionnement de ces dispositifs (relais à maximum de courant ou fusibles); cette contrainte impose des valeurs maximales aux impédances dos boucles de défaut; ainsi, on doit avoir ;

Za la < U

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avec :

Za : impédance de fa boucle de défaut.IA : intensité du courant assurant le fonctionnement des dispositifs d& protection,U : tension composée du réseau;

les sections des conducteurs de phase et de protection doivent être telles que la relation ci-dessus soit satisfaite dans tous les cas; lorsqu'elle ne peut pas l’être, il faut envisager installation de dispositifs différentiels ou la mise en place de liaisons équipotentiel les supplémentaires;

- par des dispositifs différentiels, lorsque le fonctionnement des protections contre les défauts entre phases ne peut pas être obtenu^ ou que l'interconnexion des masses n'est pas totale; dans ce cas, deux récepteurs ou groupes de récepteurs dont les masses ne sont pas interconnectées doivent être protégés par des dispositifs différentiels.

• Au niveau du poste de livraison, tout défaut d'isolement doit provoquer la coupure de l'alimentation lorsque le potentiel des masses du poste ou des masses de l'installation dépasse la valeur UL; ceci conduit au respect des conditions suivantes :

pour le schéma INN :

RPNM ≤ Ut/lhou

lh < UL/RPNM i

- pour le schéma ITN :

RPM ≤ UL/IÜ

OU

lt ≤ UL/RPH ;

- pour le schéma ITR :

RpH ≤ Lli/ln

ou

U ≤ UL/RPM ;

- pour le schéma ITS :RP ≤ UL/Ih

ou

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ln ≤ IV/RP ;

- pour le schéma INS :

RP < UL/I„ou

lh < UL/RP;

avec :

RNM ≤ Ui_/lh

ou

lh ≤ U|/RNM .

Cette dernière condition assure le déclenchement lorsqu'un amorçage se produit entre l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire du transformateur.

6-3-3.Protection contre les surtensions dues ii un défaut d'isolement sur le réseau d'alimentation

Tout défaut d'isolement survenant au niveau du poste de livraison, et tout amorçage entre le primaire et le secondaire du transformateur, ne doivent pas provoquer des élévations de potentiel supérieures à la tension de « tenue » des matériels électriques.

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les relations suivantes doivent être respectées :

— pour le schéma TTN :RPN < (UtM - V)/Im

-pour les schémas TTR et TTS :

Rw ≤(UtM – v)/im

avec :UIM = valeur de la plus faible tension de tenue à fréquence industrielle des matériels de l'installation.V - tension entre phase et neutre, lm : courant maximal du premier défaut : lm = 300 A pour les réseaux aériens ou mixtes,lm = i 000 A pour les réseaux souterrains.

Pour les schémas TTR et TTS, il faut tenir compte, pour le calcul de U, de la présence d'une résistance de limitation sur la mise à la terre du neutre.

« Dans te cas des schémas TTS et TNS, la prise de terre du poste étant séparée, tout courant de défaut s'écoulant par celle-ci entraîne une élévation du potentiel des masses: cette dernière risque de provoquer un amorçage sur les matériels du poste. Pour l'éviter, on impose à la prise de terre des masses du poste de satisfaire la relation :

RP ≤ (UtP – v)/im

avec :

U|p : valeur de la plus faible tension de tenue à fréquence industriel la des maté* riels électriques installés dans le posta, v : tension entre phase et terre du réseau.

Dans le cas du schéma TNN, les masses du poste, le point neutre et les masses de l'installation étant reliés à la même prise de terre, il n’y a pas de montée en potentiel du réseau, les risques d'amorçage sont exclus.

6-3-4.Réseau dont te point neutre est mis à la terre soit directement, soit par intermédiaire d'une impédance de faible valeur élevé

Dans les réseaux à neutre isolé, un dispositif de limitation des surtensions doit être prévu à l'origine de l'installation. La tension d'amorçage de ce dispositif doit être inférieure â la plus faible tension de tenue à fréquence industrielle des matériels électriques, diminuée de la tension phase/neutre lorsque le dispositif est connecté entre le neutre et la terre, ou déjà tension composée lorsqu'il est branché entre une phase et la terre.

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Comme dans le cas des réseaux à neutre mis à la terre» la norme C 13-200 fixe des limites aux valeurs des résistances des prises de terre.* Dans le cas des schémas ITN, fTR, fTS et tNS, lors d'un amorçage entre le primaire et le secondaire du transformateur, ou d’un défaut d'isolement au niveau du poste (cas du schéma ITN). le courent de défaut s'écoule par le limiteur de surtension et la prise de terre du neutre. Le réseau subit une élévation de potentiel égale au produit RN lm , et pour que les risques d'amorçage soient écartés, on doit avoir :

Rn < (Ut f LTVL

avec ;

Ut : plus faible tension de tenue à fréquence Industrielle os s matériels Electriques.

U‘ : tension entre phase et neutre de l'installation lorsque le dispositif délimitation de surtension est connecté entre le neutre et la terre, tension composée lorsque ce dispositif est branché entre une phase et la terre,lm : courant de défaut maximal de premier <défaut du réseau d'alimentation : in- = 300 A pour las réseaux aériens ou mixtes,

lm “ 1 000 A pour les réseaux souterrains.

m Dans te cas des schémas ITS et tNS; la prise de terre des masses du poste est séparée des autres prises de terre. En plus de la condition énoncée au paragraphe précédent, il est nécessaire de limiter toute élévation de potentiel résultant de l'écoulement d'un courant de défaut par la prise de terre des masses du poste. On impose pour cela ;RP £ (U,P “ v)/l„,

avec :

UtP : tension de tenue à fréquence industrielle des matériels électriques du poste, v ; tension entre phase et terre de l’installation considérée,lm : courant maximal de premier défaut du réseau d’alimentation.

Dana te ces du schéma INN, tes masses du poste, le neutre et les masses de l'installation étant reliés à la même prise

Dans te cas des schémas TTN, TTR et TTS, lors d'un amorçage au niveau du poste, ou entre le primaire et le secondaire du transformateur, le courant de défaut s'écoule par la prise de terre du neutre : il se produit alors une montée en potentiel du réseau par rapport aux masses de l'installation. Pour que les risques d'amorçage au niveau du matériel soient écartés,

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de terre, H ne se produit pas d'élévation du potentiel du réseau par rapport à celui des masses; tout risque d'amorçage est écarté, et aucune condition n'est imposée à la valeur de la prise de terre commune.

6-3-5.Protection contre les surtensions d’origine atmosphérique ou contre les coups de foudre

Contrairement à la norme C 13-100, la norme C 13-200 n'impose pas aux résistances des prises de terre des valeurs permettant de limiter les élévations de potentiel résultant des surtensions d'origine atmosphérique.a-Synthèse des résultats

Le tableau 6-36, extrait de la norme C 13-200, regroupe l'ensemble des résultats énoncés ci-dessus.

Remarque concernant l’ensemble des schémas proposée par la norme C 13-200

Il faut remarquer que l'interconnexion totale des masses et de la prise de terre du neutre, ainsi que la limitation des courants de défaut par la présence d'une impédance sur la mise à la terre du neutre, limitent fortement fa montée en potentiel des masses. L'idée générale que l'on peut retenir sur tes schémas des liaisons à la terre des Installations HT est développée ci-après.

Dans un schéma Txx, il faut :

• réaliser, dans la mesura du possible. l'interconnexion totale des massas effet relier â la prise de terre du neutre,• effectuer la mise à la terre du neutre par uns résistance de (imitation des courants de défaut, la valeur de la (imitation étant fixée par la règle relative aux surtensions (cf. 0-124);• réaliser la détection et l'élimination des défauts par des relais différentiels; tous les récepteurs protégés par le même dispositif de protection différentiel doivent être reliés & la même prise de terre.

Dans un schéma Ixx, il faut :

* réaliser l’interconnexion totale des masses et des écrans des câbles,

*vérifier les conditions, déclenchement au deuxième défaut; si celui-ci ne peut pas être obtenu, la mise en place de relaie différentiels ou de liaisons équipotentielles supplémentaires est nécessaire;*protéger les récepteurs dénis les masses ne sont pas Interconnectées par des dispositifs différentiels.

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En conclusion, on peut retenir que dans les installations HT, il faut toujours rechercher l'interconnexion totale des masses. On choisit donc en priorité l

* dans le cas d'un neutre relié à la terre, le schéma TNN, ou à défaut le schéma TN5 si l'interconnexion des masses du poste avec la prise de terre du neutre n'est pas possible (par exemple, lorsque le transformateur d'alimentation est éloigné du poste et relié à celui-ci par une ligne aérienne)-• dans le cas d'un neutre isolé, le schéma INN, ou à défaut le schéma INS si l'on se trouve dans la situation précédents.

Lorsque l'on a affaire à une installation très étendue, comprenant des sous- stations éloignées les unes des autres, éventuellement reliées par des lignes aériennes, il n'est plus possible de réaliser l'Interconnexion totale des masses: on choisit alors les schémas TTN ou TTS dans le cas d'une mise A la terre du neutre» et les schémas ITN ou ITS dans le cas d'un neutre isolé,

Nota : Sur le tableau 6-36, il est fait référence, pour chaque relation, à un chapitre spécifique de la norme C 13-200.

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6-3-6.Matériel à mettre en œuvre dans un réseau Haute Tension à neutre isolé

a-Contrôle de l’isolement du réseau

Comme en Basse Tension, le contrôle de l'isolement est effectué à l'aide d'un dispositif à injection de courant continu. Le schéma de branchement diffère suivant que l'on a affaire à un réseau de câbles, ou à un réseau aérien OU mixte.

Cas d'un réseau de câbles (cf, fig, 6-95)Un contrôleur d'isolement à injection de courant continu est raccordé, selon la tension du réseau, soit à une platine de résistances (cf, fig. 6-95a), soit à un point neutre artificiel obtenu par l’intermédiaire de trois transformateurs de tension (cf. fig. 6-95b. Le point neutre constitué par trois transformateurs de tension destinés aux mesures peut aussi être utilisé. On peut également utiliser le point neutre du transformateur d’alimentation s'il est accessible.

Lorsque l'isolement baisse, le contrôleur d'isolement provoque une signalisation.

Un limiteur de surtensions doit toujours être installé entre le point neutre et la terre.

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Cas d'un réseau aérien ou mixte (cf. fig, 6-96)Le contrôleur d'isolement est associé à un relais de tension branché aux bornes d'un condensateur C, lui-même connecte entre la terre et le point neutre constitue par trois iso condensateurs; la signalisation ne sa produit que lorsqu'une tension homopolaire apparait aux bornes du condensateur C, c'est-à-dire lorsqu'un défaut affecte rune des phases du réseau. Les baisses d'isolement uniformément réparties (intempéries passagères) n'entrainent pas de signalisation.

La figure 6·97 regroupe les différents montages possibles, suivant le niveau de tension du réseau et suivant que le point neutre est accessible ou non.

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6-3-7.SURTENSIONS ET REGIME DU NEUTRE

On classe habituellement les surtensions selon leur origine, interne ou externe, et selon leur durée, temporaire ou transitoire.

Les surtensions d'origine externe peuvent être dues :

• à la foudre, directement ou indirectement, par transmission capacitive au travers du transformateur d'alimentation (cf. 6-48);• au contact accidentel avec un réseau à. tension supérieure, amorçage entre HT et BT dans un transformateur par exemple.Les surtensions d'origine interne apparaissent avec chaque changement d'état brusque d’un réseau, par exemple lors l’enclenchement ou du déclenchement d’une charge, ou encore lors de l'élimination d'un défaut (cf. 6-41),

Les surtensions temporaires sont causées par des variations brusques, par des phénomènes de résonance et Ferro-résonance et par des défauts à la terre. Leur durée dépend des caractéristiques de fonctionnement du réseau et du fonctionnement des dispositifs de protection. Elie peut varier d'une fraction de seconde à plusieurs heures. La tenue des isolations étant sensible à la fois à la

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durée et au niveau de la tension appliquée, le niveau d'isolement du réseau doit tenir compte non seulement de l'amplitude, mais aussi de la durée des surtensions temporaires.

Les surtensions transitoires proviennent en général :

• de l'enclenchement ou du déclenchement d'une ligne,• de l'apparition ou de l'extinction de défauts,• de la coupure de courants capacitifs ou inductifs,• de la perte d'une charge,• de coups de foudre.La plupart des surtensions se traduisent par une élévation de la tension moyenne du réseau par rapport à la terre. On peut donc concevoir que la mise à la terre du point neutre du réseau Influe sur l'amplitude des surtensions qui peuvent apparaître. On constate de façon assez générale que les surtensions entre phase et terre sont d'autant plus sévères que l'impédance qui relie le neutre du réseau à la terre est plus élevée.

6-3-8.SURTENSIONS TEMPORAIRES

6-3-8-1.Élévation du potentiel des phases saines d’un réseau (cl. fi g. 6-98)

En l'absence de défaut» les tensions de chacune des phases par rapport à la terre sont égales aux tensions simples du réseau Lorsqu'il se produit un défaut phase-terre, Il s’établit un courant de défaut entre la phase en défaut et la terre. Ce courant se referme par l'impédance de mise à la terre du neutre et les capacités des phases saines :

Si le défaut affecte la phase 1, le point neutre est alors porté à un potentiel :

vN = ZH lr

par rapport à la terre et les phases saines sont respectivement portées aux potentiels :w2 = v'N + a2 V1

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va = vN + a Vi

(a = ej2π/3= -1/2 + j √3/2)

Dans le cas d'un défaut franc p = 0) et lorsque les impédances directe et inverse ne sont pas négligées, la méthode des composantes symétriques permet d'établir que :

Les expressions entre crocheta sont appelées « facteurs de défaut à la terre » et notées f. Selon les valeurs de Zd, Zi: Zo, les tensions des phases saines par rapport à la terra peuvent être soit inférieures à la tension simple du réseau, soit comprises entre celle-ci et la tension composée, soit même, dans certains cas assez rares en pratique, légèrement supérieures â celle-ci. Si te point neutre est isolé, l'impédance homopolaire est infinie, et Ton obtient :

V2= U2.1 et v3= U3.1

Ainsi, dans un réseau à neutre Isolé, lors d'un défaut d'isolement, la tension des phases saines par rapport à la terre devient égale à la tension composée.

La figure 6-99 indique la valeur du facteur f dans le cas particulier où l'on peut négliger les résistances directe et Inverse devant les réactances; on remarque que pour :

Xo/Xd ≤3 et R0/Xd ≤ 1,

on a pratiquement toujours : f ≤ 1,4, c'est-à-dire que l'on reste situé dans la moitié inférieure de la plage de variation du facteur de défaut.

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Dans un réseau à neutre mis directement à la terre, l'élévation du potentiel du point neutre est très faible en cas de défaut phase-terre, et les phases ne subissent pratiquement pas d’élévation de potentiel.

6-3-9.Ferro-résonance

6-3-9-1.Ferro-résonance parallèle (cf. fig. 6-100)

Soit un circuit constitué par un condensateur, une bobine d'induction à noyau de fer saturable et une résistance en parallèle. Soit R la résistance, C la capacité, L l'inductance propre, variable avec le courant traversant la bobine et la tension aux bornes du circuit

Le courant total lT traversant le circuit est alors donné par la relation (1) :

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lT = V/R + j fCcu V-U (1),

Les valeurs efficaces sont données par la relation 2) :

IT = VW + (C eu V - lL)a (2).

On peut alors écrire la relation (3 :

vW * I C 00 V “ k f - 1 (3.Cette équation peut être résolue graphiquement en traçant, en fonction de V, les courbes représentatives des fonctions (cf. fig. 6-101) :

Leur intersection donne, pour toute valeur de lT» les solutions en V de ['équation (3); la figure 6-101 montre la résolution.

graphique de cette équation.

La courbe (a) est une ellipse d'équation :

Va/R2 + I2 - l?dont un des demi-axes est égal à IT et l'autre â Rlr. A chaque valeur du courant total It, correspond une ellipse.

La courbe (b) a pour ordonnée la valeur absolue de la différence des ordonnées des courbes :

I = C < 0 V et J - lL r

Ses ordonnées donnent la valeur efficace I de la composante déwattée du courant total, c'est-à-dire la résultante des courants dans l’inductance et dans la capacités. La portion OSA de la courbe (b) correspond a un courant en avance par rapport a la tension aux bornes, en raison de ta prépondérance du courant capacitif; au contraire, la partie AB correspond a un courant en retard, le courant inductif étant prépondérant, l'intersection de l'ellipse (a) et de la courbe (b) peut donner:• un point de fonctionnement Q si l’ellipse (a) est a l’intérieur de l'ellipse (a") passant par le point A,• trois points de fonctionnement M, N. Psi l'ellipse (a) est comprise entre les ellipses (a') et (a').• deux points si l'ellipse (a) est confondue avec l'ellipse (a'),• un soul point X si l'ellipse (a) est extérieure a l'ellipse (a'). Le mécanisme de Ferro-résonance est décrit ci-après.

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Le circuit étant initialement au repos, le courant total I, est nul ainsi que la tension V, l'ellipse (a) se réduit au point O. Si le courant croit, la longueur des axes de l'ellipse (a) augmente et la tension s'élève, le point figuratif M du régime se déplace sur la branche OS de la courbe (b). Lorsque le courant total dépasse la valeur lT pour laquelle l'ellipse (a') coupe la première partie de la courbe (b), le point figuratif saute brusquement du point M au point T situé sur la branche AS de la courbe (b), puis il se déplace sur cette branche. La tension augmente donc brusquement, passant de Vs à VT, puis elle continue à croitre si le courant augmente.Si maintenant Ie courant total decroit. Ie point figuratif se deplace sur la branche AS et y demeure, même si Ie courant retombe au-dessous de la valeur IT correspondant i1 I'ellipse (a'). Lorsque Ie courant atteint la valeur t" Ie point figuratif est P au lieu de M. Gelul·ci ne revient sur la branche OS que si Ie courant tombe au-dessous de la valeur IT correspondant et I'eilipse (a") passant par Ie point A; à ce moment. Ie point figuratif saute brusquement de A a Q. et la tension de VA iI Yo.On voit donc qu's une marne valeur efficace du courant IT. peuvent correspondre deux regimes stables. Pour lesquels la tension aux barnes du circuit prend des valeurs tres differentes, V.. et Vp par exemple. En definitive. si Ie régime initial correspond a une tension falble (branche OS), avec un courant resultant capacitif, il peut arriver que, par suite d'un brusque changement de regime entrainant un phenomena transitoire (surintensite . ou surtention). Ie courant resultant devienne inductif et que la tension conserve une valeur importante, meme lorsque la perturbation a disparu.La ferro-resonance est evitee si la resistance R est suffisamment faible pour que I'ellipse (a) reste a l'interieur de la zone OSA.

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6-3-9-2.Ferro-résonance série (cf. fig. 6-102)On considère un circuit série constitue par une résistance, une bobine à noyau de fer saturable et un condensateur on a :

V=R i + j (Lωi – i/C ω) (1).

En, passant aux valeurs efficaces, on peut ecrire :V²=R² i² + j (Lωi – i/C ω)² (2)

ou encore:

V² - R² i² = j (Lωi – i/C ω)² (3)

√V ²−R ² i ²= Lωi – i/C ω (4)

Gomme pour Ie circuit parallele, cette equation paut etre resolue graphiquement en fonction de i en tracant les courbes (ct. lig. 6-103) : v = √V ²−R ² i ²

et

v = Lωi – i/C ω

Le point de fonctionnement du réseau est situe a I’ intersection de la courbe (b) d’équation :

v = L ω i — i/C ω

et de l'ellipse (a) d'équation : v = √V ²−R ² i ².

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Il existe trois points de fonctionnement possibles : M,N,P_ M et P sont stables, N est instable. Une perturbation de tension peut faire passer le circuit du point M au point P. Il en résulte un courant important et des surtensions Importantes aux bornes de la self et du condensateur. La ferro-résonance peut être évitée si la résistance R est suffisamment élevée pour que l'ellipse (a) reste à l'intérieur de la zone OSA.

6-3-9-3.Exemple de Ferro-résonance parallèle réseau triphasé à neutre isolé, figure 6-104)Considérons un réseau triphasé â neutre isolé présentant entre chaque phase et la terre une capacité C. D'autre part, entre chaque phase et la terre, on branche un transformateur de tension dont l'inductance magnétisante est assimilable à une inductance à noyau saturable. Il apparaît donc, entre chaque phase et la terre, un circuit parallèle Inductance- capacité. Une ferrorésonance parallèle peut alors s'amorcer entre le condensateur et la bobine d’une même phase; cette ferrorésonance peut apparaître à la suite d'une surintensité, ou d'une surtension passagère engendrée par une manœuvre brusque et notamment lors de la mise sous tension du réseau. Par suite des déphasages existant entre les tensions et les courants des trois conducteurs du réseau, les surintensités et les surtensions n'ont pas la même amplitude dans les trois phases. La Ferro-résonance peut donc très bien s'amorcer sur deux phases seulement, les phases 2 et 3 par exemple; les tensions par rapport au sol de ces deux phases correspondent à des points situés sur la portion AB de la courbe (b). La tension de la phase 1 correspond à un point situé sur la partie OS de cette courbe cf. fig. &-101).

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Pour les phases 2 et 3, l'ensemble condensateur-bobine se comporte comme une self, et pour la phase 1, comme une capacité. Si l'on trace le diagramme vectoriel de tension, on voit :

- que la tension de la phase 1 par rapport au sol est faible, - que les tensions des deux autres phases sont supérieures à la tension composée,- qu'il existe une différence de potentiel entre le point neutre et la terre (cf. fig. 6-104).Tout se passe comme si il existait un défaut phase-terre.

6-3-9-4.Protection contre les risques de ferro-résonanceLa figure 6-105 présente le schéma équivalent d'un transformateur monophasé ramené au primaire.La résistance de charge Rc. branchée au secondaire du transformateur parfait, équivaut à une résistance Rc (n-i/ns)2 branchée au primaire de ce transformateur. Si l'on néglige les autres résistances et réactances, le transformateur se comporte alors comme une self saturable, branchée en parallèle avec une résistance. Ainsi, dans un réseau à neutre isolé, si l’on branche des résistances de charge au secondaire des transformateurs de potentiel, les circuits parallèles L-C, constitués par ces transformateurs et les capacités de fuite du réseau, sont transformés en des circuits parallèles R-L-C, de sorte que si les résistances sont bien dimension nées, le risque de ferro-résonance exposé précédemment peut être évité :e les résistances doivent être suffisamment faibles pour être efficaces;

• elles ne doivent pas être trop faibles, pour que les TP ne soient pas surchargés et que leur précision soit conservée.

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Sur les réseaux industriels Haute Tension (de 5,5 à 6,6 kV). on préconise de dissiper une puissance de 50 VA dans les résistances. Pour une tension secondaire de 1Q0/V^3 V, on est donc amené à installer des résistances de 63 £2 (cf. fig. 6-106).

Si l'on peut utiliser des TT à deux secondaires, on en réserve un à la mesure et l'autre à l'alimentation des résistances de charge (cf. fig. 6-107).

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6-3-9-5.Exemple de ferra-résonance série cf. fig. €M08)

La figure 5-106 présente un réseau à neutre mis directement â la terre, alimentant un transformateur triphasé dont les enroulements primaires sont couplés en triangle. Le raisonnement est également valable pour un transformateur couplé en étoile dont le point neutre est isolé- Si, lors de la fermeture do l'interrupteur I, l'un des pôles reste accidentellement ouvert ou se ferme tardivement, une ferrorésonance série peut s'amorcer dans le circuit comprenant :

*l'inductance magnétisante des enroulements AC ou BC du transformateur,

*la capacité de la phase 1 par rapport à la terre.

Des surtensions très importantes peuvent apparaître aux bornes du transformateur et entre la phase 1 et la terre

Ce type de ferro résonance a fréquemment été rencontré Sur des réseaux HT à neutre mis directement à la terre. Il peut également se produire lors de l'ouverture de l'interrupteur. Le moyen de se protéger contre ce type de ferro-résonance consiste à insérer une résistance dans ia mise à la terre du point neutre du transformateur d'alimentation. Cette solution n'apporte cependant pas une protection totale, puisqu'une ferro-réso- nance peut par exemple s'établir dans le circuit comprenant l'enroulement AC du transformateur et les.capacités des phases 1 et 2 par rapport à la terre.

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6-3-10.SURTENSIONS TRANSITOIRES LORS DE L’ÉLIMINATION D’UN DÉFAUT PHASE-TERRE (INFLUENCE DU RÉGIME DU NEUTRE) 6-3-10-1.Tension de rétablissement (cf fig. 6-109)

Considérons un circuit monophasé LRC en série avec une source de tension alternative ; si un court-circuit se produit aux bornes du condensateur, la tension tombe rapidement à une valeur proche de zéro, pendant qu'un courant s'établit dans le défaut.

Lorsque la cause du défaut disparaît par exemple par vaporisation de l'élément conducteur qui a créé le court- circuit rare s'êteint au passage à zéro du courant et ne se rallume pas. Le condensateur se recharge et II s'établit alors un régime transitoire, à l'issue duquel la tension aux bornes du condensateur rejoint la valeur qu’elle avait avant l'apparition du défaut. Le régime transitoire est caractérisé par des oscillations; si la résistance est très faible, il n'y a pas d’amortissement et la tension aux bornes du condensateur atteint une valeur double de celle de la source.

6-3-10-2Surtensions transitoires lors de l'élimination d’un défaut phase/terre par un disjoncteur (cl fig. 6-110)

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6-3-10-3.Surtensions transitoires lors de l'élimination d’un défaut phase/terre par un disjoncteur (cf fig. 6-110)

Considérons un réseau triphasé affecté d'un défaut phase/terre et envisageons l'élimination de ce défaut par un disjoncteur. Si l'on néglige l'effet des capacités entre phases, le circuit coupé se ramène au schéma de la figure 6-111.On retrouve le schéma étudié précédemment, mais lorsque le disjoncteur s'ouvre, Il s’établit un arc entre ses contacts, et II faut alors tenir compte de deux éléments supplémentaires :* la tension d’extinction,* la régénération du milieu diélectrique interne au disjoncteur.Au tout début de l’ouverture du disjoncteur, lorsque Tare s'établit entre ses contacts, la tension à ses bornes est faible et reste relativement constante. Par contre, juste avant la coupure, elle croît jusqu'à une valeur plus ou moins élevée qui peut dépasser celle de la source; cette tension dépend du type de disjoncteur, en particulier de la nature du diélectrique employé (air, huile, SFe, vide), ainsi que des moyens utilisés pour éteindre l'arc (refroidissement allongement, déplacement). Cette tension, appelée tension d'extinction, est la tension qui existe aux bornes de l'arc électrique qui se développe à l'intérieur du disjoncteur.La tension d'extinction est de même sens que le courant et a une très forte influence sur la tension de rétablissement qui apparaît au moment de l'extinction de Tare, lors du passage à zéro du courant :» elle renforce l'amplitude des oscillations de la tension de rétablissement lorsque la réactance du circuit est prépondérante; c'est le cas lorsque le neutre

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est mis à la terre par une réactance (cas où la tension et le courant de défaut sont déphasés de TC/2);

* elle diminue l'amplitude de ces mêmes oscillations lorsque le circuit est essentiellement résistant, dans le cas de la mise à la terre du neutre par une résistance (cas où la tension et le courant de défaut sont en phase). Lorsque le courant circulant dans l'arc établi entre les contacts du disjoncteur tend vers zéro, puis s'annule,Tare tend â s‘éteindre; le milieu diélectrique interne au disjoncteur se régénère alors pour annuler sa conductance. C'est à cet instant qu’apparaît la tension de rétablissement.

Il s'établit alors une compétition entre la vitesse de désionisation de l'arc et celle de montée de la tension de rétablissement. Si celle-ci croît trop rapidement en regard des performances du disjoncteur, l'arc se réamorce et la coupure ne s'effectue pas. Le ré amorçage engendre de nouvelles oscillations de la tension aux bornes de la réactance de mise à la terre; la valeur crête de ces oscillations peut atteindre une valeur presque double de la précédente.

En négligeant les impédances de la source et de la ligne, la tension aux bornes de l'impédance du point neutre est égale à la différence entre la tension de la source et celle existant aux bornes du disjoncteur. Elle s'ajoute vectoriellement â la tension des phases saines et peut conduire, sur ces dernières, à des surtensions plus importantes que celles survenant sur la phase en défaut.

Les figures 6-112 et 6-113 mettent en évidence les surtensions qui peuvent se développer dans un réseau lors de l'élimination d'un défaut phase/terre, avec et sans réamorçage de l'arc.

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On remarque que la mise à la terre du neutre par réactance favorise nettement l'amplitude des surtensions. On note que les surtensions ne dépassent pas 240 % lorsque le rapport de la puissance dissipée pendant le défaut dans la résistance de mise à la terre du point neutre, à la puissance dissipée dans les capacités du réseau, est égal à deux, soit :

P/Q - Wlc - 2 m ^9 6-113).

Dans les réseaux mis à la terre par résistance, on s’efforce donc toujours de respecter la relation :

IrN > 2 lc ,avec ;IrN : courant durant le défaut dans la résistance de mise à la terre du neutre, lc : somme vectorielle des courants dans les capacités phase-terre.Une étude faite par M, Pierre Le Verre [52] a également montré que la mise à la terre par réactance pouvait faire apparaître des surtensions importantes lors de l'élimination des défauts biphasés et triphasés à la terre. L'étude conclut en précisant que la mise à la terre par résistance constitue la meilleure solution, car

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elle supprime les risques de surtensions lors de l'élimination des défauts à la terre.

chapitre 06 surtentions

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