installations electriques

PREFACE

Ce support de cours est une contribution pour permettre à

l’étudiant, du second niveau Maintenance Industrielle dans les

Instituts Supérieurs des Etudes Technologiques, d’étudier ou

d’exécuter des installations domestiques ou industrielles en

respectant les normes en vigueur. La dernière partie du cours traite

la sécurité des installations et des personnes.

Nous tenons à préciser que ce document a un caractère provisoire et

que nous somme heureux de le parfaire en tenant compte des

remarques des collègues et des utilisateurs.

Sommaire

CHI : GENERALITES SUR LES SCHEMAS ELECTRIQUES.................................... 1

1 Organisation d’une installation électrique :...................................................................................... 1

2 Schéma électrique : .............................................................................................................................. 1

2.1 Définition : ................................................................................................................................... 1

2.2 Classification : .............................................................................................................................. 1

3 Les normes électriques :...................................................................................................................... 2

4 Règles générales pour l’établissement d’un schéma :...................................................................... 2

CHII : INSTALLATIONS DOMESTIQUES..................................................................... 6

1 Introduction : ....................................................................................................................................... 6

2 symboles des équipements électriques : ........................................................................................... 6

3 Le Schéma d’une installation électrique à usage d’habitation : ..................................................... 6

3.1 Schéma général de distribution : ............................................................................................... 6

3.2 Les schémas d’éclairage : ............................................................................................................ 7

3.2.1 Le montage simple allumage : ........................................................................................... 7

3.2.2 Le montage double allumage avec interrupteur bipolaire : ........................................... 8

3.2.3 Le montage double allumage avec commutateur ( 2 directions + arrêt ) : ................. 9

3.2.4 Le montage d’allumage « va et vient » avec deux commutateurs n°6 : ..................... 10

3.2.5 Le montage d’allumage avec télérupteur : ..................................................................... 11

3.2.6 Le montage d’allumage avec minuterie :........................................................................ 13

3.2.7 Le montage avec tube fluorescent.................................................................................. 15

4 Règles des installations domestiques : ............................................................................................ 16

4.1 protection des personnes : ....................................................................................................... 16

4.1.1 utilisation des couleurs : ................................................................................................... 16

4.1.2 Utilisation des équipement protégés : ............................................................................ 17

4.1.3 Utilisation d’un DDR : ..................................................................................................... 17

4.1.4 Utilisation d’un transformateur d’isolement : ............................................................... 17

4.2 Protection contre l’incendie :................................................................................................... 17

4.3 Répartition :................................................................................................................................ 18

CH III : APPAREILLAGE DE COMMANDE ET DE PROTECTION........................ 20

1 Équipement de répartition : ............................................................................................................. 20

1.1 tableau : ....................................................................................................................................... 20

1.2 Armoire :..................................................................................................................................... 20

1.3 Coffret :....................................................................................................................................... 20

i

1.4 Cellule : ....................................................................................................................................... 20

2 Appareillage de protection : ............................................................................................................. 20

2.1 Fusibles : ..................................................................................................................................... 20

2.1.1 Pouvoir de coupure : ........................................................................................................ 20

2.1.2 Pouvoir de limitation :...................................................................................................... 21

2.1.3 Courant conventionnel : .................................................................................................. 21

2.1.4 caractéristique temps-courant : ....................................................................................... 21

2.2 Disjoncteur magnétothermique : ............................................................................................ 22

2.2.1 Composition : .................................................................................................................... 22

2.2.2 Choix des caractéristiques :.............................................................................................. 22

2.2.3 Courbes de déclenchement ( NF 61-410): .................................................................... 22

2.2.4 Polarité et symboles :........................................................................................................ 23

2.3 Disjoncteur différentiel : .......................................................................................................... 23

2.3.1 Position du problème: ...................................................................................................... 23

2.3.2 Principe :............................................................................................................................. 24

2.3.3 Fonctionnement :.............................................................................................................. 24

2.3.4 Sensibilité : ......................................................................................................................... 24

2.3.5 Choix d’un disjoncteur différentiel :............................................................................... 24

2.4 Relais thermique : ...................................................................................................................... 25

2.4.1 Principe de fonctionnement : .......................................................................................... 25

2.4.2 Courbe de déclenchement : ............................................................................................. 25

3 La sélectivité des appareils de protections : ................................................................................... 25

3.1 Niveau de sélectivité : ............................................................................................................... 25

3.2 types de sélectivité :................................................................................................................... 25

3.3 Dispositif différentiel résiduel DDR : .................................................................................... 26

4 Appareillage de commande :........................................................................................................... 27

4.1 Contacteur : ................................................................................................................................ 27

4.2 Sectionneur :............................................................................................................................... 27

5 Conclusion :........................................................................................................................................ 27

CH IV : LES INSTALLATIONS INDUSTRIELLES...................................................... 28

1 Introductuion : ................................................................................................................................... 28

2 Démarrage direct : ............................................................................................................................. 29

2.1 Principe : ..................................................................................................................................... 29

2.1.1 Démarrage manuel :.......................................................................................................... 29

2.1.2 Démarrage semi-automatique, un sens de marche : .................................................... 30

ii

2.1.3 Démarrage semi-automatique, deux sens de marche : ................................................ 31

2.2 Avantages : ................................................................................................................................. 31

2.3 Inconvénients : .......................................................................................................................... 31

3 démarrage étoile - triangle ( y- ). ................................................................................................... 31

3.1 Principe : ..................................................................................................................................... 31

3.2 Démarrage semi-automatique, un sens de marche :............................................................. 32

3.2.1 Circuit de puissance :........................................................................................................ 32

3.2.2 Circuit de commande : ..................................................................................................... 33

3.3 Démarrage semi-automatique, deux sens de marche :......................................................... 34


3.3.2 Circuit de Commande : .................................................................................................... 34

3.4 Avantages : ................................................................................................................................. 35

3.5 Inconvénients : .......................................................................................................................... 35

3.6 Application :............................................................................................................................... 35

4 démarrage à resistances statoriques................................................................................................. 35

4.1 Principe : ..................................................................................................................................... 35

4.2 Démarrage semi-automatique, un sens de marche :............................................................. 35



4.3 Démarrage semi-automatique, deux sens de marche :......................................................... 36



4.4 Avantages : ................................................................................................................................. 37

4.5 Inconvénients : .......................................................................................................................... 38

4.6 Emploi : ...................................................................................................................................... 38

5 démarrage à resistances rotoriques.................................................................................................. 38

5.1 Principe : ..................................................................................................................................... 38



5.2 Avantages : ................................................................................................................................. 39

5.3 Inconvénients : .......................................................................................................................... 39

CH V : REGIMES DU NEUTRE ..................................................................................... 40

1 Schémas de liaison à la terre (SLT) : ............................................................................................... 40

1.1 Évolution du besoin : ............................................................................................................... 40

1.2 Défauts d’isolement : ................................................................................................................ 40

iii

1.3 Risques associés aux défauts :.................................................................................................. 40

1.3.1 Risque d’électrisation des personnes :............................................................................ 41

1.3.2 Risque d’incendie: ............................................................................................................. 42

1.3.3 Risque de non disponibilité de l’énergie : ...................................................................... 42

2 Régime TT :........................................................................................................................................ 42

3 Régime IT : ......................................................................................................................................... 42

4 Régime TN : ....................................................................................................................................... 43

iv

CHI : GENERALITES SUR LES SCHEMAS ELECTRIQUES.

1 Organisation d’une installation électrique :

La source de puissance peut être alternative ou continue.

On distingue comme dispositif de protection, le fusible, le disjoncteur, le relais…

L’appareillage de commande comprend le contacteur, le relais, commutateur,…

La signalisation peut être lumineuse, sonore,…

La liaison entre ces parties se fait par l’intermédiaire des conducteurs.Le schéma électrique permet une représentation symbolique de ces équipements et lesconducteurs qui les relient.

2 Schéma électrique :

2.1 Définition :

Le schéma d’électricité est une représentation symbolique et conventionnelle des installationsélectriques.Il représente les différentes liaisons entre les éléments d’une installation, d’un appareil ou d’unensemble d’appareils. Il comporte :

Des symboles : qui représentent des éléments d’installation, des machines, des appareils,des organes de machine ou d’appareil.

Des traits qui représentent des connexions électriques, des liaisons mécaniques ou desconditions d’interdépendance entre différentes parties. Ces traits peuvent égalementindiquer le groupement de certains éléments.

Des repères qui permettent l’identification des installations, des machines, des appareils,de leurs organes, de leurs bornes et des conducteurs aboutissant.

2.2 Classification :

Les schémas électriques peuvent être classés selon le but envisagé (Schéma explicatifs, deconnexion, de disposition, les diagrammes,…) ou selon le mode de représentation (schémaarchitectural, développé, assemblé, multifilaire, unifilaire…).

Notre étude sera axée sur le mode de représentation sans pour autant abandonner lesautres.

Source depuissance

Dispositif deprotection

Dispositif decommande

Récepteurs

Signalisation

Fig 1 : Organisation générale d’une installation électrique.

1

Cours électricité générale- MI2 CH I Généralités sur le schéma électrique

3 Les normes électriques :

Une norme englobe les règles techniques permettant de standardiser les appareil et d’uniformiserleur représentation. Les organismes officiels chargés d’établir des normes sont :

- CEI : commission électrotechnique internationale (1906), œuvre au niveau mondial.- CENELEC : Comité européen de normalisation électrotechnique (1973), œuvre au

niveau européen.- INNORPI : Institut national de normalisation et de la propriété industrielle, au niveau

de la Tunisie.- CEF : comité électrotechnique français (1907) et UTE : union technique de l’électricité

(1947), au niveau de la France.

4 Règles générales pour l’établissement d’un schéma :

1 - Tous les appareils de coupure, leurs contacts doivent se déplacer de G à D ou de basvers le haut.

Exemple :

2 - La borne fixe d’un appareil est toujours liée au potentiel le plus élevé.3 - Le schéma doit être représenté en état d’arrêt (tous les appareils au repos).4 - Le repérage des symboles est représenté par deux lettres et un chiffre.

Exemple :

Repère FamilleE Matériel divers : éclairage, chauffage…F Dispositif de protection : fusible, relais,G générateursH Dispositif de signalisation : Avertisseurs lumineux, sonore…K Relais et contacteursM MoteursQ Appareil mécaniques de connexion de puissance : disjoncteur, sectionneur,

interrupteur, commutateur,…S Appareil mécaniques de connexion pour circuit de conduite : Bouton poussoir, fin

de course,…T TransformateursW Voie de transmission : câble, jeu de barres,…

ou

1.1 K2M

FamilleNuméro

Fonction

Quelques repères de familles des appareils.

2


Repère FonctionA AuxiliaireF ProtectionH SignalisationM PrincipalT Temporisation

5 - Le marquage des bornes d’un appareil :

L’identification des bornes permet de fournir des informations sur la fonction réelle de l’élément.Les bornes d’entrée sont affectées d’un chiffre impair et celles de sortie sont affectées d’unchiffre pair dans les cas suivants :

# Appareil de protection d’un circuit principal :

Exemples :

# Appareil de coupure d’un circuit principal :

Exemples :

# Appareil récepteur d’un circuit principal :

Exemples :

Quelques repères de fonctions des appareils.

F1

1 3 5

2 4 6

F2

1 3 5

2 4 6

Cartouche fusibles Relais thermique

Contacteur principal Interrupteur principal

KM

1 3 5

2 4 6

1

2

1 3 5

2 4 6

Plan de résistances Résistance

1

2

u1 v1 w1

w2 u2 v2

M1

u v w

z x y

ou

3


Le marquage des bornes est parfois composé :

# Appareil de protection d’un circuit auxiliaire :

Les bornes d’entrée sont affectées d’un chiffre impair et celles de sortie sont affectées d’unchiffre pair. Un numéro d’ordre est ajouté si nécessaire.

Exemples :

# Appareil de commande d’un circuit auxiliaire :

Les bornes d’entrée sont affectées d’un numéro d’ordre et d’un chiffre qui dépend de la fonctionde l’élément et de la borne considérée.

Exemples :

a – contact à ouverture :

1 pour l’entrée et 2 pour la sortie.

b – contact à fermeture :

3 pour l’entrée et 4 pour la sortie.

c – contact bi-directionnel :

1 pour la borne commune, 2 pour le contactrepos et 4 pour le contact travail.

F1

11 21 31

12 22 32

Cartouche fusibles

F2

1

2

11 21 31

12 22 32

11 21 31

12 22 32

13 23 33

14 24 34

13 23 33

14 24 34

11 21 31

12 14 22 24 32 34

4


d – contact à fonction spéciale :

- contact à ouverture :

Entrée 5Sortie 6

- contact à ouverture :

Entrée 7Sortie 8

# Appareil récepteur d’un circuit auxiliaire :

- cas d’une bobine :

- cas d’un récepteur :

15 25 35

16 26 36

15

16

17 27 37

18 28 38

17

18

A1 B1

A2 B2

A1 B1

A2

A1

A2

11 21 31

12 22 32

Plan de résistances Résistance

1

2

5


CHII : INSTALLATIONS DOMESTIQUES

1 Introduction :

Les installations domestiques sont conformes à la norme française NFC15 100, qui imposedes sections pour les conducteurs selon le courant supporté (à partir de la puissance consommée)ainsi que les calibres des appareils de protection. Un conducteur de terre est nécessaire pourchaque installation électrique pour assurer une protection au local. Les installations électriquesdans les locaux à caractère domestique sont généralement des montages d’éclairage, desalimentations des prises de courant et des alimentations des éléments chauffants.

Les symboles qu’on utilisera, sont tirés de la norme NFC03202….NFC03211.

2 symboles des équipements électriques :

( voir annexe )

3 Le Schéma d’une installation électrique à usage d’habitation :

3.1 Schéma général de distribution :

Toute installation électrique fait l’objet d’un schéma qui indique :

Le type de conducteur

Le nombre de conducteurs par circuits

La section des conducteurs

Le type de dispositif de protection des circuits

La valeur nominale ou de réglage de la protection

Tableau donnant la valeur des protections à installer en fonction de la section des conducteurs :

Cas d’un fusible :

Section des conducteurs ( 2mm ) 1,5 2,5 4 6

Calibre du fusible (A) 10 16 25 32

Remarque : Les fusibles sont toujours installés sur les phases.

Cas d’un disjoncteur divisionnaire :

Section des conducteurs ( 2mm ) 1,5 2,5 4 6

Courant nominal du disjoncteur (A) 16 25 32 40

6

Cours électricité générale- MI2 CH II Installations Domestiques

Exemple : Schéma unifilaire d’une distribution générale d’une installation domestique

3.2 Les schémas d’éclairage :

3.2.1 Le montage simple allumage :

On veut commander une ou plusieurs lampes d’éclairage d’un seul endroit. Les lampes sontéteintes si l’interrupteur est ouvert et sont allumées s’il est fermé.On prend comme exemple la commande de deux lampes.

Le schéma développé du montage est le suivant :

Remarque :Dans les schémas : architectural, multifilaire et unifilaire, pour les installations domestiques, on nereprésente pas la protection ( car elle est sur le tableau de répartition des circuits).

KWh

10 A 1,5 2mm

10 A 1,5 2mm

16 A 2,5 2mm

16 A 2,5 2mm

16 A 2,5 2mm

16 A 2,5 2mm

4 2mm

F1

P1

Q1

6 ou 10 2mm

Éclairage chambre

Éclairage séjour et cuisine

Prises de courant chambres

Prises de courant séjour et cuisine

Lave linge

Chauffe eau

Liaison équipotentielle salle debain, Cuisine etc…

Légende :F1 : fusible de protectionP1 : compteur actif monophaséQ1 : disjoncteur monophasé

Légende :

F1 : fusible de protectionQ1 : interrupteur unipolaire n°1E1,E2 : lampe à incandescence.

N

E2

Q1F1 E1L1

7


Schéma architectural :

Schéma multifilaire :

Schéma unifilaire :

3.2.2 Le montage double allumage avec interrupteur bipolaire :

On veut commander deux circuits d’éclairage d’un seul endroit.Soit le schéma développé du circuit suivant :

Fonctionnement :

Contact ‘1’ de Q1 E1Ouvert ÉteinteFermé Allumée

Contact’2’ de Q1 E2, E3Ouvert ÉteintesFermé Allumées

E1 Q1

E2

E1

Q1

E2

E1 E2

Q

Légende :

F1 : fusible de protectionQ1 : interrupteur bipolaireE1,E2, E3 : lampes à incandescence. E3

Q1

F1E1

L1

E2

N

8


Le schéma architectural :



3.2.3 Le montage double allumage avec commutateur ( 2 directions + arrêt ) :

Ce montage permet de commander d’un seul endroit un circuit parmi deux.Prenons l’exemple d’un local comprenant deux lampes chacune dans un circuit d’éclairagedifférent.

Le schéma développé :

Q

EE

E

Q

EE

E

Légende :

F1 : fusible de protectionQ1 : commutateurE1,E2 : lampes à incandescence.

Q1F1

E1

L1

E

N

E2

Q

EE

E

9


Fonctionnement :Lorsque le commutateur est à la position 1, la lampe E1 est allumée et E2 est éteinte ; si lecommutateur est à la position 2 c’est la lampe E1 qui est éteinte et E2 est allumée.


3.2.4 Le montage d’allumage « va et vient » avec deux commutateurs n°6 :

Ce montage permet de commander un circuit d’éclairage de deux endroits différents.Soit l’exemple du schéma ci-dessous.

Le schéma développé :

Fonctionnement :

Si les deux commutateurs sont sur les mêmes positions (1-1 ou 2-2 ) alors les lampes sontallumées ; si non c’est-à-dire ils sont sur des positions différentes (1-2 ou 2-1 ) alors les deuxlampes sont éteintes.Le schéma architectural :

Légende :

F1 : fusible de protectionQ1 et Q2 : commutateur va et vientE1,E2 : Lampes à incandescence.

Q1

E1E2

N

Q1

F1 E1

L1

E

Q2

E2

Q1

E1E2

Q2

10


3.2.5 Le montage d’allumage avec télérupteur :

Ce montage permet de commander un circuit d’éclairage de plusieurs endroits différents.Électriquement, un télérupteur électromécanique est constitué d’une bobine et d’un contact àaccrochage mécanique. Lorsque la bobine est alimentée (par action sur un bouton poussoir) lecontact se ferme. Au relâchement du bouton poussoir, la bobine se désexcite mais le contact restefermé. Il faudra exciter une deuxième fois la bobine pour que le contact s’ouvre.

La bobine est commandée par les boutons poussoirs et les lampes d’éclairage par le contact dutétérupteur.Considérons l’exemple suivant : La commande de deux lampes de quatre endroits différents.

Schéma développé :

Diagramme de séquence

F1K

S1

S2

S3

S4

K1

E1

E2

L1 N

Légende :F1 : fusible de protectionS1, S2, S3 et S4 : boutons poussoirK : télérupteurE1, E2 : lampes d’éclairage

t

Si

K

K1

E1, E2

t

t

t

0

0

0

0

11





E1 E2

K

S1 S2

S4

S3

E1E2

K

S1 S2

S4

S3

E1E2

K

S1 S2

S4

S3

12


3.2.6 Le montage d’allumage avec minuterie :

Ce montage permet de commander un circuit d’éclairage de plusieurs endroits différents.La mise en service est manuelle et la mise hors service est automatique.Électriquement, une minuterie électromécanique est constituée d’une bobine et d’un contacttemporisé et à accrochage mécanique. Lorsque la bobine est alimentée (par action sur un boutonpoussoir) le contact se ferme. Au relâchement du bouton poussoir, la bobine se désexcite mais lecontact reste fermé pendant un certain temps après lequel il s’ouvre.La bobine est commandée par les boutons poussoirs et les lampes d’éclairage sont commandéespar le contact temporisé de la minuterie.Considérons l’exemple de la commande de deux lampes de trois endroits différents. Deuxmontages sont possibles :

Montage ‘avec effet’


Légende :F1 : fusible de protectionS1, S2 et S3 : boutons poussoirK : minuterie 2 minutesE1, E2 : lampes d’éclairage

Diagramme de séquence

Exercice :Faire les schémas multifilaire et unifilaire sachant que le branchement, d’une minuterie ’’aveceffet’’, est le même que celui d’un montage avec télérupteur.

to

o

o

o

Si

K

K1

E1, E2

t

t

t

t

t t

t

F1KS1

S2

S3

K1

E1

E2

L1

2 mn

N

13


Montage ‘sans effet’


Légende :F1 : fusible de protectionS1, S2 et S3 : boutons poussoirK : minuterie 2 minutesE1, E2 : lampes d’éclairage

Diagramme de séquence :

Schéma architectural :

o

o

o

o

Si

K

K1

E1, E2

t

t

t

t

t t

t

t

F1KS1

S2

S3

K1

E1

E2

L1

2 mn

N

E1E2

S1

S3

S2

t

14




3.2.7 Le montage avec tube fluorescent

- Principe du tube fluorescent :c’est un tube de verre recouvert de poudre fluorescente et remplis de gaz rares + quelquesgouttes de mercure. La ddp aux bornes du tube provoque l’ionisation du gaz qui devientconducteur. Les électrons frappent le mercure qui émet une radiation ultraviolette . cette dernièrese transforme en lumière visible en contact avec la poudre.

- Le starter :C’est un tube rempli de gaz neutre, dans lequel est installée un contact bilame. Lors del’établissement de la tension un arc électrique se produit et échauffe la bilame qui ferme le contactet permet de passer le courant dans le tube. Une fois refroidie, elle s’ouvre et coupe le courant.

- Le ballast :C’est une inductance en série jouant un double rôle : amorçage et protection. La coupure ducourant par le starter crée une surtension aux bornes du ballast qui vient s’ajouter à la tension duréseau permettant l’amorçage. Son caractère inductif s’oppose à la variation rapide du courant.

- Le condensateur :Il permet d’améliorer le facteur de puissance du tube.

E1 E2

K

S1

S2

S3

t

E1E2

KS1

S2

S3

2 mn

15


montage compensé :

montage Duo :

Ce montage permet grâce au déphasage entre les courants dans les deux tubes un meilleurconfort et se comporte comme un tube compensé alimenté à 100Hz.

4 Règles des installations domestiques :

Une installation domestique doit tenir compte de la méconnaissance des risques électriques par lesimple utilisateur. Pour cela elle prévient principalement l’électrocution et l’incendie.La division des circuit de l’installation permet de limiter la propagation des défauts et assurer unfonctionnement partiel.

4.1 protection des personnes :

4.1.1 utilisation des couleurs :

un conducteur sous tension ne doit jamais être touché quelle que soit sa couleur. En vue defaciliter les tâches de maintenance, une installation électrique doit respecter l’utilisation descouleurs pour les câbles et les conducteurs comme suit :

- Conducteurs : on utilise le bleu clair pour le neutre, le vert-jaune pour leconducteur de protection, et toute autre couleur sauf ceux susmentionnéspour la phase.

- Câbles : même chose que précédemment pour le neutre et le conducteur deprotection. La phase est soit noir soit marron.

L1

F1Q1

L1

V1

E1

N

C1

L1

F1Q1

L1

N

V1

E1

C1

V2

E2L2

16


4.1.2 Utilisation des équipement protégés :

Les équipements susceptibles de fonctionner à proximité des jets d’eau ( salle d’eau ) sontmarqués avec des symboles relativement à leurs indices de protection liés à l’étanchéité.

IP X0 Pas de protection

IP X1 Protégé contre les chutes verticales des gouttes d’eau

IP X2Protégé contre les chutes verticales des gouttes d’eau jusqu’à 15° dela verticale

IP X3 Protégé contre l’eau de pluie jusqu’à 60° de la verticale ou

IP X4 Protégé contre les projections d’eau de toutes directions

IP X5 Protégé contre les jets d’eau de toutes directions à la lance

IP X6 Protégé contre les projections d’eau assimilables aux paquet de mer

IP X7 Protégé contre les effets de l’immersion

IP X8 Protégé contre les effets de l’immersion prolongée

4.1.3 Utilisation d’un DDR :

Pour la protection des personnes il est indispensable d’utiliser un dispositif différentiel résiduel de

haute sensibilité ( DDRHS 30mA ).

4.1.4 Utilisation d’un transformateur d’isolement :

Dans la salle d’eau ou la cuisine il est recommandé d’utiliser les transformateurs d’isolement pourles prises pour éviter les court circuits à la source.

4.2 Protection contre l’incendie :

Utilisation des isolants non inflammables pour éviter la propagation du feu.

Utilisation des dispositifs de détection d’incendie et d’alarme.

Utilisation des appareils de protection adéquats pour éviter l’échauffement excessif descâbles ( voir tableau 1 ).

Fonction des circuits ( Ph + N + PE ) de mêmesection

Sectioncuivre( mm2 )

Calibrefusible( A )

CalibreDisj( A )

Nombre depoints

autoriséspar circuit :NFC 15-100

Eclairage et prise commandée par interrupteur 1.5 10 16 8Prise de courant ( 10/16A ) 2.5 16 25 8Lave linge / Lave vaisselle 2.5 16 25 1Cuisinière électrique 6 32 40 1Four électrique 2.5 16 25 1

17


Chauffe eau 2.5 16 25 1Ventilation Mécanique Contrôlée 1.5 10 16 1Chauffage suivant la puissance :

- p 2.3kw :

- 2.3kw P 4.6kw

- 4.6kw P 5.75kw

- 5.75kw P 7.36kw

1.52.546

10162532

16253240

5

Tableau 1: section des conducteurs et calibres des protections ( NF C15-100 )

La différence des calibres entre le fusible et le disjoncteur pour la même section sont dues au faitque le courant conventionnel de non fusion pour un fusible peut atteindre 1.5 In pendant 1halors que le réglage thermique pour le disjoncteur est au plus égal à In.

4.3 Répartition :

Pour éviter leur dépendance, il est conseillé de répartir les récepteurs sur des circuitsindépendants suivant leurs emplacements ou leurs types.Le tableau de répartition est monté en saillie ou en encastré à une hauteur minimale de 1m, ilcontient les dispositifs différentiels, et les disjoncteurs divisionnaires ou sectionneurs fusibles (départs ). Chaque départ alimente un ou plusieurs récepteurs.Le tableau contient aussi une barrette de répartition qui facilite la connexion des départs auxrécepteurs et la maintenance du tableau ainsi qu’une barrette de terre.Le disjoncteur de branchement est souvent magnétothermique non différentiel livré par la STEGet disposé à proximité du compteur. Pour cela il est vivement conseillé de fournir un ou plusieursDDRs.

Exemple :Disjoncteur de branchementdifférentiel sélectif 500mA

DDR 30mA DDR 30mA

2.5 mm21.5 mm2

S.D.B

2.5 mm2

25A 25A 25A 25A 25A 16A 16A 16A 25A 25A 32A 16A 16A Disj div

1.5 mm26mm2

18


Légende :

Chauffage électriqueChauffage électriqueà accumulation

Eclairage

Cuisinière électrique Four électrique Climatiseur

Four à micro-ondes Plaque chauffante Congélateur

Chauffe-eau àaccumulation

Lave-vaisselle Lave-linge

Réfrigérateur Sèche-mainsApp. électroménagernon défini

Dans le cas où le disjoncteur de branchement est à proximité du compteur, la chute de tensionentre ce dernier et le tableau de répartition ne doit pas dépasser 2%. Cette chute de tensiondépend de la section du conducteur, de sa longueur et du courant qui y circule.

section cuivre en mm2

I(A) 10 16 25 35 50 70 95 12015 68 109 170 239 341 477 647 81830 34 55 85 119 170 239 324 40945 23 36 57 80 114 159 216 27360 - 27 43 60 85 119 162 20490 - - 28 40 57 80 108 136

* 2

***

*

19


CH III : APPAREILLAGE DE COMMANDE ET DE PROTECTION

1 Équipement de répartition :

1.1 tableau :

Châssis métallique supportant les appareils et leur connexions. Il distribue l’énergie électriquedepuis l’arrivée STEG. ( TGBT : industrie ; tableau de répartition : habitation).Il contient le disjoncteur général et les départs principaux vers d’autres armoires ou coffrets.

1.2 Armoire :

Enveloppe enfermant l’ensemble de l’appareillage, destinée à être fixée au mur ou sur le sol.

1.3 Coffret :

Enveloppe destinée à être fixée sur les murs ou sur des ferrures verticales.

1.4 Cellule :Dans le cas des installations importantes, les équipements sont parfois séparés par des cloisons.Chaque cellule correspond à une fonction particulière : cellule de commande, de protection, decomptage…

2 Appareillage de protection :

2.1 Fusibles :

La partie active du fusible est un fil d'alliage spécial qui, placédans un circuit électrique, coupe le courant en fondant sil'intensité atteint une certaine limite.

2.1.1 Pouvoir de coupure :

Le pouvoir de coupure est la plus grande intensité de court-circuit que peut interrompre lacartouche. Les fusibles HPC (Haut Pouvoir de Coupure) limitent des courts-circuits pouvantatteindre 100kA.

Dimensions Calibres PdC

5 20 mm 0.2 à 10 A 1 kA

6.3 23 mm 2 à 10 A 6 kA

8.5 23 mm 2 à 10 A 6 kA

10.3 25.8 mm 6 à 16 A 6 kA

8.5 31.5 mm 0.5 à 20 A 20 kA

10.5 31.5 mm 16 à 25 A 20 kA

10.3 31.5 mm 32 A 20 kA

Pouvoir de coupure des fusiblesDomestiques cylindriques

20

Cours électricité générale- MI2 CH III Appareillage de commande et de protection

Dimensions Calibres PdC

8.5 23 mm 2 à 10 A 4 kA

10.3 25.8 mm 16 A 8 kA

8.5 31.5 mm 2 à 10 A 20 kA

10.3 31.5 mm 25 A 20 kA

10.3 38 mm 0.5 à 25 A 100 kA

14 51 mm 2 à 50 A 100 kA

22 58 mm 4 à 125 A 100 kA

2.1.2 Pouvoir de limitation :

Le pouvoir de limitation est la propriété que possèdeune cartouche à limiter l'intensité du défaut et donc leseffets électrodynamiques et thermiques du courant.

Il y a deux familles de fusibles, les rapides (F :usagedomestique, électronique, Gg/gL : usage industriel) detype qui fondent de suite et les retardés (aM :accompagnement moteur) qui sont un peu plus lents.

2.1.3 Courant conventionnel :

On appelle courant conventionnel de non fusionInf la valeur de courant pouvant être supportée par lefusible sans fondre pendant un tempsconventionnel tc spécifié. On appelle aussi courantconventionnel de fusion If la valeur de courantprovoquant la fusion du fusible avant ce tempsspécifié.

2.1.4 caractéristique temps-courant :

La zone de fonctionnement d’un fusible permet de déterminer la durée de fonctionnement dufusible en fonction du courant le traversant. Il est fort utile de connaître cette carectéristique pourcalculer la sélectivité des protections disposées en série.

calibres Inf If tc

In 4A 1.5 In 2.1In 1h

5 à 10A 1.5 In 1.9 In 1h11 à 25A 1.4 In 1.75 In 1h26 à 63A 1.3 In 1.6 In 1h64 à 100A 1.3 In 1.6 In 2h101 à 160A 1.2 In 1.6 In 2h161 à 400A 1.2 In 1.6 In 3h

30

Courant de défaut (A)300

Temps ( S )

Pour une cartouche22 58 gG 100A uncourant de 300A ferala fondre en 30secondes.

IccPrésumé

Icccoupé

I

t

Pouvoir de coupure des fusiblesIndustriels cylindriques

Les cartouche à couteau ( DIN 00…4)ont un PdC 120 kA

21


2.2 Disjoncteur magnétothermique :

Un disjoncteur est équipé d’un déclencheur magnétique et un autre thermique pour la protectionrespectivement contre les courts circuits et les surcharges.

2.2.1 Composition :

Il se compose :• des pièces enveloppes :- coquille (1)- couvercle• de pièces spécifiques :- chambre de coupure (2)- tôle d’arc (3)- vis de réglage (4)- sous-ensemble serrure (5)• d’ensembles variables :- sous-ensemble thermique (6)- sous-ensemble magnétique (7)• de pièces de finition :- clip de marquage- ressort et loquet bistable (8)

La position bistable du loquet facilitele montage et démontage dudisjoncteur sur le rail.

2.2.2 Choix des caractéristiques :

Le choix d’un disjoncteur tient compte des caractéristiques suivantes qui à leur tour sontspécifiées en fonction de l’installation à protéger :

. Calibre In : courant nominal ou courant assigné d'emploi

. Courant de réglage Ir : réglage du déclenchement thermique : typiquement, 0,1In Ir In

. Courant de déclenchement magnétique Id . En général, Id = 10 à 20 In

. Courant de déclenchement instantané Iinst : n'existe que sur les disjoncteurs électroniques.Il correspond à une coupure immédiate en cas de fort court-circuit.. Tension assignée d'emploi, pouvoir de coupure : comme dans le cas des fusibles.. Nombre de pôles.

2.2.3 Courbes de déclenchement ( NF 61-410):

En réalité les courbes de déclenchement sont nommées suivant la plage de réglage du courant dedéclenchement magnétique ( de court circuit ).

22


Calibres 60A :Courbe Z : Id = 2,4 à 3,6 In protection des circuitsélectroniquesCourbe B : Id = 3 à 5 In ( 3.2 à 4.8 In : CEI 947-2 )protection des générateurs, des personnes, des grandeslongueurs de câbles en régime TN et ITCourbe C : Id = 5 à 10 In ( 7 à 10 In : CEI 947-2 )protection des récepteurs classiques, usage généralCourbe D : Id = 10 à 14 In protection des récepteurs àfort courant d'appel (moteurs, transformateurs,...)Courbe MA : Id = 12 In déclencheur magnétique seul(pas de protection thermique) : protection desdémarreurs de moteur.

Calibres entre 60 et 100A :Courbe D : Id = 5 à 10 In protection des récepteursclassiques.Courbe G : Id = 2 à 5 In protection des générateurs, des personnes, des grandes longueurs decâbles.Courbe MA : Id = 6.3 à 12.5 In : protection des démarreurs de moteur.

Calibres 100A :Dans ce cas les disjoncteurs sont contrôlés électroniquement.

2.2.4 Polarité et symboles :

On lira : P.P = Pôle protégé.P.C = pôle coupé

2.3 Disjoncteur différentiel :

2.3.1 Position du problème:

A partir d’un réseau alternatif monophasé 230v entre phase etneutre, on alimente un récepteur avec masse métallique.

- la masse métallique doit être reliée avec unconducteur à la terre.

- 1er cas : si I1=I2 pas de défaut

3 5 10B C

NF 61- 410

In

t

I I2

23


- 2ème cas : si un défaut d’isolement apparaît, il y

aura un courant de fuite vers la terre donc I1I2et I1=I2+If.Si une personne touche la masse, il y a risqued’électrocution donc danger.- Il faut assurer la protection par coupure de

l’alimentation, c’est le rôle du différentieldans le disjoncteur

- En cas de surintensité ou de cours circuitdans le circuit le disjoncteur devra également agir.

2.3.2 Principe :

On place 2 bobines identiques dont les enroulements sont en opposition qui vont détecter lescourants I1 et I2 avec une bobine sonde sur un circuit magnétique en forme de tore.

2.3.3 Fonctionnement :

1er cas : pas de défaut I1=I2 :

Le flux 1 produit par la bobine 1 est égal

au flux 2 produit par la bobine 2

Le flux résultant dans le tore r =0 doncU=0 à la bobine sonde.

2ème cas : défaut d’isolement :

Le flux 1 produit par la bobine 1 est

supérieur au flux 2 produit par la bobine 2 :apparition d’un flux variable dans le tore etd’une fem induite « e » aux bornes de labobine sonde qui va alimenter un relais, il y aura déclenchement du disjoncteur si le défautest dangereux.

2.3.4 Sensibilité :

Il existe des dispositifs différentiels de :

- Haute sensibilité : 30mA, 12mA, 6mA.- Moyenne sensibilité : 1A, 650mA, 500mA, 300mA, 100mA- Autres sensibilités : 20A, 10A, 5A, 3A

2.3.5 Choix d’un disjoncteur différentiel :

En plus des critères de choix d’un disjoncteur magnétothermique (parce que le disjoncteurdifférentiel l’ai aussi), s’ajoute le critère de sensibilité en fonction de la résistance de terre etl’état des locaux.

If

I1

I2

9

4

3

7

8

21

5

6

24


2.4 Relais thermique :

2.4.1 Principe de fonctionnement :

Le relais thermique utilise la propriété d’un bilame formé dedeux lames minces de métaux ayant des coefficients dedilatation différents. Il s’incurve lorsque sa températureaugmente. Pour ce bilame on utilise un alliage de ferro-nickel etde l’invar.

- Déclenchement par surcharge triphasée déplacement simultané des trois bilames.- Déclenchement en cas de coupure d’une phase dispositif différentiel.

2.4.2 Courbe de déclenchement :

C’est la courbe représentant le temps dedéclenchement en fonction des multiplesde l’intensité de réglage. L’intensitéminimale de déclenchement est égale, engénéral, à 1,15 fois l’intensité de réglage.Autrement dit le relais ne déclenche passous cette intensité de réglage que l’on peutchoisir égale à l’intensité à pleine charge.En abscisse, il faut multiplier les valeurs de0,8 à 10 par le courant du réglage du relaisthermique.Exemple : Courant réglage Ir =3A ; onaura en abscisse 2,4 - 3 - 6 - 12 - 18 - 30A

3 La sélectivité des appareils deprotections :

C’est la coordination des dispositifs de coupures pour qu’un défaut, survenant en un pointquelconque du réseau, soit éliminé par le dispositif de protection (fusible, disjoncteur, relais…)placé immédiatement en amont du défaut et par lui seul. L’intérêt principal de la sélectivité estd’assurer la continuité de service.

3.1 Niveau de sélectivité :

Sélectivité totale : si seul le dispositif de protection immédiatement en amont du défaut réagit.Sélectivité partielle : si selon l’emplacement du défaut un ou plus parmi les dispositifs deprotection en amont du défaut réagissent.

3.2 types de sélectivité :La sélectivité peut se baser sur le paramètre temps (sélectivité chronométrique) ou sur leparamètre intensité du courant de défaut (sélectivité ampérométrique).

Temps 2h

1 h40 mn

20 mn

10 mn

4 mn

2 mn

1 mn40 s

20 s

10 s

4 s

2 s

1 s0.8 s

0.8 1 2 4 6 10

courant de réglage (Ir).

25


Exemple :

Pour la même valeur du courant I1 le disjoncteur D1agit avant que D2 se rend compte ; donc sélectivité

chronométrique.Pour la valeur de courant I2,D1 réagit immédiatement (relaismagnétique) mais D2 ne réagitpas. Sélectivité ampérométrique.

Lorsque la sélectivité concernedeux dispositifs en série elle estdite verticale, s’ils sont parallèleselle est dite horizontale.

3.3 Dispositif différentiel résiduel DDR :

Sensibilité :

Le seuil de sensibilité In du dispositif différentiel doit être tel que In < UL/RA (RA : résistancedes prises de terre des masses d’utilisation et UL la tension limite de sécurité).

Exemple :

Dans des conditions normales UL = 50 V et si RA = 50 In = 1ACette sensibilité protège contre les défauts d’isolement ( biens ) et les contacts indirects, mais dans

le cas d’un contact direct avec une phase, la protection des personnes impose In 30mA.

Déclenchement :Le déclenchement des DDR peut être instantané ( 20 ms ), sélectif type S ( 50 ms ), ou retardé (0.3s, 1s, 3s ).

Sélectivité différentielle :La sélectivité ampère métrique est assurée si la sensibilité amont est au moins le double de celleaval.La sélectivité chronométrique est assurée si le temps d’ouverture du circuit amont est supérieur àcelui aval.

Exemple :

Sélectivité ampérométrique : 1A > 2x 300 mA ;300mA > 2 x 30 mA.

Sélectivité chronométrique : 1s > 50 ms > 20 ms.

In

tD1

D2

I2I1

t1

t2

D2

D1

30 mAinst

10 mAinst

1ARetardé 1s

300 mAType S

26


Remarque :

pour tout courant de défaut d’intensitécertainefférentiel fonctionne de façonUn dispositif di

supérieure à In, ne fonctionne pas pour tout courant de défaut d’intensité inférieure à In/2.

.possiblen resten/2 et IToutefois, Son fonctionnement entre I

4 Appareillage de commande :

4.1 Contacteur :

Le contacteur permet d’établir ou interrompre le courant dansun récepteur. Il est commandé par une bobine alimentée encontinu ou en alternatif. Il est tripolaire ou tétra polaire. Descontacts auxiliaires peuvent lui êtres ajoutés. Un contacteur estsouvent utilisé accompagné d’un relais thermique pour éviterles surcharges et un sectionneur porte fusible pour protégercontre les court-circuits.

4.2 Sectionneur :

Le sectionneur permet d’isoler un circuit en absence detension. Il permet parfois de protéger contre les court-circuits lorsqu’il est équipé de fusibles.

5 Conclusion :

L’étude des divers appareillages nous permettra lors de l’étude des installations électriques dechoisir ceux convenables en fonction de nos exigences.

Non fonctionnement F. probable F. certain

In/2 In

27


CH IV : LES INSTALLATIONS INDUSTRIELLES

1 Introductuion :

Le moteur asynchrone qui est le moteur de base de l’industrie actuelle convient surtout

pour les commandes à vitesse constante. Sa mise en vitesse, au moment du démarrage, est liée à

la surintensité admissible par l’installation électrique, au couple nécessaire à la machine entraînée,

et à la durée de démarrage admissible. On présente dans ce cours les solutions les plus employées.

Dans ce qui suit, on utilisera un moteur dont toutes les extrémités des enroulements sont

sorties sur la plaque à bornes :

On utilise un moteur dont la tension de couplage triangle correspond bien à celle du réseau :

Réseau 220V / 380 V & Moteur 220V / 380 V :

La tension nominale admissible par un enroulement est celle correspondant au couplage

triangle soit 380 V. Dans le cas d’un couplage étoile deux enroulements en série sont soumis à

cette même tension, soit 220 V pour chacun.

Le réseau triphasé de la STEG est un système de tensions triphasées équilibré. Les tensions

sont déphasées l’une par rapport à l’autre de3

2:

3

4sin)(3

3

2sin)(

sin)(

2

1

tVtv

tVtv

tVtv

m

m

m

L1 L2 L3

u v w

z x y

a) Plaque à bornes

z x y

u v w

L1 L2 L3

b) Couplage Y

z x y

u v w

L1 L2 L3

c) Couplage

3VU

28

Cours électricité générale- MI2 CH IV Les installations Industrielles

Il en est de même pour les tensions composées :

6sin3)( 2112

tVvvtu m

6

5sin3)( 1331

tVvvtu m

2sin3)( 3223

tVvvtu m

Inversion du sens de rotation :

La force magnétomotrice tourne toujours dans le sens v1, v2, v3 qui sont reliés respectivement

aux bobinages b1, b2, b3. Si on permute deux phases, la force magnétomotrice suit les tensions.

La force magnétomotrice ignore donc la géométrie, elle dépend uniquement de l’ordre de

succession des phases qui lui donnent naissance. Il en résulte donc pour inverser le sens de

rotation d’un moteur triphasé il suffit de permuter deux phases quelconques.

2 Démarrage direct :2.1 Principe :

Ce type de démarrage est réservé aux moteurs de faible puissance devant celle du réseau, ne

nécessitant pas une mise en vitesse progressive. Le couple est énergique (1.5 à 2 CN), l’appel de

courant est important (4 à 8 fois le courant nominal). Ce mode est plutôt destiné au moteur

asynchrone à rotor à cage. Les enroulements du stator sont couplés directement sur le réseau.

Le distributeur d’énergie électrique impose une limite en puissance sur les moteurs

démarrant en direct et ce pour ne pas perturber le réseau.

2.1.1 Démarrage manuel :

Le démarrage manuel n’est plus utilisé actuellement. Le démarrage d’une pompe pour un puit se

fait de façon semi-automatique ! Le principe se base sur un interrupteur tripolaire pour le cas

d’un seul sens de marche et d’un interrupteur inverseur tripolaire pour deux sens de marche. Ces

modes ont laissé maintenant la place aux démarrages semi-automatiques et automatiques

moyennant des contacteurs et des relais temporisés et aux variateurs de vitesse qui répondent

aujourd’hui aux exigences des industriels.

b1,v1

b2,v2

b3,v3

b1,v1

b2,v3

b3,v2b2,v2

b3,v3

b1,v1 b1,v1

b2,v3

b3,v2

29


2.1.2 Démarrage semi-automatique, un sens de marche :

Ce type de démarrage utilise le contacteur comme élément de distribution

d’énergie. La commande du contacteur se fait par un circuit auxiliaire et

généralement distant du moteur.

M3 ~

M3 ~

Q1

L1 L2 L3

u v w

Q2

M3 ~

M3 ~

Q1

L1 L2 L3

u v w

Q2

Fig 1 : procédés de démarrage manuels

KM11

M3 ~

L1

Q1

F1

F2

S1

S2

KM1

Fig 2 : démarrage un seul sens de marche

30


2.1.3 Démarrage semi-automatique, deux sens de marche :

Pour l’inversion du sens de marche il suffit d’intervertir deux phases. Dans ce cas un

verrouillage mécanique et indispensable pour éviter un court-circuit entre les phases

inversées.

2.2 Avantages :- Simplicité de l’appareillage.

- Couple important.

- Temps de démarrage court.

2.3 Inconvénients :- Appel du courant important

- Démarrage brutal

3 démarrage étoile - triangle ( y- ).

3.1 Principe :

Ce procédé ne peut s’appliquer qu’aux moteurs dont toutes les extrémités d’enroulement sont

sorties sur la plaque à bornes, et dont le couplage triangle correspond à la tension du

réseau. Le démarrage s’effectue en 2 temps.

Ce type de démarrage est réservé aux machines démarrant à vide ou dont le couple résistant est

faible. Comparé au couplage triangle, l’intensité de démarrage est divisée par 3, mais le

couple de démarrage aussi (proportionnel au carré de la tension d’alimentation des

enroulements).

M3 ~

KM2

M3 ~

KM1

F2

Q1

L1 L2 L3

u v w

KM21

L1

Q1

F1

F2

S1

S2 KM11

KM1

S3

KM2

KM22 KM12

31


3U

IZ

U

JZ

3 3U

I JZ

3.2 Démarrage semi-automatique, un sens de marche :

3.2.1 Circuit de puissance :

x y z

u v w u v w

x y z

U U

Z Z Z Z Z Z

I I

3U U

Etoile Triangle

J

Démarrage en 2 temps1 : fermeture de KM1et KM22 : ouverture de KM2 etfermeture de KM3

M3 ~

32


3.2.2 Circuit de commande :

Equations :

11 1221211 KMKMSSFQKM

1211 312121212 KMKMKMKMSSFQKM

211 21221213 KMKMKMSSFQKM 21 21121 KMKMSFQ

L1Q1

F1

F2

S1

S2

KM2 KM3

KM31 KM22

KM1

KM11

KM12KM21

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0S1

S2

KM2

KM1

KM

33


3.3 Démarrage semi-automatique, deux sens de marche :


3.3.2 Circuit de Commande :

Equations :



21133 31312214 KMKAKMKMKMFQKM

2133 311221 KMKAKMKMFQ

4112213 233 KMKAKMKMFQKM

M3 ~

Q1

KM3

KM2

M3 ~

KM1

F2

L1 L2 L3

u v w

z x y

KM4

KM21

L1

Q1

F1

F2

S1

S2 KM11

KM1

S3

KM2

KM22 KM12

KM3 KM4

KM41 KM32

KA1

KA11KA12KM31

KM13 KM23

34


1133 1312211 KAKMKMKMFQKA

3.4 Avantages :- Appel de courant en étoile réduit au tiers de sa valeur en direct

- Faible complication d’appareillage.

3.5 Inconvénients :- Couple réduit au tiers de sa valeur en direct

- Coupure entre les positions étoile et triangle d’ou apparition de phénomènes

transitoires

3.6 Application :On désire commander un moteur asynchrone en étoile – triangle 1 seul sens. Pour

adoucir le passage de l’étoile au triangle on utilise des résistances en série avec les

enroulements statoriques au début du couplage triangle. Elles seront court-circuitées

par la suite.

On demande :

Donner le schéma fonctionnel.

Établir le circuit de puissance.

Donner le circuit de commande.

4 démarrage à resistances statoriques.4.1 Principe :

C’est une mise temporaire d’un ou plusieurs groupes de résistances en série avec le stator. Ce type

de démarrage a des caractéristiques comparables au démarrage étoile - triangle. Il n’y a pas de

coupure de l’alimentation du moteur entre les temps de démarrage. Ce démarrage peut se faire en

plusieurs temps suivant la puissance du moteur.

4.2 Démarrage semi-automatique, un sens de marche :


M3 ~

35



4.3 Démarrage semi-automatique, deux sens de marche :


L1Q1

F1

F2

S1

S2

KM1 KM2

KM11 KA1

KA

a) Cas d’un seul groupe derésistances

L1Q1

F1

F2

S1

S2

KM1 KM2

KM1 KA1

KA KM3

KM21

a) Cas de deux groupes de résistances

M3 ~

KM2KM1

Q1

L1 L2 L3

M3 ~

F2

u v w

KM4

KM3R1

R2rC r+R2

r+R2+R1

N

rI

r+R2

r+R2+R1

N

36


La tension appliquée aux bornes du moteur ne reste pas constante pendant le temps

d’accélération. L’intensité maximale se situe lors de la mise sous tension, puis elle diminue Id =

4,5 In. Le couple initial est relativement faible pour une pointe de courant assez importante . Cd

= 0,75 Cn


Equations :



133 112213 KAKMKMFQKM

133 312214 KMKMKMFQKM

33 12211 KMKMFQKA

Avec r c’est la résistance du stator.

4.4 Avantages :

Le couple moteur est croissant pendant un démarrage plus progressif résultant de la réduction de

la tension d’alimentation causée par l’appel du courant qui reste important.

KM21

L1Q1

F1

F2

S1

S2 KM11

KM1

S3

KM2

KM22 KM12

KM3 KM4KA1

KA11 KM31

KM13 KM23

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0S1

S2

KM1

KA1

KM3

Mr+R1+R2 r+ R2 r

37


4.5 Inconvénients :

L’appel du courant plus important qu’en étoile-triangle : 4 à 5 fois le courant nominal. Le couple

de démarrage est diminué par rapport au démarrage direct.

4.6 Emploi :

Ce mode convient aux machines dont le couple de démarrage est plus faible que le couple

nominal.

5 démarrage à resistances rotoriques.5.1 Principe :

On utilise obligatoirement un moteur asynchrone triphasé a rotor bobiné en étoile avec

sorties sur trois bagues. Le stator est soumis à pleine tension alors que le rotor est excité à

travers des groupes de résistances en série avec les bobinages rotoriques pendant le

démarrage, puis sont court-circuités. Le courant de démarrage est limité, sans que le couple

soit réduit.


KM2KM1

Q1

L1 L2 L3

M3 ~

F2

u v w

KM4

KM3R’

R

M3 ~

38


Cmax et Cmin sont fixés par le cahier des charges, g2 et g3 sont déterminés sur la caractéristique

" naturelle " du moteur. Connaissant la valeur de la résistance du bobinage rotorique r, on

détermine les valeurs des résistances de démarrage R et R’.

Le courant absorbé est sensiblement proportionnel au couple fourni ou très peu supérieur.

EX : Pour un couple de démarrage Cd = 2,5 Cn. L’intensité sera sensiblement de 2 In Id < 2,5

In. On obtient fréquemment des couples de démarrage égaux à 2,5 fois le Cn sans surintensité

excessive. On peut encore réduire la surintensité en augmentant le nombre des temps de

démarrage. Cd < 2,5 Cn.


Le circuit de commande est le même que celui de démarrage statorique.

5.2 Avantages :

- L’appel de courant est pour un couple de démarrage donné le plus faible par rapport à

tous les autres modes de démarrage.

- Possibilité de choisir par construction, couple et le nombre de temps de démarrage.

5.3 Inconvénients :

- Nécessité d’un moteur à rotor bobiné.

- Equipement plus cher

KM21

L1Q1

F1

F2

S1

S2 KM11

KM1

S3

KM2

KM22 KM12

KM3 KM4KA1

KA11 KM31

KM13 KM23

39


CH V : REGIMES DU NEUTRE

1 Schémas de liaison à la terre (SLT) :

1.1 Évolution du besoin :

Aujourd’hui les 3 SLT, longtemps appelés régimes du neutre tels que définis par les normes CEI60364 et NF C 15-100, sont : la mise au neutre -TN- ; le neutre à la terre -TT- ; le neutre isolé (ou impédant) -IT-.

Ces trois schémas ont une même finalité en termes de protection des personnes et des biens : lamaîtrise des effets des défauts d’isolement. Ils sont considérés comme équivalents sur le plan dela sécurité des personnes contre les contacts indirects.Il n’en est pas nécessairement de même pour la sûreté de l’installation électrique BT en ce quiconcerne : la disponibilité de l’énergie ; la maintenance de l’installation.

1.2 Défauts d’isolement :

Pour assurer la protection des personnes et la continuité d’exploitation, les conducteurs et lespièces sous tension d’une installation électrique sont « isolées » par rapport aux masses reliées à laterre.L’isolement est réalisé par : l’utilisation de matériaux isolants ; l’éloignement qui nécessite des distances d’isolement.

Un défaut d’isolement est : soit de mode différentiel (entre conducteurs actifs) et devient un court-circuit ; soit de mode commun (entre conducteurs actifs et masse ou terre), un courant de défaut -

dit de mode commun, circule alors dans le conducteur de protection (PE) et/ou dans laterre.

Les SLT en BT sont essentiellement concernés par les défauts de mode commun dontL’occurrence la plus forte se situe au niveau des récepteurs et des câbles.

1.3 Risques associés aux défauts :

Un défaut d’isolement, quelle que soit sa cause, présente des risques pour : la vie des personnes ; la conservation des biens ; la disponibilité de l’énergie électrique ;

40

Cours électricité générale- MI2 CH V Les Régimes du neutre

1.3.1 Risque d’électrisation des personnes :

C’est le courant en valeur et en durée, traversant le corps humain (en particulier le cœur), qui estdangereux.En BT la valeur de l’impédance du corps, (dont une composante importante est la résistance de lapeau), n’évolue pratiquement qu’en fonction de l’environnement (locaux secs et humides, etlocaux mouillés). Pour chacun des cas, une tension de sécurité (tension de contact maximaleadmissible pendant au moins 5 s) a été définie ; elle est appelée tension limite conventionnelle ULdans la norme CEI 60479.Les normes CEI 60364 § 413.1.1.1 et NF C 15-100 précisent que si la tension de contact Ucrisque de dépasser la tension UL, la durée d'application de la tension de défaut doit être limitéepar l’intervention des dispositifs de protection.

Fig 1 : Durée maximale de maintien de la tension de contact selon la norme CEI 60364.

Fig 2 : zones temps/courant des effets du courant alternatif (15 Hz à 100 Hz) sur lespersonnes selon la norme CEI 60479-1.

41


1.3.2 Risque d’incendie:

Ce risque, lorsqu’il se matérialise, peut avoir des conséquences dramatiques pour les personnes etles biens. Bon nombre d’incendies ont pour origine un échauffement important et ponctuel ouun arc électrique provoqué par un défaut d’isolement. Le risque est d'autant plus important que lecourant de défaut est élevé. Il est également fonction du degré du risque incendie ou explosion,des locaux.

1.3.3 Risque de non disponibilité de l’énergie :

La maîtrise de ce risque prend de plus en plus d’importance. En effet si, pour éliminer le défaut,la partie en défaut est déconnectée automatiquement, il en résulte : un risque pour les personnes, par exemple :

manque subit d’éclairage,

mise hors service d’équipements utiles à la sécurité ; un risque économique du fait de la perte de production.

2 Régime TT :

Le neutre de l’installation est directement relié à la terre.Les masses de l’installation sont aussi reliées à la terre.Cette solution est celle employée pour les réseaux de distribution basse tension. Aussitôt qu’undéfaut d’isolement survient, il doit y avoir coupure : C’est la coupure au premier défaut.

3 Régime IT :

Dans le régime de neutre isolé :- Le neutre est isolé de la terre ou relié à la terre par une impédance élevée.- Les masses sont reliées à une prise de terre.

Un premier défaut n’est pas dangereux, mais il doit être recherché et éliminé. Un deuxième défautpeut être dangereux s’il résulte d’un second conducteur actif : court-circuit à travers leconducteur de protection.

Id

Rb Ra

N PE

Ud

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4 Régime TN :

Le neutre de l’alimentation est mis à la terre et les masses sont reliées au neutre ; Ainsi, toutdéfaut d’isolement est transformé en un défaut entre phase et neutre soit un court- circuit dont lavaleur est limitée par l’impédance des câbles.Schéma TN-C : Le conducteur neutre et de protection électrique sont en communs.Schéma TN-S : Le conducteur neutre est séparé du conducteur de protection électrique.

Ud

Id

Contrôleurpermanentd’isolement

Limiteur desurtension

N PE

Rb

N

TNC

Id

RbTNS

PEN

Ud

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Bibliographie

[1] LARGEAUD Hubert. 2002. Le schéma électrique. Paris : Edition Eyrolles. 450 p.

[2] Collection. 2002. Electrotechnique : Equipements et installations électriques. Paris :

Edition Delagrave. 207 p.

[3] NEY Henri. 2004. Technologie d’électrotechnique Tome 1. Paris : Edition Nathan

technique. 320 p.

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