Qu'est-ce que la mise à la terre et à quoi sert-elle. Tout ce que vous devez savoir sur la mise à la terre Quel est l'effet protecteur de la mise à la terre

Le réseau électrique est l'épine dorsale du monde moderne. Presque tous les appareils ménagers modernes sont alimentés à l'électricité, car c'est une source d'énergie pratique. Mais il y a aussi un inconvénient à la pièce - le risque élevé de choc électrique. Sans la bonne approche de la conception des équipements et de la conception des réseaux électriques, l'électricité fera plus de mal que de bien. La mise à la terre est l'un des moyens d'assurer la sécurité.

En termes simples sur la mise à la terre

La mise à la terre est un ensemble de solutions et de dispositifs de protection contre les chocs électriques et assurant le fonctionnement des équipements de protection.

Les réseaux électriques domestiques ont. Qu'est-ce que ça veut dire? Si nous considérons cette question de manière simplifiée, des générateurs triphasés sont installés dans les centrales électriques. Leurs enroulements sont connectés en étoile. Le point de connexion des enroulements est neutre.

Si vous mettez à la terre le point de jonction en étoile, comme indiqué dans la figure ci-dessus, vous obtenez une ligne électrique avec un neutre solidement mis à la terre. Le potentiel de ce point et du fil neutre sera égal au potentiel de la terre.

Le dispositif de mise à la terre est appelé. Ce sont généralement trois broches métalliques enfoncées dans le sol à la même distance les unes des autres, comme aux sommets d'un triangle, alors qu'elles sont reliées les unes aux autres par une bande d'acier par soudage. La longueur des broches et leur section sont calculées pour les conditions et exigences spécifiques de cet objet.

Le conducteur de mise à la terre est inséré dans le panneau électrique de la maison ou de l'appartement et connecté au bus de mise à la terre. C'est une bande métallique avec des borniers. Il se connecte aux conducteurs de terre de chaque appareil ou prise mis à la terre. Si l'appareil n'est pas connecté via une prise de courant, son propre conducteur de mise à la terre lui est posé et il est connecté à une borne spéciale connectée au corps.

Tous les conducteurs de mise à la terre et les barres omnibus sont isolés ou colorés avec des bandes vertes et jaunes alternées.

Par type, la mise à la terre est protectrice et fonctionnelle. Comme vous pouvez le deviner, la mise à la terre de protection remplit les fonctions de protection contre les chocs électriques, et une terre de travail est nécessaire pour le fonctionnement normal de l'équipement électrique.

Ainsi, la mise à la terre est appelée connexion électrique du boîtier des appareils électriques avec une électrode de terre.

Pour comprendre à quoi sert la mise à la terre, voyons d'abord dans quels cas et pourquoi nous sommes électrocutés. La principale chose qui est nécessaire pour le flux de courant électrique est la différence de potentiel.

Cela signifie que si vous vous tenez sur le sol et que vous saisissez un fil nu ou une autre partie sous tension avec vos mains, le courant traversant votre corps et le sol s'écoulera dans le sol.

Attention:

Un courant alternatif de seulement 50 mA est déjà dangereux pour l'homme.

Et si vous saisissez la partie sous tension avec les deux mains et que vous vous y accrochez sans toucher le sol, il ne se passera probablement rien, bien sûr, cela ne vaut pas la peine de le vérifier. Par conséquent, les oiseaux ne sont pas électrocutés sur les fils. Mais revenons à parler de mise à la terre. Comme nous l'avons déjà dit, les boîtiers des appareils électriques sont mis à la terre. Pourquoi est-ce?

Le câblage et les autres composants de l'équipement, tels que les moteurs électriques, les éléments chauffants, etc., dans un état normal, n'ont pas de contacts de phase avec le boîtier de l'appareil, le tuyau métallique ou l'armure de câble. Mais en cas de dysfonctionnement, la phase peut se retrouver sur le boîtier. Cela peut se produire lorsque l'isolation des enroulements des moteurs et des transformateurs est endommagée, la couche diélectrique des éléments chauffants est cassée, l'isolation des fils de connexion à l'intérieur de l'appareil et des lignes de câbles est endommagée.

En conséquence, il y aura un potentiel dangereux sur le corps, en termes simples : le corps sera « en phase ». Lorsque vous le touchez en vous tenant pieds nus sur un sol en carrelage, en béton ou même en bois, vous serez électrocuté. Dans le pire des cas, cela peut entraîner la mort.

Le plus souvent, cette situation se produit à la suite de réservoirs de chauffage à eau, de chauffe-eau. Et cela se ressent particulièrement vivement lorsque vous touchez en même temps la machine à laver et les tuyaux d'eau et de chauffage, ou dans le cas d'un réservoir de chauffe-eau, lorsque vous prenez une douche ou une salle de bain, cela vous choque.

Le dernier problème est résolu par l'organisation (mise à la terre de la baignoire et d'autres pièces métalliques du système d'alimentation en eau).

Si le corps de l'appareil endommagé est mis à la terre, une tension dangereuse s'écoulera vers la terre et (ou) un dispositif de protection fonctionnera - un dispositif à courant résiduel (RCD) ou un disjoncteur à courant résiduel (difavtomat). Nous avons déjà examiné ce que sont ces appareils et comment ils fonctionnent dans les articles précédents :

Si le boîtier est mis à zéro, cela fonctionnera, car ce sera un court-circuit au boîtier (zéro dans ce cas). Les dispositifs Difautomatic et les RCD déterminent la fuite de courant en comparant les courants des fils de phase et neutre - si le courant dans la phase est supérieur à zéro, le courant circule dans le sol, à travers le fil de terre ou à travers le corps humain. De tels dispositifs fonctionnent avec un courant différentiel (différence de courant), généralement de 10 mA ou plus.

Par conséquent, il s'agit d'un appareil complexe avec un grand nombre de dispositifs de protection à commutation, et la présence d'une mise à la terre est obligatoire dans tous les bâtiments construits ou rénovés après 2003. C'est-à-dire qu'ils doivent avoir un câblage monophasé à 3 fils ou triphasé à 5 fils. Si vous souhaitez exprimer votre opinion sur des problèmes de mise à la terre, écrivez dans les commentaires à ce sujet.

Connexion électrique d'un objet conducteur à la terre. La mise à la terre consiste en un conducteur de mise à la terre (une pièce conductrice ou un ensemble de pièces conductrices interconnectées qui sont en contact électrique avec la terre directement ou via un milieu conducteur intermédiaire) et un conducteur de mise à la terre reliant l'appareil à mettre à la terre au conducteur de mise à la terre. Le sectionneur de terre peut être une simple tige métallique (le plus souvent en acier, moins souvent en cuivre) ou un complexe complexe d'éléments de forme spéciale.

La qualité de la mise à la terre est déterminée par la valeur de la résistance électrique du circuit de mise à la terre, qui peut être réduite en augmentant la surface de contact ou la conductivité du milieu - en utilisant plusieurs tiges, en augmentant la teneur en sel de la terre, etc. en Russie, les exigences de mise à la terre et son agencement sont réglementés.

Les conducteurs de mise à la terre de protection dans toutes les installations électriques, ainsi que les conducteurs de protection zéro dans les installations électriques avec des tensions jusqu'à 1 kV avec un neutre solidement mis à la terre, y compris les bus, doivent avoir la désignation de lettre PE et la désignation de couleur avec des bandes longitudinales ou transversales alternées de la même largeur (pour bus de 15 à 100 mm ) jaune et vert.

Les conducteurs de travail zéro (neutres) sont marqués de la lettre N et du bleu. Les conducteurs combinés de protection zéro et de travail zéro doivent avoir la désignation de lettre PEN et la désignation de couleur : bleu sur toute la longueur et rayures jaune-vert aux extrémités.

Erreurs dans le dispositif de mise à la terre

Mauvais conducteurs PE

Parfois, des conduites d'eau ou des tuyaux de chauffage sont utilisés comme électrode de terre, mais ils ne peuvent pas être utilisés comme conducteur de mise à la terre. La plomberie peut contenir des inserts non conducteurs (par exemple des tuyaux en plastique), le contact électrique entre les tuyaux peut être rompu par la corrosion, et enfin, une partie de la tuyauterie peut être démontée pour réparation.

Combinant le zéro de travail et le conducteur PE

Une autre violation courante est l'union du zéro de travail et du conducteur PE derrière le point de leur séparation (le cas échéant) le long de la distribution d'énergie. Une telle violation peut conduire à l'apparition de courants assez importants dans le conducteur PE (qui ne devrait pas être porteur de courant dans un état normal), ainsi qu'à des faux positifs du dispositif à courant résiduel (s'il est installé). Séparation incorrecte du conducteur PEN

La méthode suivante de "création" d'un conducteur PE est extrêmement dangereuse : un conducteur neutre fonctionnel est déterminé directement dans la prise et un cavalier est placé entre celui-ci et le contact PE de la prise. Ainsi, le conducteur PE de la charge connectée à cette prise s'avère être connecté au zéro de travail.

Le danger de ce circuit est qu'un potentiel de phase apparaisse sur le contact de terre de la prise, et donc sur le boîtier de l'appareil connecté, si l'une des conditions suivantes est remplie :
- Coupure (déconnexion, grillage, etc.) du conducteur neutre dans la zone comprise entre la prise et le blindage (et aussi plus loin, jusqu'au point de mise à la terre du conducteur PEN) ;
- Permutation des conducteurs phase et zéro (phase au lieu de zéro et vice versa) allant à cette sortie.

Fonction de mise à la terre de protection

L'effet protecteur de la mise à la terre repose sur deux principes :

Réduction à une valeur sûre de la différence de potentiel entre l'objet conducteur mis à la terre et d'autres objets conducteurs qui ont une terre naturelle.

Drainage du courant de fuite lorsqu'un objet conducteur mis à la terre entre en contact avec un conducteur de phase. Dans un système bien conçu, l'apparition d'un courant de fuite entraîne le fonctionnement immédiat des dispositifs de protection ().

Ainsi, la mise à la terre n'est plus efficace qu'en combinaison avec l'utilisation de dispositifs à courant résiduel. Dans ce cas, avec la plupart des violations d'isolement, le potentiel sur les objets mis à la terre ne dépassera pas les valeurs dangereuses. De plus, la section défaillante du réseau sera déconnectée dans un délai très court (un dixième de seconde est le temps de réponse du RCD).

Opération de mise à la terre en cas de défaut d'équipement électrique Un cas typique de dysfonctionnement d'un équipement électrique est la tension de phase frappant le corps métallique de l'appareil en raison d'un défaut d'isolement. Selon les mesures de protection mises en œuvre, les options suivantes sont possibles :

Le boîtier n'est pas mis à la terre, il n'y a pas de RCD (l'option la plus dangereuse). Le corps de l'appareil sera au potentiel de phase et cela ne sera en aucun cas détecté. Toucher un appareil aussi défectueux peut être fatal.

Le boîtier est mis à la terre, il n'y a pas de RCD. Si le courant de fuite dans le circuit phase-boîtier-terre est suffisamment important (dépasse le seuil du fusible qui protège ce circuit), alors le fusible grillera et déconnectera le circuit. La tension effective la plus élevée (par rapport à la terre) sur un boîtier mis à la terre sera Umax = RGIF, où RG ? résistance de terre, SI ? le courant auquel le fusible qui protège ce circuit est déclenché. Cette option n'est pas assez sûre, car avec une résistance de mise à la terre élevée et des valeurs nominales de fusible élevées, le potentiel sur le conducteur mis à la terre peut atteindre des valeurs assez importantes. Par exemple, avec une résistance de terre de 4 ohms et un fusible de 25 A, le potentiel peut atteindre 100 volts.

Le boîtier n'est pas mis à la terre, le RCD est installé. Le corps de l'appareil sera au potentiel de phase et cela ne sera pas détecté tant qu'il n'y aura pas de chemin pour le courant de fuite. Dans le pire des cas, une fuite se produira à travers le corps d'une personne qui touche à la fois un appareil défectueux et un objet qui a une masse naturelle. Le RCD déconnecte la partie défaillante du réseau dès qu'une fuite se produit. Une personne ne recevra qu'un choc électrique à court terme (0,010.3 seconde - le temps de réponse du RCD), qui, en règle générale, ne nuit pas à la santé.

Le boîtier est mis à la terre, le RCD est installé. C'est l'option la plus sûre, car les deux mesures de protection sont complémentaires. Lorsque la tension de phase atteint le conducteur mis à la terre, le courant circule du conducteur de phase à travers le défaut d'isolement dans le conducteur de mise à la terre et plus loin dans la terre. Le RCD détecte immédiatement cette fuite, même si elle est très insignifiante (généralement le seuil de sensibilité du RCD est de 10 mA ou 30 mA), et déconnecte rapidement (0,010.3 secondes) la section du réseau en défaut. De plus, si le courant de fuite est suffisamment important (dépasse le seuil de déclenchement du fusible protégeant ce circuit), alors le fusible peut également griller. Le dispositif de protection (RCD ou fusible) qui déconnectera le circuit dépend de leur vitesse et de leur courant de fuite. Il est également possible que les deux appareils soient déclenchés.

Types de mise à la terre

TN-C

Le système TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) a été proposé par l'entreprise allemande AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) en 1913. Le zéro de travail et le conducteur PE (terre de protection) dans ce système sont combinés en un seul fil. Le plus gros inconvénient était la formation d'une tension de ligne (1,732 fois supérieure à la tension de phase) sur les enveloppes des installations électriques en cas de coupure d'urgence du zéro.

Malgré cela, aujourd'hui, vous pouvez le trouver dans les bâtiments des pays de l'ex-URSS.

TN-S

Pour remplacer le système TN-C conditionnellement dangereux dans les années 1930, le système TN-S (Terre-Neutre-Separe) a été développé, dans lequel le zéro de travail et de protection étaient séparés directement au poste, et le sectionneur de terre était un système assez complexe. structure de ferrures métalliques.

Ainsi, lorsque le zéro de travail casse au milieu de la ligne, les installations électriques n'ont pas reçu de tension de ligne. Plus tard, un tel système de mise à la terre a permis de développer des automates différentiels et des automates déclenchés par un courant de fuite, capables de capter un courant insignifiant. Leur travail à ce jour est basé sur les lois de Kirghof, selon lesquelles le courant traversant le fil de phase doit être numériquement égal au courant traversant le zéro de travail.

Vous pouvez également observer le système TN-CS, où la séparation des zéros se produit au milieu de la ligne, cependant, en cas de rupture du fil neutre jusqu'au point de séparation, le cas sera sous tension de ligne, ce qui constituera une menace pour la vie en cas de contact.

Terre de protection est un système conçu pour empêcher les effets du courant électrique sur une personne en connectant délibérément le boîtier et les parties non conductrices de courant de l'équipement qui peuvent être sous tension à la terre. Les systèmes de mise à la terre peuvent être naturels ou artificiels.

Qu'est-ce que la mise à la terre et pourquoi est-elle nécessaire?

Les dispositifs de mise à la terre sont la connexion délibérée de conducteurs électriques à divers points du réseau électrique.

Le but de la mise à la terre est d'empêcher l'exposition humaine au courant électrique. Un autre objectif de la mise à la terre de protection est de détourner la tension du corps d'une installation électrique via un dispositif de mise à la terre vers la terre.

Le but principal de l'utilisation de la mise à la terre est de réduire le niveau de potentiel entre le point mis à la terre et la terre. Ainsi, l'intensité du courant est réduite au niveau le plus bas et le nombre de facteurs dommageables en contact avec les parties des appareils et installations électriques dans lesquels une panne du boîtier s'est produite est réduit.

Qu'est-ce qui est neutre ?

Le neutre est un conducteur de protection zéro qui relie les neutres des installations électriques dans les réseaux triphasés de courant électrique. Domaine d'utilisation - mise à la terre des installations électriques.

Le poste abaisseur où se trouve l'unité de transformation est équipé de sa propre boucle de terre. Ce circuit se compose d'une barre d'acier et de tiges, enfouies de manière particulière dans le sol. Un câble à 4 brins est posé vers les sources de consommation dans le tableau du poste. Lorsque le consommateur d'électricité a besoin d'être alimenté par un circuit de type triphasé, les 4 noyaux doivent être connectés. Lorsque différentes charges sont connectées aux conducteurs, le neutre est déplacé dans le système pour empêcher ce déplacement, un conducteur neutre est utilisé. Il aide à répartir la charge de manière symétrique sur toutes les phases.

Que sont les conducteurs PE et PEN ?

Un conducteur PEN est un conducteur qui combine les fonctions d'un conducteur neutre de protection et d'un conducteur neutre de travail. Il part du poste et est divisé en conducteurs PE et N, directement chez le consommateur.

Un conducteur PE est une terre de protection que l'on utilise par exemple dans un appartement dans une prise de terre. Le conducteur PE est utilisé pour la mise à la terre d'appareils, d'installations et d'appareils dont le niveau de tension ne dépasse pas 1 kV.

Ce type de mise à la terre n'est utilisé que pour assurer la sécurité. Cette mise à la terre assure une connexion continue de toutes les parties exposées et externes. Le mécanisme fournit un drainage du courant au sol, qui est apparu à la suite d'un courant électrique frappant le corps d'un appareil.

Le conducteur PEN (combinaison d'un conducteur de protection neutre et d'un conducteur de travail neutre) est utilisé lors de l'utilisation du système de mise à la terre de type TN-C.

Types de systèmes de mise à la terre artificielle

Dans la classification des systèmes de mise à la terre, il existe des types de mise à la terre naturels et artificiels.

Systèmes de mise à la terre artificielle :

TN-S ;
TN-C ;
TNC-S ;

Types de mise à la terre - décodage du nom :

T - mise à la terre ;
N - connexion du conducteur au neutre;
I - isolation;
C - combinaison des options du conducteur de protection fonctionnel et neutre ;
S - utilisation séparée des fils.

Beaucoup de gens s'intéressent à la question de ce qu'on appelle la mise à la terre de travail. D'une autre manière, on l'appelle fonctionnel. La réponse à cette question est donnée par l'article 1.7.30 du PUE. Il s'agit de la mise à la terre des points des parties sous tension d'une installation électrique. Il est utilisé pour assurer le fonctionnement d'appareils ou d'installations électriques, et non à des fins de protection.

En outre, beaucoup s'inquiètent de la question de savoir ce qu'est la mise à la terre de protection. C'est le processus de mise à la terre des dispositifs pour assurer la sécurité électrique.

Systèmes avec systèmes de mise à la terre TN neutre mis à la terre

De tels systèmes incluent :

TN-C ;
TN-S ;
TNC-S ;

Selon la clause 1.7.3 du PUE, un système TN est un système dans lequel le neutre de la source d'alimentation est solidement mis à la terre et les parties conductrices ouvertes de l'installation électrique sont connectées au neutre solidement mis à la terre de la source au moyen de zéro conducteur de protection.

TN comprend des éléments tels que :

un sectionneur de terre milieu, qui fait référence à la source d'alimentation ;
parties conductrices externes de l'appareil ;
conducteur neutre;
conducteurs combinés.

Le neutre de la source est solidement mis à la terre et les conducteurs externes de l'installation sont connectés au milieu solidement mis à la terre de la source à l'aide de conducteurs de protection.

Il est possible de réaliser une boucle de terre uniquement dans les installations électriques dont la puissance ne dépasse pas 1 kV.

Système TN-C

Dans ce système, les conducteurs de protection et neutre sont combinés en un seul conducteur PEN. Ils sont combinés dans tout le système. Le nom complet est Terre-Neutre-Combine.

Parmi les avantages du TN-C, on ne peut distinguer que l'installation facile du système, qui ne nécessite pas beaucoup d'efforts et de coûts. L'installation ne nécessite pas l'amélioration des câbles et des lignes électriques aériennes déjà installés, qui n'ont que 4 dispositifs conducteurs.

Défauts:

la probabilité de recevoir un choc électrique augmente;
l'apparition d'une tension secteur sur le corps d'une installation électrique lors d'un circuit ouvert est possible ;
forte probabilité de perte du circuit de mise à la terre en cas d'endommagement du dispositif conducteur ;
un tel système ne protège que contre les courts-circuits.

Système TN-S

La particularité du système est que l'électricité est fournie aux consommateurs à travers 5 conducteurs dans un réseau triphasé et à travers 3 conducteurs dans un réseau monophasé.

Au total, 5 sources conductrices partent du réseau, dont 3 remplissent la fonction de phase de puissance, et les 2 autres sont des conducteurs neutres reliés au point zéro.

Conception:

PN est un mécanisme neutre qui est impliqué dans le circuit de l'équipement électrique.
Le PE est un conducteur solidement mis à la terre qui remplit une fonction de protection.

Avantages :

facilité d'installation;
faible coût d'achat et de maintenance du système ;
haut degré de sécurité électrique;
aucune création de contour requise ;
la possibilité d'utiliser le système comme dispositif de protection contre les fuites de courant.

Système TN-C-S

Le système TN-C-S suppose la séparation du conducteur PEN en PE et N dans une partie du circuit. Habituellement, la séparation a lieu dans le tableau de bord de la maison, et avant cela, ils sont combinés.

Avantages :

dispositif simple d'un mécanisme de protection contre la foudre ;
protection de court circuit.

Inconvénients de l'utilisation :

faible niveau de protection contre la combustion du conducteur neutre;
la possibilité d'apparition de tension de phase;
coût élevé d'installation et de maintenance;
la tension ne peut pas être coupée par un équipement automatique ;
il n'y a pas de protection de courant à l'air libre.

système TT

TT est conçu pour offrir un haut niveau de sécurité. Il est installé dans des centrales électriques à faible niveau technique, par exemple, où des fils nus sont utilisés, des installations électriques situées à l'air libre ou fixées sur des supports.

TT est monté sur quatre conducteurs :

3 phases de tension d'alimentation sont décalées d'un angle de 120 ° l'une par rapport à l'autre;
1 zéro commun remplit les fonctions combinées d'un conducteur de travail et de protection.

Avantages du TT :

haut niveau de résistance à la déformation du fil conduisant au consommateur;
protection de court circuit;
la possibilité d'utiliser sur des installations électriques à haute tension.

Défauts:

dispositif de protection contre la foudre sophistiqué;
incapacité à suivre les phases d'un court-circuit dans un circuit électrique.

Systèmes neutres isolés

Lors de la transmission et de la distribution du courant électrique aux consommateurs, un système triphasé est utilisé. Ceci permet d'assurer une symétrie et une répartition uniforme de la charge de courant.

Un tel dispositif crée un mode impliquant l'utilisation d'un boîtier de transformateur et de générateurs. Leurs points neutres ne sont pas équipés de boucle de masse.

Le type neutre isolé est utilisé dans le circuit d'alimentation lors de la connexion des enroulements secondaires des installations de transformateurs en triangle et en l'absence d'alimentation lors de situations d'urgence. Un tel réseau est une chaîne de remplacement.

Le neutre isolé contribue à la rupture du revêtement isolant en cas de court-circuit et à l'apparition de courts-circuits dans d'autres phases.

système informatique

Un système IT avec des tensions jusqu'à 1000 V fournit une mise à la terre à haute impédance et est équipé d'un neutre d'alimentation.

Tous les éléments externes de l'installation électrique, qui sont constitués de matériaux conducteurs de courant, sont mis à la terre. Parmi les avantages, on peut distinguer les faibles indicateurs de fuite de courant lors d'un court-circuit monophasé d'un réseau électrique. Une installation avec un tel mécanisme peut fonctionner longtemps même dans des situations d'urgence. Il n'y a pas de différence entre les potentiels.

Inconvénient : la protection courant ne fonctionne pas en cas de défaut à la terre. Lors du fonctionnement en mode court-circuit monophasé, la probabilité de choc électrique augmente en touchant la deuxième phase de l'installation.

La mise à la terre de protection est une connexion délibérée à la terre de parties métalliques d'équipements qui ne sont pas sous tension dans des conditions normales, mais qui peuvent être mises sous tension à la suite d'une rupture de l'isolation d'une installation électrique.

Le but de la mise à la terre de protection est d'éliminer le risque de choc électrique pour les personnes lorsqu'une tension apparaît sur les parties structurelles de l'équipement électrique, c'est-à-dire en cas de "court-circuit au boîtier".

Le principe de fonctionnement de la mise à la terre de protection consiste à réduire les tensions de contact et de pas à des valeurs sûres en raison du «défaut à la terre». Ceci est réalisé en réduisant le potentiel de l'équipement mis à la terre, ainsi qu'en égalisant les potentiels en élevant le potentiel de la fondation sur laquelle se tient la personne, à un potentiel dont la magnitude est proche du potentiel de l'équipement mis à la terre.

Le domaine d'application de la mise à la terre de protection est les réseaux triphasés à trois fils avec une tension allant jusqu'à 1000 V avec neutre isolé et supérieur à 1000 V avec n'importe quel mode neutre (Fig. 71).

Riz. 71. Schémas de principe de la mise à la terre de protection :
a - dans un réseau avec un neutre isolé jusqu'à 1000 V et plus ; b - dans un réseau avec un neutre mis à la terre supérieur à 1000 V, 1 - un équipement mis à la terre ; 2 - conducteur de mise à la terre de protection ; 3 - conducteur de mise à la terre fonctionnel ; r3. rо - résistances, respectivement, de la mise à la terre de protection et de travail

Types de dispositifs de mise à la terre. Un dispositif de mise à la terre est un ensemble de conducteurs de mise à la terre - des conducteurs métalliques en contact direct avec le sol et des conducteurs de mise à la terre reliant les parties mises à la terre de l'installation électrique à l'électrode de mise à la terre. Il existe deux types de dispositifs de mise à la terre : à distance (ou localisés) et à contour (ou distribués).

Un dispositif de mise à la terre à distance se caractérise par le fait que son électrode de mise à la terre est placée à l'extérieur du site où se trouve l'équipement à mettre à la terre, ou concentrée sur une partie de ce site.

L'inconvénient de la mise à la terre à distance est l'éloignement de l'électrode de terre de l'équipement protégé, ce qui fait que le coefficient de contact est a = 1. Par conséquent, ce type de mise à la terre n'est utilisé qu'à de faibles courants de défaut à la terre et, en particulier, dans installations avec des tensions jusqu'à 1000 V, où le potentiel de l'électrode de terre ne dépasse pas la tension de contact admissible ...

L'avantage de ce type de dispositif de mise à la terre est la possibilité de choisir l'emplacement des électrodes avec la plus faible résistance du sol (humide, argileux, en plaine, etc.).

Un dispositif de mise à la terre de contour est caractérisé par le fait que ses électrodes de terre uniques sont placées le long du contour (périmètre) du site sur lequel se trouve l'équipement à mettre à la terre, ou réparties sur tout le site aussi uniformément que possible.

La sécurité avec mise à la terre de la boucle est assurée en égalisant le potentiel dans la zone protégée à une valeur telle que les tensions de contact et de pas maximales ne dépassent pas les valeurs admissibles. Ceci est réalisé par un placement approprié de sectionneurs de terre simples.

À l'intérieur, l'égalisation de potentiel se produit naturellement à travers des structures métalliques, des pipelines, des câbles et des objets conducteurs similaires connectés à un réseau de mise à la terre ramifié.

Mise en place de dispositifs de mise à la terre. Faites la distinction entre les électrodes de mise à la terre artificielles, destinées uniquement à des fins de mise à la terre, et les objets métalliques naturels situés dans le sol à d'autres fins.

Pour les électrodes de terre artificielles, des électrodes verticales et horizontales sont généralement utilisées.

Des tuyaux en acier d'un diamètre de 3 à 5 cm et des cornières en acier d'une taille de 40 X 40 à 60 X 60 mm et d'une longueur de 2,5 à 3 m sont utilisés comme électrodes verticales.Ces dernières années, des tiges d'acier d'un diamètre de 10 -12 mm et une longueur allant jusqu'à 10 m ont été utilisés ...

Pour connecter les électrodes verticales et en tant qu'électrode horizontale indépendante, on utilise une bande d'acier d'une section d'au moins 4 X 12 mm ou de l'acier de section circulaire d'un diamètre d'au moins 6 mm.

Pour installer des électrodes de terre verticales, une tranchée est préalablement creusée d'une profondeur de 0,7 à 0,8 m, après quoi les tuyaux ou les coins sont martelés à l'aide de mécanismes.

Peuvent être utilisés comme conducteurs de mise à la terre naturels : les canalisations d'eau et autres canalisations métalliques posées dans le sol, à l'exception des canalisations pour liquides inflammables, gaz inflammables ou explosifs, ainsi que les canalisations recouvertes d'un isolant de protection contre la corrosion ; tubage des tuyaux de puits artésiens, puits, fosses, etc. ; structures métalliques et renforcement des structures en béton armé des bâtiments et structures reliées au sol; gaines de plomb des câbles posés dans le sol. Les électrodes de terre naturelles ont, en règle générale, une faible résistance à la propagation du courant et donc leur utilisation à des fins de mise à la terre permet une économie très tangible. Les inconvénients des prises de terre naturelles sont leur accessibilité au personnel non électricien et la possibilité de perturber la continuité de la connexion des prises de terre étendues (lors de travaux de réparation, etc.).

En tant que conducteurs de mise à la terre destinés à connecter les pièces de mise à la terre avec des conducteurs de mise à la terre, on utilise généralement des bandes d'acier, ainsi que de l'acier rond, etc. La pose de conducteurs de mise à la terre s'effectue ouvertement le long des structures des bâtiments, y compris le long des murs sur des supports spéciaux . Les conducteurs de mise à la terre dans les pièces doivent être accessibles pour inspection.

Le raccordement de l'équipement à mettre à la terre à la ligne de mise à la terre s'effectue à l'aide de conducteurs séparés. Dans ce cas, la connexion en série de l'équipement à mettre à la terre n'est pas autorisée.

Selon les exigences des règles d'installation électrique, la résistance de mise à la terre de protection à tout moment de l'année ne doit pas dépasser :

4 Ohms - dans les installations avec des tensions jusqu'à 1000 V ; si la puissance de la source de courant (générateur ou transformateur) est inférieure à 100 kVA, alors la résistance de mise à la terre est autorisée 10 Ohm;

0,5 Ohm - dans les installations avec des tensions supérieures à 1000 V avec des courants de défaut à la terre élevés (plus de 500 A);

250 / I3, mais pas plus de 10 Ohm - dans les installations avec des tensions supérieures à 1000 V avec de faibles courants de défaut à la terre et sans compensation des courants capacitifs ; si le dispositif de mise à la terre est utilisé simultanément pour des installations électriques avec des tensions jusqu'à 1000 V, la résistance de mise à la terre ne doit pas dépasser 125 / I3, mais pas plus de 10 ohms (ou 4 ohms, si nécessaire pour des installations jusqu'à 1000 V). Ici, I3 est le courant de défaut à la terre.

Équipement à mettre à la terre. Les parties métalliques non conductrices des équipements électriques qui, en raison de défauts d'isolement, peuvent être mises sous tension et qui peuvent être touchées par des personnes et des animaux, sont soumises à une mise à la terre de protection. Dans le même temps, dans les pièces présentant un danger accru ou particulièrement dangereux, la mise à la terre est obligatoire à une tension nominale d'une installation électrique supérieure à 36 V CA et 110 V CC, et dans des pièces sans danger accru - à une tension de 500 V et supérieure. Uniquement dans les zones dangereuses, la mise à la terre est effectuée quelle que soit la valeur de la tension.

La présence d'un contact de mise à la terre dans les prises électriques modernes est devenue courante. Il correspond au contact sur la fiche de tout appareil électrique. Essayons de comprendre pourquoi vous avez besoin d'une mise à la terre.

Qu'est-ce que la mise à la terre

La mise à la terre est la connexion d'éléments conducteurs qui ne sont normalement pas alimentés à une électrode de terre - une structure métallique enterrée dans le sol avec une faible résistance électrique. Le corps métallique d'une installation électrique, les organes de travail de machines ou d'appareils électroménagers, etc. peuvent jouer le rôle d'éléments conducteurs mentionnés.

Les tresses de blindage des câbles électriques sont également mises à la terre.

A quoi sert la mise à la terre ?

Selon le but, il existe plusieurs types de mise à la terre :

fonctionnel;
pour la protection contre la foudre.

La protection garantit un fonctionnement sûr des installations électriques.

Le fonctionnel est utilisé pour le fonctionnement d'un appareil ou d'un circuit - il joue le même rôle que le conducteur neutre dans le réseau électrique.

Dans les systèmes de protection contre la foudre, le sectionneur de terre est connecté au paratonnerre.

Principe d'opération

La boucle de terre fonctionne par la capacité du sol à absorber la charge électrique. Si le boîtier de l'équipement est mis sous tension à la suite d'une panne d'isolation, la charge s'écoulera dans le sol. Lorsque l'utilisateur touche le boîtier, le courant se déplacera toujours le long du chemin de moindre résistance, c'est-à-dire à travers le sol et non à travers le corps humain. Sans mise à la terre, dans une telle situation, l'utilisateur aurait subi une blessure électrique.

La condition pour le fonctionnement normal de la mise à la terre est une faible résistance de l'électrode de terre. Cette valeur dépend des paramètres du sol :

densité;
humidité;
salinité;
la zone de contact avec le conducteur de terre.

La capacité du sol à absorber la charge est considérablement réduite lorsqu'il gèle. Par conséquent, les broches de l'électrode de masse sont enfoncées à une profondeur inférieure au point de congélation, qui dépend de la latitude de la zone. Les données sur la profondeur de gel des sols pour différentes régions de la Fédération de Russie sont fournies dans SNiP "Climatologie de la construction".

Démonstration visuelle de la mise à la terre

Sur les sols rocheux, sableux et de pergélisol, dans lesquels il est difficile de pénétrer, des conducteurs de mise à la terre électrolytiques à partir d'un tuyau perforé en forme de L sont utilisés. L'intérieur contient un réactif qui forme un environnement salé. Ce dernier se caractérise par une conductivité élevée et un point de congélation bas. La partie longue de l'électrode de masse est enterrée dans une tranchée peu profonde, la partie courte est amenée à la surface. Il est utilisé de trois manières :

pour remplir un nouveau réactif ;
pour le remplissage d'eau (provoque une réaction chimique pendant les périodes sèches).

Une autre version moderne du système d'électrode de terre est. Se compose de plusieurs sections, filetées ou connectées d'une autre manière. Au fur et à mesure de son enfoncement dans le sol, de plus en plus de tronçons sont vissés. Ainsi, un tel système d'électrode de terre, contrairement au système classique composé de plusieurs broches, peut être installé à n'importe quelle profondeur. Les sections sont connectées selon des règles spéciales et à l'aide d'une pâte conductrice. Lors du martelage, une buse spéciale est utilisée pour protéger le fil contre les dommages. Les modules sont en acier et revêtus de cuivre ou de zinc, ce qui diminue leur résistance et augmente leur durée de vie.

Les électrodes de terre électrolytiques et modulaires sont chères, de sorte que leurs homologues traditionnels restent en demande. Les broches de cette conception sont positionnées différemment :

aux sommets d'un triangle équilatéral à côté de l'objet ;
aux coins de l'objet ;
le long du périmètre de l'objet.

Le nombre de barres et la distance entre elles sont déterminés par calcul.

La résistance du sectionneur de terre est vérifiée périodiquement. La valeur maximale autorisée est de 30 ohms.

Protection globale des dispositifs de mise à la terre et des fusibles

La mise à la terre non seulement conduit des courants dangereux, mais, si un dispositif de protection est présent, arrêtera l'équipement d'urgence. Lorsqu'un conducteur de phase entre en contact avec un boîtier mis à la terre, le réseau fonctionne dans un mode proche d'un court-circuit (court-circuit), accompagné d'une forte augmentation du courant dans le circuit. Un interrupteur automatique (VA), qui doit être installé à l'entrée de la ligne électrique vers l'objet, réagit à cela.

Certes, cela n'est possible qu'avec une très faible résistance de mise à la terre, ce qui est extrêmement rare. Dans la plupart des cas, la probabilité d'un voyage VA est assez faible. Par exemple, avec une résistance de mise à la terre de 10 ohms, le courant dans le circuit sera I = 220/10 = 22 A. Les machines, selon les exigences de GOST, résistent pendant une heure à un courant égal à 1,42 fois la valeur nominale . C'est-à-dire qu'une machine de 16 A avec un courant de 22 A ne s'éteindra pas pendant près de 60 minutes (16 * 1,42 = 22,72 A).

Schéma de mise à la terre

Disjoncteur plus fiable - ou. Cet appareil compare les courants dans les conducteurs de phase et de neutre et, lorsqu'une différence est détectée, indiquant une fuite, il déconnecte le circuit. En termes de sensibilité, c'est-à-dire la quantité minimale de courant de fuite qui provoque le fonctionnement, les DDR sont divisés en plusieurs catégories :

Protection contre les chocs électriques : 10 mA - installé dans des pièces très humides et 30 mA - dans des pièces sèches.
Ignifuge - à 100, 300 et 500 mA.

Les disjoncteurs différentiels ignifuges sont utilisés dans les installations où un court-circuit peut provoquer un incendie. Ils protègent les sections du réseau où les chocs électriques sont pratiquement impossibles, par exemple les circuits d'éclairage.

Ne sont pas interchangeables. VA protège contre les courts-circuits et les surcharges, RCD - contre les chocs électriques. Idéalement, l'entrée et chaque groupe de consommateurs devraient être protégés à la fois par VA et RCD.

Équipement non électrique mis à la terre

Les structures qui ne sont en aucun cas connectées à l'électricité sont également connectées à l'électrode de terre :

Clôtures et autres structures sur les viaducs et les galeries, dans lesquelles une différence de potentiel dangereuse est induite par un coup de foudre à courte distance. La même chose peut arriver avec un pipeline ou un conteneur contenant une substance inflammable. En raison de la tension induite, des étincelles avec une explosion ultérieure sont possibles, par conséquent, ces structures sont également mises à la terre.
Produits dans lesquels la charge statique s'accumule pendant le fonctionnement. Il s'agit principalement de canalisations et de conteneurs : de l'électricité statique est générée en raison du frottement des particules du milieu transporté. Pour cette raison, le taux auquel le carburant est fourni aux avions de ligne est limité.
Conduites longue distance. Conformément à la loi de l'induction électromagnétique, dans de tels pipelines, lorsque le champ magnétique terrestre change et qu'il est toujours instable sous l'influence du vent solaire, des courants dits vagabonds se forment. Par conséquent, ils sont connectés avec une certaine étape aux électrodes de terre.

Différence avec la remise à zéro

La mise à zéro est la connexion des parties conductrices d'une installation électrique à un neutre mis à la terre d'une source de courant (à un conducteur zéro). Sa résistance est bien inférieure à la résistance de l'électrode de masse. Ainsi, lorsqu'une phase est fermée vers le boîtier remis à zéro de l'appareil, un courant de court-circuit est garanti, conduisant au fonctionnement du disjoncteur.

Dans le schéma de mise à la terre TN le plus courant, la mise à la terre et la neutralisation sont effectuées en même temps.

Le raccordement au conducteur neutre s'effectue au-dessus du RCD. Sinon, les courants dans les conducteurs de phase et de neutre après la fermeture de la phase au boîtier resteront égaux et le dispositif de protection ne fonctionnera pas.

À propos des systèmes de mise à la terre

Plusieurs systèmes de mise à la terre sont utilisés, indiqués par une combinaison de lettres. Les lettres ont la signification suivante :

I : conducteur isolé ;
N : il y a une connexion à un neutre solide mis à la terre ;
T : il y a une connexion au fil de terre.

Il existe trois principaux types de systèmes de mise à la terre :

type informatique- un système avec un fil neutre isolé. Dans ce système, il est isolé du neutre ou le contacte via une résistance ou un entrefer de haute puissance. Non applicable dans les bâtiments résidentiels. Conçu pour connecter des appareils ayant des exigences particulières en matière de sécurité et de stabilité. Il est principalement utilisé dans les laboratoires et les hôpitaux.
type TT- un système avec sectionneurs de terre indépendants. La meilleure option. Prévoit l'utilisation de deux sectionneurs de terre - pour la source de courant électrique et les éléments métalliques du système qui n'ont pas de protection. Le fil de terre (PE) de ce système est indépendant et ses performances dans la zone entre l'équipement et le transformateur sont améliorées. Des difficultés sont possibles lors du choix d'un diamètre pour votre propre sectionneur de terre. Cet inconvénient est compensé au moyen d'un dispositif à courant résiduel.
type TN. Le fil de terre dans un tel système est combiné avec le neutre, par conséquent, lorsqu'une phase tombe en panne, un court-circuit se produit et la machine déconnecte le circuit. Cela garantit un haut niveau de sécurité.

Divers systèmes de mise à la terre

Les systèmes TN sont les plus répandus. Il existe trois sous-espèces :

TN-S : option avec conducteur de travail zéro et divisé. Afin d'augmenter la sécurité, au lieu d'un fil neutre, deux sont utilisés : l'un est utilisé comme fil de protection, le second est utilisé comme fil neutre connecté à un neutre mis à la terre. Ce système offre la meilleure protection contre les chocs électriques.
TN et TN-C-S : version avec un fil PEN et une paire de zéros. Un conducteur neutre est connecté à l'équipement, divisé en conducteurs PE et N.
En TN-C-S après séparation, un deuxième sectionneur de terre est installé, ce qui assure un fonctionnement ininterrompu du système.

Avantages du système TN :

l'appareil est assez simple;
une protection contre les décharges de foudre est réalisée ;
pour protéger le câblage, il suffit d'installer des disjoncteurs.

Défauts:

il y a une possibilité d'épuisement nul à l'extérieur avec une panne ultérieure des boîtiers métalliques de l'équipement ;
un équipement de liaison équipotentielle est requis.

Le système TN n'est pas très adapté aux agglomérations rurales.

La vie des gens dépend parfois de la bonne organisation de la mise à la terre. L'organisation signifie non seulement l'appareil, mais également le contrôle opportun de la résistance du système d'électrode de masse. En raison de l'oxydation ou de modifications des paramètres du sol, il peut s'avérer surestimé, ce qui entraînera la perte de l'effet protecteur de la mise à la terre.