Cours Régime IT

3. Étude d’un défaut d’isolement.

Toute installation n’a pas un niveau d’isolement infini, elle possède entre phase et terre, une résistance d’isolement qui varie en fonction du vieillissement des isolants, des récepteurs, des conditions d‘humidité…

Ordre de grandeur : 10 MΩ  par Kilomètre pour un réseau neuf.

De plus, les câbles possèdent, entre phase et terre une, capacité.

Question 3.1 : On peut représenter ces capacités et ces résistances par 3 condensateurs C1, C2 et C3 et les 3 résistances par ρ1, ρ2 et ρ3. D’où le schéma équivalent :

Si les trois phases ont même longueurs, comparer C1, C2 et C3 ainsi que ρ1, ρ2 et ρ3.

Question 3.2 : On peut ramener ces condensateurs et ces résistances entre neutre et la terre.

Exprimer CT en fonction de C1, C2 et C3.

Question 3.3 : 

La capacité uniformément répartie phase-terre correspond approximativement à 0,3µF/Km par phase de câble BT.

La résistance uniformément répartie phase-terre correspond approximativement à 10MΩ/Km pur un câble BT sans défaut.

1. Pour un réseau de câble de 1Km de longueur totale déterminer  CT, ρT, ZCT= 1/(CT.ω).

2. Comparer ρT et ZCT (conclusion).

3. En négligeant l’effet de la résistance d’isolement, le courant de défaut est limité par l’impédance capacitive :

• Calculer la valeur du courant de défaut Id ;

• Calculer l’élévation du potentiel des masses Uc;

• Comparer Uc avec les tensions de sécurité. Conclusion.

Animation ressource

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3.1 Règles à appliquer

Le défaut simple n’est pas dangereux, donc le déclenchement  n’est pas obligatoire. Une installation de ce type peut rester en service avec une phase à la masse sans danger pour les personnes.

Toutefois, si deuxième défaut intervient (défaut double), des potentiels dangereux peuvent apparaitre. Les règlements obligent de signaler, rechercher et éliminer le premier défaut. Si  ces opérations sont correctement remplies, les risques de retrouver en situation de défaut double seront minimisés.

3.2 Signalisation d’un défaut simple.

La signalisation d’un défaut d’isolement se fait à l’aide d’un Contrôleur Permanent d’Isolement (CPI).

Principe du CPI (par injection de courant continu)

Un générateur injecte une tension continue entre le réseau (par un point neutre accessible ou artificiel) et la terre.

Cette tension, créé, dans l’ensemble des résistances ρ1, ρ2 et ρ3, un courant de fuite dont la valeur est fonction de l’isolement.

Un appareil de mesure, parcouru par ce courant et directement gradué en KΩ, donne l’indication permanente de l’isolement.

Une résistance Ri assure d’une part, la protection du dispositif en cas de mise à la terre franche et délivre, d’autre part, la tension nécessaire à la commande du relais électronique actionnant l’alarme.

Question 3.2.1 : Quelle est l’influence  des capacités des câbles C1, C2 et C3 sur la mesure de l’isolement ?

Lorsque l’isolement global du réseau devient défectueux et atteint la valeur de consigne, la tension continue aux bornes du relais atteint le seuil de ce dernier qui fonctionne et provoque l’excitation d’un relais électromagnétique dont le contact inverseur bascule.

Le dispositif contrôle la valeur de l’isolement global du réseau par rapport à la terre. Toute baisse d’isolement même uniformément répartie est vue par ce dispositif.

Exemple d’appareillage : CPI TR 22 à injection de courant continu à seuil ajustable de 1KΩ 30KΩ.

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