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Les schémas de liaisons à la terre: Régime TNC et TNS

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5. Détermination de l’impédance Zs de la boucle en défaut.


Connaître Zs est important pour calculer la valeur du courant de défaut Id.  En pratique, il peut-être plus intéressant de connaître la longueur maximale d’un câble de section donnée pour que le dispositif de protection contre les surintensités assure la protection contre les défauts d’isolement.


La suite de ce paragraphe va surtout ce concentrer sur la longueur maximale de la boucle en défaut.


5.1 Premier cas :

 Le conducteur de protection n’est pas à proximité des conducteurs de phase.


Schéma :

Dans ce cas le calcul de Zs est pratiquement impossible.

L’impédance de cette boucle ne pourra être contrôlée que par des mesures effectuées après réalisation.


Nota : L’éloignement du PE augmente sensiblement la valeur de la réactance de la boucle en défaut, notamment si des éléments métalliques se trouvent à l’intérieur de celle-ci.



5.2 Deuxième cas :


Le conducteur de protection est à proximité des conducteurs de phases:


Le PE fait parti du même câble multipolaire, ou est posé dans le même conduit.

L’impédance de la  boucle en défaut est constituée des impédances de la source, des câbles et de divers appareillages insérés dans la boucle.


5.2.1  Pour assurer la sécurité des personnes, il faut Uc<UL donc :


  • Zs<Uo/Im (cas  du disjoncteur) ;
  • Zs<Uo/Ifu (cas  du fusible) ;


Comme l’impédance Zs est proportionnelle à la longueur des câbles, ces inégalités peuvent se ramener à des inégalités sur les longueurs (à l’impédance du transformateur près).


5.2.2  Méthode simplifiée de calcul :


Pour le calcul, la norme NFC 15-100 prend l'hypothèse que lors de l’apparition d’un défaut franc (Rd=0), la tension a chuté de 20% au point où est installé le dispositif de protection.


Calcul de Zs :

D'après le schéma ci-dessus et l’hypothèse faite par la norme on peut écrire que :


                                                                 0,8.U0 = Zs.Id


Avec Zs impédance constituée du câble de phase et du câble de protection. Cette impédance sera considérée résistives jusqu’à des sections de 120mm².


Au delà, on tiendra compte de la réactance en majorant R de la façon suivante :

  • 150mm² : R+15%
  • 185mm² : R+20%
  • 200mm² : R+25%


Expression de Zs:

Calcul de la tension Uc (potentiel des masses par rapport à la référence 0V).


Soit le courant de défaut Id dans la boucle :


A partir de l’expression de Id, déterminer celle de Uc en fonction de Uo et de m.                                                                                                                                                                                                                                           En exploitant l’expression de Uc, remplir le tableau ci-dessous en prenant en comte que le réseau est un réseau triphasé 230V/400V et que la tension limite de sécurité 50V.



Animation ressource


Calcul de la longueur maximale de la boucle en défaut :


- 1ercas : Protection du circuit par disjoncteur magnétothermique.


Il faut que le disjoncteur élimine le courant défaut dans un temps inférieur  à celui  donné dans le tableau défini précédemment. Il faut donc :

D’après l’inégalité ci-dessus, on peut écrire :


- 2ème cas : Protection du circuit par cartouche fusible :



5.3 Que faire si les conditions de protection ne sont pas remplies par un disjoncteur ou un fusible ?


Si les longueurs sont plus grandes que celles autorisées on peut :


- augmenter la section des câbles ;


- diminuer le réglage du magnétique (attention au déclenchement du magnétique lors de pointes d’intensité à la mise sous tension et attention à la sélectivité entre appareils).


- réaliser une liaison équipotentielle supplémentaire.


- mettre un dispositif différentiel : le conducteur PE doit passer à l’extérieur du transformateur-tore donc le schéma TNS est possible.



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