TP - Étude du régime de neutre TT
Sécurité des personnes et courant de défaut
📋 Consignes
- Le travail est à faire sur une feuille et proprement
- Rappeler les titres de chaque partie
- Utiliser le logiciel Schémaplic avec le fichier SchemaTT.sch
- Lancer la simulation (Dans le menu « Schéma » → Cliquer sur « Simuler »)
🎯 Objectifs
- Analyser le comportement d'une installation en régime TT lors d'un défaut d'isolement
- Comprendre l'influence des résistances de terre sur la sécurité des personnes
- Étudier le rôle du dispositif différentiel résiduel (DDR)
- Modéliser mathématiquement le courant de défaut
Travail demandé
1. Analyse du schéma (4 points)
En observant le schéma, compléter le tableau en associant chaque élément à sa fonction :
| Élément |
Fonction |
| Ra1 | |
| Ra2 | |
| Rhm | |
| Rdef | |
| A1 | |
| A2 | |
| A3 | |
| A4 | |
| V1 | |
| V2 | |
| V3 | |
| V4 | |
Fonctions à utiliser (en vrac) :
- Mesure le courant dans le PE
- Résistance de défaut
- Tension du PE à la terre
- Résistance du corps humain
- Mesure le courant de défaut
- Tension simple
- Résistance de terre du transformateur
- Tension soumise à l'utilisateur
- Mesure le courant dans le disjoncteur
- Résistance de terre de l'abonné
- Tension du neutre à la terre
- Mesure le courant dans le corps humain
2. Influence de la résistance de terre Ra2 (6 points)
💡 Régler la résistance de défaut Rdef = 1000 Ω
Faire varier la résistance de terre Ra2 et relever les valeurs dans le tableau suivant :
| Ra2 (Ω) |
Tension V1 (V) |
Courant A1 (mA) |
Observations |
| 10 | | | |
| 30 | | | |
| 75 | | | |
| 100 | | | |
| 150 | | | |
| 200 | | | |
| 300 | | | |
| 400 | | | |
| 500 | | | |
Questions :
- Que constatez-vous quand Ra2 augmente ?
- À partir de quelle valeur de Ra2 considère-t-on que la situation devient dangereuse ? (seuil : 50 V ou 25 mA)
3. Protection différentielle (4 points)
💡 Ajouter un interrupteur différentiel de 30 mA au schéma
💡 Fixer Ra2 = 100 Ω
Faire varier Rdef et déterminer à partir de quelle valeur le différentiel déclenche :
| Rdef (Ω) |
Courant de défaut A4 (mA) |
Déclenchement (O/N) |
| 100 | | |
| 500 | | |
| 1000 | | |
| 2000 | | |
| 5000 | | |
Conclusion : À partir de Rdef = ____ Ω, le différentiel déclenche.
4. Schéma équivalent simplifié (3 points)
Dessiner le schéma équivalent du circuit de défaut en régime TT, en représentant :
- La source de tension (230 V)
- Les résistances Rdef, Ra1, Ra2, Rhm
- Le trajet du courant de défaut Id
5. Modélisation mathématique - Résistance équivalente (2 points)
Le corps humain (Rhm) et la résistance de terre (Ra2) sont en parallèle.
Exprimer Req en fonction de Rhm et Ra2.
6. Expression du courant de défaut (2 points)
Exprimer Id en fonction de U₀, Rdef, Ra1 et Req.
7. Répartition des courants (3 points)
Le courant Id se répartit entre le corps humain et la terre.
a) Exprimer IRa2 en fonction de Id, Rhm et Ra2.
b) Exprimer Ihm en fonction de Id, Ra2 et Rhm.
8. Feuille de calcul (6 points)
Créer une feuille de calcul (Excel/LibreOffice) permettant de calculer Ihm en fonction des paramètres de vos équations.
Comparer vos résultats calculés avec les mesures Schémaplic.
Colonnes suggérées :
| Ra2 |
Rdef |
Req |
Id (calc) |
Ihm (calc) |
Ihm (mesuré) |
Écart |
| | | | | | |
Conclusion
Rédiger une synthèse de 5-10 lignes expliquant :
- L'importance de la résistance de terre en régime TT
- Le rôle indispensable du dispositif différentiel
- Les conditions de sécurité pour les personnes
Barème total : 30 points