DEFAUTS D'ISOLEMENT

DEFAUTS ENTRE NEUTRE ET TERRE

 

Pourquoi cette question

Une des questions que les gens me posent assez fréquemment est de comprendre pourquoi en faisant toucher le neutre et la terre, il y a disjonction. Pire, le neutre n'est pas protégé, et pourtant "ça saute".

Rassurez-vous, tout est normal. Il s'agit simplement de la division du courant électrique à travers deux conducteurs.

Nous allons essayer de comprendre le fonctionnement d'un différentiel dans plusieurs cas de défauts.

Regardons le schéma suivant, qui concerne une installation "normale":

Vous pouvez constater que le courant qui passe par la phase, ressort du récepteur en passant par le neutre.

Le courant I aller est égal au courant I retour, le différentiel (représenté par le tore et son ampèremètre A) ne mesure aucun courant différentiel. Tout fonctionne normalement.

On pourrait comparer ce système à une pompe qui aspire de l'eau dans un bac, et qui la retourne dans ce même bac. Si la quantité d'eau aspirée est égale à celle qui est rejetée dans le bac, il n'y aura aucune baisse du niveau. Si la quantité qui revient est inférieure à celle aspirée, il y a déséquilibre, et baisse du niveau, jusqu'à vider complètement ce bac.

Vous constatez que le circuit de protection (la terre) ne passe pas à travers le tore.

 

Regardons maintenant ce qui se passe si un courant de défaut (défaut d'isolement) apparait dans le récepteur.

Un courant de défaut, passant par la phase, atteint la carcasse du récepteur, et retourne par la terre vers l'arrivée générale, puis, en passant par la terre, rejoint le transformateur EDF du coin. Comme le courant de défaut (I défaut) passant de la phase vers la terre ne passe pas par le neutre, notre différentiel (tore et Ampèremètre) mesure un courant dans la phase, mais pas dans le neutre. Il y a différence, donc notre différentiel agit et déclenche l'ouverture du disjoncteur SI le courant I défaut est supérieur à la valeur du différentiel (valeur moyenne: 500 mA pour les disjoncteurs d'abonnés ou de branchement).

 

Maintenant, que se passe t-il si on relie le neutre et la terre.

Nous avons un courant I aller qui passe par la phase, alimente le récepteur, et retourne vers l'arrivée générale à travers le conducteur Neutre ( I retour 1) ET à travers le conducteur Terre (I retour 2). Le courant I aller est donc égal au courant I retour 1 + I retour 2. Le courant I retour 1 n'étant pas égal au courant I aller, il y a une différence détectée par notre système différentiel (tore et Ampèremètre). Si cette valeur est supérieure au seuil de déclenchement du différentiel, il y a déclenchement, donc ouverture du disjoncteur.

 

Cas particuliers où l'installation est incomplète.

Si l'installation, ancienne, ne comporte pas de terre, les mêmes problèmes peuvent survenir, mais le courant de défaut ne pouvant trouver un chemin vers le transformateur à travers la terre, il attendra .... qu'une personne touche la masse, et à travers son corps, le courant ira rejoindre le transformateur. En fonction de sa valeur, la personne peut ressentir quelques picotements, ou s'électriser. C'est à ce moment que le différentiel pourra rencontrer toutes les conditions nécessaires pour déclencher le disjoncteur, mais parfois un peu tard. D'où la nécessité d'avoir une installation correctement effectuée. Dans le cas de terre inexistante ou de valeur très élevée, il est indispensable de mettre en place un disjoncteur différentiel haute sensibilité (30 mA) ou très haute sensibilité (10 mA) sur les parties d'installation dangereuses (salle d'eau, ateliers vétustes, chaufferie, etc...).

 

Mais pourquoi, avec le neutre non protégé, ça disjoncte encore?

Dans les cas ci-dessus, il s'agit de défauts électriques mettant en oeuvre la partie "différentielle" du disjoncteur (ou d'un interrupteur) différentiel. Elle ne fonctionne que sur des différences de courant entre la phase et le neutre. Cela concerne surtout les défauts dûs le plus souvent à la vétusté ou à l'humidité.

Dans les cas de surcharge des installations (dépassement des valeurs autorisées par les disjoncteurs ou les fusibles), c'est la partie "magnéto-thermique" qui fonctionne: la partie thermique pour les faibles surcharges prolongées (de quelques secondes à quelques heures), la partie magnétique pour les surcharges élevées et instantannées (de quelques millièmes à quelques dizièmes de seconde). Un court-circuit entre dans la seconde catégorie, alors qu'une surchauffe d'un câble qui se détériore lentement entre dans la première.

 

Valeur de déclenchement des différentiels.

Par construction, il est impossible de prévoir avec une précision d'horlogerie la valeur du courant qui va déclencher le disjoncteur, surtout que tous ces aléas dépendent également de la température de chaque élément composant le différentiel.

Alors la règle veut qu'un différentiel fonctionne et déclenche l'ouverture du disjoncteur lorsque la valeur du courant de défaut est comprise entre la moitié de la grandeur et la grandeur prévue pour déclencher.

Exemple: si vous avez un disjoncteur différentiel de 30 mA sur le départ des prises de courant, il déclenchera si un défaut apparaît avec une valeur comprise entre 15 et 30 mA (30 mA est la valeur maximum obligatoire pour déclencher).

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