Système non mis à la terre : exemples d'application

Les exigences croissantes imposées aux machines et aux installations en termes de sécurité de fonctionnement et de prévention des accidents nécessitent des mesures complètes pour protéger à la fois l'homme et la machine. Par exemple, les défauts à la terre dans un système de commande ne doivent pas entraîner de mouvements dangereux de la machine. Par conséquent, lors du choix d'un type de système (réseaux TN, TT ou IT) et des mesures de protection associées, les aspects suivants revêtent une importance particulière :

Probabilité de défauts à la terre
Protection de base nécessaire et protection contre les pannes
Continuité de l'alimentation électrique
Aspects techniques et commerciaux
Expérience concernant les effets secondaires (incendie, coûts d'indisponibilité, etc.)

Dans le cas des machines électriques, cela s'applique aux circuits de commande et aux circuits auxiliaires ainsi qu'aux circuits principaux. Dans les circuits principaux, les aspects les plus importants sont la protection contre les chocs électriques, la protection des personnes et la prévention des incendies. Dans les circuits de commande et les circuits auxiliaires, en particulier ceux dont les tensions sont inférieures à la tension de contact admissible de 50 V CA/120 V CC, l'accent est mis sur la sécurité de fonctionnement.

Circuits de commande - mis à la terre ou non ?

Conformément à la norme DIN EN 60204-1/VDE 0113-1, les défauts à la terre dans les circuits de commande ne doivent pas entraîner de démarrages involontaires ou de mouvements dangereux de la machine et ils ne doivent pas empêcher la machine de s'arrêter. Généralement, les circuits de commande sont alimentés via un transformateur d'isolement à bobinages séparés ou un bloc d'alimentation séparé, en considérant que la tension secondaire ne doit pas dépasser 50 V.

Le circuit de commande lui-même peut fonctionner comme un système mis à la terre (système TN) ou un système non mis à la terre (système IT). Cependant, des défauts à la terre à haute résistance inconnus peuvent provoquer des défauts du contrôleur, en particulier dans les composants sensibles d'un circuit de commande.

Dans un système mis à la terre, ces défauts ne sont pas détectés par un fusible car le courant de défaut est trop faible pour déclencher le fusible. Si le défaut à la terre a une faible résistance, le fusible saute et l'installation s'arrête. Pour éviter cela, les circuits de commande sont exploités dans des systèmes non mis à la terre et surveillés via un dispositif de surveillance des défauts à la terre.

Plus de sécurité de fonctionnement, même en cas de défauts à la terre symétriques

En raison de la saleté, de la poussière ou de l'humidité, par ex. sur les fins de course, des défauts à la terre symétriques peuvent se produire dans les circuits de commande, ce qui peut alors empêcher l'arrêt de l'installation ou provoquer des démarrages incontrôlés.

Les défauts à la terre symétriques sont des défauts résistifs de l'isolation d'une installation ou d'un appareil électrique où tous les conducteurs de ligne ont approximativement la même résistance à la terre.

Dans ce cas, deux défauts à la terre à haute résistance sur les entrées de commande sensibles suffisent pour « régler » l'entrée. Ces défauts ne provoquent pas le déclenchement de la protection contre les surintensités puisque le courant de défaut est sensiblement inférieur au courant de court-circuit requis. Les dispositifs à courant résiduel ne peuvent pas non plus aider puisque les courants direct et inverse sont identiques et qu'aucun courant résiduel n'est donc généré.

Lors de la sélection du dispositif de surveillance des défauts à la terre correspondant, il convient de s'assurer qu'il est capable de détecter des défauts à la terre symétriques. Les relais de défaut à la terre qui mesurent la tension de déplacement à la terre comme critère d'évaluation ne remplissent pas cette exigence du point de vue du principe de mesure.

Conclusion

Une version conforme aux normes des circuits de contrôle ne doit pas nécessairement être mise à la terre. Surtout si l'on considère les aspects de sécurité opérationnelle, de prévention des pannes et de réduction des coûts, les circuits de commande non mis à la terre avec surveillance des défauts à la terre sont souvent le meilleur choix.

Les systèmes de localisation de défaut à la terre peuvent être utilisés en complément pour indiquer où se trouve le défaut à la terre pendant le fonctionnement. La mesure finalement prise doit être déterminée dans le cadre d'une analyse des risques.