Schéma IT - Aspects pratiques

Fig. F41 – Emplacements des fonctions essentielles à la surveillance de l’isolement sur un réseau triphasé en schéma IT.

Fig. F42 – Fonctions essentielles en schéma IT et exemples avec les produits Schneider Electric.

Fonctions minimales requises	Appareillages	Exemples
Protection contre les surtensions à fréquence industrielle	(1) Limiteur de tension	Cardew C
Impédance de limitation (pour neutre impédant seulement)	(2) Impédance	Impédance Zx
Contrôle global de l'isolement et signalisation du premier défaut simple	(3) Contrôleur permanent d'isolement CPI avec fonction d'alarme	Vigilohm IM10 ou IM400
Coupure automatique au 2e défaut protection du neutre contre les surintensités	(4) Disjoncteurs 4P (si le neutre est distribué)	Disjoncteurs Compact ou disjoncteurs différentiels
Localisation du premier défaut	(5) Avec dispositif pour localisation des défauts sur un système sous tension, ou par ouverture successive des départs	Vigilohm XGR+XRM ou XD312 ou XL308

Principe de surveillance des défauts à la terre

Un générateur de courant alternatif à très basse fréquence, ou courant continu (pour réduire les effets de la capacité du câble à des niveaux négligeables) applique une tension entre le point neutre du transformateur d'alimentation et la terre. Ce signal se traduit par un courant de fuite que l'on peut mesurer et qui reflète l'état de l'isolement du réseau.

Les systèmes à basse fréquence sont utilisables sur les installations à courants continus et certaines versions peuvent faire la distinction entre la part résistive et la part capacitive du courant à la terre.

Les équipements modernes permettent de mesurer l'évolution des courants de fuite, afin de prévenir un premier défaut.

Exemples d'équipement

Localisation manuelle des défauts

(voir Fig. F43)

Le générateur peut être fixe (exemple : IM400) ou portable (exemple : XGR permettant de contrôler des circuits défectueux) et le récepteur ainsi que la pince ampèremétrique sont mobiles.

Fig. F43 – Recherche mobile manuelle.

Recherche fixe automatique

(voir Fig. F44)

Le contrôleur permanent d'isolement IM400, ainsi que les détecteurs fixes XD301 ou XD312 (connectés chacun à un transformateur de courant de type tore) fournissent un système de localisation automatique permanent des défauts sous tension.

De plus, le niveau d'isolement est indiqué pour chaque circuit surveillé, et deux niveaux sont vérifiés : le premier niveau indique une résistance d'isolement inhabituellement faible, de sorte que des mesures préventives peuvent être prises, tandis que le deuxième niveau signale une condition de défaut et une alarme. La supervision en amont peut centraliser les niveaux d'isolement et de capacité grâce à la communication Modbus intégrée à l'IM400.

Fig. F44 – Localisation de défaut automatique fixe.

Recherche et exploitation automatique

(voir Fig. F45)

Avec un système Vigilohm connecté à un système de supervision via un réseau de communication Modbus RS485, le système de supervision centralisé permet de surveiller le niveau et l'état d'isolement de manière globale ainsi que de chaque départ.

Le moniteur central XM300, ainsi que les détecteurs de localisation XL308 et XL316, associés aux transformateurs de courant de type tore sur plusieurs circuits, comme le montre la Fig. F45, assurent une exploitation automatique.

Fig. F45 – Localisation automatique des défauts et enregistrement des données sur la résistance à l'isolement.

Mise en œuvre des contrôleurs permanents d'isolement (CPI)

La norme NF C 15-100-1, partie 538-1-3, propose :

• un seuil d'alarme réglé à 50% de la résistance d’isolement naturel de l’ensemble de l’installation,
• un seuil de prévention (pré-alarme) du niveau d'isolement ajusté à chaque installation, par exemple à 70% de la résistance d’isolement naturel de l’ensemble de l’installation.

Branchement

Les CPI sont normalement connectés entre le point neutre (ou neutre artificiel) du transformateur d'alimentation et la mise à la terre.

Alimentation

L'alimentation des CPI doit provenir d'une source extrêmement fiable. En pratique, cela provient généralement de l'installation surveillée, en aval d’une protection contre les surintensités d’un calibre adéquat.

Réglages

Certaines normes nationales recommandent un premier réglage à 20 % en dessous du niveau d'isolement de l’installation neuve. Cette valeur permet la détection d'une diminution de la qualité d'isolement, nécessitant des mesures de maintenance préventive en cas de défaillance naissante.

Le niveau de détection de l'alarme de défaut à la terre sera réglé à un niveau beaucoup plus bas.

A titre d'exemple, les deux niveaux peuvent être :

• niveau d’isolement de l’installation neuve : 100 kΩ
• courant de fuite sans danger : 300 mA (risque d'incendie à I > 300 mA)
• réglages des 2 seuils du CPI par l’utilisateur :
  • seuil de prévention (pour maintenance préventive) : 0,8 x 100 = 80 kΩ
  • seuil de détection (alarme pour recherche de défaut) : 500 Ω

Remarques

• Après une longue période d'arrêt, pendant laquelle l'ensemble ou une partie de l'installation reste hors tension, l'humidité peut réduire le niveau général de résistance à l'isolement.
• Cette situation, qui est principalement due au courant de fuite sur des surfaces saines mais humides, ne constitue pas une condition de défaut et s'améliore rapidement à mesure que l'élévation normale de température des conducteurs sous tension réduira l'humidité en surface avec le passage du courant.
• Certains CPI (IM20, IM400 & XM300) peuvent mesurer séparément les composantes résistives et capacitives du courant de fuite à la terre, ce qui permet de déduire la résistance d'isolement réelle du courant de fuite permanent total.