Principe de fonctionnement de la protection différentielle
La protection différentielle est conçue spécialement pour assurer la protection des personnes contre les chocs électriques , dû au contact direct ou indirect. elle comporte un circuit magnétique en forme de Tore sur lequel sont bobinés le ou les circuits des phases et celui du neutre.
En l’absence du courant de fuite ( ou courant résiduel de défaut ), les flux produits par les bobines s’annulent, il ne se passe rien. Si un défaut survient, le courant de fuite produit un déséquilibre dans les bobines et un flux magnétique apparaît dans le tore.
La bobine de mesure est alors le siège d’une force électromotrice qui alimente un petit électro-aimant provoquant le déclenchement du disjoncteur.
Le concepteur de l’installation électrique doit faire appel à cet indispensable dispositif pour assurer la protection des personnes contre les contacts directs et indirects
Les contacts directs et indirects
ces deux types de contacts présentent des risques sur les intervenants dans les installations électriques basse tension, et ils sont définis par la norme NFC 15-100 comme suit:
- Contact direct: Contact de personnes ou d’animaux domestiques ou d’élevage avec des conducteurs actifs.
- Contact indirect: Contact de personnes ou d’animaux domestiques ou d’élevage avec des masses mises accidentellement sous tension suite a un défaut d’isolement.
Le choix de la protection différentielle
Le choix se fait en fonction du type de charge et de leurs environnements, tout en répondant aux exigences de la norme en matière de protection et en fonction du régime du neutre choisi , ils doivent assurer la coupure de tous les conducteurs actifs du circuit en cas de détections de défaut résiduel.
également ils doivent être choisis de façon à limiter les risques de déclenchements indésirables dus aux perturbations électromagnétiques. Dans des cas où les perturbations sont particulièrement importantes ou lorsque la continuité de service est particulièrement nécessaire, il est recommandé d’installer des DDR à immunité renforcée à définir, au cas par cas, entre l’utilisateur et le constructeur. NFC 15-100 article 531.2.1.4
Type de protection différentielle
la norme prévoit plusieurs types de différentiel.
DDR type AC
DDR pour lequel le déclenchement est assuré pour des courants différentiels
alternatifs sinusoïdaux, qu’ils soient brusquement appliqués ou qu’ils augmentent lentement, C’est le cas d’application le plus général.
DDR type A
Il protège contre les courants de défaut comportant une composante continue et aussi contre les courants de défaut alternatifs sinusoïdaux. C’est le cas particulier des défauts survenant sur les matériels de classe I comportant des redresseurs. Dans l’habitat, les DDR du type A sont principalement utilisés pour protéger les circuits alimentant le lave-linge et les plaques de cuisson.
DDR type B
Il protège contre les courants de défaut continus lisses, contre les courants de défaut comportant une composante continue, ainsi que contre les courants de défaut alternatifs sinusoïdaux.
DDR a immunité renforcée
Parmi les DDR à déclenchement instantané, les DDR à immunité renforcée présentent l’avantage de limiter le risque de déclenchement indésirable dû aux perturbations électromagnétiques conduites par le réseau où générées par certaines charges (alimentation d’appareils électroniques…). Les DDR renforcés sont souvent du type A
Les DDR type S
Présentent un très haut niveau d’immunité contre les déclenchements indésirables, notamment en raison de leur temps minimal de non-réponse (40 ms). Ils peuvent être installés en amont des parafoudres.
Les DDR 30 mA type Hi, Si ou Hpi,
assurent une haute immunité pour les appareils les plus critiques, tels qu’une alarme, un congélateur où du matériel informatique.
pour connaître les mesures de protection contre les contacts directs ou indirects ,veillez lire l’article La prévention des risques électriques
Analyse d’un défaut d’isolement en régime TT
Supposons qu’un défaut franc apparaisse entre une phase (ex : la phase 3) et la masse au niveau d’un récepteur.
Soit U0: la tension simple du réseau
Calcul du courant de défaut
Les prises de terre des masses d’utilisation et du poste présentent respectivement une résistance électrique RA et RB.
Pour simplifier le calcul nous négligeons les effets inductifs et capacitifs des câbles. L’impédance de boucle du défaut se ramène donc aux résistances Ra et Rb.
Pour U0 = 230V, Ra=10 Ω ;Rb= 5 Ω
Le courant de défaut a pour Valeur: Id=U0/(Ra+Rb)=15.3A
Calcul de la tension de contact
suite au défaut d’isolement les masses seront portées a un potentiel dangereux sur l’être humain, si une personne en contact avec la masse métallique du récepteur défectueux, sera soumise à un potentiel Ud
Ud=U0xRa/(Ra+Rb)=153 V
Le potentiel auquel est soumise la personne est supérieur aux normes. Il est nécessaire de prévoir un Dispositif Différentiel Résiduel (DDR) pour provoquer l’ouverture du disjoncteur.
Remarques :la tension courant alternatif Limite de contact tolérer par l’être humain et de :
- 50V en milieu sec.
- 25V en milieu humide.
- 12V en Locaux immergés.
Voici article sur les seuils de tolérance pour AC et DC Tension ou intensité ? Seuils à risque
Remarque importante pour les installateurs : vous devez procéder à un test d’isolement de toute l’installation électrique avant la mise en service, pour éviter des défauts d’isolement qui peuvent porter préjudice aux personnels exploitants ou provoquer des arrêts.
pour en savoir plus a ce sujet je vous recommande l’article suivant ;dispositifs differentiels residuels ddr
