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Risques électriques NOTIONS DE SCHEMAS Installations électriques & NFC 15 100 IUT de SALON- Préparation IMFP à l'habilitation électrique – Schémas électriques & NFC 15100 - Michel STOLIDI 1 Sommaire • Présentation des schémas électriques – Tableau de répartition, plan architectural – Schémas multifilaire/unifilaire • Normalisation des schémas électriques – Symboles graphiques – Marquage : conducteurs d’alimentation, bornes des composants – Repérage des fils de connexion • Conducteurs et câbles • Norme NFC 15 100 – – – – – – Définition, historique, contenu Prise de terre et protection différentielle - schéma de liaison à la terre Gaine technique logement – courant forts / courants faibles Salle de bain, liaison équipotentielle Mise en sécurité d’une installation ancienne Exercice : schéma d’un tableau de répartition IUT de SALON- Préparation IMFP à l'habilitation électrique – Schémas électriques & NFC 15100 - Michel STOLIDI 2 1 Représentation des schémas électriques Un schéma électrique doit : – Permettre le câblage d’une installation – Expliquer le fonctionnement – Aider au contrôle, dépannage et essais Exemples : – – – – Schéma du tableau de distribution Plan architectural d’appartement Schémas unifilaire ou multifilaire de puissance Schéma de commande 3 Schéma du tableau de répartition 4 2 Plan architectural d’appartement Superposé au plan, apparaissent : – Les points lumineux – Les interrupteurs de commande – Les prises (courant, télévision, communication) 5 Plan architectural d’appartement Terrasse VV4 TP BP4 PC24 E6 PC2 BP1 PC3 TP Tableau E8 E7 Entrée E1 PC23 Chambre 1 PC18 PC25 E4 BP2 VV3 SA4 DA1 Placard E5 TP PC17 Séjour SA1 PC6 SA3 PC10 PC11 PC15 PC22 TP E2 PC8 PC9 VV2 PC20 PC4 PC7 PC5 DA2 PC14 VV1 PC1 Placard BP3 PC16 E9 E3 Cuisine Chambre 2 PC13 PC19 PC21 PC12 6 3 Schéma multifilaire industriel (malaxeur Habilis) 7 Schéma unifilaire industriel (malaxeur Habilis) Pour alléger le schéma un seul fil est représenté : : 3 fils de phase : fil de neutre : fil de terre (PE) 8 4 Schéma industriel de commande (malaxeur Habilis) 9 Symboles graphiques Repère d ’identification normalisé : lettre suivi d ’un chiffre – – – – – – – K : relais et contacteurs F : dispositif de protection Q : appareil mécanique de connexion puissance S : appareil mécanique de connexion commande X : Borne, fiche, socle M, T : Moteur, transformateur L, R, C : inductance, résistance, condensateur 10 5 Marquage des conducteurs d ’alimentation Désignation Marquage Couleur Conducteur de protection PE Vert /jaune Système alternatif Appareil alternatif Système continu Neutre N Bleu Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 1 Phase 2 Phase 3 Positif Médian Négatif L1 L2 L3 U V W L+ M L- Tout sauf bleu ou vert/jaune Croisement sans connexion Croisements avec connexion Dérivations 11 Marquage des bornes / Repérage des conducteurs Contacts principaux un seul chiffre 1 à 8 : impair = entrée / pair = sortie Tous les conducteurs sont numérotés. Ceux reliés entre eux portent le même numéro Couleurs imposées pour le câblage : – Neutre – PE bleu vert / jaune Couleurs recommandées : – Phase Toutes couleurs sauf bleu et vert/jaune – Puissance et commande de couleur différente 12 6 Conducteurs et câbles Conducteur rigide âme en cuivre : • Rigide (1 à 7 brins) • Isolant en plastique (PVC, PE) Câble U1000 R02V formé par plusieurs conducteurs isolés (élastomère) entourés par une gaine de protection en PVC. • Rigide (1 à 7 brins). Câble souple H07RN-F : • Âme en cuivre multibrins (50 à 1000 brins), isolée au caoutchouc, gaine en élastomère. • Grande souplesse, excellente résistance mécanique aux intempéries, aux huiles et graisses. • Utilisé pour l'alimentation d'appareils mobiles, des rallonges de chantier ou de jardin. • Obligatoire pour l'organisation d'événements extérieurs accueillant du public (concert, manifestation) 13 Conducteurs et câbles •Les conducteurs doivent être montés dans un conduit (gaine ICTA/ICTL ou plinthes en plastique) protection mécanique •La section doit être adaptée au courant transporté. •La section des conducteurs (isolant compris) ne doit pas excéder le 1/3 de la section interne du conduit. ICTA Section de cuivre en mm2 Intensité maximale (A) 1,5 10 2,5 20 4 25 6 32 10 40 16 63 25 90 ICTL OUI NON 14 7 NFC 15 100 : Définition, historique La norme NFC 15-100 porte sur la règlementation française des installations électriques basse tension : • Conception, réalisation, vérification et entretien des installations alimentées au plus en 1 000 V alternatif (1500 V continu). Historique : • Mise à jour régulièrement (amendée) : nouveaux besoins en électricité - évolutions techniques des matériels. • Refondue complètement : lors de changements importants ou quand les amendements sont trop nombreux. • Naissance en 1956 : suite aux 3 évolutions de la 1ère instruction de 1911 (UTE 137) • 1ère refonte en 1963 (NFC 15 100 bleue) : depuis 1969, elle est obligatoire pour toute installation électrique neuve. • Dernière refonte (4ème) en 2002 (NFC 15 100 violet) : dernier amendement (3ème) en 2010. 15 NFC 15 100 : Définition, historique 1911 : UTE 137 Instructions sur les installations électriques des immeubles et dépendances. 1963 : NFC 15 100 BLEUE Rendue obligatoire en 1969 par décret et applicable pour tous logements neufs : prise de terre imposée, apparition des dispositifs différentiels. 1977 : NFC 15 100 GRENAT 1991 : NFC 15 100 ROUGE Généralisation de dispositifs différentiels 30 mA. 2002 : NFC 15 100 VIOLET Harmonisation européenne et internationale • son domaine d'application très large : (Bâtiments à usage d'habitation, commercial ou préfabriqués - Établissements recevant du public, industriels, agricoles et horticoles - Terrains de camping et installations analogues Chantiers, fêtes foraines, foires, expositions et autres installations temporaires – Marinas - Installations d'éclairage public ou privé. ». • Elle prend en compte l’évolution des techniques et impose des éléments de confort d’utilisation notamment le tableau de communication avec prises RJ 45. 2012 : Version actuelle celle de 2002 avec la mise à jour de 2005 et les 3 amendements : A1, A2 (2008), et A3 (2010) : accessibilité aux personnes handicapées, évolutions concernant les salles d’eau, prises de courant d’éclairage et de communication. 16 8 NFC 15 100 : Schémas de liaison à la terre • Toute tension > 50 V = danger mise hors de portée pour éviter les contacts directs • Mais tout n’est pas en matière isolante contact indirect si défaut d’isolement La solution : SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE. Ils définissent : • Le potentiel des masses et du neutre du transformateur de distribution. • Les circuits de protection des personnes contre les contacts indirects. o Schéma TT : neutre à la terre et masses à la terre o Schéma IT : neutre isolé et masses à la terre o Schéma TN : neutre à la terre et masses au neutre Principe : avant le contact indirect • Suite au Pb d’isolement : création d’un courant de défaut. • Détection de ce courant de défaut. • Coupure automatique suffisamment rapide pour éviter tout danger (même en cas de contact). Le plus employé : schéma TT (obligatoire dans les logements) • Neutre du transformateur de distribution à la terre (EDF). • Masses interconnectées au conducteur PE qui est relié à la terre. • Utilisation de protection différentielle (de sensibilité appropriée). 17 NFC 15 100 : Schémas de liaison à la terre Schéma TT : défaut d’isolement résistif et sensibilité du différentiel adaptée. 230 V DDR 500 mA Prise de terre du neutre 280 RA 100 1. 2. 3. 4. Prise de terre des masses Surligner le parcours du courant de défaut Calculer le courant de défaut. Le DDR déclenche-t-il ? Calculer la tension de contact Uc1 : est-elle dangereuse ? Conclure 18 9 NFC 15 100 : Schéma TT, prise de terre et protection différentielle La norme NFC 15-100 impose une prise de terre et une protection différentielle adaptée Valeur max de la résistance de la prise de terre des masses (Ω Ω) Sensibilité max du DDR associé (mA) 100 500 166 300 500 100 Le disjoncteur de branchement d’abonné dispose obligatoirement d’une protection différentielle : • De sensibilité 500 mA (cas le plus fréquent). • De type S (sélectif) : son déclenchement est retardé pour permettre aux protections différentielles situées en aval de déclencher en premier. 19 NFC 15 100 : Prises de terre Fond de fouilles ou tranchée câble 25 mm2 Cu Environ 60 m pour 100 Ω Piquet acier galvanisé 25 mm Environ 100 Ω/piquet 20 10 NFC 15 100 dans les logements En plus des dispositions précédentes (prise de terre et protection différentielle associée), elle impose : • GTL (gaine technique logement) située dans l’unité de vie et regroupant les arrivées des réseaux courants forts et faibles. • Protection contre la foudre – protection différentielle haute sensibilité (30 mA). • Protection des circuits divisionnaires (lumières, prises, circuits spécialisés). • Salle de bain – liaison équipotentielle. • Dispositions particulières pour le réseau multimédia • Dispositions particulières concernant l’accessibilité 21 NFC 15 100 : GTL (gaine technique logement) Disjoncteur de branchement Coffret de répartition (tableau courants forts) Coffret multimédia (tableau courants faibles) D U S O L A U P L A F O N D 22 11 NFC 15 100 : Disjoncteur de branchement • Différentiel 500 mA type S (sélectif) • 2 ou 4 pôles (monophasé / triphasé) • Différents calibres Monophasé 45 A Triphasé 30 A réglables 15 – 30 – 45 A réglables 10 – 15 – 20 – 25 – 30 A 60 A 60 A réglables 30 – 45 – 60 A réglables 30 – 40 – 50 – 60 A 90 A réglables 60 – 90 A 23 NFC 15 100 : Coffret de répartition • Coffret de classe 2 • Protection par disjoncteurs ou fusibles • Un conduit par circuit (phase + neutre + PE) 24 12 NFC 15 100 : Coffret de répartition 25 NFC 15 100 : Parafoudre Obligatoire pour : • les bâtiments équipés de paratonnerres • les bâtiments en zone AQ2 alimenté en aérien. Préconisé pour : • les bâtiments équipés d’installations : o sensibles o Médicalisation à domicile 26 13 NFC 15 100 : Interrupteurs différentiels 30 mA Une protection différentielle haute sensibilité (30 mA) est obligatoire sur tous les circuits (mesure de protection supplémentaire en cas de contact direct). • Type A (courant de défaut avec composante continue) : pour les circuits spécialisés (cuisinière / plaque de cuisson / lave linge). • Type AC pour tous les autres. Surface des locaux < 35 m2 Entre 35 m2 et 100 m2 > 100 m2 Inter différentiel Type AC 1 x 25 A 2 x 40 A 3 x 40 A [1] Type A 1 x 40 A [2] [3] 1 x 40 A [2] [3] 1 x 40 A [2] [3] [1] 63 A si puissance de chauffage électrique est supérieure à 8 kVA 2 circuits non spécialisés supplémentaires peuvent être rajoutés [3] 63 A si rajout de 1 ou 2 circuits spécialisés supplémentaires [2] 27 NFC 15 100 : Protection des circuits divisionnaires Nature du circuit Éclairage (8 points max avec 2 circuits min), prises commandées, volets roulants VMC Prises de courant 16 A Section mini mm2 Courant assigné maxi du dispositif de protection (A) Cuivre Disjoncteur fusible 1,5 10 10 1,5 2 x 5 socles max 1,5 16 x 8 socles max 2,5 20 16 2,5 20 16 2,5 20 16 6 32 32 2,5 1,5 2,5 4 6 20 16 20 25 32 16 10 16 20 32 Circuits spécialisés avec prise 16 A (lave/sèche linge, lave vaisselle, four, etc. …) Chauffe eau Cuisinière, plaque Monophasée Triphasée de cuisson Autres circuits 28 14 NFC 15 100 : Salle de bain – définition des volumes Appareil d’éclairage alimenté en 12 V TBTS Chauffe-eau classe 1 3m Prise rasoir Prise de courant 2P+T Interrupteur d’éclairage Trappe d’accès 29 NFC 15 100 : Salle de bain – définition des volumes 30 15 NFC 15 100 : Salle de bain - liaison équipotentielle Conducteur PE de 2,5 mm2 connecté à la terre et reliant toutes les parties métalliques 31 NFC 15 100 : Salle de bain - matériels électriques 32 16 NFC 15 100 : Mise en sécurité d’une installation ancienne 5 points à vérifier : 1. Présence d’1 AGCP (appareil général de commande et de protection). 2. Présence d’une prise de terre et de son circuit PE associé à une protection différentielle adaptée. 3. Présence d’un liaison équipotentielle dans chaque salle d’eau et respect des volumes. 4. Présence d’un tableau de répartition comportant les protections contre les surintensités (fusibles ou disjoncteurs) adaptés à la section des conducteurs (eux-mêmes en rapport avec la puissance demandée). 5. Élimination de tout risques de contact avec des éléments sous tension ( fils dénudés, bornes accessibles, appareils détériorés. Remplacer tous les appareils vétustes (interdits) même s’ils sont en bon état 33 NFC 15 100 : Mise en sécurité d’une installation ancienne Câble souple méplat sans gaine Conducteurs avec tresse textile 1 3 2 1.Poire de commande de lit Douille de chantier Douille métallique sans terre Prise en porcelaine sans terre 2.Interrupteur « Tumbler » 3.Interrupteur porcelaine à alimentation latérale Fusibles à broches (plombs) 34 17 EXERCICE : Schéma du tableau de répartition Etude du tableau de répartition (voir schéma du tableau de répartition diapo suivante et plan architectural diapo 6). 1. Choisir le disjoncteur de branchement Q0 : contrat EDF 9 kW monophasé (diapo 22). 2. Repérer les récepteurs SP1 à SP4 sur le schéma du tableau de répartition (diapo 5). 3. Choisir les protections différentielles Q1 à Q3 (diapo 26). 4. Choisir la section des câbles et les protections divisionnaires de tous les circuits (diapo 27). 5. Vérifier que le nombre de points lumière et de points prises est conforme à la norme (voir diapo 6). 35 Schéma du tableau de répartition Q0 SP2 Q23 P2 ECL1 Q24 SP5 Q31 SP1 Q32 Q33 P3 ECL2 Cuisine + SDB + CH1 + CH2 P1 Q22 Sonnette Q21 Séjour + Entrée + toilette SP3 Q13 Cuisine + SDB SP4 Q12 Séjour + Entrée Q11 Q3 Q2 CH1 + CH2 Q1 36 18 Symboles graphiques usuels 37 Symboles graphiques usuels 38 19 Symboles graphiques usuels 39 Symboles graphiques usuels 40 20