Phénomène d'induction électrique
PROTECTION DU CHANTIER CONTRE LES RISQUES ÉLECTRIQUES"
Le présent chapitre a pour objet de préciser les conditions de mises à la terre équipotentielles à prévoir lors de travaux sur un ouvrage consigné soumis à induction.
1. ANALYSE DES RISQUES
Des différences de potentiel importantes peuvent apparaître entre conducteurs et masses (pylônes, outillages ... ) pendant les phases de travaux si aucune précaution particulière n'est prise.
Des courants de circulation élevés prennent naissance dans les boucles fermées créées en particulier par les mises à la terre.
La présence d'induction due à des installations voisines impose au Chargé de Travaux la mise en œuvre de mesures complémentaires appropriées. Ces mesures doivent être prises, même pour des ouvrages non raccordés au réseau.
Des dispositions sont indispensables pour assurer en permanence :
-l'écoulement des courants (induits en régime permanent ou de défaut éventuel)
l'équipotentialité des postes de travail
- la continuité électrique des boucles créées.
Les phénomènes d'induction apparaissent sur
- les lignes multi ternes ;
- les lignes parallèles cheminant tout ou partie en couloir, quelque soit la
localisation des travaux ;
- les parties de postes raccordées aux ouvrages ci-dessus
- enfin dans tous les postes où les conducteurs présentent un parallélisme .
important
Phénomènes d'induction électrostatique (voir explication détaillée en annexe)
Il y a naissance d’une force électromotrice longitudinale due au courant de transit ou de défaut dans un circuit parallèle. La pose d’une deuxième terre à l’autre extrémité d’un circuit annule cette FEM, mais dans la boucle ainsi constituée circulera un courant induit.
2. REGLES D'INTERVENTION
2.1 Écoulement des courants induits
La zone de travail doit être délimitée par la pose de MALT encadrant au plus près les travaux.
Cette disposition permet de limiter le courant électromagnétique de boucle sur le chantier en limitant la longueur de boucle.
1er cas :
Le Chargé de Consignation a placé des MALT d'exploitation ne mettant pas directement la ligne à la terre.
Les MALT de travaux sont parcourues par des courants de boucles importants très supérieurs à i.
Remarque importante : la notion de boucle doit être appréciée pour l'ensemble de l'ouvrage.
2.2 Continuité électrique des boucles
Il est nécessaire pour certains travaux d'interrompre ou de rétablir, la continuité électrique assurée par les conducteurs (confection de manchons, dépose ou pose de bretelle sur un ancrage ).
Afin de supprimer le risque d'électrisation lié au courant électromagnétique de boucle, la continuité électrique doit être maintenue en permanence.
D'où la règle de base :
Toute ouverture ou fermeture d'un circuit électrique doit être précédée par la
mise en place d'un shunt assurant la continuité électrique.
2.3 Équipotentialité du poste de travail
Les MALT de travaux placées entre conducteurs et support ne peuvent, comme il est démontré au schéma ci dessous, constituer une protection suffisante si l'agent est conduit à s'interposer entre deux points portés à des potentiels différents.
Exemple de situation à risques
Règle de base :
Ne jamais s'interposer entre 2 circuits susceptibles d'être à des potentiels
différents. Pour supprimer ces risques, assurer au préalable une liaison
équipotentielle entre ces circuits.
La règle de base conduit aux prescriptions suivantes
au niveau des pylônes et charpentes :
Établir une liaison équipotentielle entre pylône et conducteur à décrocher. N'enlever cette liaison que lorsque le conducteur quitte la zone d'évolution des agents intervenants et qu'il n'y a plus à le manipuler. Inversement, rétablir cette liaison avant toute manipulation du conducteur pour raccrocher celui ci.
Par ailleurs tout matériel conducteur (de dimension conséquente : échelle, nacelle... manutentionné doit avant son arrivée dans la zone d'évolution des agents intervenants, être relié à l'aide d'une liaison conductrice, au potentiel du poste de travail. Cette liaison d'équipotentialité ne doit être enlevée que lorsque le matériel quitte la zone d'évolution des agents et qu'il n'a plus à être manipulé.
au niveau du matériel au soi :
Mettre celui ci à la terre et établir une liaison équipotentielle avec les zones d'évolution des monteurs.
au poste de travail pour intervention sur un câble au soi
Dès que le conducteur devient accessible et préalablement à toute manipulation de celui ci, une mise à la terre au moyen d'un diffuseur de terre assurera l'équipotentialité de la zone d'intervention. Avant de sectionner un conducteur poser une terre shunt ou à défaut 2 mises à la terre sur le même diffuseur.
La désolidarisation d'une câblette métallique et d'un conducteur est à traiter de la même manière que le sectionnement d'un conducteur.
Si un poste de travail se trouve à proximité d'un support, il est conseillé
d'utiliser ce dernier comme point de mise à la terre de préférence
à l'utilisation d'un diffuseur
Cas d'un câble de garde
Pour toutes opérations, un câble de garde est à traiter exactement comme un conducteur de phase.
Les circuits de télécommunication associés au câbles de garde (câble THYM .... ) sont soumis aux mêmes phénomènes d'induction. Les interventions s'effectueront dans le cadre de modes opératoires spécifiques.
3. MATERIELS DE SECURITE
3.1 Diffuseur
Ce dispositif est constitué de plusieurs piquets de terre réunis électriquement. Il améliore la mise à la terre et peut participer à l'équipotentialité du chantier. Il sera relié au réseau de terre d'un support lorsque celuici est proche. L'efficacité du diffuseur est fonction de la nature du terrain.
3.2 Terre coulissante
Ce dispositif permet la mise à la terre d'un conducteur pendant la phase de déroulage. Il doit écouler les courants induits correspondants, tout en assurant l'équipotentialité.
Les caractéristiques électriques de ce dispositif excluent son utilisation comme mise à la terre de travaux.
Shunt
Dispositif destiné à assurer la continuité électrique des circuits
Il doit donc permettre la circulation des courants de boucle.
3.4 Liaison équipotentielle
Cette liaison assure la continuité électrique des circuits. Elle peut être d'une section réduite car sa vocation n'est pas d'écouler les courants de courtcircuit.
3.5 Terre shunt
Liaison assurant en plus de l'équipotentialité, la mise à la terre de l'ouvrage. Elle doit donc être capable d'écouler le courant de courtcircuit en cas de retour intempestif de tension.
1
4. EXEMPLES
4.1 Exemple en Poste : remplacement du TC
La mise en place de la terre shunt assure la continuité électrique.
1. ANALYSE DES RISQUES
Les circuits d'alimentation des véhicules à traction électrique utilisent indirectement le sol comme conducteur de retour du courant vers la sous station d'alimentation.
Dans ce cas, le courant de retour peut s'écouler par toute liaison de faible impédance suffisamment proche.
Dans ces conditions, les ouvrages HT reliés à la terre pour travaux peuvent être traversés par des courants de plusieurs centaines d'ampères.
Si la ligne est parallèle à la voie de traction électrique, le courant de retour 1 = Il + 12 se divisera dans les deux circuits considérés en fonction des résistances respectives.
2. MOYENS DE PROTECTION
Toute ouverture du circuit sera obligatoirement précédée de la pose d'un shunt :
Il faut éviter, dans toute la mesure du possible, de créer un circuit parallèle aux installations de traction électrique.
Dans ce but :
le Chargé de Consignation ne posera pas de MALT d'exploitation ;
normalement le Chargé de Consignation délivrera une seule Attestation de Consignation.
En cas de nécessité de plusieurs chantiers simultanés, on réalisera préalablement la
séparation électrique des différentes zones de travaux, après quoi le Chargé de Consignation pourra délivrer les Attestations de Consignations correspondantes ;
le Chargé de Travaux utilisera de préférence une MALT ponctuelle. Si le chantier nécessite d'être encadré, les mises à la terre seront les plus rapprochées possibles.
1. PHÉNOMÈNES D'INDUCTION ÉLECTROSTATIQUE
Les conducteurs d'une ligne se comportent d'une part entre eux et d'autre part entre chacun d'eux et le sol comme des condensateurs.
La figure, ci dessous, représente une ligne à 2 circuits dont le circuit inducteur n°l est simplement sous tension et dont une phase seulement du circuit n°2 consigné est représentée.
Si le circuit n'12 n'est pas mis à la 'terre, une tension électrostatique induite permanente apparaît sur chacun de ses trois conducteurs.
Elle résulte de la dissymétrie géométrique des conducteurs, sa valeur peut être calculée en première approximation en considérant le diviseur capacitif constitué par l'ensemble des condensateurs Cl, C2, et C3 d'une part auxquels sont appliquées les tensions Vl, V2 et V3 du circuit en service et par le condensateur CO d'autre part.
Ordres de grandeur : pour une ligne à 2 circuits 400 k v équipée de supports de type ANJOU, la tension Vo induite sur la phase d'un circuit consigné et non mis à la 'terre, la plus rapprochée du terme en service est de l'ordre de 40 kv.
Remarque importante : le circuit, ci dessus, constitue un générateur de courant. Le courant dérivé au sol (12 A dans notre exemple) est dans ce cas indépendant de la résistance de mise à la terre du circuit consigné ; si cette mise à la terre est malencontreusement assurée par un agent et non par des liaisons directes à la terre, celui ci sera parcouru par ce courant dérivé.
2. PHENOMENES D'INDUCTION ELECTROMAGNETIQUE
La figure ci dessous, représente une ligne à 2 circuits, dont une phase seulement du circuit consigné est représentée, celle ci n'est pas forcément la plus proche du terme en service, l'effet d'écran des autres phases étant négligeable.
La force électromotrice longitudinale induite E le long de chaque conducteur du circuit n 0 2 est due :
a) en régime normal de transit sur le circuit n 0 1
au fait que les inductances mutuelles ml, m2 et m3 ne sont pas égales en raison des
dissymétries géométriques entre conducteurs ;
b) en régime de défaut monophasé sur le circuit no 1 (ou sur le réseau auquel il est raccordé) : au fait que le courant inducteur est essentiellement constitué par le courant de défaut lui- même. C'est, bien entendu, ce dernier cas qui est le plus contraignant
Si le circuit induit est mis à la terre à une seule extrémité, une tension apparaîtra en tout point du conducteur par rapport à la terre. Elle est croissante jusqu'à l'autre extrémité où elle est maximale et égale à la f. e. m. longitudinale E.
