Mise à la terre multiple protectrice (PME) – TN-C-S – (MEN) et PNB
Qu'est-ce que la Terre Multiple de Protection (PME) ?
La Terre Multiple de Protection (PME) est une méthode de mise à la terre de sécurité où le conducteur de continuité de terre (fil de terre) dans les locaux du consommateur est connecté à la fois au système de mise à la terre local et au conducteur neutre de l'alimentation électrique. Aussi connu sous le nom de TN-C-S ou Terre Neutre Multiple (MEN), ce système garantit que si le fil neutre se rompt, les courants de défaut peuvent toujours retourner en toute sécurité à la source par le biais de la connexion à la terre, minimisant ainsi le risque de choc électrique et d'autres dangers.
Dans le système de mise à la terre PME (illustré ci-dessous), le neutre d'alimentation joue un double rôle : il fournit la mise à la terre de protection et agit comme conducteur neutre. De plus, le conducteur neutre est mis à la terre à plusieurs points du côté de l'alimentation. La section suivante de cet article discute des implications d'un conducteur PEN (neutre de protection) en circuit ouvert (une rupture du neutre de la source), y compris les mesures de protection et les risques potentiels associés à la PME.
Qu'est-ce que TN-C-S PME ?
TN-C-S PME (Terre Multiple de Protection) est une configuration spécifique d'un système de distribution électrique où la source d'alimentation externe est directement mise à la terre à plusieurs points ("T" = Terre, en français). Du côté de l'installation du consommateur, les parties conductrices des équipements sont connectées via des câbles de protection de circuit (CPC) à la fois au neutre d'alimentation (N) et au système de mise à la terre.
La désignation "C-S" indique que les conducteurs neutre (N) et terre de protection (PE) sont combinés (C) dans le réseau de la source d'alimentation et séparés (S) dans l'installation du consommateur.
Composants clés de TN-C-S PME
T : Terre ("earth/ground") — Le système dispose d'une connexion à la terre directe et indépendante, distincte des conducteurs d'alimentation.
N : Neutre — Le conducteur de retour pour le courant dans le circuit électrique.
C : Combiné — Dans le réseau d'alimentation amont (par exemple, du transformateur au tableau principal du consommateur), les conducteurs neutre (N) et terre de protection (PE) sont fusionnés en un seul conducteur appelé conducteur PEN (Neutre de Protection).
S : Séparé — Au niveau du tableau principal du consommateur ou du point de distribution, le conducteur PEN se divise en deux conducteurs indépendants :
Neutre (N) : Transporte le courant de retour.
Terre de Protection (PE) : Connecte aux cadres d'équipement et assure la sécurité en cas de défaut.
Fonctionnement de TN-C-S PME
Amont (Côté de l'alimentation) :
Le neutre et la terre de protection sont combinés en un conducteur PEN, mis à la terre à la source (par exemple, le transformateur) et éventuellement à des points intermédiaires (mise à la terre multiple).
Aval (Côté du consommateur) :
Au tableau principal du consommateur, le conducteur PEN est divisé en un neutre (N) et une terre de protection (PE) séparés.
Le conducteur PE est connecté à toutes les parties conductrices exposées des équipements (par exemple, les boîtiers métalliques) pour dévier en toute sécurité les courants de défaut vers la terre.
Le neutre (N) reste isolé de la terre dans l'installation du consommateur (sauf pour un seul point de liaison au tableau principal pour maintenir la stabilité du potentiel).
Avantages en matière de sécurité
Protection contre les défauts : En cas de défaut phase-métal, le courant s'écoule par le conducteur PE vers la terre, déclenchant rapidement le disjoncteur ou le fusible.
Sécurité en cas de rupture du neutre : Si le conducteur neutre se rompt en amont, la connexion PEN/PE assure que les parties métalliques exposées restent à un potentiel de terre, réduisant le risque de choc électrique.
Flexibilité : Combine la simplicité d'un système combiné neutre-terre (TN-C) dans le réseau d'alimentation avec la sécurité d'un système séparé (TN-S) dans les locaux du consommateur, le rendant adapté aussi bien aux réseaux urbains qu'aux installations de bâtiments.
Cette configuration équilibre l'efficacité économique dans le réseau d'alimentation avec une sécurité accrue dans les environnements des utilisateurs finaux, largement utilisée dans les milieux résidentiels, commerciaux et industriels.
Qu'est-ce que PNB ?
PNB, abréviation de Bonding Neutral de Protection, est une méthode de mise à la terre similaire au système PME (Terre Multiple de Protection), mais avec une différence clé : la connexion Neutre-Terre (TN) est établie du côté du consommateur (par exemple, au tableau principal des locaux) plutôt que du côté de l'alimentation électrique ou du transformateur de distribution.
Dans un système TN-C-S, PNB (Bonding Neutral de Protection) fait référence à la configuration où les conducteurs PEN (Terre Neutre de Protection) ou CNE (Neutre Terre Combiné) des consommateurs individuels sont connectés à la source d'alimentation (par exemple, le transformateur) à un seul point. Ce point de liaison unique assure que les fonctions neutre et terre de protection sont combinées en amont (du transformateur au tableau principal du consommateur) et séparées dans l'installation du consommateur (structure TN-C-S).
Considérations clés pour PNB
Exigence de distance terrestre : La distance recommandée entre l'électrode de mise à la terre et le tableau principal du consommateur (où se produit la liaison neutre-terre) est inférieure à 40 mètres (environ 130 pieds). Pour minimiser les risques de tension en cas de rupture du neutre, cette distance devrait idéalement être aussi courte que possible, préférablement adjacente à la barre de liaison à la terre du tableau principal.
Mécanisme de sécurité : En reliant le neutre à la terre sur les lieux du consommateur, le PNB aide à stabiliser le potentiel du neutre et fournit un chemin de secours pour les courants de défaut en cas de panne du conducteur neutre amont. Cela réduit le risque que les parties métalliques exposées ne deviennent vivantes et causent des chocs électriques.
Différence avec PME
Bien que PNB et PME impliquent toutes deux une liaison neutre-terre, PME implique généralement plusieurs points de mise à la terre du côté de l'alimentation (par exemple, au transformateur et le long du réseau de distribution), tandis que PNB se concentre sur un seul point de liaison sur le site du consommateur dans un cadre TN-C-S.
PNB est conçu pour équilibrer la sécurité et la simplicité dans les petites installations, assurant la conformité aux codes électriques tout en minimisant l'impact des pannes de conducteur neutre dans les environnements des utilisateurs finaux.
Pourquoi et où est utilisé le système de mise à la terre PME ?
Selon les Réglementations ESQCR (Electricity Safety, Quality and Continuity Regulations), les consommateurs sont interdits d'installer des conducteurs PEN dans les installations HT/BT ; cette responsabilité incombe à l'opérateur de réseau de distribution indépendant (DNO). Cela est dû au fait que les systèmes PME impliquent des configurations de mise à la terre complexes qui nécessitent une gestion professionnelle pour assurer la sécurité et la conformité.
Principaux avantages de PME
L'avantage principal de PME est sa capacité à atténuer les risques en cas de fil neutre cassé (conducteur PEN en circuit ouvert). Si le neutre tombe en panne, le courant de défaut peut retourner à la source d'alimentation via le chemin parallèle de la terre (créé par plusieurs points de mise à la terre). Ce chemin de faible résistance déclenche les dispositifs de protection (par exemple, les fusibles, les disjoncteurs) pour couper le courant, car le courant élevé dû à la faible résistance fait fondre le fusible ou active le disjoncteur. Par conséquent, les parties métalliques exposées restent à un potentiel quasi-terre, éliminant le risque de choc électrique dû à un neutre cassé. Sans PME, une rupture du neutre laisserait aucun chemin de retour, énergisant le fil neutre et posant un risque grave de choc électrique.
Applications de PME
Les sociétés d'approvisionnement en électricité et les distributeurs emploient souvent PME dans les zones rurales ou difficiles (par exemple, les zones montagneuses) où :
Une mise à la terre à basse résistance individuelle pour chaque bâtiment est coûteuse ou impraticable.
Il est difficile d'obtenir une résistance adéquate de la boucle de terre du transformateur aux terminaux des consommateurs.
Cependant, l'utilisation de PME nécessite une approbation écrite des autorités compétentes en raison de ses exigences techniques et des risques potentiels.
Dimensionnement des conducteurs et liaisons pour PME/PNB
Pour la mise à la terre PME, le dimensionnement des conducteurs doit respecter les réglementations BS 7671:2018+A2:2022 :
Risques potentiels de la mise à la terre PME
Bien que PME renforce la sécurité, il introduit des risques spécifiques :
Potentiel neutre élevé
Si le conducteur neutre se rompt (fréquent sur les lignes aériennes rurales), tous les éléments métalliques de protection (par exemple, les boîtiers d'équipement) liés au neutre peuvent devenir énergisés. Par exemple :
Défauts silencieux
Contrairement aux défauts évidents, une rupture du neutre avec PME peut ne pas déclencher immédiatement une action de protection. Le système peut rester énergisé jusqu'à ce que quelqu'un touche les éléments métalliques, entraînant des chocs inattendus.
Exigences de mitigation :
Mise à la terre multiple : Le neutre doit être mis à la terre à plusieurs points dans le système.
Faible résistance de terre : La résistance de chaque électrode de terre ne doit pas dépasser 10 ohms.
Barres de terre individuelles : Recommandées pour chaque installation afin de minimiser les courants de défaut partagés.
Approbation des autorités : L'approbation formelle est obligatoire pour assurer une conception et une maintenance appropriées.
Conclusion
PME est une méthode de mise à la terre critique mais réglementée, idéale pour les zones avec des conditions de mise à la terre difficiles. Son efficacité repose sur une stricte conformité aux normes de liaison, de dimensionnement et de maintenance pour éviter des risques tels que des potentiels neutres élevés. Consultez toujours des ingénieurs qualifiés et obtenez l'approbation réglementaire lors de la mise en œuvre de systèmes PME.
