HRG signifie mise à la terre à haute résistance (ou "High Resistance Grounding" en anglais) – un réseau d'alimentation électrique qui est fréquemment utilisé dans des applications dans lesquelles une coupure ne peut pas être tolérée, ou qui doivent contrôler la tension de défaut à la terre de l'équipement entraîné.
Lorsqu'un défaut à la terre survient, le courant de défaut à la terre circule comme dans un système mis à la terre mais son amplitude est sévèrement limitée (à quelques ampères, généralement 10 ou moins ) par une résistance de mise à la terre du neutre. Ce courant limité présente plusieurs avantages — il est suffisant pour détecter et localiser les défauts à la terre ; Il ne cause pas de dommage croissant au point de défaut ; il n'augmente pas jusqu'au défaut d'arc et il limite le potentiel de contact (la tension entre le cadre de l'équipement et la terre) avec les charges portatives ou mobiles à un niveau plus sûr.
Il est important de noter que la tension phase-terre des phases non défectueuses augmente pendant un défaut à la terre, ce qui augmente la probabilité d'un deuxième défaut à la terre. Cela nécessite un système d'isolation fiable, et pas seulement de la phase à la terre, mais aussi entre phases. La mise à la terre par résistance réduit la probabilité d'un arc électrique phase-terre, ce qui rend les systèmes plus sûrs, mais ne limite pas l'énergie de l'arc électrique phase-phase.
Les systèmes avec neutre mis à la terre par haute résistance ne peuvent pas dépendre des dispositifs de protection contre les surintensités tels que les disjoncteurs et les fusibles pour se protéger contre les défauts à la terre. En fait, dans de nombreux cas, les défauts à la terre peuvent rester sur le système jusqu'à ce qu'ils puissent être réparés d'une manière ordonnée et planifiée.
Il est nécessaire d'installer un système de détection de défaut à la terre puisque le courant de défaut à la terre n'est pas interrompu par une surintensité.Lorsqu'ils sont bien conçus, ces systèmes peuvent aussi permettre de localiser rapidement la dérivation, l'appareillage de commutation ou la charge en défaut. Ces systèmes dépendent toutefois de l'intégrité de la résistance de mise à la terre du neutre.
La mise à la terre par résistance est utilisée à plusieurs fins :
Cela est également mentionné dans la norme IEEE 142-2007 : Pratiques recommandées pour la mise à la terre des réseaux électriques industriels et commerciaux (Livre vert).
HRG utilise les meilleurs attributs des systèmes avec et sans mise à la terre, tout en restant rentable. Les systèmes mis à la terre pourraient être la forme la plus courante de système d’alimentation électrique, mais en termes de risques, elle est aussi très sensible. Le système non mis à la terre est plus rarement utilisé dans certains secteurs et pays, même s’il présente certains avantages.
Etant donné que la tension neutre est élevée lors d’un défaut à la terre, les charges phase-neutre ne doivent pas être desservies lors de l’utilisation d’un système mis à la terre à haute résistance. Pour la plupart des installations industrielles, cela représente environ 15 % de la charge totale du système. Il est possible d'y répondre en installant un transformateur d’isolement pour alimenter ces charges tout en profitant des avantages d’un système HRG.
On s’inquiète de la capacité de détecter les défauts de mise à la terre intermittents. Etant donné que la plupart des appareils de mesure des défauts à la terre ne montrent que des défauts à la terre constants, ils ne réagissent pas si le courant de défaut est intermittent et il est très peu probable que le personnel de maintenance soit présent au moment exact où le défaut intermittent à la terre se produit. La solution est de passer à un système de surveillance plus avancé comme le NGRM700, qui peut détecter tout défaut à la terre, intermittent ou non.
De nombreux ingénieurs s’inquiètent également de la maintenance du système HRG. La résistance de mise à la terre est la solution. Si la résistance du chemin du neutre à la terre (où le NGR est localisé) descend en dessous de 75 % de la valeur désirée, le système tend à être solidement mis à la terre.
Si la résistance est trop élevée, par exemple au-delà de 125 % de la valeur désirée, le système a tendance à devenir flottant. La fiabilité de la détection des défauts à la terre et la capacité de contrôler le potentiel de contact peuvent être limitées par de tels évènements.. La surveillance permanente de la résistance NGR est recommandée et même exigée par certaines juridictions.
Le NGRM700 fait cela, en plus d’autres fonctions (détection de défaut à la terre c.a. / c.c., mesure de la tension du neutre et du courant de neutre, surveillance de tension de phase, enregistrement de données et communications).
Comme pour les systèmes non mis à la terre, il existe un mythe selon lequel il est difficile et long de localiser un défaut à la terre dans les systèmes HRG. Même si, dans certaines industries, un défaut à la terre peut ne pas nécessiter une coupure, il est conseillé de supprimer le défaut avant qu’un second ne se produise.
Mais comme dans les systèmes flottants équipés d’EDS de Bender, la technologie RCMS de Bender utilisée dans les systèmes HRG permet de localiser rapidement les défauts à la terre et offre un délai de déclenchement pour isoler le départ défectueux à n’importe quel moment, ce qui permet à l’utilisateur de planifier les actions de maintenance.
Dans le rare cas d’un deuxième défaut à la terre survenant avant que le premier n’ait pu être éliminé, le scénario serait un défaut phase – terre – phase et pourrait causer des dommages.
Bender propose des systèmes de surveillance avancés qui détectent le deuxième défaut et déclenchent l'alimentation défectueuse la moins importante, ce qui permet de poursuivre l'activité de l'alimentation la plus importante. Certaines charges non critiques pourraient également être programmées pour se déclencher en cas de premier défaut afin d’aider à prévenir la survenue d’un défaut de phase à phase.
On peut dire sans se tromper que – tout comme le système non mis à la terre (flottant) – le système HRG est un choix très efficace avec presque aucun effet secondaire négatif tant que la technologie de surveillance appropriée est installée. Alors que le système non mis à la terre (flottant) utilise les séries iso685 et EDS pour détecter et localiser les défauts à la terre, le système HRG dispose des séries NGRM700 et RCMS pour assurer ces fonctions.
Il existe de nombreux types de réseaux qui utilisent généralement une alimentation électrique à haute résistance de mise à la terre. La plupart d’entre eux exigent généralement une haute disponibilité, une grande fiabilité et une sécurité totale pour leur personnel et leur équipement.
L’une des industries les plus courantes à utiliser le HRG est le secteur minier.
La saleté, l’humidité, les vibrations, les températures extrêmes, l’altitude, les réseaux étendus et les équipements lourds sont des sources de dégradation de l’isolation.De nombreuses applications dans le secteur minier sont des équipements mobiles ou déplaçables. La HRG est le choix idéal pour les applications minières à tous les niveaux.
Contrairement aux installations industrielles typiques, les codes et normes électriques miniers exigent à la fois des réseaux HRG et des déclenchements au premier défaut. Afin de minimiser le nombre d'appareils débranchés du réseau, toutes les alimentations et certaines charges individuelles sont protégées par des relais de défaut à la terre afin d'assurer une coordination ciblée du déclenchement.L’équipement défectueux est mis hors tension alors que le reste reste sous tension.
D’autres installations s’appuient sur la résistance NGR pour permettre la poursuite de l’exploitation avec un défaut à la terre. Les raffineries, les scieries, les usines pétrochimiques, les pipelines, les usines de transformation des aliments et les usines de pâte à papier ne sont que quelques-unes des industries qui ont adopté le HRG pour leurs réseaux électriques standards.
Non seulement les réseaux restent opérationnels en cas de premier défaut à la terre(lorsque réglés à 10 A ou moins), mais il est également facile de localiser le défaut et de prévenir les défauts de niveau supérieur.
Dans un réseau mis à la terre, la seule limitation du courant de défaut à la terre est l’impédance du réseau. L'intensité du courant de défaut à la terre est similaire à celle du courant de court-circuit. Les dispositifs de protection contre les surintensités fonctionneront. Ils coupent l'alimentation s'il y a un courant de défaut, quel que soit l'endroit où il circule.
Cette méthode pratique qui permet d'éviter les effets néfastes des défauts à la terre, ne fonctionnera pas dans les réseaux flottants ou HRG parce qu'un courant de défaut élevé est nécessaire pour que la protection contre les surintensités fonctionne. Un réseau non mis à la terre nécessite une approche alternative à la détection du courant — idéalement la surveillance de l'isolement.
Dans un réseau HRG, les relais de protection à détection de courant peuvent être utilisés pour détecter et localiser les défauts à la terre. Ces relais peuvent être utilisés dans des scénarios de déclenchement ou d'alarme seulement — il s'agit de savoir comment leurs sorties interagissent avec le reste du réseau électrique.
Quelle que soit la configuration du réseau, rassurez-vous, Bender peut le protéger.
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Le contrôleur de la résistance de mise à la terre du neutre avancé pour les applications complexes
Contrôleur de courant de défaut / du conducteur de protection
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