WO2015104505A1 - Dispositif de mesure électrique pour mesurer la résistance d'une prise de terre d'une installation électrique - Google Patents

Dispositif de mesure électrique pour mesurer la résistance d'une prise de terre d'une installation électrique Download PDF

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voltage
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Jean-Luc Bargues
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    • H02H5/105—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to mechanical injury, e.g. rupture of line, breakage of earth connection responsive to deterioration or interruption of earth connection

Definitions

  • the invention relates to the field of electrical installations of electrical power distribution networks, including devices for measuring the grounding resistance of the masses of the electrical installation.
  • the invention further provides an electrical measurement method for monitoring the evolution of the earth ground of the masses of the electrical installation and to issue an alert when the grounding resistance of the masses is not more appropriate for the protection of people.
  • grounding material izes in its simplest expression by a metal portion which is driven into the ground to ensure an effective electrical connection with the earth (for example in the form of a metal stake planted in the ground or of buried metal cables).
  • the earth electrode is a reference potential within the electrical installation which is used in particular to discharge electric charges of the installation such as the loads of a fault current.
  • a fault current can be generated by an electrical anomaly in the installation (such as a localized insulation fault, for example).
  • the fault current then flows via the earth electrode and it can be detected by means of protection associated with the earth electrode (such as a residual current circuit breaker (DDR) for example).
  • DDR residual current circuit breaker
  • the circuit breaker then goes into a "triggered" position (opening of the electrical circuit) to prevent any electrical hazard.
  • the cooperation of the earth electrode and a residual differential circuit breaker thus makes it possible to avoid dangerous elevations of potential of the masses that can be touched by an individual.
  • the electrical resistance of the earthing of the masses must not exceed a well-defined threshold resistance.
  • This threshold resistance is a function of the type of power supply (according to AC current) and the surrounding humidity conditions.
  • the maximum voltage during indirect contact with an individual must be 50 V in AC, with a fault current of a maximum of 0.5 A (which is usually the value of the rating of the branch differential circuit breaker (NFC 14-100) associated with earth grounding).
  • the resistance of the earth electrode must not exceed a threshold resistance of 100 ⁇ .
  • Regular monitoring of the grounding can be done using portable devices known to perform a point measurement of earth grounding.
  • the resistance obtained during a measurement is a cumulative resistance of the earthing of the masses and the neutral of the transformer. Since the resistance of the ground of the neutral of the transformer is relatively low, it is considered that the measurement of resistance obtained corresponds to a current value by excess of grounding of the masses.
  • there are also devices for measuring the grounding which require the disconnection of the earth ground of the masses of the installation and the implantation in the ground of stakes near the grounding of the masses.
  • the implanted stakes allow current injections and potential measurements to determine the current grounding resistance of the masses.
  • these devices are intended to perform only spot checks of the earthing of the masses. They also have the disadvantages of requiring: the occupation of a socket outlet of the installation (requiring, in particular, the possible disconnection of an electrical device to carry out the verification), or
  • an electrical appliance connected to the electrical installation such as a television-type equipment, computer, washing machine, refrigerator, or an electrical panel of the installation.
  • the device may further comprise a power supply cutoff switch of an electrical apparatus connected to the installation, the control unit being adapted to open the switch when the compared resistance exceeds the predetermined threshold.
  • the measuring device By being installed or delivered with the electrical device, the measuring device is thus directly implanted fixedly in the electrical installation. Monitoring the evolution of the connection of the device with the earthing of the masses of the installation makes it possible to ensure that the electrical apparatus is properly connected. This monitoring makes it possible to:
  • the safety of the user is therefore increased since the device is powered only if the grounding resistance of the masses of the installation makes it possible to protect it from an electrical hazard dangerous to humans (if not power to the device is cut off by the switch that is placed in the open position).
  • a power supply can be taken upstream of the bipolar switch to allow the device to recharge the backup battery in case of loss of power to the device and thus continue to operate by generating including a warning set.
  • the switch goes to the open position, cutting off the power received by the device, the device issues an alarm.
  • the injected current is regulated in time according to at least a first level of current and a second level of current successively injected, the first and second current levels being distinct.
  • the device may further comprise a third electrical connection to a phase conductor of the network.
  • the control unit can also be adapted to:
  • the required voltage range may be between 200 volts and
  • control unit can prevent voltage measurements and issue an alert, in particular to propose an intervention of an operator of the power distribution network to restore a supply voltage expected by the device.
  • the control unit therefore conducts voltage measurements when the electrical conditions allow stable current injections by the generator.
  • the data of the predetermined threshold and the values of measured voltages and the determined resistance values are thus stored durably within the device.
  • the resistance compared to the predetermined threshold may be an average grounding resistance value of the masses calculated by the control unit from data stored in the memory.
  • the memory may further be adapted to store data relating to the calculated average resistance value.
  • the determined average value can be based on resistance values measured at specific times. This average is a representative value of the state of grounding of the masses over a given period of time. This weighted average makes it possible to integrate any non-homogeneous calculated resistance values due to a possible instability observed in the measurements of the voltages between the neutral conductor and the ground, since the injected current is considered stable if the generator regulates the current under the above-mentioned required voltage range (which may be between 200 volts and 250 volts).
  • the average value may be a weighted average of the resistance values measured each hour during a day.
  • the average obtained is therefore representative of the state of grounding of the masses for the day in question.
  • the average value may in particular be compared with the predetermined threshold to determine whether the resistance of the earthing of the masses is, during a given period of time, in a state generally suitable for the installation or requires the emission of an alert to report a dangerous situation.
  • the average value recorded thus makes it possible to have a good representation of the evolution of the grounding of the masses in time, without requiring the processing of a very large number of measured values at each post processing of the archived data.
  • the data archived in the device can be horo dated when stored in the memory.
  • the stored and time stamped data can be used in post-processing or by the control unit to establish a history of the measurements and to trace the variations of measured voltages and resistances over time encountered by the earth electrode. masses.
  • the electrical resistance value can thus be set according to the requirements of the NFC 15-100 standard (or the European standard IEC 60364).
  • the value of the predetermined threshold is:
  • the value of the predetermined threshold can also be initialized according to a value that may exceed 100 ⁇ (800 ⁇ for example in Spain with a branch circuit breaker of ⁇ 30 mA), provided that this value ohmic does not expose a user to a voltage greater than 50 Volts with a branch circuit breaker ⁇ 500 mA, in case of indirect contact.
  • the device may further comprise a communication unit transmitting to a remote entity the first and / or the second alert issued.
  • the measurement device can issue the alerting instructions to a remote entity such as a management center or a communicating equipment of a user such as a mobile phone (typically a smartphone). Therefore, when a risk situation is detected or the voltage supplied to the device is outside the required range, the instruction is sent directly to the management center or to the user so that a rapid intervention can be implemented. to repair or replace the earthing of the masses, or restore a correct power supply of the device (according to a voltage of about 230 Volts typically). The safety of individuals is thus further improved.
  • the communication unit may also be able to transmit, on request, data stored in said memory.
  • the determined resistance data, the measured voltage data and / or the predetermined threshold value can be transmitted, on request from a remote entity or a user (via an application on his Smartphone for example).
  • This communicated data notably allows the deployment of remote monitoring services of the grounding failures of the device and its power supply.
  • the device may further comprise a local alarm module emitting a signal when one of the first and second alerting instructions is issued.
  • the local alarm module can include:
  • a loudspeaker emitting an audible signal when the predetermined threshold is exceeded and / or the device is not powered by a voltage within the required voltage range;
  • the electrical measuring device may further comprise a display screen displaying the nature of the alert when an alert instruction is issued, or the date and time when this instruction was issued.
  • the display screen can also show the last average resistance and network voltage.
  • the invention relates to a domestic electrical appliance connected to an electrical installation connected to a general electrical network, which installation is provided with a grounding ground,
  • the electrical appliance is connected to the earth electrode of masses and is equipped with a measuring device electric as described above.
  • This electrical device can be a type of equipment such as television, computer, washing machine, refrigerator, or other, or an electrical panel of the installation.
  • the method may further comprise a step of cutting a power supply of an electrical appliance connected to the installation when the resistance compared exceeds said predetermined threshold.
  • the resistance compared with said predetermined threshold is a weighted average value calculated from measured values of the grounding resistance of the masses.
  • the current injection step comprises a regulation of the current in time according to at least a first level of current and a second level of current injected successively, the first and second levels being distinct.
  • the method may furthermore comprise steps of:
  • a step of initialization of the threshold according to an electrical resistance value and a step of storing data relating to the threshold in a non-volatile memory.
  • the method may further comprise a step of time stamping and storage in the data memory relating to the measured voltage and the determined resistance.
  • the resistance compared with the predetermined threshold is an average grounding resistance value of the masses calculated by the control unit from data stored in the memory.
  • the steps a) and b) can be repeated successively according to a first frequency
  • the step c) can be repeated according to a second frequency
  • the steps d) and e) can be repeated successively according to a third frequency.
  • the first, second and third frequencies may respectively be of decreasing frequency value.
  • the first frequency may be a so-called high frequency in a regular manner (every 500 ms for example), or even continuously.
  • the second frequency may be a frequency so as to perform regularly (typically every minute or every hour) the weighted average value calculation of the grounding resistance of the masses according to the values of the resistances calculated over the period considered.
  • This weighted average makes it possible to integrate any non-homogeneous calculated resistance values due to a possible instability observed in the measurements of the voltages between the neutral conductor and the ground, since the injected current is considered stable if the generator operates under the range. aforementioned voltage requirement.
  • FIG. 1a shows an example of an electrical installation which comprises an electrical appliance incorporating the electrical measuring device according to the invention
  • FIG. 2b shows a second embodiment of the electrical measuring device
  • FIG. 3a is a flowchart representing a first example of a succession of steps of the electrical measurement method according to the invention.
  • the power distribution network RG is arranged according to a ground connection scheme in TT mode. Also, the neutral of the distribution transformer T is grounded via the earth ground of the neutral RN and, as detailed below, the masses of the electrical equipment connected to the domestic electrical network RED, such as the apparatus AED, have their own connection to the GRO grounding of the INS installation via the PE conductor.
  • the panel TE is thus connected: to the neutral of the distribution transformer T via a neutral conductor CN connected to the electrical conductor LN; to his own earth ground Ra via the PE conductor; and
  • a branch circuit breaker DB (typically a residual current circuit breaker (DDR) with a rating of 500 mA, denoted respectively ⁇ 500 mA) can be arranged upstream of the low-voltage switchgear TE to protect the distribution transformer T, the switchgear TE low voltage and RED network in case of failure.
  • DDR residual current circuit breaker
  • the electrical lines that they protect can consist of the phase conductor C3, the neutral conductor CN and the ground conductor PE.
  • the PE conductor is connected to the earth ground GN of the INS installation.
  • This grounding is usually located in the building with the INS facility or nearby.
  • the power lines downstream of the panel TE are intended to supply the domestic electrical network RED and the electrical equipment (not shown in the figures) connected to it.
  • the equipment is then connected to the neutral via the CN conductor of the corresponding power line, and to the power supply via the conductor C3 and to the ground via the PE conductor of this same line.
  • the resistance of the earth electrode should not exceed a security threshold value.
  • the NFC 15-100 standard defines that the resistance of the earth electrode must not exceed 100 ⁇ if the RED network is in AC supply in dry rooms.
  • the power received by the AED apparatus is therefore a single-phase power supply.
  • the AED device can be provided with additional conductors respectively connected to the L1 and L2 conductors via the RED network and the TE switchboard.
  • the AED apparatus integrates the electrical measuring device DIS allowing the monitoring of the earth ground of the masses Ra and the PE link.
  • the AED apparatus may integrate the DIS device in situ or may be equipped with such a device. Since the AED apparatus is equipped with the DIS device, the AED apparatus is arranged so that the device is connected to at least:
  • phase and neutral conductors can be crossed in the socket or the junction box that supplies the device. These same conductors can also be crossed in the plug of the power cable or on the terminal block of the device.
  • the DIS device can be provided with an inverter switch that powers the GEN generator. This inverter switch is controlled in a first position by the unit UC if a voltage close to the nominal voltage (230 Volts for example) is measured between the conductors C3 and PE. Otherwise, the UC unit switches the switch to position 2.
  • the DIS device that equips the device can therefore, according to possible embodiments, be installed on the AED device, outside the enclosure of the AED device or close to the device being connected to the device via a dedicated power line, or arranged as an interface between the RED network and the power cable of the device or arranged on the power cable of the device.
  • the device DIS is integrated in the apparatus AED, arranged in intermediate position between the network RED and the terminal block BOR of the apparatus AED.
  • FIG. 1b on which is illustrated an exemplary embodiment of the electrical measuring device DIS equipping the low-voltage electrical panel TE of an electrical installation INS connected to a general power distribution network RG.
  • the power received by the panel TE is therefore a single-phase power supply.
  • the panel TE can be provided with additional conductors respectively connected to the conductors L1 and L2.
  • the panel TE integrates the electrical measuring device DIS allowing the monitoring of the resistance of the grounding points Ra, RN and the neutral conductor.
  • the device DIS comprises in particular a connection to the PE conductor.
  • the TE array may integrate the DIS device in situ or may be equipped with such a device. Since the TE board is equipped with DIS device, the TE array is arranged so that the device is connected at least:
  • the DIS device that equips the board can therefore, in one possible embodiment, be installed on the board TE, outside the enclosure of the board or near the switchboard, being connected to the board via a line dedicated electric.
  • an LED light source (of the electroluminescent diode type);
  • an autonomous BAT power supply (rechargeable battery type or other charge accumulator);
  • the converter is intended to transform the AC power received by the device between the links C3 and CN into DC power supplies for powering the various electrical and electronic components of the DIS device mentioned above (including the unit UC, the screen ECR, GEN generator, etc.).
  • grounding resistance measurement of the masses can be carried out in particular by means of a ground fault current loop technique consisting of:
  • measuring a voltage generated between the CN and PE conductors by the injected current (by measuring an instantaneous difference of potential for peak values of the injected current when the latter is a sinusoidal alternating current, or else by measurement of true rms voltage ( RMS)).
  • the resistance (Rdet) of the earth ground can be determined by the unit UC as a function of the value of the injected current (3 ⁇ 4) and the value of the voltage measured (U mes ).
  • the generator GEN is regulated and controlled by the control unit UC to provide a stable alternating current in one or two levels (respectively 1 and 15 mA peak value for example), the alternating current being injected in phase with the power supply received from the C3 and CN conductors.
  • this power range can be between minus ten percent (-10%) and plus six percent (+ 6%) of a nominal voltage of 230 volts.
  • this differential calculation mode determines a resistance Rd e r which is also an excess resistance value of the grounding resistance of the masses Ra. Indeed, it takes into account the resistance of the ground of the neutral RN of the distribution transformer T. However, it has the advantage of subtracting the resistance of LN and CN conductors.
  • the additional resistance RN being relatively small, the value of Ra by excess makes it possible to introduce a reasonable margin of safety (since RN + Ra is only slightly higher than the actual resistance value of the earth ground of the masses Ra ).
  • the determined resistance (Rdet ”) is also a function of the injected current according to two distinct levels of AC currents (3 ⁇ 4), sinusoidal and in phase with the supply voltage of the device DIS received from the conductors C3 and CN.
  • a mean M ( ⁇ U mes ) N is determined which corresponds to the homogeneous values obtained for N instantaneous voltage measurements synchronized with the peak values of the AC currents injections according to two levels .
  • the average M ( ⁇ U mes ) N allows also to deduce the resistance (RN + Ra) by application of Ohm's law:
  • This differential calculation mode determines a resistance Rdet "which is based on an average of homogeneous values of measured voltages, which values constitute a majority of representative values. This average of values makes it possible to avoid taking into account inherent bad values, for example Electrical instability encountered on the LN conductor during current injections and associated voltage measurements Resistance Rdet "is therefore determined in a more robust manner, avoiding nuisance alerts caused by momentary electrical instability during a measurement.
  • the memory MEM is also intended to store the data relating to the value of the threshold resistance not to be exceeded.
  • the memory MEM can also archive the data relating to the resistance values determined by the device DIS. This memory is non-volatile in order to be able to preserve the archived data durably, even in the event of a power failure of the memory.
  • the maximum intensity of the injected AC current is chosen to be lower than the lowest tripping current of the circuit-breakers of the installation (which is typically 30 mA for a circuit-breaker D of the low-voltage switchboard TE) in order to avoid inadvertent tripping of the latter during measurements of the grounding resistance of the masses Ra. It should be noted that it is possible that the measurements cause the tripping of a circuit-breaker having a 30 mA si ⁇ if the circuit considered is already subject to a leakage current to the earth, to which is added that of the measurement . In this case, a search must be made on the installation to repair the faulty equipment.
  • the unit UC may for example comprise an electronic circuit of the microprocessor type, micro controller, programmable logic circuit (FPGA, PLD or other).
  • FPGA programmable logic circuit
  • the determined resistance values compared to the predetermined threshold can therefore be a function of:
  • the unit UC controls a current injection by the generator GEN according to a first level of maximum value of 1 mA and a current injection according to a second level of maximum value 15 mA, the unit UC knows the difference of the levels of injected currents (AIi nj ) which is 14 mA in maximum value.
  • the generator GEN and the unit UC may be provided to detect that the current injected into the ground of the masses by the generator is zero. In this case, the electrical connection of the device or electrical panel TE may have been broken (dangerous situation for the user). The unit UC can then issue an alert for rapid intervention to be performed in order to restore the earth connection of the device masses and the table TE if necessary.
  • the unit UC may comprise a calendar and an internal clock that allow time stamping the data relating to the measured voltages and to the determined resistance.
  • the archived data make it possible to establish a history of measurements making it possible to establish the variations in time of the measured voltages (between the CN and PE conductors, and between the conductors C3 and CN) and the resistance of the earth electrode. Ra masses by excess.
  • the unit UC can consult the measurement data stored in the memory MEM. From the data consulted, the unit UC can calculate a daily, monthly or even annual average value of the grounding resistance of the masses Ra (by excess).
  • This average can also be stored in the memory MEM in order to give an overall representation of the state of the grounding of the masses Ra by excess over a given period.
  • This average can for example be displayed on the ECR screen or transmitted to the user via the COM unit.
  • the device DIS then warns the user when a risk situation is detected by one or more measurements of the grounding of masses Ra by excess.
  • This risky situation is reflected in particular by the cutting of the power supply of the apparatus (opening of the switch) and the issuance of an alarm instruction when the resistance of the earth ground of masses Ra by excess and the PE connection is too high (greater than 100 ⁇ for example).
  • the user can be warned by means of different means emitting an alarm signal upon receipt of the alert instruction.
  • the alarm signal can in particular be issued by:
  • the LED light source passesage of a green light (if the grounding value of the masses Ra is constant and less than 100 ⁇ ) to a red light (if the grounding value of the masses exceeds 100 ⁇ )
  • the LED source displays an orange light if the grounding value of the masses Ra is increasing but below the threshold
  • the ECR screen (display of an alert message with the measured value) and / or - a remote entity that has received an alert notification via the COM unit.
  • the ECR screen (which can be a typical LCD screen) can display different information like:
  • an intervention request (which can be sent via the COM unit) to a service provider to measure the voltage and call on the network operator to carry out a distributed voltage adjustment if necessary.
  • the COM unit may be a Wi-Fi, Bluetooth, GSM or other radio frequency communication module capable of transmitting data over the air to a remote entity (not shown in the figures).
  • the memory MEM is adapted to store a computer program comprising instructions readable by a processor of the unit UC.
  • the processor can also implement the method described below in the light of FIG. 3, and this when the instructions of the program are executed by this processor.
  • a step M the data of the predetermined threshold and / or time intervals chosen and initialized in the INIT step are stored in the memory MEM.
  • a restart of the flowchart can only be performed by a specific button on the HMI of the DIS device or by a command received via the COM module and this to repeat the Tl step.
  • the following steps of the method are therefore performed only when the received power supply makes it possible to obtain current injections in one or two stable and regulated levels, which subsequently makes it possible to calculate the grounding resistance of the masses Ra excessively depending on a single unknown, the value of the instantaneous voltage measured between the CN and PE conductors generated by the injected stable current (which voltage can however be disturbed during the measurement by variations of the neutral voltage, as this has been already quoted earlier in the text).
  • the unit UC controls the current generator GEN to inject alternating current CA (L nj ) (in two distinct and successive sinusoidal levels for example) in phase with the supply voltage of the device DIS. These currents are injected into the earth ground of the masses Ra.
  • an additional verification step may be performed (not shown in the figures), in which it is verified that the current injected into the earth ground of the masses is not zero. If necessary, an alarm instruction can be issued so that the ground connection of the device masses and the TE panel is controlled and repaired if necessary by a specialist.
  • the unit UC measures the voltage, ie the instantaneous voltage (U mes ) generated or the true rms voltage generated (U mes ), between the CN and PE conductors by the injected current (3 ⁇ 4).
  • the unit UC determines the grounding resistance of the masses as a function of the injected current and the measured voltage.
  • the CPU can extract the temporarily stored data into the RAM.
  • the resistance can in particular be calculated on the basis of the resistors Rdet, Rdet 'or Rdet "described above.
  • Steps C and MH may be repeated successively every minute or hour typically so as to determine a grounding resistance of the masses according to a weighted average of the resistance measurements already stored in the memory.
  • the unit UC compares the determined value of resistance of the grounding of the masses (Rdet, Rdef or Rdet "), or the weighted average of this resistance, with the value of the predetermined threshold. For this comparison, the unit UC extracts from the memory MEM the necessary values.
  • step END If the resistance or the weighted average resistance does not exceed the value of the predetermined threshold (arrow N at the output of step T2), the process ends (step END).
  • a step ALERT2 foresees the emission of an instruction of alert to prevent from a risk situation (risk of electrification or even electrocution of an individual if indirect contact occurs).
  • the step T2 (and the step ALERT2 if necessary) can be repeated at a frequency adapted to the monitoring of the evolution of earth ground masses over time such as a daily or weekly frequency.
  • This lower frequency can be adapted to regularly calculate a weighted average of the resistances determined during a day, a week or a month, and to deduce a global value representative of the state of the taking of land over this duration.
  • the process can remain stuck in the ALERT2 step until an operator intervention has been performed (validation by acknowledgment button or remote command), then go to the END step once the Grounding safety has been verified and validated by a second local or remote action.
  • This embodiment makes it possible to restart the measurement cycle of the grounding of the masses Ra in safe electrical conditions.
  • step END the steps of the flowchart can be successively repeated to perform a new measurement of the grounding resistance of the masses Ra.
  • steps M, MRAM and MH steps for calculating the drift of the earthing of the masses (not shown in the figure) can also be implemented to control, for example, the orange LED source of the device.
  • DIS and generate an alert setpoint to a remote entity in case of grounding of masses below the predetermined threshold but of increasing value over time.
  • another step may consist in transmitting, on request, to a remote entity the data stored in the memory MEM in steps M and MH.
  • the proposed device and method provide near real-time continuous monitoring of the ohmic value of the grounding of the excess masses Ra and the PE conductor, as well as that their possible drift in time compared to the threshold which can be 100 ⁇ (or more) or slightly lower than the limit value (95 ⁇ for example).
  • a step OUV provides for cutting off the power supply of the AED device by commanding the passage of the switch INT1 in an open position.
  • the predetermined threshold may be of an electrical resistance value set in accordance with the requirements of NFC standards 15-100 and / or IEC 60364, such that:
  • the device can be integrated into a device as soon as it is manufactured or can be mounted on an existing device, the device then being connected to a dedicated electrical connection connected to the installation to which the device is connected.

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Abstract

Dispositif de mesure électrique pour mesurer la résistance d'une prise de terre d'une installation électrique. L'invention concerne un dispositif et un procédé de mesure électrique. Le dispositif comporte au moins : -une première liaison (PE) à une prise de terre des masses (Ra) d'une installation électrique (INS); -une deuxième liaison (CN) à un conducteur de neutre (LN); -un générateur de courant alternatif (GEN); -une unité de contrôle (UC) adaptée pour: o commander au générateur d'injecter du courant alternatif sur la prise de terre des masses; o mesurer, entre lesdites première et deuxième liaisons, une tension générée par ledit courant injecté; o déterminer une résistance de la prise de terre des masses en fonction du courant injecté et de la tension mesurée; o émettre une première consigne d'alerte lorsque ladite résistance comparée dépasse ledit seuil prédéterminé.

Description

Dispositif de mesure électrique pour mesurer la résistance d'une prise de terre d'une installation électrique.
Domaine technique
L'invention concerne le domaine des installations électriques des réseaux électriques de distribution d'énergie, et notamment des dispositifs de mesure de la résistance de prise de terre des masses de l'installation électrique. L'invention propose en outre un procédé de mesure électrique visant à effectuer un suivi de l'évolution de la prise de terre des masses de l'installation électrique et à émettre une alerte lorsque la résistance de la prise de terre des masses n'est plus appropriée à la protection des personnes.
Etat de la technique
Dans un souci de sécurité électrique, notamment pour la protection des tiers contre les contacts électriques indirects (i.e. électrisation voire électrocution d'une personne) et la préservation d'appareils en cas de dysfonctionnement électrique, les installations électriques en schéma des liaisons à la terre en régime TT disposent d'une prise de terre des masses.
Une telle prise de terre se matérialise dans sa plus simple expression par une portion métallique qui est enfoncée dans le sol afin d'assurer une liaison électrique efficace avec la terre (par exemple sous la forme d'un piquet métallique planté dans le sol ou de câbles métalliques enfouis). Grâce aux propriétés électriques intrinsèques de la terre, la prise de terre constitue un potentiel de référence au sein de l'installation électrique qui est utilisé en particulier pour écouler des charges électriques de l'installation telles que les charges d'un courant de défaut.
Par définition, un courant de défaut peut être généré par une anomalie électrique dans l'installation (comme un défaut localisé d'isolement par exemple). Le courant de défaut s'écoule alors via la prise de terre et il peut être détecté par un moyen de protection associé à la prise de terre (tel qu'un disjoncteur différentiel résiduel (DDR) par exemple). De façon connue en soit, si la valeur du courant de défaut excède un seuil déterminé, le disjoncteur passe alors dans une position « déclenchée » (ouverture du circuit électrique) pour prévenir de tout risque électrique. La coopération de la prise de terre et d'un disjoncteur différentiel résiduel permet ainsi d'éviter les élévations dangereuses de potentiel des masses pouvant être touchées par un individu.
Cependant, pour que la protection des équipements de l'installation et des usagers soit efficace, il convient que la prise de terre des masses soit correctement calibrée. A ce titre et pour être conforme aux législations en vigueur (normes NFC 15- 100 ou IEC 60364 par exemple), la résistance électrique de la prise de terre des masses ne doit pas excéder une résistance seuil bien déterminée. Cette résistance seuil est fonction du type d'alimentation (selon un courant alternatif CA) et des conditions environnantes d'humidité.
En guise d'exemple, en France, il est considéré que dans des locaux secs, la tension maximale lors d'un contact indirect avec un individu (suite à un défaut d'isolement d'un appareil par exemple) doit être de 50 V en CA, avec un courant de défaut d'un maximum de 0,5 A (qui est généralement la valeur du calibre du disjoncteur différentiel de branchement (NFC 14-100) associé à la prise de terre des masses). De fait, la résistance de la prise de terre ne doit pas dépasser une résistance seuil de 100 Ω.
A ce jour, lorsque des bâtiments nouvellement construits s'apprêtent à être livrés, un contrôle de la résistance de la prise de terre des masses est réalisé au préalable pour s'assurer que l'installation électrique est conforme à la législation et qu'elle offre une bonne protection électrique.
Toutefois, ce contrôle préalable ne permet pas de connaître les variations dans le temps de la résistance de la prise de terre des masses. Or, la valeur de cette résistance est impactée par différents paramètres qui, eux, peuvent être amenés à fluctuer comme :
le vieillissement du matériau qui compose la prise de terre, la dégradation voire la rupture de la connexion mécanique de la prise de terre avec l'installation électrique,
la variation du taux d'humidité (émanant d'un dégât des eaux par exemple) ; et/ou
des phénomènes électrochimiques à la périphérie de la prise de terre. Les fluctuations de ces paramètres peuvent en particulier mener à un dépassement de la résistance seuil de la prise de terre (100 Ω pour reprendre l'exemple précité). Un tel dépassement rend l'installation électrique dangereuse, notamment pour les tiers qui peuvent dès lors être exposés à des électrisations et/ou électrocutions graves par dépassement de la tension de 50 V CA.
Il existe donc un besoin de mettre en œuvre une solution pour suivre les variations dans le temps de la prise de terre des masses afin de s'assurer que la sécurité électrique de l'installation électrique est pérenne et qu'au cours de son vieillissement, elle ne présente pas de risque électrique pour les utilisateurs.
Un suivi régulier de la prise de terre peut se faire en utilisant des dispositifs portatifs connus pour effectuer une mesure ponctuelle de prise de terre des masses.
Par exemple, il existe des dispositifs portatifs de contrôle de la prise de terre qui peuvent être branchés ou être raccordés électriquement à un socle de prise électrique d'installation électrique afin de déterminer une valeur courante par excès de la prise de terre des masses, et intrinsèquement de s'assurer de la continuité du conducteur de protection du socle de prise utilisé jusqu'à la prise de terre des masses. En effet, avec ce type de mesure (possible uniquement en schéma de liaison à la terre en régime TT), la résistance obtenue lors d'une mesure est une résistance cumulée de la prise de terre des masses et du neutre du transformateur. La résistance de la prise de terre du neutre du transformateur étant relativement faible, il est considéré que la mesure de résistance obtenue correspond donc à une valeur courante par excès de la prise de terre des masses.
Selon un autre exemple, il existe également des dispositifs de mesure de la prise de terre qui nécessitent la déconnexion de la prise de terre des masses de l'installation et l'implantation dans le sol de piquets à proximité de la prise de terre des masses. Les piquets implantés permettent des injections de courant et des mesures de potentiels pour déterminer la résistance courante de la prise de terre des masses.
Ceci étant, ces dispositifs ne sont prévus pour effectuer que des vérifications ponctuelles de la prise de terre des masses. Ils ont en outre pour inconvénients de nécessiter: l'occupation d'un socle de prise de l'installation (nécessitant notamment de débrancher éventuellement un appareil électrique pour procéder à la vérification), ou
des opérations contraignantes de mise en place pour chaque mesure à prendre (déconnexion de la prise de terre de l'installation électrique, laquelle prise de terre des masses est souvent difficile d'accès, et implantation de piquets dans le sol, ce qui n'est pas toujours possible par exemple en milieu urbain) ; et
de réitérer les incommodités précitées à chaque nouvelle mesure.
Il existe donc un besoin de mettre en place une solution durable de mesure de la prise de terre des masses de sorte à surmonter les inconvénients de l'état de la technique.
Par ailleurs, quand bien même ces détecteurs permettent de s'assurer ponctuellement que la prise de terre d'une installation électrique est correcte, seul le modèle portatif, que l'on branche sur un socle de prise, permet de s'assurer que les équipements branchés sur ce socle de prise de l'installation sont eux bien reliés à la prise de terre des masses.
Ainsi, le second détecteur qui nécessite la déconnexion de la prise de terre des masses de l'installation ne peut assurer que la liaison des conducteurs de protection de tous les socles de prises de l'installation est bien reliée à la prise de terre des masses.
Cependant, le câble d'alimentation et/ou la fiche d'un appareil électrique peuvent être endommagés, entraînant une possible non continuité du conducteur de protection, ce qui peut entraîner le non fonctionnement du disjoncteur de branchement et ainsi créer l'apparition d'une tension dangereuse sur un défaut d'isolation de l'appareil. L'usager est dès lors exposé à des risques d'électrocution en cas de contact indirect avec un tel appareil électrique. Résumé de l'invention
La présente invention vient améliorer la situation.
L'invention propose notamment un dispositif de mesure électrique qui réalise régulièrement voire continuellement des mesures de la résistance de la prise de terre des masses pour un suivi précis de son évolution (i.e. état de la prise de terre des masses au cours de son vieillissement). Le dispositif et le procédé proposés sont en outre réalisés de sorte à alerter un utilisateur et/ou un opérateur lorsqu'un risque électrique est avéré à partir de la valeur mesurée de la prise de terre des masses.
A cet effet, un premier aspect de l'invention concerne un dispositif de mesure électrique qui comporte au moins :
- une première liaison électrique à une prise de terre des masses d'une installation électrique raccordée à un réseau électrique général ;
- une deuxième liaison électrique à un conducteur de neutre du réseau général ;
- un générateur de courant alternatif régulé et commandé pour injecter du courant alternatif sur la première liaison électrique ;
- une unité de contrôle adaptée pour :
o commander au générateur d'injecter du courant alternatif régulé sur la prise de terre des masses via la première liaison ;
o mesurer, entre les première et deuxième liaisons, une tension générée par le courant injecté ;
o déterminer une résistance de la prise de terre des masses en fonction d'au moins une valeur du courant injecté et d'une valeur de la tension mesurée pour la valeur du courant injecté ;
o comparer la résistance déterminée avec un seuil prédéterminé ; et o émettre une première consigne d'alerte lorsque ladite résistance comparée dépasse ledit seuil prédéterminé.
En l'occurrence, la tension générée entre les première et deuxième liaisons peut être mesurée :
selon une différence de potentiel instantané pour des valeurs crêtes du courant injecté quand ce dernier est un courant alternatif sinusoïdal, ou
selon une tension efficace vraie (RMS). Des mesures régulières (quotidiennes ou hebdomadaires par exemple) ou en continu peuvent être effectuées sur la prise de terre des masses sans nécessiter, à chaque mesure réalisée, des actions d'installation (déconnexion de la prise de terre, implantation de piquets, etc.), de débranchement d'appareil ou de monopolisation d'un socle de prise électrique de l'installation.
Le dispositif de mesure permet d'alerter d'un dépassement de seuil prédéterminé. Un utilisateur ou un opérateur peut ainsi être prévenu par l'alerte émise d'une valeur inappropriée de la résistance de la prise de terre des masses, laquelle valeur peut entraîner une situation à risque pour des usagers.
Le dispositif permet donc de suivre rigoureusement les variations de la prise de terre des masses dans le temps, et de la liaison de l'appareil à cette prise de terre, et d'alerter un utilisateur ou un opérateur dès que la prise de terre des masses n'est plus conforme à un état de sécurité (i.e. résistance comprise dans une plage de sécurité). Avec cette surveillance rigoureuse, une détection rapide dès que le défaut apparaît est possible. Une intervention peut ainsi être prestement opérée pour réparer la liaison à la prise de terre des masses ou vérifier et éventuellement construire une nouvelle prise de terre des masses et ramener ainsi sa valeur sous le seuil prédéterminé. La plage de sécurité peut être basée en particulier selon les prescriptions définies par les normes NFC 15-100 et/ou IEC 60364.
De fait, on comprend que le dispositif garantit que de la sécurité électrique de l'appareil, de l'usager et de l'installation est pérenne.
Le dispositif est notamment adapté pour être installé au sein d'une l'installation électrique à basse tension réalisée selon un schéma de liaison à la terre en régime TT.
Il peut notamment équiper un appareil électrique branché à l'installation électrique tel qu'un équipement du type téléviseur, ordinateur, machine à laver, réfrigérateur, ou un tableau électrique de l'installation.
Avantageusement, le dispositif peut comprendre en outre un interrupteur de coupure d'alimentation électrique d'un appareil électrique branché à l'installation, l'unité de contrôle étant adaptée pour ouvrir l'interrupteur lorsque la résistance comparée dépasse le seuil prédéterminé.
L'appareil électrique en question peut être un équipement branché à l'installation ou le tableau électrique de cette installation. Dans une position ouverte, l'interrupteur bipolaire ouvre le circuit électrique d'alimentation monophasée. L'appareil électrique n'est dès lors plus alimenté en électricité. De fait, si cet appareil présente un défaut d'isolement, les masses conductrices de cet appareil ou de cette installation ne sont plus alimentées par les conducteurs actifs (phase ou neutre), ce qui évite tout risque d'électrisation ou d'électrocution d'un individu avec l'appareil en question.
En étant installé ou livré avec l'appareil électrique, le dispositif de mesure est ainsi directement implanté de manière fixe dans l'installation électrique. Le suivi de l'évolution de la liaison de l'appareil avec la prise de terre des masses de l'installation permet de s'assurer que l'appareil électrique est convenablement raccordé. Ce suivi permet notamment de :
suivre l'évolution au cours du temps de la prise de terre de l'installation, s'assurer de l'intégrité de la liaison entre l'appareil électrique et la prise de terre (typiquement l'intégrité de la fiche et/ou du câble d'alimentation de l'appareil, comportant les conducteurs d'alimentation, de neutre et de protection).
La sécurité de l'usager est dès lors accrue puisque l'appareil est alimenté seulement si la résistance de la prise de terre des masses de l'installation permet de le protéger d'un risque électrique dangereux pour l'être humain (sinon l'alimentation de l'appareil est coupée par l'interrupteur qui est placé en position ouverte).
Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif peut comprendre en outre une source autonome d'alimentation électrique.
Une alimentation électrique peut être prise en amont de l'interrupteur bipolaire pour permettre au dispositif de recharger la batterie de secours en cas de perte de l'alimentation du dispositif et ainsi de continuer à fonctionner en générant notamment une consigne d'alerte. De plus, lorsque l'interrupteur passe en position ouverte, coupant l'alimentation reçue par l'appareil, le dispositif émet une consigne d'alerte.
Avantageusement, le courant injecté est régulé dans le temps selon au moins un premier niveau de courant et un deuxième niveau de courant injectés successivement, les premier et deuxième niveaux de courant étant distincts.
L'injection de courant selon deux niveaux distincts permet d'obtenir une valeur de mesure ohmique globale plus précise. En effet, en injectant des niveaux de courants distincts, les niveaux de tensions générées par ces courants permettent, en les différenciant, de ne pas tenir compte de la résistance du conducteur de neutre. La mesure ohmique est dès lors plus précise, ne concernant que la résistance de la prise de terre des masses et la résistance de la prise de terre du neutre (cette dernière étant très faible voire nulle).
Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif peut comprendre en outre une troisième liaison électrique à un conducteur de phase du réseau. L'unité de contrôle peut en outre être adaptée pour :
o mesurer une tension efficace vraie entre les deuxième et troisième liaisons ;
o comparer la tension efficace vraie avec une plage de tension requise ; et
o émettre une deuxième consigne d'alerte lorsque la tension efficace vraie n'est pas comprise dans ladite plage de tension requise.
En particulier, la plage de tension requise peut être comprise entre 200 Volts et
250 Volts.
Dès lors, l'unité de contrôle peut empêcher les mesures de tensions et émettre une alerte, notamment pour proposer une intervention d'un opérateur du réseau de distribution d'énergie pour rétablir une tension d'alimentation attendue par le dispositif. L'unité de contrôle procède donc aux mesures de tensions lorsque les conditions électriques permettent des injections de courant stable par le générateur.
En complément, le dispositif peut comprendre en outre une mémoire non volatile apte à stocker des données telles que des données relatives au seuil prédéterminé, à la tension mesurée, à ladite tension efficace vraie mesurée et/ou à la résistance déterminée.
Les données du seuil prédéterminé et les valeurs de tensions mesurées et les valeurs de résistance déterminée sont ainsi stockées durablement au sein du dispositif.
Selon une réalisation avantageuse, la résistance comparée au seuil prédéterminé peut être une valeur moyenne de résistance de prise de terre des masses calculée par l'unité de contrôle à partir de données stockées dans la mémoire. La mémoire peut en outre être adaptée pour stocker des données relatives à la valeur moyenne de résistance calculée. Selon ce mode de réalisation, la valeur moyenne déterminée peut être basée sur des valeurs de résistance mesurées à des instants biens déterminés. Cette moyenne constitue une valeur représentative de l'état de la prise de terre des masses sur une période de temps donnée. Cette moyenne pondérée permet d'intégrer les éventuelles valeurs de résistances calculées non homogènes en raison d'une possible instabilité observée dans les mesures des tensions entre le conducteur de neutre et la terre puisque le courant injecté est considéré stable si le générateur régule le courant sous la plage de tension requise précitée (pouvant être comprise entre 200 Volts et 250 Volts).
Typiquement, la valeur moyenne peut être une moyenne pondérée des valeurs de résistance mesurées chaque heure au cours d'une journée. La moyenne obtenue est dès lors représentative de l'état de la prise de terre des masses pour la journée en question.
La valeur moyenne peut notamment être comparée au seuil prédéterminé pour déterminer si la résistance de la prise de terre des masses est, au cours d'une période de temps donné, dans un état globalement approprié à l'installation ou nécessite l'émission d'une alerte pour signaler une situation dangereuse.
La valeur moyenne enregistrée permet dès lors d'avoir une bonne représentativité de l'évolution de la prise de terre des masses dans le temps, sans nécessiter le traitement d'un très grand nombre de valeurs mesurées à chaque posttraitement des données archivées.
Selon une réalisation possible, les données archivées dans le dispositif peuvent être horo datées lors de leur stockage dans la mémoire.
D'après cette réalisation, les données stockées et horodatées peuvent être utilisées en post-traitement ou par l'unité de contrôle pour établir un historique des mesures et retracer les variations de tensions mesurées et de résistances dans le temps rencontrées par la prise de terre des masses.
Le seuil prédéterminé peut être notamment d'une valeur de résistance électrique comprise entre 25 et 100 Ω.
Selon cette réalisation, la valeur de résistance électrique peut ainsi être fixée selon les prescriptions de la norme NFC 15-100 (ou la norme européenne IEC 60364). Typiquement, la valeur du seuil prédéterminé est de :
pour un réseau électrique en France fournissant une alimentation CA : o 100 Ω lorsque l'environnement de l'installation à basse tension est sec,
o 50 Ω lorsque l'environnement de l'installation à basse tension est humide,
o 25 Ω lorsque l'environnement de l'installation à basse tension est immergé,
pour un réseau électrique en France fournissant une alimentation en courant continu CC :
o 240 Ω lorsque l'environnement du réseau est sec,
o 120 Ω lorsque l'environnement du réseau est humide, o 60 Ω lorsque le réseau est immergé.
Pour une sécurité accrue, le seuil prédéterminé peut être initialisé selon est une valeur légèrement inférieure aux limites prescrites par la norme, comme par exemple 5% inférieures aux valeurs précitées.
En tout état de cause, il convient de noter que la valeur du seuil prédéterminé peut aussi être initialisée selon une valeur pouvant excéder 100 Ω (800 Ω par exemple en Espagne avec un disjoncteur de branchement de ΙΔη 30 mA), à condition que cette valeur ohmique n'expose pas un usager à une tension supérieure à 50 Volts avec un disjoncteur de branchement de ΙΔη 500 mA, en cas de contact indirect.
Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif peut en outre comprendre une unité de communication transmettant à une entité distante la première et/ou la deuxième consigne d'alerte émise.
De cette manière, le dispositif de mesure peut émettre les consignes d'alerte à une entité distante telle qu'un centre de gestion ou un équipement communicant d'un utilisateur tel qu'un téléphone portable (typiquement un Smartphone). Dès lors, lorsqu'une situation à risque est détectée ou que la tension fournie au dispositif est hors de la plage requise, la consigne est signifiée directement au centre de gestion ou à l'utilisateur pour qu'une intervention rapide puisse être mise en place pour réparer ou remplacer la prise de terre des masses, ou rétablir une alimentation correcte du dispositif (selon une tension d'environ 230 Volts typiquement). La sécurité des individus en est ainsi encore améliorée. En complément, l'unité de communication peut en outre être apte à transmettre, sur requête, des données stockées dans ladite mémoire.
Ainsi, les données de résistances déterminées, les données de tensions mesurées et/ou la valeur du seuil prédéterminé peuvent être transmises, sur requête d'une entité distante ou d'un utilisateur (via une application sur son Smartphone par exemple). Ces données communiquées permettent notamment le déploiement de services de suivi à distance des défaillances de mise à la terre du dispositif et d'alimentation de celui-ci.
En complément ou en variante, le dispositif peut comprendre en outre un module d'alarme locale émettant un signal lorsqu'une des première et deuxième consignes d'alerte est émise.
Typiquement, le module alarme locale peut comprendre :
- un haut-parleur émettant un signal sonore lorsqu'un dépassement du seuil prédéterminé est détecté et/ou que le dispositif n'est pas alimenté par une tension comprise dans la plage de tension requise ; et/ou
une source lumineuse telle qu'une LED émettant par exemple un signal lumineux de couleur :
o vert lorsque la résistance de la prise de terre des masses est sensiblement constante et inférieure au seuil prédéterminé ;
o rouge lorsqu'un dépassement du seuil prédéterminé est détecté et/ou que le dispositif n'est pas alimenté par une tension comprise dans la plage de tension requise ; et
o orange lorsque la résistance de la prise de terre des masses est inférieure au seuil prédéterminé mais évolue selon une pente croissante.
Le dispositif de mesure électrique peut en outre comprendre un écran d'affichage affichant la nature de l'alerte lorsqu'une consigne d'alerte est émise, voire la date et l'heure à laquelle cette consigne a été émise. L'écran d'affichage peut également indiquer la dernière moyenne de résistance et de tension réseau.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un appareil électrique domestique branché à une installation électrique raccordée à un réseau électrique général, laquelle installation est munie d'une prise de terre des masses, L'appareil électrique est relié à la prise de terre des masses et est équipé d'un dispositif de mesure électrique tel que décrit ci-avant. Cet appareil électrique peut être un équipement du type téléviseur, ordinateur, machine à laver, réfrigérateur, ou autre, ou encore un tableau électrique de l'installation.
Selon un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de mesure électrique par l'intermédiaire d'un dispositif de mesure électrique. Le procédé comprend au moins les étapes de :
a) injection de courant alternatif régulé sur une prise de terre des masses d'une installation électrique raccordée à un réseau électrique général ; b) mesure, entre la prise de terre des masses et un conducteur de neutre du réseau, d'une tension générée par le courant injecté ;
c) détermination d'une résistance de la prise de terre des masses en fonction d'au moins une valeur du courant injecté et d'une valeur de la tension mesurée pour la valeur du courant injecté ;
d) comparaison de la résistance déterminée avec un seuil prédéterminé ; et e) émission d'une première consigne d'alerte lorsque la résistance mesurée dépasse ledit seuil prédéterminé.
Avantageusement, le procédé peut comprendre en outre une étape de coupure d'une alimentation électrique d'un appareil électrique branché à l'installation lorsque la résistance comparée dépasse ledit seuil prédéterminé.
Selon une réalisation avantageuse, la résistance comparée audit seuil prédéterminé est une valeur moyenne pondérée calculée à partir de valeurs mesurées de la résistance de prises de terre des masses.
Selon une réalisation avantageuse, l'étape d'injection de courant comprend une régulation du courant dans le temps selon au moins un premier niveau de courant et un deuxième niveau de courant injectés successivement, les premier et deuxième niveaux étant distincts.
Avantageusement, le procédé peut comprendre de surcroit des étapes de :
o mesure d'une tension efficace vraie entre le conducteur de neutre et un conducteur de phase du réseau ;
o comparaison de la tension efficace vraie avec une plage de tension requise ; et o émission d'une deuxième consigne d'alerte lorsque la tension efficace vraie n'est pas comprise dans la plage de tension requise.
Par ailleurs, le procédé peut comprendre en outre :
- une étape d'initialisation du seuil selon une valeur de résistance électrique et - une étape de stockage de données relatives au seuil dans une mémoire non volatile.
En complément ou en variante, le procédé peut comprendre outre une étape d'horodatage et de stockage dans la mémoire de données relatives à la tension mesurée et à la résistance déterminée.
Avantageusement, à l'étape de comparaison, la résistance comparée au seuil prédéterminé est une valeur moyenne de résistance de prise de terre des masses calculée par l'unité de contrôle à partir de données stockées dans la mémoire.
En complément, le procédé peut comprendre une étape de communication à une entité distante de la première et/ou la deuxième consigne d'alerte émise.
Selon une réalisation avantageuse, les étapes a) et b) peuvent être répétées successivement selon une première fréquence, l'étape c) peut être répétée selon une deuxième fréquence, les étapes d) et e) peuvent être répétées successivement selon une troisième fréquence. Dans cette réalisation, les première, deuxième et troisième fréquences peuvent être respectivement de valeur fréquentielle décroissante.
Typiquement, la première fréquence peut être une fréquence dite élevée de manière régulière (toutes les 500 ms par exemple), voire en continu.
La deuxième fréquence peut être une fréquence de sorte à effectuer de manière régulière (toutes les minutes ou toutes les heures typiquement) le calcul de valeur de moyenne pondérée de la résistance de la prise de terre des masses selon les valeurs des résistances calculées sur la période considérée. Cette moyenne pondérée permet d'intégrer les éventuelles valeurs de résistances calculées non homogènes en raison d'une possible instabilité observée dans les mesures des tensions entre le conducteur de neutre et la terre puisque le courant injecté est considéré stable si le générateur fonctionne sous la plage précitée de tension requise.
La troisième fréquence peut quant à elle être une fréquence adaptée à la surveillance de l'évolution de la prise de terre des masses au cours du temps comme par exemple une fréquence journalière ou hebdomadaire. Cette fréquence plus faible peut être adaptée pour calculer les écarts entre deux moyennes pondérées au cours d'une journée, d'une semaine ou d'un mois, et d'en déduire l'éventuelle croissance de la résistance de la prise de terre sur cette durée. Selon un quatrième aspect, l'invention concerne en outre un programme informatique destiné à être stocké dans une mémoire d'un dispositif de mesure électrique. Ce programme informatique comporte des instructions lisibles par un processeur d'une unité de contrôle du dispositif, le processeur mettant en œuvre le procédé décrit ci-avant lorsque lesdites instructions sont exécutées par le processeur
Selon un quatrième aspect, l'invention concerne en outre un programme informatique destiné à être stocké dans une mémoire d'un dispositif de mesure électrique. Ce programme informatique comporte des instructions lisibles par un processeur d'une unité de contrôle du dispositif, le processeur mettant en œuvre le procédé décrit ci-avant lorsque lesdites instructions sont exécutées par le processeur.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des figures annexées sur lesquelles :
- la figure la représente un exemple d'installation électrique qui comprend un appareil électrique intégrant le dispositif de mesure électrique selon l'invention ;
- la figure lb représente un exemple d'installation électrique qui comprend un tableau électrique à basse tension intégrant le dispositif de mesure électrique selon l'invention ;
- la figure 2a représente un premier exemple de réalisation du dispositif de mesure électrique ;
- la figure 2b représente un deuxième exemple de réalisation du dispositif de mesure électrique ;
- la figure 3a est un organigramme représentant un premier exemple de succession d'étapes du procédé de mesure électrique selon l'invention ;
- la figure 3b est un organigramme représentant un deuxième exemple de succession d'étapes du procédé de mesure électrique selon l'invention. Pour des raisons de clarté, les dimensions des différents éléments représentés sur ces figures ne sont pas nécessairement en proportion avec leurs dimensions réelles. Sur les figures, des références identiques correspondent à des éléments identiques pour les différents modes de réalisation exposés.
Description détaillée
On se réfère tout d'abord à la figure la sur laquelle est illustré un exemple de réalisation du dispositif de mesure électrique DIS équipant un appareil électrique domestique AED d'une installation électrique INS à basse tension raccordée à un réseau électrique général RG de distribution d'énergie triphasé en CA, 230/400 V, 50
Hz avec un branchement monophasé. Cet ensemble forme un système électrique à basse tension où le dispositif DIS est intégré à l'appareil AED.
L'appareil AED est un appareil fonctionnant selon une alimentation fournie par un réseau électrique domestique RED à basse tension. Un tel appareil peut être un équipement électroménager (réfrigérateur, machine à laver, sèche-linge, etc.) ou tout autre équipement électrique de logement (système d'eau chaude sanitaire, radiateurs, climatiseur, etc.).
Le tableau TE est prévu pour recevoir une alimentation électrique d'un transformateur de distribution T ou autre installation d'un distributeur d'énergie électrique.
Le transformateur de distribution T est ici un transformateur triphasé en étoile avec point neutre accessible, alimentant des conducteurs électriques Ll, L2, L3 et dont le point neutre accessible est connecté à la prise de terre du neutre RN utilisée comme point neutre de référence avec le conducteur électrique de neutre LN du réseau RG.
Le réseau RG de distribution d'énergie est agencé selon un schéma de liaison à la terre en régime TT. Aussi, le neutre du transformateur de distribution T est relié à la terre via la prise de terre du neutre RN et, comme détaillé plus loin, les masses des équipements électriques branchés au réseau électrique domestique RED, tel que l'appareil AED, disposent de leur propre raccordement à la prise de terre des masses Ra de l'installation INS via le conducteur PE. Le tableau TE est donc relié :au neutre du transformateur de distribution T via un conducteur de neutre CN branché au conducteur électrique LN ; à sa propre prise de terre des masses Ra via le conducteur PE ; et
- via un conducteur de phase C3, à un conducteur du réseau RG alimenté par le transformateur T (tel que le conducteur L3).
L'alimentation reçue du transformateur T par le tableau TE est ensuite distribuée à différentes branches du réseau électrique domestique RED. A cet effet, le tableau distribue les conducteurs C3, CN et PE dans le réseau domestique RED afin d'alimenter les appareils électriques branchés à ce dernier.
Un disjoncteur de branchement DB (typiquement un disjoncteur différentiel résiduel (DDR) d'un calibre de 500 mA, noté respectivement ΙΔη 500 mA) peut être agencé en amont du tableau électrique à basse tension TE pour protéger le transformateur de distribution T, le tableau électrique à basse tension TE et le réseau RED en cas de défaillance.
Le tableau TE est agencé en tête du réseau RED et permet d'alimenter de manière sécurisée les différentes lignes électriques du réseau RED en aval via des disjoncteurs D. Dans cet exemple, les disjoncteurs D sont organisés sous forme de rangées de disjoncteurs. Les disjoncteurs D peuvent notamment être des disjoncteurs différentiels résiduels (DDR) calibrés de sorte à protéger de toute avarie électrique des lignes électriques qui leur sont associées (telle qu'une surcharge électrique ou un court-circuit). Généralement, les disjoncteurs d'un tableau TE de logement sont d'un calibre de 30 mA (i.e. ΙΔη de 30 mA).
Les lignes électriques qu'ils protègent peuvent être constituées du conducteur de phase C3, du conducteur de neutre CN et du conducteur de terre PE. Le conducteur PE est relié à la prise de terre des masses Ra de l'installation INS.
Typiquement, la prise de terre des masses Ra de l'installation INS peut se matérialiser sous la forme de :
- piquets métalliques plantés dans le sol,
câbles métalliques enfouis dans le sol,
- plaques métalliques,
armatures en béton noyées dans le sol,
ou autre.
Cette prise de terre se situe généralement dans le bâtiment muni de l'installation INS ou à proximité. Les lignes électriques en aval du tableau TE sont destinées à alimenter le réseau électrique domestique RED et les équipements électriques (non représentés sur les figures) qui y sont branchés. Les équipements sont alors reliés au neutre via le conducteur CN de la ligne électrique correspondante, et à l'alimentation électrique via le conducteur C3 et à la terre via le conducteur PE de cette même ligne.
Pour que les disjoncteurs D assurent la protection attendue sur des lignes électriques qui leur sont associés, et pour éviter que des individus tels que des consommateurs soient exposés à des contacts indirects dangereux, il convient que la résistance de la prise de terre n'excède pas une valeur seuil de sécurité. Par exemple, la norme NFC 15-100 définit que la résistance de la prise de terre ne doit pas dépasser 100 Ω si le réseau RED est en alimentation CA dans des locaux secs.
Par l'intermédiaire du réseau RED, l'appareil AED est donc aussi en liaison avec :
le neutre du transformateur de distribution T via un conducteur de neutre CN raccordé au conducteur LN ;
à la prise de terre des masses Ra de l'installation INS via le conducteur PE ; et - via le conducteur de phase C3, à un conducteur du réseau RG alimenté par le transformateur T (tel que le conducteur L3).
Dans l'exemple représenté à titre purement illustratif, l'alimentation reçue par l'appareil AED est dès lors une alimentation monophasée. Pour obtenir une alimentation triphasée, l'appareil AED peut être prévu avec des conducteurs supplémentaires respectivement branchés aux conducteurs Ll et L2 via le réseau RED et le tableau TE.
L'appareil AED intègre le dispositif de mesure électrique DIS permettant la surveillance de la prise de terre des masses Ra et de la liaison PE.
Il convient de noter que l'appareil AED peut intégrer le dispositif DIS in situ ou peut être équipé d'un tel dispositif. Dans la mesure où l'appareil AED est équipé du dispositif DIS, l'appareil AED est agencé de sorte à ce que le dispositif soit relié au moins :
- à la prise de terre des masses Ra via la liaison au conducteur PE,
au conducteur CN, et
au conducteur C3. Les conducteurs de phase et de neutre peuvent être croisés dans le socle de prise ou la boite de dérivation qui alimente l'appareil. Ces mêmes conducteurs peuvent également être croisés dans la fiche du câble d'alimentation ou encore sur le bornier d'alimentation de l'appareil. Aussi, le dispositif DIS peut être doté d'un interrupteur inverseur qui alimente le générateur GEN. Cet interrupteur inverseur est commandé selon une première position par l'unité UC si une tension proche de la tension nominale (230 Volts par exemple) est mesurée entre les conducteurs C3 et PE. Dans le cas contraire, l'unité UC commande l'interrupteur en position 2.
On comprend que le dispositif DIS qui équipe l'appareil peut donc, selon des réalisations possibles, être installé sur l'appareil AED, à l'extérieur de l'enceinte de l'appareil AED ou à proximité de l'appareil en étant relié à l'appareil via une ligne électrique dédiée, ou disposé en interface entre le réseau RED et le câble d'alimentation de l'appareil ou encore agencé sur le câble d'alimentation de l'appareil.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le dispositif DIS est intégré dans l' appareil AED, disposé en intermédiaire entre le réseau RED et le bornier d'alimentation BOR de l'appareil AED.
On se réfère tout d'abord à la figure lb sur laquelle est illustré un exemple de réalisation du dispositif de mesure électrique DIS équipant le tableau électrique à basse tension TE d'une installation électrique INS raccordée à un réseau électrique général RG de distribution d'énergie triphasé en CA, 230/400 V, 50 Hz avec un branchement monophasé (une phase et un neutre). Cet ensemble forme un système électrique à basse tension où le dispositif DIS est intégré au tableau TE.
Dans l'exemple représenté à titre purement illustratif, l'alimentation reçue par le tableau TE est dès lors une alimentation monophasée. Pour obtenir une alimentation triphasée, le tableau TE peut être prévu avec des conducteurs supplémentaires respectivement branchés aux conducteurs Ll et L2.
Le tableau TE intègre le dispositif de mesure électrique DIS permettant la surveillance de la résistance des prises de terre Ra, RN et du conducteur de neutre. Le dispositif DIS comporte notamment une liaison au conducteur PE.
Il convient de noter que le tableau TE peut intégrer le dispositif DIS in situ ou peut être équipé d'un tel dispositif. Dans la mesure où le tableau TE est équipé du dispositif DIS, le tableau TE est agencé de sorte à ce que le dispositif soit connecté au moins :
à la prise de terre des masses Ra via la liaison au conducteur PE,
au conducteur CN, et
- au conducteur C3.
On comprend que le dispositif DIS qui équipe le tableau peut donc, selon une réalisation possible, être installé sur le tableau TE, à l'extérieur de l'enceinte du tableau ou à proximité du tableau électrique, en étant relié au tableau via une ligne électrique dédiée.
On se réfère maintenant à la figure 2a sur laquelle il a été représenté un premier exemple de réalisation du dispositif DIS.
Le dispositif DIS comporte notamment des liaisons à la prise de terre des masses Ra, au conducteur de neutre LN du réseau RG et à un conducteur de phase L3 du réseau RG via des liaisons électriques telles que :
- un conducteur PE relié à la prise de terre des masses Ra de l'installation INS,
- un conducteur neutre CN relié au conducteur neutre LN du réseau RG ;
- un conducteur de phase C3 relié au conducteur de phase L3.
Le dispositif DIS comporte en outre :
- une unité de contrôle UC ;
- un générateur de courant régulé et commandé GEN ;
une mémoire non- volatile MEM ;
une mémoire vive RAM ;
une unité de communication COM ;
- un module d'alarme ALM locale ;
- une source lumineuse LED (de type diode électroluminescente) ;
- une source sonore HP (de type haut-parleur) ;
un écran ECR ;
une source autonome d' alimentation électrique BAT (de type batterie rechargeable ou autre accumulateur de charge) ;
une interface homme-machine IHM ; et
- un convertisseur CA/CC CONV. Le convertisseur est destiné à transformer l'alimentation CA reçue par le dispositif entre les liaisons C3 et CN en alimentations CC permettant d'alimenter les différents composants électriques et électroniques du dispositif DIS mentionnés ci- avant (dont l'unité UC, l'écran ECR, le générateur GEN, etc.).
La mesure de résistance de la prise de terre des masses peut être réalisée en particulier par l'intermédiaire d'une technique de boucle de courant de défaut à la terre consistant à :
- injecter, dans la prise de terre des masses, du courant alternatif CA en phase avec la tension reçue via les conducteurs C3 et CN ; et à
- mesurer une tension générée entre les conducteurs CN et PE par le courant injecté (par mesure d'une différence de potentiel instantané pour des valeurs crêtes du courant injecté quand ce dernier est un courant alternatif sinusoïdal, ou sinon par mesure de tension efficace vraie (RMS)).
Sur la base de la loi d'Ohm par exemple, la résistance (Rdet) de la prise de terre des masses peut être déterminée par l'unité UC en fonction de la valeur du courant injecté (¾) et de la valeur de la tension mesurée (Umes).
A cet effet, le générateur GEN est régulé et commandé par l'unité de contrôle UC pour fournir un courant alternatif stable selon un ou deux niveaux (respectivement de 1 et 15 mA en valeur crête par exemple), le courant alternatif étant injecté en phase avec l'alimentation reçue des conducteurs C3 et CN.
Pour que le courant injecté par le générateur GEN soit stable, il convient de s'assurer que l'alimentation fournie par les conducteurs C3 et CN soit conforme à la plage de tension d'alimentation requise. Par exemple, cette plage d'alimentation peut être comprise entre moins dix pourcents (-10%) et plus six pourcents (+6%) d'une tension nominale de 230 Volts.
A ce titre, l'unité UC peut être adaptée pour mesurer la valeur de tension efficace vraie (RMS) de la tension d'alimentation entre les conducteurs C3 et CN (en étant relié à un circuit électronique de mesure de tension efficace vraie connecté entre les conducteurs C3 et CN par exemple). Ainsi, lorsque la différence de potentiel entre les conducteurs C3 et CN n'est pas comprise dans la plage d'alimentation donnée (- 10%/+6% de 230 Volts), l'unité UC peut empêcher les mesures de tensions et émettre une alerte (comme détaillé plus loin). L'alerte émise peut notamment proposer une intervention d'un opérateur du réseau de distribution d'énergie pour rétablir une tension d'alimentation dans la plage de tension requise. Si la tension détectée est nulle, l'alerte émise indique une panne d'alimentation. Ainsi, l'unité UC ne procède aux mesures de tensions que pour un courant stable injecté par le générateur GEN selon au moins un niveau régulé.
L'unité UC peut en outre être réalisée pour mesurer la tension entre les conducteurs CN et PE, générée par le ou les courants injectés dans le conducteur PE. La différence de potentiel peut notamment être mesurée selon :
selon une différence de potentiel instantané pour des valeurs crêtes du courant injecté quand ce dernier est un courant alternatif sinusoïdal, ou
selon une tension efficace vraie (RMS).
Cette différence de potentiel ou de tension efficace vraie peut être mesurée par l'unité UC via un dispositif de type convertisseur analogique numérique relié à un capteur de tension disposé entre les conducteurs PE et CN. Le convertisseur analogique numérique est piloté par l'unité.
Selon une réalisation possible, la résistance déterminée (Rdet) est fonction du courant injecté (Iinj) et d'une mesure de la tension instantanée (Umes) effectuée en simultané de l'injection du courant. On obtient alors une valeur par excès de la résistance de la prise de terre des masses Ra car la résistance déterminée (Rdet) englobe dès lors la résistance de la prise de terre du neutre RN et des conducteurs de neutre LN et CN. De fait, par application de la loi d'Ohm, on obtient :
Rdet = RN+LN+CN+Ra = (Umes) / (Iinj)
Ce mode de calcul détermine une résistance Rdet qui est une valeur de résistance peu précise par excès de la résistance de la prise de terre des masses Ra. Elle présente l'avantage d'avoir une valeur de la prise de terre Ra par excès qui permet d'introduire une marge de sécurité (puisque RN+LN+CN+Ra est d'une valeur supérieure à la valeur réelle de résistance de la prise de terre des masses Ra). Toutefois, elle peut engendrer de fausses alertes (résistance de prise Ra en réalité nettement inférieure au seuil).
Selon une variante avantageuse, la résistance déterminée (Rdet ) est fonction d'un courant injecté selon deux niveaux distincts de courants CA (Iinj), sinusoïdaux et en phase avec la tension d'alimentation du dispositif DIS reçue des conducteurs C3 et CN. Ces niveaux de courants peuvent être injectés sur la prise de terre des masses Ra. La mesure des deux niveaux de tensions instantanées (Umes) entre les conducteurs CN et PE, mesure qui est synchronisée avec des valeurs crêtes des deux niveaux de courants injectés permet de déduire la résistance RN + Ra par application de la loi d'Ohm :
Figure imgf000024_0001
En réalité, ce mode de calcul différentiel détermine une résistance Rder qui est aussi une valeur de résistance par excès de la résistance de la prise de terre des masses Ra. En effet, elle prend en compte la résistance de la prise de terre du neutre RN du transformateur de distribution T. Elle présente toutefois l'avantage de soustraire la résistance des conducteurs LN et CN. La résistance supplémentaire RN étant relativement faible, la valeur de Ra par excès permet d'introduire une marge de sécurité raisonnable (puisque RN+Ra est seulement d'une valeur légèrement supérieure à la valeur réelle de résistance de la prise de terre des masses Ra).
Selon une autre variante possible, la résistance déterminée (Rdet") est aussi fonction du courant injecté selon deux niveaux distincts de courants CA (¾), sinusoïdaux et en phase avec la tension d'alimentation du dispositif DIS reçue des conducteurs C3 et CN. En outre, une moyenne M(ΔUmes)N est déterminée. Cette moyenne correspondant aux valeurs homogènes obtenues pour N mesures de tensions instantanées synchronisées avec les valeurs crêtes des injections de courants alternatifs selon deux niveaux. La moyenne M(ΔUmes)N permet aussi de déduire la résistance (RN + Ra) par application de la loi d'Ohm :
Figure imgf000024_0002
Ce mode de calcul différentiel détermine une résistance Rdet" qui se base sur une moyenne de valeurs homogènes de tensions mesurées, lesquelles valeurs constituent une majorité de valeurs représentatives. Cette moyenne de valeurs permet d'éviter de prendre en compte de mauvaises valeurs inhérentes par exemple à de une instabilité électrique rencontrée sur le conducteur LN pendant les injections de courant et les mesures de tensions associées. La résistance Rdet" est dès lors déterminée de manière plus robuste, évitant les alertes intempestives causées par une instabilité électrique momentanée durant une mesure. Selon une autre réalisation possible, ce sont X valeurs homogènes parmi Z valeurs de Rdet Rdet' ou Rdet" qui sont moyennées pour obtenir une valeur représentative des résistances mesurées au cours d'une durée déterminée (au cours d'une journée par exemple).
Il convient de noter que les données de mesure des tensions générées par les courants injectés peuvent être stockées :
- temporairement dans la mémoire vive RAM en vue d'un post-traitement tel que le calcul de la moyenne M(ΔUmes)N ;
- durablement dans la mémoire MEM non volatile en vue d'établir un historique des mesures de tension réalisées entre les conducteurs C3 et CN.
La mémoire MEM est en outre destinée à stocker les données relatives à la valeur de la résistance seuil à ne pas dépasser. La mémoire MEM peut aussi archiver les données relatives aux valeurs de résistance déterminées par le dispositif DIS. Cette mémoire est non-volatile afin de pouvoir conserver durablement les données archivées, même en cas d'une coupure d'alimentation électrique de la mémoire.
Pour ce faire, l'unité UC peut être adaptée pour :
o commander au générateur GEN d'injecter au moins un niveau de courant déterminé (voire deux niveaux de courant distincts) sur la prise de terre des masses Ra via le conducteur PE, le courant étant injecté en phase ou selon un déphasage constant avec l'alimentation reçue via les conducteurs CN et C3 ;
o mesurer via les conducteurs PE et CN au moins un niveau de tension généré par le courant injecté sur la prise de terre des masses Ra (voire deux niveaux de tension lorsque deux courants de niveau distincts sont injectés successivement) ;
o déterminer, via la loi d'Ohm notamment, la somme de la résistance de la prise de terre des masses Ra et du neutre RN (voire même des conducteurs CN et LN dans le cas d'une seule mesure de tension synchronisée avec la valeur crête de la seule injection de courant) en fonction des courants injectés et des tensions mesurées ;
o stocker en mémoire RAM par exemple dix mesures Umes de tension instantanée ou dix valeurs RN+Ra en mémoire MEM pour calculer la moyenne de la majorité des valeurs les plus représentatives compte tenu par exemple de l'instabilité possible de la tension observée sur le conducteur LN pendant les injections de courants dans la prise de terre des masses Ra ;
o comparer avec un seuil prédéterminé, la résistance déterminée ou la moyenne de la majorité des résistances déterminées les plus représentatives ; et
o émettre une consigne d'alerte lorsque la résistance déterminée ou la moyenne de résistances dépasse le seuil prédéterminé.
L'unité UC peut envoyer des commandes au générateur GEN pour piloter une ou deux injections de courant CA sur la prise de terre des masses Ra (via le conducteur PE). A titre illustratif, les injections de courant sinusoïdal sont en phase avec la tension mesurée entre les conducteurs C3 et CN à la fréquence de 50 Hz et sont d'une intensité en valeur crête de 1 et 15 mA. Lors de l'injection de deux courants selon des niveaux distincts, les courants peuvent respectivement être injectés selon successivement cinq et trois périodes.
De préférence, l'intensité maximale du courant CA injecté est choisie inférieure au courant de déclenchement le plus bas des disjoncteurs de l'installation (qui est classiquement de 30 mA pour un disjoncteur D du tableau à basse tension TE) afin d'éviter des déclenchements intempestifs de ces derniers lors des mesures de la résistance de la prise de terre des masses Ra. Il faut noter qu'il est possible que les mesures entraînent le déclenchement d'un disjoncteur ayant un ΙΔη de 30 mA si le circuit considéré fait déjà l'objet d'un courant de fuite à la terre auquel s'ajoute celui de la mesure. Dans ce cas, il faut procéder à une recherche sur l'installation pour réparer l'équipement en défaut.
L'unité UC peut par exemple comprendre un circuit électronique de type microprocesseur, micro contrôleur, circuit logique programmable (FPGA, PLD ou autre).
Comme cité plus haut, l'unité UC peut être connectée à des moyens connus de l'état de la technique pour la mesure d'une différence de potentiel ou de tension efficace vraie entre les conducteurs CN et PE d'une part, et les conducteurs CN et C3 d'autre part : capteur de tension, convertisseur analogique numérique ou autre. Par ailleurs, l'unité UC peut être réalisée de sorte à déterminer une moyenne des :
- valeurs de tension mesurées et archivées temporairement dans la mémoire RAM ;
- valeurs de résistance déterminées et archivées dans la mémoire MEM.
Les valeurs déterminées de résistance comparées au seuil prédéterminée peuvent donc être fonction :
d'une mesure de tension instantanée entre les conducteurs PE et CN en synchronisée avec la valeur crête d'une injection de courant stable sur le conducteur PE ;
d'une moyenne pondérée des valeurs de tensions instantanées mesurées entre les conducteurs PE et CN synchronisées avec des valeurs crêtes d'injections de courant stable sur le conducteur PE ;
d'une moyenne pondérée des valeurs des tensions instantanées mesurées entre les conducteurs PE et CN synchronisées avec des valeurs crêtes d'injections selon deux niveaux distincts de courants stables sur le conducteur PE ;
d'une moyenne pondérée des valeurs de résistances déterminées selon une des trois techniques précitées.
A titre d'exemple, pour respectivement dix mesures de tension instantanées entre les conducteurs CN et PE qui sont synchronisées avec des valeurs crêtes de courant injecté de valeur maximale de 1 mA et six mesures de tensions instantanées entre les conducteurs CN et PE qui sont synchronisées avec la valeur crête d'un courant injecté de valeur maximale de 15 mA, l'unité UC détermine la moyenne pondérée des valeurs absolues des dix et des six mesures de tensions pour en calculer l'écart qui reste toujours positif. A partir de l'écart obtenu, il est alors possible de déterminer la résistance totale des prises de terre des masses Ra et du neutre RN par application de la loi d'Ohm avec le courant stable injecté qui est de valeur connue (puisque commandé par l'unité UC).
En effet, comme les courants injectés par le générateur GEN sont régulés selon des niveaux stables lorsque l'alimentation reçue pas le dispositif DIS est dans la plage de d'alimentation donnée (-10%/+6% de 230 Volts), l'écart (ΔΙ^) entre les niveaux de courants stables injectés est connu. Typiquement, lorsque l'unité UC commande une injection de courant par le générateur GEN selon un premier niveau de valeur maximale de 1 mA et une injection de courant selon un deuxième niveau de valeur maximale 15 mA, l'unité UC connaît l'écart des niveaux de courants injectés (AIinj) qui est de 14 mA en valeur maximale.
Enfin, l'unité UC calcule la valeur R +Ra puis relance de nouvelles injections de courants et des mesures de tensions afin d'obtenir de nouvelles valeurs de RN+Ra.
L'unité UC peut réaliser les mesures de tensions, déterminer les valeurs de résistance de la prise de terre des masses Ra par excès et comparer les valeurs de résistance déterminées avec le seuil prédéterminées selon des fréquences différentes (notamment selon les trois fréquences décrites ci-avant). Les deuxièmes et troisièmes fréquences peuvent être paramétrées par le consommateur ou par un opérateur via l'interface IHM du dispositif qui comprend notamment des boutons de réglage. Les valeurs de ces fréquences peuvent en outre être stockées dans la mémoire MEM du dispositif DIS.
De surcroit, le générateur GEN et l'unité UC peuvent être prévus pour détecter que le courant injecté sur la prise de terre des masses par le générateur est nul. Dans ce cas de figure, la liaison électrique du dispositif ou du tableau électrique TE peut avoir été rompue (situation dangereuse pour l'usager). L'unité UC peut alors émettre une alerte pour qu'une intervention rapide soit effectuée afin de rétablir la liaison à la terre des masses du dispositif et du tableau TE le cas échéant.
Par ailleurs, l'unité UC peut comporter un calendrier et une horloge interne qui permettent d'horodater les données relatives aux tensions mesurées et à la résistance déterminée. Ainsi, les données archivées permettent d'établir un historique des mesures permettant d'établir les variations dans le temps des tensions mesurées (entre les conducteurs CN et PE, et entre les conducteurs C3 et CN) et de la résistance de la prise de terre des masses Ra par excès.
L'unité UC peut consulter les données de mesure stockées dans la mémoire MEM. A partir des données consultées, l'unité UC peut calculer une valeur moyenne journalière, mensuelle voire annuelle de la résistance de la prise de terre des masses Ra (par excès).
Cette moyenne peut également être stockée dans la mémoire MEM afin de conférer une représentation globale de l'état de la prise de terre des masses Ra par excès sur une période donnée. Cette moyenne peut par exemple être affichée sur l'écran ECR ou transmise à l'usager via l'unité COM.
Lorsque l'interrupteur INT1 est placé en position ouverte par l'unité UC, le circuit qui alimente le bornier BOR est ouvert ce qui coupe l'alimentation reçue par l'appareil AED.
La source autonome d'alimentation BAT peut être de type batterie Lithium- ion ou un condensateur qui est chargée en permanence par l'alimentation tant qu'elle est présente sur les conducteurs C3 et CN.
Le dispositif DIS averti alors l'usager lorsqu'une situation à risque est détectée par une ou plusieurs mesures de la prise de terre des masses Ra par excès. Cette situation à risque se traduit notamment par la coupure de l'alimentation de l'appareil (ouverture de l'interrupteur) et l'émission d'une consigne d'alerte lorsque la résistance de la prise de terre des masses Ra par excès et de la liaison PE est trop élevée (supérieure à 100 Ω par exemple). L'usager peut être averti par l'intermédiaire de différents moyens émettant un signal d'alarme sur réception de la consigne d'alerte. Le signal d'alarme peut notamment être émis par :
- le module d'alarme locale ALM qui peut se matérialiser par le haut-parleur HP
(émission d'un signal sonore particulier) et/ou la source lumineuse LED (passage d'une lumière verte (si la valeur de la prise de terre des masses Ra est constante et inférieure à 100 Ω) à une lumière rouge (si la valeur de la prise de terre des masses dépasse 100 Ω). La source LED affiche une lumière orange si la valeur de la prise de terre des masses Ra est croissante mais inférieure au seuil,
- l'écran ECR (affichage d'un message d'alerte avec la valeur mesurée) et/ou - une entité distante qui a reçu une notification d'alerte via l'unité COM.
L'écran ECR (qui peut être un écran LCD typiquement) peut afficher différentes informations comme :
- la nature de l'alerte (dépassement du seuil de résistance, tension réseau hors norme, panne d'alimentation, etc.),
- la date et l'heure de la mesure de la prise de terre des masses ou de la tension réseau ayant générée l'alerte,
- un message préventif pour réaliser un contrôle de la prise de terre des masses Ra, - une demande d'intervention (qui pourra être envoyée via l'unité COM) à un réparateur pour vérification ou réparation de la prise de terre des masses Ra ;
- une demande d'intervention (qui pourra être envoyé via l'unité COM) à un prestataire de service afin qu'il mesure la tension et fasse intervenir l'exploitant du réseau pour qu'il procède à un réglage de la tension distribuée si nécessaire.
L'usager est dès lors prévenu localement d'une situation de danger par le signal lumineux émis par la source LED, par le signal sonore émis par le haut-parleur HP ou par les informations affichées à l'écran du dispositif DIS. Un bouton d'acquittement (présent sur l'interface IHM par exemple) permet de supprimer l'alarme sonore.
L'usager peut aussi être prévenu à distance en recevant une notification envoyée par l'unité COM sur réception de la consigne d'alerte. Cette notification peut être envoyée à l'usager via une page internet, un message électronique ou une application téléphone de l'usager. L'unité COM peut également recevoir une notification d'une entité distante comme le téléphone portable de l'usager, par exemple en vue d'acquitter une alerte.
L'unité COM peut être un module de communication radio fréquence de type Wi- Fi, Bluetooth, GSM ou autre module capable de transmettre des données par voie radio à une entité distante (non représentée sur les figures).
L'unité COM permet notamment d'émettre des consignes ou notifications d'alerte à une entité distante telle qu'un centre de gestion ou à un équipement communicant d'un utilisateur.
Par ailleurs, sur requête d'une entité distante, l'unité COM peut accéder aux données stockées dans la mémoire MEM et les transmettre à l'entité requérante. Ainsi, l'entité requérante peut exploiter les données transmises pour connaître les variations précises au cours du temps de la résistance de la prise de terre des masses Ra ou de la tension réseau.
L'interface IHM (qui peut se matérialiser notamment sous la forme de boutons accessibles à l'usager sur le dispositif DIS) peut être adaptée de sorte à pouvoir :
- paramétrer le dispositif DIS (initialisation du seuil de résistance prédéterminé :
25, 50, 95 ou 100 Ω et plus par exemple, choix des intervalles de temps entre chaque contrôle de la prise de terre des masses, saisie du numéro GSM pour transmission des alarmes, etc.),
- acquitter l'alarme sonore et/ou lumineuse,
- naviguer dans les informations affichées à l'écran ECR.
Une fois paramétré, le seuil prédéterminé et le choix des intervalles de temps entre chaque mesure de résistance sont stockés dans la mémoire MEM du dispositif DIS.
A l'aide de l'interface IHM, il est aussi possible de mettre à jour le calendrier et l'horloge de l'unité UC et d'accéder aux données stockées dans la mémoire MEM. Un usager peut ainsi faire afficher sur l'écran ECR une représentation des variations dans le temps de la tension réseau et de la résistance de la prise de terre des masses Ra (sous la forme d'un graphe par exemple).
Cet historique permet notamment, via un Smartphone de l'usager par exemple, de représenter une courbe de l'évolution des tensions mesurées par le dispositif et de l'évolution de la prise de terre des masses Ra. Cette représentation peut permettre à l'utilisateur d'avoir un aperçu rapide et un suivi régulier des données mesurées et calculées par le dispositif. Le suivi de tension fournie au dispositif peut permettre à l'usager de constituer une preuve auprès du distributeur d'énergie si la tension distribuée n'est pas conforme à la plage de tension requise (-10%/+6% par rapport à une tension nominale de 230 Volts).
De surcroît, la mémoire MEM est adaptée pour stocker un programme informatique comportant des instructions lisibles par un processeur de l'unité UC. Le processeur peut d'ailleurs mettre en œuvre le procédé décrit ci-après à la lumière de la figure 3, et ce lorsque les instructions du programme sont exécutées par ce processeur.
On se réfère maintenant à la figure 2b sur laquelle il a été représenté un deuxième exemple de réalisation du dispositif DIS. Dans cet exemple, le dispositif DIS comprend en outre :
un interrupteur INT1 de coupure bipolaire d'alimentation électrique de l'appareil AED et - un interrupteur unipolaire INT2 inverseur, lequel assure que la phase est bien reçue par le générateur GEN en fonction de sa position (position 1 ou position 2).
L'unité UC peut être adaptée pour :
- commander la position de l'interrupteur INT2 inverseur selon la position 1 si une tension proche de la tension nominale (230 Volts par exemple) est mesurée entre les conducteurs C3 et PE du dispositif DIS et, sinon selon la position 2 de l'interrupteur INT2 ;
- ouvrir l'interrupteur INT1 lorsque la résistance déterminée ou la moyenne de résistances dépasse le seuil prédéterminé.
Lorsque l'alimentation disparaît sur les conducteurs C3 et CN, la source autonome BAT prend le relais de sorte à alimenter le convertisseur CONV selon une alimentation permettant d'envoyer une consigne d'alerte au module d'alarme ALM et au module de communication COM.
On se réfère maintenant à la figure 3a sur laquelle il a été représenté un premier exemple d'organigramme comportant des étapes du procédé de mesure électrique mis en œuvre par l'intermédiaire du dispositif DIS.
Selon une première étape INIT, l'installateur du dispositif ou l'usager peut régler ou mettre à jour la valeur du seuil de résistance prédéterminée. Il peut aussi déterminer l'intervalle de temps choisi entre les différentes injections de courant ou encore entre deux groupes de plusieurs mesures (groupe de dix mesures par exemple) de la résistance de la prise de terre des masses Ra.
Selon une étape M, les données du seuil prédéterminé et/ou des intervalles de temps choisis et initialisés à l'étape INIT sont archivés dans la mémoire MEM.
Selon l'étape Tl, l'unité UC peut comparer la tension d'alimentation du dispositif DIS (fournie par les conducteurs C3 et CN) avec une plage de tension nominale donnée (comprise entre -10%et +6% de 230 Volts par exemple), plage correspondante aux exigences attendues de l'exploitant du réseau d'énergie et de fait au bon fonctionnement du générateur GEN.
Si la tension d'alimentation n'est pas comprise dans cette plage (flèche N en sortie de l'étape Tl), alors une étape ALERT1 prévoit l'émission d'une consigne d'alerte indiquant que les mesures de la prise de terre des masses ne peuvent être réalisées et que la tension nominale n'est pas respectée. Cette alerte peut notamment proposer contrôler la tension réseau et de faire intervenir un exploitant du réseau de distribution d'énergie pour régulariser la situation et ramener la tension dans la plage d'alimentation attendue par le dispositif DIS. En cas de déclenchement de l'étape ALERTl, une validation d'un opérateur (via un bouton d'acquittement sur l'IHM du dispositif DIS ou via une commande reçue par l'intermédiaire du module COM) peut être requise pour acquitter l'alarme (notamment locale). Ensuite, une relance de l'organigramme ne peut être réalisée que par un bouton spécifique sur l'IHM du dispositif DIS ou par une commande reçue par l'intermédiaire du module COM et ceci pour réitérer l'étape Tl . La suite des étapes du procédé ne sont donc réalisées que lorsque l'alimentation électrique reçue permet d'obtenir des injections de courant selon un ou deux niveaux stables et régulés, permettant par la suite de calculer la résistance de la prise de terre des masses Ra par excès en fonction d'une seule inconnue, la valeur de la tension instantanée mesurée entre les conducteurs CN et PE générée par le courant stable injecté (tension qui toutefois peut être perturbée pendant la mesure par des variations de la tension de neutre comme cela a déjà été cité plus haut dans le texte).
En revanche, si la tension d'alimentation est correcte à l'étape Tl (comprise dans la plage -10%/+6% par rapport à la tension nominale de 230 Volts), alors l'unité UC procède à une étape A (flèche O en sortie de l'étape Tl).
Selon l'étape A, l'unité UC commande le générateur de courant GEN pour injecter du courant alternatif CA (Lnj) (selon deux niveaux distincts et successifs sinusoïdaux par exemple) en phase avec la tension d'alimentation du dispositif DIS. Ces courants sont injectés sur la prise de terre des masses Ra.
Selon une réalisation possible, une étape supplémentaire de vérification peut être réalisée (non représentée sur les figures), dans laquelle il est vérifié que le courant injecté sur la prise de terre des masses n'est pas nul. Le cas échéant, une consigne d'alerte peut être émise pour que la liaison à la terre des masses du dispositif et du tableau TE soit contrôlée et réparée si besoin par un spécialiste. Selon une étape B, l'unité UC mesure ensuite la tension, i.e. la tension instantanée (Umes) générée ou la tension efficace vraie générée (Umes), entre les conducteurs CN et PE par le courant injecté (¾).
Selon une étape MRAM, les données relatives aux valeurs de tensions mesurées sont archivées temporairement dans la mémoire RAM (qui sert de mémoire de travail pour le calcul de la moyenne des tensions mesurées lors d'une étape C).
Les étapes A, B et MRAM peuvent être répétées selon une fréquence déterminée, par exemple toutes les secondes pour procéder à au moins :
- un nombre déterminé d'injections de courants successifs et en phase avec la tension d'alimentation sur la prise de terre des masses Ra (seize injections par exemple, dont dix à un premier niveau de courant et six à un deuxième niveau de courant, injectés de manière stable sur une période de 160 ms),
un nombre déterminé de mesures de tensions instantanées synchronisées avec les valeurs crêtes des injections de courants qui les ont générés (typiquement, seize mesures correspondantes sur une période de 160 ms),
stockage des valeurs de tensions mesurées dans la mémoire RAM.
Selon l'étape C, l'unité UC détermine la résistance de la prise de terre des masses en fonction du courant injecté et de tension mesurée. Pour ce faire, l'unité UC peut extraire les données stockées temporairement dans la mémoire RAM. La résistance peut notamment être calculée sur la base des résistances Rdet, Rdet' ou Rdet" décrites plus haut.
Selon une étape MH, les données relatives aux valeurs de résistance déterminées (Rdet, Rdef ou Rdet") sont archivées et horodatées dans la mémoire MEM.
A cette étape, l'unité UC peut en outre stocker et horodater les moyennes calculées par l'unité UC dans la mémoire MEM en vue d'un post-traitement.
Les étapes C et MH peuvent répétées successivement toutes les minutes ou toutes les heures typiquement de sorte à déterminer une résistance de la prise de terre des masses selon une moyenne pondérée des mesures de résistances déjà stockées dans la mémoire.
Selon une étape T2, l'unité UC compare la valeur déterminée de résistance de la prise de terre des masses (Rdet, Rdef ou Rdet"), ou la moyenne pondérée de cette résistance, avec la valeur du seuil prédéterminé. Pour cette comparaison, l'unité UC extrait de la mémoire MEM les valeurs nécessaires.
Si la résistance ou la moyenne pondérée de résistance ne dépasse pas la valeur du seuil prédéterminé (flèche N en sortie de l'étape T2), le procédé se termine (étape END).
En revanche, si la résistance ou la moyenne pondérée de résistance dépasse la valeur du seuil prédéterminé (flèche O en sortie de l'étape T2), alors une étape ALERT2 prévoit l'émission d'une consigne d'alerte afin de prévenir d'une situation à risque (risque notamment d'électrisation voire d'électrocution d'un individu si un contact indirect survient).
L'étape T2 (et l'étape ALERT2 le cas échéant) peut être répétée selon une fréquence adaptée à la surveillance de l'évolution de la prise de terre des masses au cours du temps comme par exemple une fréquence journalière ou hebdomadaire. Cette fréquence plus faible peut être adaptée pour calculer régulièrement une moyenne pondérée des résistances déterminées au cours d'une journée, d'une semaine ou d'un mois, et d'en déduire une valeur globale représentative de l'état de la prise de terre sur cette durée.
Le procédé peut rester bloqué à l'étape ALERT2 tant qu'une intervention d'un opérateur n'a pas été effectuée (validation par bouton d'acquittement ou une commande à distance), puis passer à l'étape END une fois que la sécurité de la prise de terre a été vérifiée et validée par une seconde action locale ou à distance. Cette réalisation permet de relancer le cycle de mesures de la prise de terre des masses Ra dans des conditions électriques sûres.
A la suite de l'étape END, les étapes de l'organigramme peuvent être successivement réitérées pour effectuer une nouvelle mesure de la résistance de la prise de terre des masses Ra.
En complément aux étapes ALERT1 et ALERT2, des étapes de communication (non représentées sur la figure) de la consigne d'alerte à une entité distante peuvent être implémentées.
En outre, en complément aux étapes M, MRAM et MH, des étapes de calcul de dérive de la prise de terre des masses (non représentées sur la figure) peuvent aussi être implémentées pour piloter par exemple la source LED de couleur orange du dispositif DIS et générer une consigne d'alerte à une entité distante en cas de prise de terre des masses inférieure au seuil prédéterminé mais de valeur croissante au cours du temps.
Par ailleurs, une autre étape peut consister à transmettre, sur requête, à une entité distante les données archivées dans la mémoire MEM aux étapes M et MH.
Aussi, compte-tenu de ce qui précède, il convient de noter que le dispositif et le procédé proposés confèrent une surveillance continu en quasi temps-réel de la valeur ohmique de la prise de terre des masses Ra par excès et du conducteur PE, ainsi que leur dérive éventuelle dans le temps par rapport au seuil qui peut être de 100 Ω (voire plus) ou légèrement inférieur à la valeur limite (95 Ω par exemple).
On se réfère maintenant à la figure 3b sur laquelle il a été représenté un deuxième exemple d'organigramme comportant des étapes du procédé de mesure électrique mis en œuvre par l'intermédiaire du dispositif DIS.
Dans cet exemple, préalablement à l'étape A, la tension entre les conducteurs C3 et PE peut être mesurée. Si la tension mesurée est proche de la tension nominale de 230 Volts, alors l'unité UC commande l'interrupteur INT2 inverseur en position 1. Dans le cas contraire, l'unité UC commande l'interrupteur INT2 inverseur en position 2. Ainsi, on s'assure que le générateur GEN reçoit bien la phase de l'alimentation fournie par le réseau RED.
Dans ce deuxième exemple, si la valeur ou la moyenne pondérée de résistance dépasse la valeur du seuil prédéterminé (flèche O en sortie de l'étape T2), alors une étape OUV prévoit de couper l'alimentation électrique de l'appareil AED en commandant le passage de l'interrupteur INT1 dans une position ouverte.
Ensuite, l'étape ALERT2 consiste à émettre une consigne d'alerte lorsque la résistance mesurée dépasse le seuil prédéterminé afin de prévenir l'usager ou un opérateur d'une défaillance survenue au niveau de l'appareil ou de la prise de terre.
L'appareil n'étant dès lors plus alimenté, il n'y pas de risque d'électrocution de l'usager en cas de contact indirect avec l'appareil ayant une mauvaise mise à la terre des masses.
A tout moment pendant l'exécution du procédé, si la tension d'alimentation disparaît des conducteurs C3 et CN à l'entrée du dispositif DIS alors, l'unité UC émet une alerte en demandant une intervention sur l'installation de manière à vérifier les fusibles ou le disjoncteur d'alimentation. La réapparition de la tension d'alimentation sur les conducteurs C3 et CN relance ensuite le procédé à l'étape Tl .
Le seuil prédéterminé peut être d'une valeur de résistance électrique fixée selon les prescriptions de les normes NFC 15-100 et/ou IEC 60364, telle que :
pour un réseau électrique en France fournissant une alimentation CA : o 100 Ω lorsque l'environnement du réseau est sec,
o 50 Ω lorsque l'environnement du réseau est humide, o 25 Ω lorsque le réseau est immergé,
- pour un réseau électrique en France fournissant une alimentation CC : o 240 Ω lorsque l'environnement du réseau est sec,
o 120 Ω lorsque l'environnement du réseau est humide, o 60 Ω lorsque le réseau est immergé,
Pour une sécurité accrue, le seuil prédéterminé peut être réglé selon une valeur légèrement inférieure aux limites prescrites, par exemple 5% inférieures aux valeurs précitées.
Le dispositif et le procédé assurent donc une protection aux usagers contre les contacts indirects dangereux pour l'être humain, lequel dispositif est en opération en permanence, avec des mesures en continu ou tout au moins régulières (et ce sans nécessiter de démarches contraignantes d'installation comme dans l'art antérieur).
Le dispositif améliore donc signifïcativement la sécurité des biens et des personnes, pouvant servir en outre de plateforme pour la mise en œuvre de services de sécurité électrique dans le logement et de demande d'intervention pour réparation de la prise de terre des masses et/ou de la liaison de l'appareil à cette prise de terre.
L'invention a été décrite en référence à des modes de réalisations particuliers qui ne sont pas limitatifs. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite à titre d'exemple et elle s'étend à d'autres variantes. Par exemple, le dispositif peut être intégré à un appareil dès sa fabrication ou peut être monté sur un appareil existant, le dispositif étant alors raccordé à une liaison électrique dédiée connectée à l'installation à laquelle est branché l'appareil.

Claims

Revendications 1. Dispositif de mesure électrique (DIS) comportant au moins :
- une première liaison électrique (PE) à une prise de terre des masses (Ra) d'une installation électrique (INS) raccordée à un réseau électrique général (RG) ;
- une deuxième liaison électrique (CN) à un conducteur de neutre (LN) dudit réseau (RG) ;
- un générateur de courant alternatif (GEN) régulé et commandé pour injecter du courant alternatif sur ladite première liaison électrique (PE);
- une unité de contrôle (UC) adaptée pour :
o commander audit générateur (GEN) d'injecter du courant alternatif régulé sur ladite prise de terre des masses (Ra) via ladite première liaison (PE) ;
o mesurer, entre lesdites première (PE) et deuxième (CN) liaisons, une tension générée par ledit courant injecté ;
o déterminer une résistance de la prise de terre des masses en fonction d'au moins une valeur du courant injecté et d'une valeur de la tension mesurée pour ladite valeur du courant injecté ;
o comparer ladite résistance déterminée avec un seuil prédéterminé ; et o émettre une première consigne d'alerte lorsque ladite résistance comparée dépasse ledit seuil prédéterminé.
2. Dispositif de mesure électrique selon la revendication 1, comprenant en outre un interrupteur (INTl) de coupure d'alimentation électrique d'un appareil électrique (AED) branché à l'installation (INS), l'unité de contrôle (UC) étant adaptée pour ouvrir l'interrupteur lorsque la résistance comparée dépasse le seuil prédéterminé.
3. Dispositif de mesure électrique selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant en outre une source autonome (BAT) d'alimentation électrique.
4. Dispositif de mesure électrique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit courant injecté est régulé dans le temps selon au moins un premier niveau de courant et un deuxième niveau de courant injectés successivement, les premier et deuxième niveaux de courant étant distincts.
5. Dispositif de mesure électrique selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une troisième liaison électrique (C3) à un conducteur de phase (L3) dudit réseau (RG), dans lequel l'unité de contrôle (UC) est en outre adaptée pour :
o mesurer une tension efficace vraie entre lesdites deuxième (CN) et troisième (C3) liaisons ;
o comparer ladite tension efficace vraie avec une plage de tension requise ; et
o émettre une deuxième consigne d'alerte lorsque ladite tension efficace vraie n'est pas comprise dans ladite plage de tension requise.
6. Dispositif de mesure électrique selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une mémoire non volatile (MEM) apte à stocker des données relatives à ladite résistance déterminée,
ladite résistance comparée audit seuil prédéterminé étant une valeur moyenne pondérée de résistance de prise de terre des masses calculée par l'unité de contrôle (UC) à partir de données stockées dans la mémoire (MEM).
7. Dispositif de mesure électrique selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une unité de communication (COM) transmettant à une entité distante la première et/ou la deuxième consigne d'alerte émise.
8. Dispositif de mesure électrique selon la revendication 7, dans lequel l'unité de communication est en outre apte à transmettre, sur requête, des données stockées dans ladite mémoire (MEM).
9. Appareil électrique domestique (AED) branché à une installation électrique (INS) raccordée à un réseau électrique général (RG), laquelle installation est munie d'une prise de terre des masses (Ra), ledit appareil électrique (AED) étant relié à ladite prise de terre des masses et étant équipé d'un dispositif (DIS) de mesure électrique selon l'une des revendications précédentes.
10. Procédé de mesure électrique par l'intermédiaire d'un dispositif de mesure électrique, ledit procédé comprenant au moins les étapes de :
a) injection (A) de courant alternatif régulé sur une prise de terre des masses (Ra) d'une installation électrique (INS) raccordée à un réseau électrique général (RG) ;
b) mesure, entre la prise de terre des masses (Ra) et un conducteur de neutre (LN) dudit réseau (RG), d'une tension générée par ledit courant injecté ; c) détermination (C) d'une résistance de la prise de terre des masses en fonction d'au moins une valeur du courant injecté et d'une valeur de la tension mesurée pour ladite valeur du courant injecté ;
d) comparaison (T2) de ladite résistance déterminée avec un seuil prédéterminé ; et
e) émission (ALERT2) d'une première consigne d' alerte lorsque la résistance mesurée dépasse ledit seuil prédéterminé.
1 1. Procédé de mesure électrique selon la revendication 10, comprenant en outre une étape de coupure (OUV) d'une alimentation électrique d'un appareil électrique (AED) branché à l'installation (INS) lorsque la résistance comparée dépasse ledit seuil prédéterminé.
12. Procédé de mesure électrique selon l'une des revendications 10 ou 11, dans lequel ladite étape d'injection (A) de courant comprend une régulation du courant dans le temps selon au moins un premier niveau de courant et un deuxième niveau de courant injectés successivement, les premier et deuxième niveaux étant distincts.
13. Procédé de mesure électrique selon l'une des revendications 10 à 12, comprenant en outre des étapes de :
o mesure d'une tension efficace vraie entre ledit conducteur de neutre (LN) et un conducteur de phase (L3) dudit réseau (RG) ;
o comparaison (Tl) de ladite tension efficace vraie avec une plage de tension requise ; et
o émission d'une deuxième consigne d'alerte (ALERT1) lorsque ladite tension efficace vraie n'est pas comprise dans ladite plage de tension requise.
14. Procédé de mesure électrique selon l'une des revendications 10 à 13, dans lequel ladite résistance comparée audit seuil prédéterminé est une valeur moyenne pondérée calculée à partir de valeurs mesurées de la résistance de prises de terre des masses.
15. Procédé de mesure électrique selon l'une des revendications 10 à 14, dans lequel :
les étapes a) et b) sont répétées successivement selon une première fréquence ; l'étape c) est répétée selon une deuxième fréquence ;
les étapes d) et e) sont répétées successivement selon une troisième fréquence ; et dans lequel les première, deuxième et troisième fréquences sont respectivement de valeur fréquentielle décroissante.
16. Programme informatique destiné à être stocké dans une mémoire d'un dispositif de mesure électrique, lequel programme informatique comporte des instructions lisibles par un processeur d'une unité de contrôle dudit dispositif, ledit processeur mettant en œuvre le procédé selon l'une des revendications 10 à 15 lorsque lesdites instructions sont exécutées par ledit processeur.
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