Origne: Un courant de défaut nait en général lors d'un court-circuit résultant du contact de 2 points ayant des tensions différentes.
Pour un défaut du à un court-circuit, le courant de défaut est :
-- proportionnel à la tension existant à l'endroit du contact avant qu'il ne s'établisse, c'est à dire, la tension avant défaut.
--inversement proportionnel à l'impédance équivalente vu des points de défaut.
Types de défauts dans les circuits triphasés :
Lorsqu’un circuit triphasé est équilibré, il se comporte comme 3 circuits monophasés indépendants de f.e.m égales, mais déphasé de 0, π/3, 2 π/3, sous réserve que les impédances du circuit soient les impédances cycliques, non pas les impédances propres de chaque élément de phase.
Ce qui fait que, si les régimes de tensions et de courant sont identiques pour chacune des phases, le comportement global du circuit peut être déterminé par un schéma équivalent monophasé appelé schéma d’impédances directes.
Il est toutefois rare qu’un défaut affecte les 3 phases de manière identique. Dans le cas de défaut non équilibré, grâce au théorème de superposition (utilisé pour réseaux à comportement non linéaire) tout réseau peut être décomposé en 3 systèmes :
--directe
--inverse
--homopolaire
Les défauts font intervenir un, deux, ou trois de ces systèmes élémentaires. Etant donné qu’à chacun de ces systèmes correspond un schéma monophasé équivalent d’impédance correspondante, lors d’un défaut, il faut déterminer le schéma équivalent pour chacun de ces systèmes, puis les recombiner pour obtenir les caractéristiques réelles du défaut.
Défaut triphasé : Il est constitué par la mise en court-circuit des 3 phases. C’est un défaut symétrique qui ne fait intervenir que le système directe.
I1=I2=I3=Id ; V1=V2=V3=V
Défaut biphasé à la terre : c’est un défaut constitué par un court-circuit entre deux phases et la terre. Dans ce cas 3 systèmes sont mises à contribution.
--directe
--inverse,car le défaut est dissymétrique
--homopolaire,car le défaut retourne partiellement par la terre suivant le mode de mise à la terre du neutre.
I1=0 ; I2#0 ; I3#0
V1#0 ; V2=V3=O
# : différent ;
Défaut biphasé sans terre : c’est un court-circuit entre deux phases. Il faut tenir compte de deux systèmes de composantes :
--directe
--inverse.
I1=0 ; I2#0 ; I3#0
V1=-2 V2=-2V3
Défaut monophasé à la terre : ce défaut est constitué par un court-circuit entre une phase et la terre. Il fait intervenir les 3 systèmes de composantes :
--directe
--inverse
--homopolaire
I1=0 ; I2=0 ; I3#0
V1#0 ; V2#0 ; V3=0
Coupure d’une phase : Le défaut considéré est la coupure accidentelle d’une phase. Il faut introduire le système inverse car ce défaut provoque un déséquilibre qui se traduit par l’apparition de courant et de tension inverse.
Défauts Francs, Défauts résistants : Lorsqu’un court-circuit présente une impédance nulle et négligeable, sa valeur est maximale et on parle alors de « court-circuit franc ou boulonné. »
Mais si le court-circuit présente à ses bornes un arc électrique, ce dernier possède une résistance proportionnelle à sa longuer et inversement proportionnelle à sa section.
Dans ce cas on le nomme « court-circuit résistant ».
Le calcul des défauts francs nécessite la détermination de la tension avant défaut et de l’impédance équivalente vue du point de défaut.
Tension avant défaut: Les courants de défauts sont proportionnels à la tension avant défaut. La tension avant défaut peut être dans une plage normale, exceptionnelle ou accidentelle.
Il est recommandé de prendre comme tension avant défaut la valeur maximale de la plage normale de variation, correspondant à un niveau faiblement chargé.
Si le réseau dispose de moyens de réglage de la tension, la plage normale de variation peut, en accord avec le client industriel être considéré comme « l’incertitude de réglage obtenue par l‘élément régleur ».
Impédance équivalente vue du point de défaut:
Elle dépend :
-- de la puissance de court-circuit Pcc minimale et maximale fournie par le distributeur d’électricité
-- du nombre de moteur en marche dans les usines
-- des compensateurs synchrones et groupes locaux de production d’énergie en parallèle avec le réseau,
et donc varie suivant une plage.
En combinant la tension maximale avant défaut à l’impédance minimale équivalente et la tension minimale avant défaut (réseau fortement chargé) à l’impédance maximale avant défaut, on obtient deux valeurs de courant de défaut dont le rapport peut varier du simple au 10éme .
La valeur maximale sert au dimensionnement des matériels.
La valeur minimale aux réglages des seuils de détection des appareils de protection.
Le calcul de courant de défaut résistant est très difficile pour les raisons suivantes :
-- les caractéristiques géométriques de l’arc sont variables et dépendent des conditions locales d’établissement du défaut.
-- Le défaut résistant peut prendre toute valeur comprise entre 0 et la valeur maximale obtenue pour le même défaut boulonné.
--Sa détection peut être difficile car sa valeur peut être très faible, même inférieur au courant nominal du circuit concerné.
Cependant, la présence d’arc électrique conduit à une ionisation de l’air ambiant entraînant une augmentation des courants qui peuvent être détectés.
La présence d’arc sur une période longue peut entraîner une explosion ou un incendie mettant en péril la sécurité des biens et des personnes à proximité.
