IEC-TR-61200-413-1996.pdf

RAPPORT TECHNIQUE TECHNICAL REPORT CE1 I EC 1200=413 Première édition First edition 1996-03 Guide pour les installations électriques - Partie 41 3: Protection contre les contacts indirects - Coupure automatique de lalimentation Electrical installation guide - Part 41 3: Protect ion aga¡ nst i ndi rect con tact - Automatic disconnection of supply Numéro de référence Reference number CEIAEC 1200-41 3: 1996 Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=IHS Employees/1111111001, User=Wing, Bernie Not for Resale, 03/08/2007 01:57:33 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- Numéros des publications Depuis le ler janvier 1997, les publications de la CE1 sont numérotées à partir de 60000. Publications consolidées Les versions consolidées de certaines publications de la CE1 incorporant les amendements sont disponibles. Par exemple, les numéros d'édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant l'amendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2. Validité de la présente publication Le contenu technique des publications de la CE1 est constamment revu par la CE1 afin qu'il reflète l'état actuel de la technique. Des renseignements relatifs à la date de re- confirmation de la publication sont disponibles dans le Catalogue de la CEI. Les renseignements relatifs à des questions à l'étude et des travaux en cours entrepris par le comité technique qui a établi cette publication, ainsi que la liste des publications établies, se trouvent dans les documents ci-dessous: (Site web» de la CEI* Catalogue des publications de la CE1 Publié annuellement et mis à jour régulièrement (Catalogue en ligne)* Disponible à la fois au 4 t e web, de la CEI* et comme périodique imprimé Bulletin de la CE1 Terminologie, symboles graphiques et littéraux En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur se reportera à la CE1 60050: Vocabulaire Electro- technique International (VEI). Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le lecteur consultera la CE1 60027: Symboles littéraux utiliser en électrotechnique, la CE1 6041 7: Symboles graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et compilation des feuilles individuelles, et la CE1 60 61 7: Symboles graphiques pour schémas. * Voir adresse a Q a U a æ 2 m L n 0 . 1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1 O00 2000500010000mA IEC 269M Courant dans le corps Ig Figure 1 - Zones tempskourant des effets du courant alternatif (15-100 Hz) sur des personnes (déduites de l a figure 14, CE1 479-1, troisième édition) AC-4 et c, Au-dessus de c, Probabilité de contractions musculaires et de difficultés de respiration, perturbations réversibles dans la formation et la propagation d'impulsions cardiaques, y compris la fibrillation auriculaire et des arrêts temporaires du coeur sans fibrillation ventriculaire augmentant avec l'intensité du courant et le temps. En plus des effets de la zone AC-3, la probabilité de fibrillation ventriculaire augmente jusqu'à environ 5% courbe c2 jusqu'à environ 50 % à la courbe C , et plus de 50% au-delà de la courbe c3. Des effets pathophysiologiques tels qu'arrêt du coeur, arrêt de la respiration et brûlures graves peuvent se produire avec l'augmentation de l'intensité et du temps. Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=IHS Employees/1111111001, User=Wing, Bernie Not for Resale, 03/08/2007 01:57:33 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- 1200-41 3 O IEC:l 996 Zone designation AC-1 AC-2 AC-3 - 13- Zone limits Below line a Between line a and curve b Between curves b and c1 10 O00 5 O00 ms t 2000 c 0 1 O00 - - - C 500 L o 200 - 100 2 50 n 3 3 o . . - C O .- 3 20 10 AC-4 0.1 0,2 0,s 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1 O00 2 O00 5 O00 10 O00 mA Body current I,-, + IEC 269N Above curve c1 Figure 1 - Time/current zones of effects of alternating current (15 Hz to 100 Hz) on persons (derived from figure 14, IEC 479-1, third edition) Physiological effects Usually no reaction effects Usually no harmful physiological effects Usually no organic damage to be expected. Likelihood of muscular contractions and difficulty in breathing, reversible disturbances of formation and conduction of impulses in the heart, including atrial fibrillation and transient cardiac arrest without ventricular fibrillation increasing with current magnitude and time. In addition to the effects of Zone AC-3, probability of ventricular fibrillation increasing from about 5 % at curve ce up to about 50 % at curve c3 and above 50 % beyond curve c3. Increasing with current magnitude and time, pathophysiological effects such as cardiac arrest, breathing arrest and heavy burns may occur. L Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=IHS Employees/1111111001, User=Wing, Bernie Not for Resale, 03/08/2007 01:57:33 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- - 14- 1200-413 O CEI:1996 0.3 Impédance électrique du corps humain En ce qui concerne l'impédance électrique du corps humain à prendre en considération pour ia détermination de la tension de contact, celle-ci dépend de deux facteurs: - le trajet le plus probable du courant de défaut dans le corps de la personne; - les conditions d'environnement, notamment la présence d'eau et le contact des personnes avec la terre. Les impédances électriques des diverses parties du corps humain, par exemple de main à main, de main à pied, sont indiquées dans la CE1 479, deuxième édition. Les valeurs sont fonction des tensions appliquées. L'état de la peau est responsable, en grande partie, de cette impédance. Afin que les valeurs limites de tension de contact déduites des valeurs d'impédance du corps humain soient sûres, les valeurs choisies dans la CE1 479-1 (tableau 1) sont les impédances les plus faibles pour lesquelles 95% des personnes présentent des impédances plus élevées. Le trajet du courant entre deux mains et les deux pieds est tel que ce trajet présente la plus faible résistance et implique d'autant plus les muscles du coeur. 0.4 Situations Tenant compte des conditions se rencontrant dans la pratique, la situation normale correspond aux caractéristiques suivantes: - locaux (ou emplacements) secs ou humides; - sol présentant une résistance élevée. NOTE - Pour des situations particulières, voir annexe C. Les conditions de protection dans la situation normale ont été établies en tenant compte d'une impédance électrique Z Z= 1000 + 0,5 ZT5 % (en ohms) (1 1 La valeur de 1000 Q a été choisie pour tenir compte de la présence de chaussures et de la résistance du sol et constitue un compromis. Les essais et mesures en locaux secs donnent, en pratique, une vaste gamme de valeurs, les résistances des pieds et du sol étant au minimum de 1000 Q. II a été considéré que l'adoption d'une telle valeur fournit une marge complémentaire de sécurité. II a été reconnu que lorsque les conditions d'environnement ne sont pas favorables, telles que des conditions mouillées, une valeur plus faible de l'impédance pouvait être choisie, voir annexe C. Z , , % est la valeur définie dans le Rapport CE1 479-1, pour laquelle 5% des personnes présente une impédance plus faible (valeurs les plus faibles du tableau). La valeur de Z , , yo est fondée sur l'hypothèse que la résistance du corps humain dépendante de la valeur présumée de la tension de contact (Ut)*. La tension de contact est la tension pouvant être appliquée au corps humain sans écoulement de courant de choc. En réalité, le corps est susceptible de présenter une tension plus faible (Uc) pendant le passage du courant de sorte que cette hypothèse implique une marge de Sécurité supplémentaire dans la détermination de la valeur de la tension de contact. * Voir annexe B pour les définitions. Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=IHS Employees/1111111001, User=Wing, Bernie Not for Resale, 03/08/2007 01:57:33 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- 1200-413 O IEC:1996 - 15- 0.3 Electrical impedance of the human body With regard to the electrical impedance of the human body to be considered for the determination of touch voltage, two aspects are relevant: - - contact of persons with earth. the most probable path of the fault current in the body of a person; the environmental conditions, principally in regard to the presence of water and the The electrical impedance paths in different parts of the human body, ¡.e. hand to hand, hand to foot, were reported in IEC 479, second edition. The values were dependent on the applied voltage. The condition of the skin was responsible for a large proportion of the impedance. In order that touch voltage limits derived from body impedance should be on the safe side, the lowest impedance values given in IEC 479-1 (table I) which are exceeded by 95 % of the population, were chosen. A current path from two hands to both feet was assumed, this being the path which has the least resistance and involves the heart muscles to the greatest extent. 0.4 Situations Taking account of conditions encountered in practice, the normal situation was identified having the following general characteristics: - dry or moist locations (or places); - floor presenting significant resistance. NOTE - For particular situations, see annex C. Conditions for protection in normal situations were established taking into account the electrical impedance Z The value of 1000 R was chosen as a contingency to cover both the presence of footwear and floor resistance and was a compromise. Experience and measurement for dry locations showed practical values over a very wide range; typical footwear and floor surfaces having values of at least 1000 R. It was considered that the adoption of such a value provided a substantial additional margin of safety. It was recognised that where environmental conditions are very unfavourable, such as exposure to wet conditions, a lower value of impedance should be used, see annex C. zT5y0 is the value of total body impedance stated in IEC Report 479-1, table I that is not exceeded by 5 % of the population (the lowest figures tabulated). The value of ZT, was based on the assumption that the body resistance is dependent on the prospective value of the touch voltage (Ut)*. The touch voltage is the potential which could be applied to the body if there were no shock current flowing. In fact the body is likely to experience a rather lower voltage (U,) during the current flow, so that such an assumption implied a further margin of safety in the derived value of touch voltage. * See annex B for definitions. Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=IHS Employees/1111111001, User=Wing, Bernie Not for Resale, 03/08/2007 01:57:33 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- 1200-413 O CEI:1996 - 16 - Le coefficient 0,5 tient compte du double contact deux mains/deux pieds, les valeurs d'impédances du Rapport CE1 479-1, deuxième édition étant données pour un contact une main/un pied. En utilisant les données de la manière exposée ci-dessus, la relation prescrite entre la tension de contact et le temps de coupure en situation normale est illustrée en figure 2, comme indiqué dans le tableau A. Des valeurs spécifiques de la tension de contact présumée Ut sont données dans le tableau A en fonction de: - l'impédance électrique Z déterminée comme indiqué précédemment; - l'intensité I du courant électrique traversant le corps humain; - le temps de coupure t déterminé par la courbe Lc de la figure 1. Tableau A - Relation entre la tension de contact présumée et le temps de coupure maximal Tension de contact présumée U, V 150 75 1 O0 125 220 300 400 500 Z n 1725 I625 1600 1562 1500 1460 1425 1400 I rnA 29 46 62 80 147 205 280 350 t S oc 0,60 0,40 0,33 0,18 0,12 0,07 0,04 La valeur de 50 V est définie comme la tension limite conventionnelle (U,) Le chapitre 41 (article 413.1) traite du cas général correspondant à la situation normale pour laquelle la tension limite conventionnelle de contact est de 50 V en courant alternatif et de 120 V en courant continu lisse. Pour les autres situations, voir annexe C. 0.5 Liaison équipotentielle principale Afin d'éviter la propagation de potentiels par les canalisations métalliques et analogues provenant de l'extérieur du bâtiment, le paragraphe 413.1.2.1 impose la réalisation d'une liaison équipotentielle principale reliant tous les éléments conducteurs à leur pénétration dans le bâtiment et le conducteur principal de protection. La liaison équipotentielle principale permet aussi de réduire la tension de contact en cas de défaut dans l'installation électrique concernée, quel que soit le schéma des liaisons à la terre. Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IECLicensee=IHS Employees/1111111001, User=Wing, Bernie Not for Resale, 03/08/2007 01:57:33 MSTNo reproduction or networking permitted without license from IHS -,-,- 1200-413 O IEC:1996 - 17- The coefficient 0,5 in equation (1) takes account of the double contact two hands to two feet, as given in figure 2 of IEC Report 479-1, second edition, being given for contact between one hand and one foot. Using the IEC data in the manner explained above, the required relationship between prospective touch voltage and disconnection time for the normal situation was derived as shown in table A and is illustrated in figure 2. Specific values given in table A as a function of prospective touch voltage Ut are: - - - the electrical impedance Z determined as previously indicated; the current l passing through the human body; the disconnection time t determined from the curve Lc of figure 1. Table A -The relationship between prospective touch voltage and maximum disconnection time Prospective touch voltage Ut V 150 75 1 O0 125 220 300 400 500 Z R 1725 1625 1600 1562 1500 1460 1425 1400 I mA 29 46 62 80 147 205 280 350 t S o- 0,60 0,40 0,33 0,18 0,12 0,07 0,04 The value of 50 V is defined as the conventional touch voltage limit (UL). Chapter 41 (clause 413.1) deals with the general case corresponding to the normal situation for which the conventional touch voltage limit is AC 50 V or DC 120 V ripple-free. For other conditions see annex C. 0.5 Main equipotential bonding In order to avoid the transmission of potentials by metallic wiring systems and by other services coming from outside the building, sub-