Dans une installation électrique ou un système d'alimentation électrique, un système de mise à la terre or système de mise à la terre relie des parties spécifiques de cette installation à la surface conductrice de la Terre à des fins de sécurité et de fonctionnalité. Le point de référence est la surface conductrice de la Terre ou, sur les navires, la surface de la mer. Le choix du système de mise à la terre peut affecter la sécurité et la compatibilité électromagnétique de l'installation. Les réglementations relatives aux systèmes de mise à la terre varient considérablement selon les pays et selon les différentes parties des systèmes électriques, bien que beaucoup suivent les recommandations de la Commission électrotechnique internationale décrites ci-dessous.

Cet article concerne uniquement la mise à la terre de l'alimentation électrique. Des exemples d'autres systèmes de mise à la terre sont répertoriés ci-dessous avec des liens vers des articles :

• Pour protéger une structure de la foudre, diriger la foudre à travers le système de mise à la terre et dans le piquet de terre plutôt que de traverser la structure.
• Dans le cadre de lignes d'alimentation et de signaux de retour à la terre à fil unique, telles que celles utilisées pour la fourniture d'énergie à faible puissance et pour les lignes télégraphiques.
• En radio, comme plan de masse pour une grande antenne monopôle.
• Comme équilibre de tension auxiliaire pour d'autres types d'antennes radio, telles que les dipôles.
• Comme point d'alimentation d'une antenne dipôle au sol pour radio VLF et ELF.

Objectifs de la mise à la terre électrique

Mise à la terre de protection

Au Royaume-Uni, la « mise à la terre » désigne la connexion des parties conductrices exposées de l'installation au moyen de conducteurs de protection à la « borne de terre principale », qui est connectée à une électrode en contact avec la surface de la terre. UN conducteur de protection (PE) (connu sous le nom de conducteur de mise à la terre de l'équipement dans le Code national de l'électricité des États-Unis) évite les risques de choc électrique en maintenant la surface conductrice exposée des appareils connectés proche du potentiel de terre en cas de défaut. En cas de défaut, un courant peut circuler vers la terre par le système de mise à la terre. Si cela est excessif, la protection contre les surintensités d'un fusible ou d'un disjoncteur fonctionnera, protégeant ainsi le circuit et supprimant toute tension induite par un défaut des surfaces conductrices exposées. Cette déconnexion est un principe fondamental de la pratique de câblage moderne et est appelée « Déconnexion automatique de l'alimentation » (ADS). Les valeurs maximales admissibles d'impédance de boucle de défaut de terre et les caractéristiques des dispositifs de protection contre les surintensités sont strictement spécifiées dans les réglementations de sécurité électrique pour garantir que cela se produit rapidement et que pendant le passage d'une surintensité, des tensions dangereuses ne se produisent pas sur les surfaces conductrices. La protection consiste donc à limiter l'élévation de tension et sa durée.

L'alternative est défense en profondeur – comme une isolation renforcée ou double – où plusieurs défaillances indépendantes doivent se produire pour exposer une condition dangereuse.

Mise à la terre fonctionnelle

A terre fonctionnelle la connexion sert à un objectif autre que la sécurité électrique et peut transporter du courant dans le cadre du fonctionnement normal. L'exemple le plus important de terre fonctionnelle est le neutre dans un système d'alimentation électrique lorsqu'il s'agit d'un conducteur porteur de courant connecté à la prise de terre à la source d'énergie électrique. D'autres exemples d'appareils utilisant des connexions à la terre fonctionnelle incluent les suppresseurs de surtension et les filtres d'interférence électromagnétique.

Systèmes basse tension

Dans les réseaux de distribution basse tension, qui distribuent l'énergie électrique au plus grand nombre d'utilisateurs finaux, la principale préoccupation lors de la conception des systèmes de mise à la terre est la sécurité des consommateurs qui utilisent les appareils électriques et leur protection contre les chocs électriques. Le système de mise à la terre, en combinaison avec des dispositifs de protection tels que des fusibles et des dispositifs à courant résiduel, doit garantir en fin de compte qu'une personne ne doit pas entrer en contact avec un objet métallique dont le potentiel par rapport au potentiel de la personne dépasse un seuil « de sécurité », généralement fixé à environ 50 V.

Sur les réseaux électriques avec une tension système de 240 V à 1.1 kV, qui sont principalement utilisés dans des équipements/machines industriels/miniers plutôt que dans des réseaux accessibles au public, la conception du système de mise à la terre est tout aussi importante du point de vue de la sécurité que pour les utilisateurs domestiques.

Dans la plupart des pays développés, les prises 220 V, 230 V ou 240 V avec contacts mis à la terre ont été introduites juste avant ou peu après la Seconde Guerre mondiale, bien que leur popularité varie considérablement d'un pays à l'autre. Aux États-Unis et au Canada, les prises de courant 120 V installées avant le milieu des années 1960 ne comportaient généralement pas de broche de terre. Dans les pays en développement, les pratiques de câblage locales peuvent ne pas assurer une connexion à la broche de mise à la terre d'une prise.

En l'absence de terre d'alimentation, les appareils nécessitant une connexion à la terre utilisaient souvent le neutre d'alimentation. Certains utilisaient des piquets de terre dédiés. De nombreux appareils 110 V ont des fiches polarisées pour maintenir une distinction entre « ligne » et « neutre », mais l'utilisation du neutre d'alimentation pour la mise à la terre de l'équipement peut s'avérer très problématique. « ligne » et « neutre » pourraient être accidentellement inversés dans la prise ou la fiche, ou la connexion neutre à la terre pourrait échouer ou être mal installée. Même les courants de charge normaux dans le neutre peuvent générer des chutes de tension dangereuses. Pour ces raisons, la plupart des pays ont désormais rendu obligatoire des connexions de terre de protection dédiées, qui sont désormais presque universelles.

Si le chemin de défaut entre des objets accidentellement mis sous tension et la connexion d'alimentation a une faible impédance, le courant de défaut sera si important que le dispositif de protection contre les surintensités du circuit (fusible ou disjoncteur) s'ouvrira pour éliminer le défaut à la terre. Lorsque le système de mise à la terre ne fournit pas de conducteur métallique à faible impédance entre les boîtiers de l'équipement et le retour d'alimentation (comme dans un système TT mis à la terre séparément), les courants de défaut sont plus faibles et ne feront pas nécessairement fonctionner le dispositif de protection contre les surintensités. Dans ce cas, un détecteur de courant résiduel est installé pour détecter le courant fuyant vers la terre et interrompre le circuit.

Terminologie CEI

La norme internationale CEI 60364 distingue trois familles de schémas de mise à la terre, utilisant les codes à deux lettres TN, TTet IT.

La première lettre indique la connexion entre la terre et l'équipement d'alimentation (générateur ou transformateur) :

"T" — Connexion directe d'un point avec la terre (latin : terra)

"I" — Aucun point n'est relié à la terre (isolation), sauf peut-être via une haute impédance.

La deuxième lettre indique la connexion entre la terre ou le réseau et l'appareil électrique alimenté :

"T" — La connexion à la terre se fait par une connexion directe locale à la terre (latin : terra), généralement via un piquet de terre.

"N" — La connexion à la terre est assurée par le réseau électrique Nréseau, soit comme conducteur de terre de protection (PE) séparé, soit en combinaison avec le conducteur neutre.

Types de réseaux TN

Dans un TN système de mise à la terre, l'un des points du générateur ou du transformateur est connecté à la terre, généralement le point étoile d'un système triphasé. Le corps de l'appareil électrique est relié à la terre via cette connexion de terre au niveau du transformateur. Cette disposition est une norme actuelle pour les systèmes électriques résidentiels et industriels, notamment en Europe.

Le conducteur qui relie les parties métalliques exposées de l'installation électrique du consommateur est appelé terre de protection. Le conducteur qui se connecte au point étoile dans un système triphasé, ou qui transporte le courant de retour dans un système monophasé, est appelé fil neutre (N). On distingue trois variantes de systèmes TN :

TN-S

PE et N sont des conducteurs séparés qui sont connectés ensemble uniquement à proximité de la source d'alimentation.

TN−C

Un conducteur PEN combiné remplit les fonctions à la fois de conducteur PE et de conducteur N. (sur les systèmes 230/400v normalement utilisés uniquement pour les réseaux de distribution)

TN−C−S

Une partie du système utilise un conducteur PEN combiné, qui est à un moment donné divisé en lignes PE et N distinctes. Le conducteur PEN combiné se trouve généralement entre la sous-station et le point d'entrée dans le bâtiment, et la terre et le neutre sont séparés dans la tête de service. Au Royaume-Uni, ce système est également connu sous le nom de mise à la terre multiple de protection (PME), en raison de la pratique consistant à connecter le conducteur combiné neutre et terre à la terre réelle à de nombreux endroits, afin de réduire le risque de choc électrique en cas de rupture d'un conducteur PEN. Des systèmes similaires en Australie et en Nouvelle-Zélande sont désignés comme neutre multiple mis à la terre (MEN) et, en Amérique du Nord, comme neutre multi-terre (MGN).

Il est possible d'avoir les alimentations TN-S et TN-CS provenant du même transformateur. Par exemple, les gaines de certains câbles souterrains se corrodent et ne fournissent plus de bonnes connexions à la terre, de sorte que les maisons où se trouvent des « mauvaises terres » à haute résistance peuvent être converties au TN-CS. Cela n'est possible sur un réseau que lorsque le neutre est suffisamment robuste contre les pannes, et la conversion n'est pas toujours possible. Le PEN doit être renforcé de manière appropriée contre les pannes, car un PEN en circuit ouvert peut imprimer une tension pleine phase sur tout métal exposé connecté à la terre du système en aval de la coupure. L'alternative est de fournir une terre locale et de convertir en TT. L'attrait principal d'un réseau TN est que le chemin de terre à faible impédance permet une déconnexion automatique facile (ADS) sur un circuit à courant élevé dans le cas d'un court-circuit ligne-PE, car le même disjoncteur ou fusible fonctionnera pour LN ou L. -Défauts PE, et un RCD n'est pas nécessaire pour détecter les défauts à la terre.

Réseau TT

Dans un TT (Terra-Terra), la connexion à la terre de protection pour le consommateur est assurée par une électrode de terre locale (parfois appelée connexion Terra-Firma) et une autre est installée indépendamment au niveau du générateur. Il n'y a pas de « fil de terre » entre les deux. L'impédance de la boucle de défaut est plus élevée et, à moins que l'impédance de l'électrode ne soit effectivement très faible, une installation TT devrait toujours avoir un RCD (GFCI) comme premier isolateur.

Le grand avantage du système de mise à la terre TT réside dans la réduction des interférences conduites provenant des équipements connectés d'autres utilisateurs. Le TT a toujours été préférable pour les applications spéciales telles que les sites de télécommunications qui bénéficient d'une mise à la terre sans interférence. De plus, les réseaux TT ne présentent pas de risques sérieux en cas de rupture du neutre. De plus, dans les endroits où l'électricité est distribuée par voie aérienne, les conducteurs de terre ne risquent pas de devenir sous tension si un conducteur de distribution aérienne était fracturé par, par exemple, un arbre ou une branche tombé.

À l'ère pré-RCD, le système de mise à la terre TT n'était pas attrayant pour une utilisation générale en raison de la difficulté d'assurer une déconnexion automatique fiable (ADS) en cas de court-circuit ligne-PE (en comparaison avec les systèmes TN, où le même disjoncteur ou le fusible fonctionnera pour les défauts LN ou L-PE). Mais comme les dispositifs à courant résiduel atténuent cet inconvénient, le système de mise à la terre TT est devenu beaucoup plus attractif à condition que tous les circuits d'alimentation CA soient protégés par RCD. Dans certains pays (comme le Royaume-Uni), cette méthode est recommandée dans les situations où une zone équipotentielle à faible impédance n'est pas pratique à maintenir par liaison équipotentielle, où il y a un câblage extérieur important, comme l'alimentation des maisons mobiles et de certaines installations agricoles, ou lorsqu'un courant de défaut élevé pourrait présenter d'autres dangers, comme dans les dépôts de carburant ou les marinas.

Le système de mise à la terre TT est utilisé dans tout le Japon, avec des unités RCD dans la plupart des environnements industriels. Cela peut imposer des exigences supplémentaires aux variateurs de fréquence et aux alimentations à découpage qui sont souvent dotés de filtres importants transmettant le bruit haute fréquence au conducteur de terre.

Réseau informatique

Dans une IT réseau, le système de distribution électrique n'a aucune connexion à la terre ou il n'a qu'une connexion à haute impédance.

Comparaison

Autres terminologies

Alors que les réglementations nationales en matière de câblage pour les bâtiments de nombreux pays suivent la terminologie CEI 60364, en Amérique du Nord (États-Unis et Canada), le terme « conducteur de mise à la terre de l'équipement » fait référence aux mises à la terre des équipements et aux fils de terre sur les circuits de dérivation, et au « conducteur d'électrode de mise à la terre ». est utilisé pour les conducteurs reliant un piquet de terre (ou similaire) à un panneau de service. « Conducteur mis à la terre » est le système « neutre ». Les normes australiennes et néo-zélandaises utilisent un système de mise à la terre PME modifié appelé Multiple Earthed Neutral (MEN). Le neutre est mis à la terre à chaque point de service consommateur, ramenant ainsi efficacement la différence de potentiel neutre à zéro sur toute la longueur des lignes BT. Au Royaume-Uni et dans certains pays du Commonwealth, le terme « PNE », signifiant Phase-Neutre-Terre, est utilisé pour indiquer que trois conducteurs (ou plus pour les connexions non monophasées) sont utilisés, c'est-à-dire PN-S.

Neutre mis à la terre par résistance (Inde)

Semblable au système HT, un système de terre à résistance est également introduit pour l'exploitation minière en Inde, conformément aux réglementations de la Central Electricity Authority pour le système LT (1100 230 V > LT > 750 V). Au lieu d'une mise à la terre solide du point neutre en étoile, une résistance de mise à la terre neutre (NGR) appropriée est ajoutée entre les deux, limitant le courant de fuite à la terre jusqu'à XNUMX mA. En raison de la restriction du courant de défaut, il est plus sûr pour les mines gazeuses.

Comme les fuites à la terre sont limitées, la protection contre les fuites a une limite maximale pour l'entrée de 750 mA uniquement. Dans un système solidement mis à la terre, le courant de fuite peut aller jusqu'au courant de court-circuit, ici il est limité à 750 mA maximum. Ce courant de fonctionnement restreint réduit l'efficacité de fonctionnement globale de la protection du relais contre les fuites. L'importance d'une protection efficace et la plus fiable s'est accrue pour la sécurité contre les chocs électriques dans les mines.

Dans ce système, il est possible que la résistance connectée s'ouvre. Pour éviter cette protection supplémentaire pour surveiller, la résistance est déployée, qui coupe l'alimentation en cas de défaut.

Protection contre les fuites à la terre

Terre Les fuites de courant peuvent être très nocives pour les êtres humains, si elles les traversent. Pour éviter les chocs accidentels causés par des appareils/équipements électriques, des relais/capteurs de fuite à la terre sont utilisés à la source pour isoler l'alimentation lorsque la fuite dépasse une certaine limite. Des disjoncteurs différentiels sont utilisés à cet effet. Les disjoncteurs de détection de courant sont appelés RCB/RCCB. Dans les applications industrielles, les relais différentiels sont utilisés avec un CT (transformateur de courant) séparé appelé CBCT (transformateur de courant équilibré à noyau) qui détecte le courant de fuite (courant homophasé) du système à travers le secondaire du CBCT et cela fait fonctionner le relais. Cette protection fonctionne dans la plage des milliampères et peut être réglée de 30 mA à 3000 XNUMX mA.

Vérification de la connectivité à la terre

Un noyau pilote séparé p est géré à partir du système d'alimentation en équipements/distribution en plus du noyau de terre. Un dispositif de vérification de la connectivité à la terre est fixé à l'extrémité source et surveille en permanence la connectivité à la terre. Le noyau pilote p démarre à partir de ce dispositif de contrôle et traverse un câble de connexion qui alimente généralement les machines minières en mouvement (LHD). Ce noyau p est relié à la terre du côté distribution par l'intermédiaire d'un circuit de diodes qui complète le circuit électrique initié à partir du dispositif de contrôle. Lorsque la connectivité à la terre du véhicule est interrompue, ce circuit pilote est déconnecté, le dispositif de protection fixé à l'extrémité d'alimentation s'active et isole l'alimentation de la machine. Ce type de circuit est indispensable pour les équipements électriques lourds portables utilisés dans les mines souterraines.

biens

Prix

• Les réseaux TN permettent d'économiser le coût d'une connexion à la terre à faible impédance sur le site de chaque consommateur. Une telle connexion (une structure métallique enterrée) est nécessaire pour assurer terre de protection dans les systèmes IT et TT.
• Les réseaux TN-C permettent d'économiser le coût d'un conducteur supplémentaire nécessaire pour les connexions N et PE séparées. Cependant, pour atténuer le risque de rupture des neutres, des types de câbles spéciaux et de nombreuses connexions à la terre sont nécessaires.
• Les réseaux TT nécessitent une protection RCD (interrupteur de défaut à la terre) appropriée.

Sécurité

• En TN, un défaut d'isolement est très susceptible d'entraîner un courant de court-circuit élevé qui déclenchera un disjoncteur ou un fusible à surintensité et déconnectera les conducteurs L. Avec les systèmes TT, l'impédance de la boucle de défaut à la terre peut être trop élevée pour ce faire, ou trop élevée pour le faire dans le temps requis, c'est pourquoi un RCD (anciennement ELCB) est généralement utilisé. Les installations TT antérieures peuvent manquer de cette caractéristique de sécurité importante, permettant au CPC (conducteur de protection de circuit ou PE) et peut-être aux pièces métalliques associées à la portée des personnes (pièces conductrices exposées et pièces conductrices étrangères) d'être alimentées pendant de longues périodes en cas de panne. conditions, ce qui constitue un réel danger.
• Dans les systèmes TN-S et TT (et dans TN-CS au-delà du point de séparation), un dispositif à courant résiduel peut être utilisé pour une protection supplémentaire. En l’absence de défaut d’isolement dans l’appareil consommateur, l’équation I_L1+I_L2+I_L3+I_N = 0 est valable, et un RCD peut déconnecter l'alimentation dès que cette somme atteint un seuil (typiquement 10 mA – 500 mA). Un défaut d'isolement entre L ou N et PE déclenchera un RCD avec une forte probabilité.
• Dans les réseaux IT et TN-C, les dispositifs différentiels sont beaucoup moins susceptibles de détecter un défaut d'isolement. Dans un système TN-C, ils seraient également très vulnérables aux déclenchements indésirables dus au contact entre les conducteurs de terre des circuits sur différents RCD ou avec la terre réelle, rendant ainsi leur utilisation impraticable. De plus, les DDR isolent généralement le noyau neutre. Puisqu'il est dangereux de le faire dans un système TN-C, les RCD sur TN-C doivent être câblés pour interrompre uniquement le conducteur de ligne.
• Dans les systèmes monophasés asymétriques où la terre et le neutre sont combinés (TN-C et la partie des systèmes TN-CS qui utilise un noyau combiné neutre et terre), s'il y a un problème de contact dans le conducteur PEN, alors toutes les parties du système de mise à la terre au-delà de la coupure s'élèveront au potentiel du conducteur L. Dans un système multiphasé déséquilibré, le potentiel du système de mise à la terre se déplacera vers celui du conducteur de ligne le plus chargé. Une telle augmentation du potentiel du neutre au-delà de la cassure est connue sous le nom de inversion neutre. Par conséquent, les connexions TN-C ne doivent pas passer par des connexions fiche/prise ou des câbles flexibles, où la probabilité de problèmes de contact est plus élevée qu'avec un câblage fixe. Il existe également un risque si un câble est endommagé, risque qui peut être atténué par l'utilisation d'une construction de câble concentrique et de plusieurs électrodes de terre. En raison des (faibles) risques de perte du neutre élevant la métallurgie « mise à la terre » à un potentiel dangereux, associés au risque accru de choc dû à la proximité d'un bon contact avec la vraie terre, l'utilisation de fournitures TN-CS est interdite au Royaume-Uni pour caravanes et alimentation à quai des bateaux, et fortement déconseillé pour une utilisation dans les fermes et les chantiers de construction extérieurs, et dans de tels cas, il est recommandé de réaliser tout le câblage extérieur TT avec RCD et une prise de terre séparée.
• Dans les systèmes informatiques, il est peu probable qu’un seul défaut d’isolement provoque la circulation de courants dangereux à travers un corps humain en contact avec la terre, car il n’existe aucun circuit à faible impédance permettant à un tel courant de circuler. Cependant, un premier défaut d'isolement peut effectivement transformer un système IT en un système TN, puis un deuxième défaut d'isolement peut entraîner des courants corporels dangereux. Pire encore, dans un système multiphasé, si l'un des conducteurs de ligne entre en contact avec la terre, les autres noyaux de phase augmenteraient à la tension phase-phase par rapport à la terre plutôt qu'à la tension phase-neutre. Les systèmes informatiques subissent également des surtensions transitoires plus importantes que les autres systèmes.
• Dans les systèmes TN-C et TN-CS, toute connexion entre le noyau combiné neutre et terre et le corps de la terre pourrait finir par transporter un courant important dans des conditions normales, et pourrait en transporter encore plus dans une situation de neutre cassé. Par conséquent, les conducteurs principaux de liaison équipotentielle doivent être dimensionnés en tenant compte de cela ; L'utilisation du TN-CS est déconseillée dans des situations telles que les stations-service, où il y a une combinaison de beaucoup de ferronnerie enfouie et de gaz explosifs.

Compatibilité électromagnétique

• Dans les systèmes TN-S et TT, le consommateur dispose d'une connexion à la terre à faible bruit, qui ne souffre pas de la tension qui apparaît sur le conducteur N en raison des courants de retour et de l'impédance de ce conducteur. Ceci est particulièrement important pour certains types d’équipements de télécommunication et de mesure.
• Dans les systèmes TT, chaque consommateur dispose de sa propre connexion à la terre et ne remarquera aucun courant pouvant être provoqué par d'autres consommateurs sur une ligne PE partagée.

Règlements

• Dans le Code national de l'électricité des États-Unis et le Code électrique canadien, l'alimentation du transformateur de distribution utilise un conducteur neutre et un conducteur de terre combinés, mais au sein de la structure, des conducteurs neutres et de terre de protection séparés sont utilisés (TN-CS). Le neutre doit être relié à la terre uniquement du côté alimentation du sectionneur du client.
• En Argentine, en France (TT) et en Australie (TN-CS), les clients doivent fournir leurs propres connexions au sol.
• Le Japon est régi par la loi PSE et utilise la mise à la terre TT dans la plupart des installations.
• En Australie, le système de mise à la terre Multiple Earthed Neutre (MEN) est utilisé et est décrit dans la section 5 de l'AS 3000. Pour un client BT, il s'agit d'un système TN-C depuis le transformateur dans la rue jusqu'aux locaux (le neutre est plusieurs fois mis à la terre le long de ce segment), et un système TN-S à l'intérieur de l'installation, depuis le Tableau Général vers le bas. Considéré dans son ensemble, il s’agit d’un système TN-CS.
• Au Danemark, la réglementation sur la haute tension (Stærkstrømsbekendtgørelsen) et en Malaisie, l'ordonnance sur l'électricité de 1994 stipule que tous les consommateurs doivent utiliser une mise à la terre TT, bien que dans de rares cas, le TN-CS puisse être autorisé (utilisé de la même manière qu'aux États-Unis). Les règles sont différentes lorsqu’il s’agit de grandes entreprises.
• En Inde, conformément aux règlements de la Central Electricity Authority, CEAR, 2010, règle 41, il existe une mise à la terre, un fil neutre d'un système triphasé à 3 fils et un troisième fil supplémentaire d'un système biphasé à trois fils. La mise à la terre doit être effectuée avec deux connexions distinctes. Le système de mise à la terre doit également comporter au moins deux puits de terre (électrode) afin qu'une mise à la terre appropriée ait lieu. Conformément à la règle 4, une installation avec une charge supérieure à 2 kW dépassant 3 V doit être dotée d'un dispositif de protection contre les fuites à la terre approprié pour isoler la charge en cas de défaut à la terre ou de fuite.

Exemples d'application

• Dans les régions du Royaume-Uni où le câblage électrique souterrain est répandu, le système TN-S est courant.
• En Inde, l'approvisionnement en LT se fait généralement via le système TN-S. Le neutre est doublement mis à la terre au niveau du transformateur de distribution. Le neutre et la terre fonctionnent séparément sur les lignes aériennes/câbles de distribution. Un conducteur séparé pour les lignes aériennes et le blindage des câbles sont utilisés pour la connexion à la terre. Des électrodes/puits de terre supplémentaires sont installés aux extrémités des utilisateurs pour renforcer la terre.
• La plupart des maisons modernes en Europe disposent d'un système de mise à la terre TN-CS. Le neutre et la terre combinés se produisent entre le poste de transformation le plus proche et le coupe-circuit (le fusible avant le compteur). Après cela, des noyaux de terre et de neutre séparés sont utilisés dans tout le câblage interne.
• Les maisons urbaines et suburbaines plus anciennes du Royaume-Uni ont tendance à être alimentées en TN-S, la connexion à la terre étant assurée par la gaine en plomb du câble souterrain en plomb et en papier.
• Les maisons plus anciennes en Norvège utilisent le système informatique tandis que les maisons plus récentes utilisent TN-CS.
• Certaines maisons plus anciennes, en particulier celles construites avant l'invention des disjoncteurs à courant résiduel et des réseaux domestiques câblés, utilisent un agencement TN-C interne. Ce n’est plus une pratique recommandée.
• Les laboratoires, les installations médicales, les chantiers de construction, les ateliers de réparation, les installations électriques mobiles et autres environnements alimentés par des moteurs-générateurs où il existe un risque accru de défauts d'isolation, utilisent souvent un dispositif de mise à la terre informatique alimenté par des transformateurs d'isolement. Pour atténuer les problèmes de double défaut des systèmes informatiques, les transformateurs d'isolement ne doivent alimenter chacun qu'un petit nombre de charges et doivent être protégés par un dispositif de surveillance de l'isolement (généralement utilisé uniquement par les systèmes informatiques médicaux, ferroviaires ou militaires, en raison du coût).
• Dans les zones reculées, où le coût d'un conducteur PE supplémentaire dépasse le coût d'une connexion à la terre locale, les réseaux TT sont couramment utilisés dans certains pays, en particulier dans les propriétés plus anciennes ou dans les zones rurales, où la sécurité pourrait autrement être menacée par la rupture d'un conducteur PE aérien par, disons, une branche d'arbre tombée. Les fournitures TT vers des propriétés individuelles sont également observées dans la plupart des systèmes TN-CS où une propriété individuelle est considérée comme impropre à l'approvisionnement TN-CS.
• En Australie, en Nouvelle-Zélande et en Israël, le système TN-CS est utilisé ; cependant, les règles de câblage stipulent actuellement qu'en outre, chaque client doit fournir une connexion distincte à la terre via à la fois une liaison de conduite d'eau (si des conduites d'eau métalliques pénètrent dans les locaux du consommateur) et une prise de terre dédiée. En Australie et en Nouvelle-Zélande, cela s'appelle Multiple Earthed Neutral Link ou MEN Link. Ce MEN Link est amovible à des fins de tests d'installation, mais est connecté lors de son utilisation soit par un système de verrouillage (contre-écrous par exemple), soit par deux ou plusieurs vis. Dans le système MEN, l’intégrité du Neutre est primordiale. En Australie, les nouvelles installations doivent également relier le béton de fondation renforcé sous les zones humides au conducteur de terre (AS3000), ce qui augmente généralement la taille de la mise à la terre et fournit un plan équipotentiel dans des zones telles que les salles de bains. Dans les installations plus anciennes, il n'est pas rare de trouver uniquement la liaison de la conduite d'eau, et elle peut rester telle quelle, mais la prise de terre supplémentaire doit être installée si des travaux de mise à niveau sont effectués. Les conducteurs de terre et de neutre de protection sont regroupés jusqu'au lien neutre du consommateur (situé du côté client du raccordement neutre du compteur électrique) – au-delà de ce point, les conducteurs de terre de protection et de neutre sont séparés.

Systèmes haute tension

Dans les réseaux haute tension (au-dessus de 1 kV), beaucoup moins accessibles au grand public, la conception du système de mise à la terre se concentre moins sur la sécurité que sur la fiabilité de l'alimentation, la fiabilité de la protection et l'impact sur les équipements en présence de un court-circuit. Seule l'ampleur des courts-circuits phase-terre, qui sont les plus courants, est significativement affectée par le choix du système de mise à la terre, car le chemin du courant est en grande partie fermé à travers la terre. Les transformateurs de puissance triphasés HT/MT, situés dans les sous-stations de distribution, constituent la source d'alimentation la plus courante des réseaux de distribution, et le type de mise à la terre de leur neutre détermine le système de mise à la terre.

Il existe cinq types de mise à la terre du neutre :

• Neutre mis à la terre
• Neutre déterré
• Neutre mis à la terre par résistance
  • Mise à la terre à faible résistance
  • Mise à la terre à haute résistance
• Neutre à réactance mis à la terre
• Utilisation de transformateurs de mise à la terre (comme le transformateur Zigzag)

Neutre mis à la terre

In solide or directement Neutre mis à la terre, le point étoile du transformateur est directement connecté à la terre. Dans cette solution, un chemin à faible impédance est prévu pour la fermeture du courant de défaut à la terre et, par conséquent, leurs amplitudes sont comparables aux courants de défaut triphasés. Puisque le neutre reste au potentiel proche de la terre, les tensions dans les phases non affectées restent à des niveaux similaires à ceux d'avant le défaut ; c'est pour cette raison que ce système est régulièrement utilisé dans les réseaux de transport à haute tension, où les coûts d'isolation sont élevés.

Neutre mis à la terre par résistance

Pour limiter les courts-circuits et les défauts à la terre, une résistance de mise à la terre neutre supplémentaire (NGR) est ajoutée entre le neutre, le point neutre du transformateur et la terre.

Mise à la terre à faible résistance

Avec une faible résistance, la limite de courant de défaut est relativement élevée. En Inde, il est limité à 50 A pour les mines à ciel ouvert, conformément aux règlements de la Central Electricity Authority, CEAR, 2010, règle 100.

Neutre déterré

In déterré, isolé or flottant neutre Dans ce système, comme dans le système informatique, il n'y a pas de connexion directe entre le point étoile (ou tout autre point du réseau) et le sol. En conséquence, les courants de défaut à la terre n’ont aucun chemin à fermer et ont donc des amplitudes négligeables. Cependant, en pratique, le courant de défaut ne sera pas égal à zéro : les conducteurs du circuit — notamment les câbles souterrains — ont une capacité inhérente vers la terre, ce qui assure un trajet d'impédance relativement élevée.

Les systèmes avec neutre isolé peuvent continuer à fonctionner et fournir une alimentation ininterrompue même en présence d'un défaut à la terre.

La présence d'un défaut à la terre ininterrompu peut présenter un risque important pour la sécurité : si le courant dépasse 4 A – 5 A, un arc électrique se développe, qui peut se maintenir même après la disparition du défaut. Pour cette raison, ils sont principalement limités aux réseaux souterrains et sous-marins, ainsi qu’aux applications industrielles, où le besoin de fiabilité est élevé et la probabilité de contact humain relativement faible. Dans les réseaux de distribution urbains comportant de multiples départs souterrains, le courant capacitif peut atteindre plusieurs dizaines d'ampères, représentant un risque important pour les équipements.

L'avantage d'un faible courant de défaut et d'un fonctionnement continu du système par la suite est compensé par l'inconvénient inhérent selon lequel l'emplacement du défaut est difficile à détecter.