CNFI-SEG-MN 0301.2 Energie Electrique [PDF]

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Formation des Opérateurs SEG Support pédagogique du module OPSEG 03 Code RAF:VS 000403 INTERNE SNCF Propriété de la SNCF Reproduction limitée Ce document ne doit pas être Communiqué En dehors de l'entreprise

Document pédagogique "Energie Electrique"

Version n° 01 du 10-05-2010 Applicable dès réception

Validation du CFI Nom et prénom du vérificateur : BIGOURD Jean luc............................................... Fonction : Formateur SEG Infrastructure ...................... Nom et prénom du valideur : PRADAT Véronique Fonction : RUF PR .............. Date : 17/05/2010 ........... Signature

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Émetteur : CNFI UF SEG Moulin neuf

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Sommaire PRÉAMBULE ........................................................................................................................7 TEXTES APPLICABLES ........................................................................................................8 La réglementation ................................................................................................................8 TEXTES RÉGLEMENTAIRES ..............................................................................................10 TEXTES NORMATIFS .........................................................................................................10 PRINCIPES FONDAMENTAUX DES ALIMENTATIONS IES.................................................11 CLASSEMENT DES INSTALLATIONS .................................................................................11 TABLEAU DES DOMAINES DE TENSION ............................................................................12 INSTALLATION HAUTE TENSION ......................................................................................12 Fonction : ...........................................................................................................................13 Les postes de livraison et de transformation sont classés : ...............................................13 MODE D’ALIMENTATION ..................................................................................................14 TYPES DE POSTES..............................................................................................................16 LE COMPTAGE HT OU BT ...............................................................................................17 POSTE HT À COMPTAGE BT ............................................................................................17 POSTE HT À COMPTAGE HT............................................................................................19 POSTES DE TRANSFORMATION 25KV/420V ....................................................................20 Le réchauffage des aiguilles ..............................................................................................20 Poste destinés à l’alimentation d’installation de signalisation (et éventuellement de réchauffage d’aiguilles) .....................................................................................................21 Postes destinés à l’alimentation exclusive d’installations de réchauffage d’aiguilles. .....22 ALIMENTATION PAR RÉSEAU 3,2 KV...............................................................................23 Poste de type extérieur.......................................................................................................23 Distribution à un seul feeder 3,2kV (simple coupure d’artère) .........................................25 Distribution à deux feeders 3,2kV (double coupure d’artère croisée) ..............................27 SOUS-STATION S.E.S ........................................................................................................29 Fonctionnement .................................................................................................................29 Schéma...............................................................................................................................29 LES TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE .........................................................................30 Les principales caractéristiques d’un transformateur sont : ..............................................30 Types de transformateurs...................................................................................................30 STRUCTURE DU RÉSEAU D’ALIMENTATION BT ..............................................................31 La distribution BT peut être réalisée : ...............................................................................31 PROTECTION DES PERSONNES, LE RISQUE ÉLECTRIQUE ET SES EFFETS SUR LE CORPS HUMAIN .............................................................................................................................32

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Quatre paramètres interdépendants influent sur le niveau des risques :........................... 32 Les différents accidents : .................................................................................................. 33 Le risque d’incendie : ....................................................................................................... 33 Le risque de non disponibilité de l’énergie : .................................................................... 33 Le contact direct : ............................................................................................................. 34 Le contact indirect : .......................................................................................................... 35 SCHÉMAS DE LIAISON À LA TERRE ................................................................................. 36 Schémas TT ...................................................................................................................... 37 Neutre à la Terre, Masses à la Terre (TT) ........................................................................ 38 Schéma TN ....................................................................................................................... 39 Schéma TN-S .................................................................................................................... 39 Neutre à la terre, Masses au Neutre (TN-S, C, CS).......................................................... 41 La normalisation impose................................................................................................... 42 Neutre Isolé de la terre, Masses reliées à la Terre............................................................ 43 Critère de choix du SLT ................................................................................................... 44 DISPOSITIFS DE COUPURE ET DE PROTECTION .............................................................. 45 LES PROTECTIONS ........................................................................................................... 46 Le fusible : ........................................................................................................................ 46 Le disjoncteur : ................................................................................................................. 46 Les dispositifs différentiels............................................................................................... 47 INTERVENTION EN BT & HT .......................................................................................... 48 Définition relative aux personnes ..................................................................................... 48 1. Employeur................................................................................................................ 48 2. Chargé d’exploitation .............................................................................................. 48 3. Chargé de consignation électrique........................................................................... 48 4. Chargé de travaux ou d’interventions...................................................................... 48 5. Exécutant ................................................................................................................. 49 6. Chargé de réquisition............................................................................................... 49 7. Chargé d’essais : ...................................................................................................... 49 8. Surveillant de sécurité électrique............................................................................. 49 9. Personne qualifiée.................................................................................................... 49 Définitions relatives aux opérations comprenant des travaux hors tension ou sous tension50 1. Travaux .................................................................................................................... 50 2. Interventions ............................................................................................................ 50 3. Manœuvres (Inter, disj. , sectionneurs, ponts…)..................................................... 50 4. Mesurages ................................................................................................................ 50 5. Essais ....................................................................................................................... 51 6. Réquisition............................................................................................................... 51 7. Vérifications ............................................................................................................ 51 8. Opérations particulières d’entretien avec présence de tension................................ 51 Définitions relatives aux distances, zones et locaux......................................................... 52 1. Zone de travail ......................................................................................................... 52 2. Balisage de la zone .................................................................................................. 52 3. Ecran ........................................................................................................................ 52 4. Protecteur................................................................................................................. 52 5. Zone de Voisinage ................................................................................................... 52 6. Distance minimale d’approche (DMA) ................................................................... 52

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Formation et habilitation ...................................................................................................54 1. Formation à la prévention des risques électriques....................................................54 2. Habilitation ...............................................................................................................54 3. Indices d’habilitation ................................................................................................59 4. Titre d’habilitation....................................................................................................60 Travaux hors tension .........................................................................................................61 1. Principes fondamentaux de la consignation électrique. ...........................................61 2. Rôle du chef d’établissement....................................................................................62 3. Rôle du chargé de consignation................................................................................63 4. Rôle du chargé de travaux ........................................................................................64 5. Rôle de l’exécutant ...................................................................................................65 Documents .........................................................................................................................65 Documents .........................................................................................................................66 Le Carnet de consignations ..........................................................................................66 Le Carnet d’attestations de consignation......................................................................66 Le Carnet d’attestations de 1ère étape de consignation .................................................67 Le Carnet d’avis de réquisition ....................................................................................67 Le Carnet d’autorisations de travail .............................................................................68 ANNEXE : SYMBOLES UTILISÉS EN ÉNERGIE ...................................................................69

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Préambule Ce document est un support de cours rédigé uniquement pour faciliter la formation professionnelle. Il n’est pas opposable aux textes réglementaires que les agents doivent appliquer.

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Textes applicables La réglementation Le code du travail permet au Ministre du travail de prendre des décrets portant sur le règlement d’administration publique en vue d’assurer l’hygiène et la sécurité des travailleurs. Il existe une véritable hiérarchie des différents textes :
La Loi : votée par l’assemblée nationale elle définit des objectifs à atteindre.
Le Décret : Il découle d’une loi, il est signé par le ministre du gouvernement concerné, il précise les buts à atteindre.
L’arrêté : Il est signé par le ministre du gouvernement concerné, il précise les moyens.
La Circulaire : Émise pour les services techniques ou administratifs des ministères, et destinée aux fonctionnaires, elle analyse les textes et détermine une ligne d’action.
La Note Technique : Émise par les services techniques des ministères, et destinée aux fonctionnaires, elle donne une interprétation technique d’un point particulier. Ces textes sont complétés pour application à la SNCF par des règlements de la classe RH et des documents techniques : référentiel IN, directives d’études, etc.…

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Décrets Arrêtés Circulaires

Règlements RH

Normes Publications Guides Technique

Documentations Techniques

Technologie Texte de droit commun Texte SNCF

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Textes réglementaires Les textes réglementaires, textes à caractère obligatoire, sont issus pour la plupart du code du travail, livre II. Ils fixent des objectifs en matière de sécurité. Ce sont des décrets complétés éventuellement par des arrêtés et des circulaires .On peut citer par exemple : Le décret n°82-167 du 16 février 1982 relatif aux m esures particulières destinées à la sécurité des travailleurs contre les dangers d’origine électrique lors des travaux de construction, d’exploitation et d’entretien des ouvrages de distribution d’énergie électrique. Le décret n°88-1056 du 14 novembre 1988 pris pour l ’exécution des dispositions du livre II, titre III du code du travail en ce qui concerne la protection des travailleurs dans les établissements qui mettent en œuvre des courants électriques .La note de commentaires sur ce règlement indique les installations qui sont soumises au décret du 14 novembre1988. L’arrêté du 02 avril 1991 : conditions techniques auxquelles doivent satisfaire les distributions d’énergie électrique. L’arrêté du 14 février 1992 : consigne aux premiers secours à donner aux victimes d’accidents électriques.

Textes normatifs Ces textes donnent les règles et les moyens à mettre en œuvre pour atteindre les objectifs de sécurité imposés par les textes réglementaires. Ce sont : Les normes : NF C 13-100, NF C 13-200 : pour les installations HT NF C 14-100, NF C 15-100 : pour les installations BT Etc... Des publications : UTE C 18510 par exemple. Des guides techniques qui complètent les normes : UTE C 15105 : détermination de la section des conducteurs et choix des dispositifs de protection.

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Principes fondamentaux des alimentations IES L’étude d’une installation électrique doit être conduite dans le souci permanent d’une bonne adaptation aux besoins de l’utilisateur. Une installation électrique doit permettre d’assurer l’alimentation de tous les appareils d’utilisation d’un local ou d’un site avec : • une bonne continuité de service assurée par plusieurs sources normales ou une source normale et une source de remplacement, • une facilité normale d’exploitation, y compris lors d’opérations de maintenance (entretien, dépannage, ...), • une possibilité aisée d’adaptation aux besoins, même en cas d’extension, • une sécurité optimale des personnes et des biens, • une bonne durabilité dans le temps (pérennisation de l’installation), • un bon rendement économique à la réalisation, à l’exploitation et à la maintenance.

Classement des installations Les ouvrages, installations et équipement de toute nature (à l’exception des installations de traction électrique), quelle que soit leur désignation, sont classés en fonction de la plus grande des tensions nominales (valeur efficace en courant alternatif) existante : Entre deux conducteurs quelconques (ou pièces conductrices) et la terre (ou les masses).

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Tableau des domaines de tension Valeur de la tension nominale (exprimée en volts) Domaine de tension En courant Alternatif

En courant continu

Un ≤ 50

Un ≤120

Domaine BTA

50 < Un ≤ 500

120 < Un ≤750

Domaine BTB

500 < Un ≤ 1 000

750 < Un ≤ 1 500

Domaine HTA

1 000 < Un ≤ 50 000

1 500 < Un ≤ 75 000

Domaine HTB

50 000 < Un

75 000 < Un

Très basse tension (domaine TBT)

Basse Tension (domaine BT)

Haute Tension (domaine HT)

Installation haute tension Lorsque les besoins en énergie dépassent les possibilités du réseau basse tension de distribution publique, l’alimentation est réalisée en haute tension. Les circuits terminaux utilisant de la BT sont alors issus de postes de transformation HT. La conception des postes de transformation dépend du type de réseau de distribution, aérien ou souterrain, et de la puissance mise en jeu. En fonction des besoins et des conditions locales, ces postes sont implantés à l’extérieur ou à l’intérieur des bâtiments. La structure du réseau de distribution HT fait que le mode d’alimentation de ces postes de transformation peut être différent : simple ou double dérivation, coupure d’artère.

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Fonction :
L’intérêt que porte l’abonné à la permanence de l’alimentation.
La structure du réseau HT auquel le poste est raccordé.
La position géographique du poste par rapport au réseau de distribution.

Les postes de livraison et de transformation sont classés :
Suivant la nature du matériel : type ouvert ou à cellules sous enveloppe.
Suivant que le mode de comptage est en BT ou en HT.

Poste intérieur de type cellules ouvertes.

Poste intérieur de type cellules préfabriquées sous enveloppe.

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Mode d’alimentation Simple dérivation : le poste est alimenté par une dérivation du réseau de distribution. Cette formule, rencontrée fréquemment en réseau aérien, est simple et économique mais rend le poste tributaire d’une seule desserte. Tout défaut prive de tension les postes raccordés.

Double dérivation : le poste peut être alimenté par l’une ou l’autre des deux dérivations distinctes du réseau de distribution. En cas de défaut sur la première, la seconde est mise en service, automatiquement ou manuellement.

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Coupure d’artère : cette solution, fréquente en réseau souterrain, fait bénéficier le poste de deux dessertes issues du même poste source du réseau de distribution ainsi que la continuité de passage de cette ligne dans le poste HT. En cas d’incident, la durée d’une coupure est limitée au temps de localisation, d’élimination du tronçon avarié et de réalimentation par l’autre partie de l’artère.

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Types de postes Type de poste

Cellules ouvertes

Poste de livraison et de transformation de distribution

Caractéristiques Les cellules sont délimitées par des cloisons maçonnées ou par des panneaux en tôle.la face avant de ces cellules comporte une surface minimale de panneaux grillagés de façon que les différents éléments des circuits restent dans tous les cas visibles pour une personne se trouvant à l’extérieur, sans qu’il soit nécessaire de déposer un écran, ou d’ouvrir une porte. De plus, il est possible d’effectuer la vérification d’absence de tension de l’extérieur de chaque cellule. Ce type de poste est réalisé à partir d’un ensemble d’armoires métalliques unitaires d’encombrement réduit. Sa conception renforce :

La sécurité des personnes par des cloisonnements complets et des Cellules verrouillages internes. préfabriquées sous enveloppe La protection du matériel contre les agents extérieurs (petits animaux, chute d’objets. Ce type de poste est installé lors de la création de nouveaux postes et à la place des postes de type ouvert au fur et à mesure de leur remplacement. Haut de poteau

Poste dont la puissance n’excède pas 100kVA

Grillagé Poste 25 KV/BT Au sol

Préfabriqué

Mobile

Lorsque la puissance dépasse 160kVA, le poids du transformateur ne permet plus son installation en haut de poteau, on a recours au poste bas de poteau. Toutefois, sa puissance est limitée à 400kVA

Ce type de poste, alimenté par la caténaire 25kV, est utilisé pour alimenter les installations de réchauffage des aiguilles. Il contient un transformateur 25kV/BT, les protections et les départs BT. Il est utilisé sur les LGV et est appelé à remplacer les postes 25kV/BT d’extérieur installés sur des supports

Ce poste, sous enveloppe métallique, est réservé à une utilisation temporaire (alimentation du chantier, installation de dépannage, etc.

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Le Comptage HT ou BT Deux types de comptage peuvent être installés :
Comptage basse tension.
Comptage haute tension. L’emplacement et le choix des matériels de comptage sont effectués en accord avec le distributeur d’énergie. Logiquement, les postes sont à comptage BT lorsqu’ils comportent un seul transformateur HT/BT.

Poste HT à comptage BT Dans cet exemple, l’alimentation normale est fournie par le distributeur (réseau en simple dérivation), l’alimentation de remplacement par la SNCF (réseau de coupure d’artère). Exemple :

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Poste HT à comptage HT Dans cet exemple, l’alimentation normale provient du réseau HT du Distributeur.

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Postes de transformation 25kV/420V Des installations de signalisation ou de réchauffage d’aiguilles peuvent être alimentées à partir de la caténaire 25 kV. L’alimentation est réalisée au travers d’un transformateur 25 kV/420 V, installé sur poteau ou au sol dans un poste grillagé ou préfabriqué. La gamme des puissances est de : • postes extérieurs sur poteau : 25, 50 et 100 kVA, • postes extérieurs au sol et postes intérieurs : 100, 160, 250 et 400 kVA. Le courant fourni est du courant alternatif monophasé 50 Hz dont la tension nominale est de 420 V. Installation et branchement : L’installation du poste peut être faite sur support indépendant ou sur support caténaire, le branchement est réalisé sur une ou deux caténaires suivant l’utilisation du poste.

Le réchauffage des aiguilles La manœuvre des aiguilles doit être assurée par tous les temps. Suivant les conditions locales, géographiques et atmosphériques, elles sont équipées d’un dispositif de réchauffage qui permet d’assurer leur fonctionnement en période de neige et de verglas. Deux types sont utilisés : • le réchauffage électrique, • le réchauffage au gaz. Le réchauffage électrique dispense de toute intervention en campagne pour la mise en action et pour l’arrêt du réchauffage. Les centres de réchauffage sont alimentés : Soit depuis un feeder monophasé 420V issu d’un branchement caténaire, Soit depuis un secteur local triphasé + neutre 400V.

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Poste destinés à l’alimentation d’installation de signalisation (et éventuellement de réchauffage d’aiguilles) Afin que la fourniture du courant soit aussi constante que possible, ces postes sont :

• branchés sur deux caténaires alimentées indépendamment l’une de l’autre.

• établis sur un poteau caténaire distinct et placés à au moins 3 m de ceux-ci.

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Postes destinés à l’alimentation exclusive d’installations de réchauffage d’aiguilles. Ces postes qui n’ont pas à assurer la fourniture du courant d’une façon aussi sûre que les précédents, sont : Branchés sur une seule caténaire, en principe caténaire de voie de service. Établis directement sur poteau caténaire de voie de service autant que possible. Installés sans sectionneur lorsqu’ils sont mis sur poteau caténaire de voie de service, le sectionneur de cette caténaire permet d’isoler le poste en cas de besoin.

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Alimentation par réseau 3,2 kV La distribution d’énergie par réseau 3,2 kV est réalisée par un seul feeder en simple dérivation, antenne ou boucle, ou par deux feeders croisés. Le poste de transformation 3,2 kV peut être de type intérieur ou extérieur. Sa constitution est fonction du mode de distribution et de la puissance des transformateurs HT/BT à installer.

Poste de type extérieur Suivant le mode de distribution, le poste de transformation extérieur comprend 1 ou 2 armoires HT et une armoire comprenant le dispositif normal secours. Les armoires HT se composent d’un compartiment transformateur, et d’un compartiment sectionneur.

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Poste de type intérieur Le poste de transformation de type intérieur comprend, suivant le mode de distribution, 1 ou 2 armoires (cellules) recevant le ou les feeder(s) d’alimentation, associées au(x) transformateur(s). Un châssis comprend le dispositif normal/secours et les départs BT.

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Distribution à un seul feeder 3,2kV (simple coupure d’artère)

Un feeder relie les deux postes de transformations consécutifs et est normalement alimenté par le poste A, il peut être alimenté en secours par le poste B.

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Distribution à deux feeders 3,2kV (double coupure d’artère croisée) La distribution d’énergie est réalisée à partir du feeder I, issu de la sousstation A, et du feeder II, issu de la sous station B.

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Exemple d’armoire d’alimentation en 3,2 kV double feeder croisés Avec enclenchements mécaniques entre les différents sectionneurs.

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Sous-station S.E.S La sous-station S.E.S. est le local où s’opère la commutation des différentes sources d’alimentation des installations (secteur local, groupe électrogène de secours, etc.).

Fonctionnement Dans le cas d’une sous-station équipée d’une source de remplacement et d’un groupe de secours, lorsque l’alimentation principale est défaillante, on bascule instantanément par l’intermédiaire d’un premier contacteur « normal-secours » sur l’autre source (1er secours). Si cette dernière ne peut également assurer une alimentation normale, on provoque le démarrage du groupe de secours (thermique ou électrique dans le cas d’un secours par la caténaire) pour fournir le courant nécessaire aux installations (2ème secours). De même, dès que la ou l’une des sources principales est redevenue normale, l’alimentation est reportée automatiquement sur cette source.

Schéma

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Les transformateurs de puissance Un transformateur est défini, d’une part, par ses caractéristiques électriques et d’autre part, par celles liées à sa technologie et à ses conditions d’utilisation.

Les principales caractéristiques d’un transformateur sont :
la fréquence.


la tension primaire ou tension d’alimentation.
la tension secondaire à vide ou tension d’utilisation à vide.
la tension de court-circuit (Ucc).
le niveau d’isolement.
le couplage.

Types de transformateurs • les transformateurs secs. L’isolation des enroulements est réalisée par des isolants secs. Le refroidissement est donc réalisé par l’air ambiant sans liquide intermédiaire.

• les transformateurs immergés. Le liquide le plus souvent utilisé comme diélectrique dans les transformateurs immergés est l’huile minérale. Ce type de transformateur ne peut être utilisé qu’à condition de prendre des protections contre les risques d’incendie et de pollution.

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Structure du réseau d’alimentation BT Les alimentations BT sont issues des réseaux HT ou directement alimentées par une source BT

La distribution BT peut être réalisée :
En dérivation ou en étoile.


En boucle.


En cascade ou en antenne.

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Protection des personnes, le risque électrique et ses effets sur le corps humain Les risques électriques agissent sur la vie des personnes, la conservation des biens et la disponibilité de l’énergie électrique.

Quatre paramètres interdépendants influent sur le niveau des risques :
Ic : courant qui circule dans le corps humain,
Uc : tension appliquée au corps,
R : résistance du corps humain ( R interne + R peau )
t : temps de passage du courant dans le corps

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Les différents accidents : L’électrisation (c'est l'effet excito-moteur, c'est-à-dire l'action de stimulation du courant sur les muscles ou les nerfs); selon l'intensité du courant on distingue :


la secousse électrique ( I > 0,5 mA )
les contractions musculaires ( I > 10 mA )
la tétanisation des muscles respiratoires (I > 30 mA)
la fibrillation ventriculaire (I > 100 mA)
l'arrêt du cœur (I > 1A) Les brûlures


par arc ou par projection
électrothermiques : elles sont provoquées par l'énergie dissipée par effet Joule dans le corps (W = U.I.t) Les effets secondaires


complications cardio-vasculaires
complications rénales
troubles psychiques ou organiques.

Le risque d’incendie : Ce risque a pour origine un échauffement important et ponctuel des câbles (ou conducteurs) ou un arc électrique provoqué par un défaut d’isolement.

Le risque de non disponibilité de l’énergie : Si, pour éliminer un défaut, la partie en défaut est déconnectée automatiquement, il en résulte un risque pour les personnes (manque d’éclairage, et/ou mise hors service d’équipements d’utilités du bâtiment) et un risque économique par perte de production. De plus, si le courant de défaut est élevé, les dégâts, dans l’installation, peuvent être importants et augmenter les coûts et les temps de réparation.

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Le contact direct :
Il s’agit du contact accidentel de personnes avec un conducteur actif (phase ou neutre) ou une pièce conductrice habituellement sous tension.
En basse tension, les mesures de protections consistent à mettre ces parties actives hors de portée ou à les isoler.

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Le contact indirect :
Il s’agit du contact d’une personne avec des masses métalliques mises accidentellement sous tension (défaut d’isolement).
Un courant de défaut circule et provoque une élévation de potentiel entre la masse du récepteur électrique et la terre. Il y a donc apparition d’une tension de défaut qui est dangereuse si elle est supérieure à UL (tension limite de 50V).

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Schémas de liaison à la terre Définition : le schéma de liaison à la terre (SLT) d’une installation BT est caractérisé par la position électrique du neutre du secondaire du transformateur HT/BT par rapport à la terre et par la situation des masses de l’installation. Les critères de choix des schémas de liaison à la terre sont :
Techniques : surtensions, courant de défaut, etc.…
D’exploitation : continuité de service, facilité de détection, maintenance.
De sécurité des biens et des personnes.
Économiques : coûts d’investissement, d’exploitation. Le schéma de liaison à la terre est caractérisé par deux lettres :

La troisième lettre (facultative) : caractérise la situation du conducteur neutre (N) par rapport à la protection (PE) : C : les conducteurs de neutre (N) et de protection (PE) sont confondus en un conducteur « commun » désigné (PEN). S : les conducteurs de neutre (N) et de protection (PE) sont séparés. Il en résulte trois schémas de liaisons à la terre qui sont normalisés :

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Schémas TT Dans ce type de schéma, le neutre est relié à une prise de terre en général distincte de celle des masses. Toutes les masses protégées par un même dispositif de coupure doivent être reliées au même système de mise à la terre.

Schémas

Technique de protection des personnes

Technique d’exploitation

TT

Mise à la terre des masses associée à l’emploi de dispositifs différentiels résiduels.

Coupure au premier défaut d’isolement

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Neutre à la Terre, Masses à la Terre (TT) En cas de défaut, le courant « s’écoule » par la terre. Ce courant implique une différence entre les courants d’alimentation du récepteur. Cette différence est détectée par un dispositif différentiel qui agit sur le dispositif de coupure (disjoncteur, interrupteur).

Exemple de DDR

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Schéma TN Dans ce type de schéma, le principe est de transformer tout défaut d’isolement en court circuit monophasé phase neutre, ce qui sollicite les protections de surintensité. Le point neutre B.T. de chaque source est relié directement à la terre. Toutes les masses de l’installation sont reliées au neutre et donc à la terre par le conducteur (PE ou PEN). Nota : Ce SLT peut se révéler pénalisant à la conception et particulièrement lors d’extensions car il demande la maîtrise des impédances de boucle de défauts éventuels (L max). Trois schémas TN existent en fonction de la disposition du conducteur neutre et du conducteur de protection : les schémas TN-S, TN-C et TN-CS.

Schéma TN-S : le conducteur de protection est distinct du neutre.

Dans les locaux classés à risque d’incendie ou d’explosion, le TN-S peut être utilisé si une protection par DDR ≤ 500 mA est placée à l’origine de ces locaux.

Schémas

Technique de protection des personnes Interconnexion et mise à la terre des masses et du neutre impérativement

TN

Coupure au premier défait par protection de surintensité (disjoncteurs ou fusibles)

Technique d’exploitation

Coupure au premier défaut d’isolement

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Schémas TN-C et TN-C-S : les fonctions du conducteur neutre et du conducteur de protection sont combinées en un seul conducteur appelé PEN.

Le conducteur PEN ne doit jamais être coupé et la norme NF C 15-100 impose, pour des conducteurs de protection de section inférieure à 10mm² (cuivre) de séparer le neutre du PE, ce qui revient à réaliser un schéma TN-S. Dans les locaux classés à risque d’incendie ou d’explosion, le TN-C est rigoureusement interdit, car le PEN est connecté aux structures métalliques des bâtiments et sont donc traversées en permanence par le courant de déséquilibre du neutre. Ce courant entraîne une corrosion des boulons ou rivets de fixations de cette structure ce qui peut, après un certain temps, conduire à l’apparition d’étincelles pouvant déclencher un incendie ou une explosion selon l’environnement. Ces deux schémas peuvent entraîner un nouveau schéma appelé le TN-C-S uniquement lorsque le schéma TN-S est situé en aval du TN-C.

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Neutre à la terre, Masses au Neutre (TN-S, C, CS)

Principe : transformer tout défaut d’isolement en court circuit monophasé phase neutre.

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Schéma IT Dans ce type de schéma dit à « neutre isolé » : Le point du neutre du transformateur est soit isolé de la terre (neutre isolé), soit relié à la terre par une impédance élevée (neutre impédant). Les masses de l’installation sont interconnectées et reliées à une même prise de terre des masses.

En schéma IT le premier défaut d’isolement n’impose pas le déclenchement de l’appareil de protection du circuit concerné car la tension limite conventionnelle de contact (UL) est inférieure ou égale à 50V. Mais ce défaut doit être détecté au moyen d’un Contrôleur Permanent d’Isolement (CPI) et éliminé avant qu’un deuxième défaut d’isolement ne survienne sur un autre conducteur actif nécessitant alors le déclenchement. Ce déclenchement est mis en œuvre à la conception de l’installation par le calcul des longueurs maximales de câble à ne pas dépasser en aval d’une protection.

La normalisation impose : un Dispositif Différentiel Résiduel (DDR), en tête de l’installation, si les prises de terre, du poste et des masses de l’utilisation, ne sont pas interconnectées. un DDR par groupe d’équipement, si les masses de l’utilisation ne sont pas toutes connectées à une même prise de terre. l’installation d’un limiteur de surtension, si le réseau est alimenté par un transformateur HT/BT. Nota : Ce SLT peut se révéler pénalisant à la conception et particulièrement lors d’extensions car il demande la maîtrise des impédances de boucle de défauts éventuels (L max).

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Schémas

Technique de protection des personnes Interconnexion et mise à la terre des masses.

IT

Signalisation du premier défaut par contrôleur permanent d’isolement. Coupure au deuxième défaut par protection de surintensité (disjoncteurs ou fusibles)

Technique d’exploitation

Surveillance du premier défaut d’isolement Recherche et élimination obligatoire du défaut. Coupure en présence de deux défauts d’isolement simultanés

Neutre Isolé de la terre, Masses reliées à la Terre

En cas de défaut simple, il n’y a pas de risque de choc car le potentiel de masse est faible du fait de l’impédance. Il est souhaitable d’éliminer le défaut rapidement pour ne pas prendre le risque qu’un autre défaut survienne.

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Critère de choix du SLT

Les caractéristiques de desserte du territoire français ont conduit à choisir le schéma TT pour sa souplesse et ses conditions de réalisation. Toutefois, le schéma TN peut aujourd’hui être accordé par le distributeur de réseau public à certain clients du tarif jaune, sous réserve de satisfaire des conditions garantissant, en particulier, la non rupture de neutre du réseau et une très faible valeur de terre.

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Dispositifs de coupure et de protection
Sectionneur (article 253.1 de la NF C15-100) : « Appareil mécanique de connexion qui assure en position d’ouverture, une distance de sectionnement satisfaisant à des prescriptions spécifiées. Un sectionneur ne permet pas la coupure en charge d'un circuit. »
Interrupteur (article 253.2 de la NF C15-100) : « Appareil mécanique de connexion capable d'établir, de supporter et d'interrompre des courants dans les conditions normales du circuit, y compris éventuellement les conditions spécifiées de surcharge en service, ainsi que de supporter pendant une durée spécifiée des courants dans des conditions anormales spécifiées du circuit telles que celles du court-circuit. Un interrupteur peut être capable d'établir des courants de court-circuit mais n'est pas capable de les couper. »
Coupe-circuit à fusibles (article 253.3 de la NF C15-100) : « Appareil dont la fonction est d'ouvrir, par la fusion d'un ou de plusieurs de ses éléments conçus et calibrés à cet effet, le circuit dans lequel il est inséré en coupant le courant lorsque celui-ci dépasse pendant un temps suffisant une valeur donnée. Le fusible comprend toutes les parties qui constituent l'appareil complet. »
Disjoncteur (article 253.4 de la NF C15-100) : « Appareil mécanique de connexion capable d'établir, de supporter et d'interrompre des courants dans les conditions normales du circuit, ainsi que d'établir, de supporter pendant une durée spécifiée et d'interrompre des courants dans des conditions anormales spécifiées du circuit telles que celles du court-circuit. »
Dispositif à courant Différentiel-Résiduel (en abrégé "DDR") (article 253.6 de la NF C15-100) : « Appareil mécanique ou association d'appareils destiné à provoquer l'ouverture des contacts quand le courant différentiel atteint, dans des conditions spécifiées, une valeur donnée. » Symboles en annexe 1.

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Les protections Le fusible : A pour but de protéger les installations contre les échauffements dus à des courts-circuits (contrainte thermique) ou des surcharges (limitation du courant admissible) Les fusibles se composent de deux types :
Le type aM n’assurant que la protection contre les courts-circuits. Il est utilisé, par exemple, pour les récepteurs exigeant un fort mais bref courant de démarrage comme les moteurs.
Le type gG assurant à la fois la protection contre les surcharges et contre les courts-circuits.

Le disjoncteur : Protège contre les courts-circuits (partie magnétique) et contre les surcharges (partie thermique). Ils se décomposent en deux catégories. 1. les disjoncteurs domestiques (ou « modulaires ») dont le courant assigné In est au plus égal à 125 ampères et dont le courant de déclenchement du magnétique Im est compris entre les limites indiquées ci-dessous, suivant les types de courbes de déclenchement :
courbe B : 3xIn < Im ≤ 5xIn
courbe C : 5xIn < Im ≤ 10xIn
courbe D (et K) : 10xIn < Im ≤ 20xIn
courbe Z : 2,4xIn < Im ≤ 3,6xIn
courbe MA : 12xIn ≤ Im Le dispositif déclenchera obligatoirement si le courant de court-circuit minimal est supérieur ou égal à la valeur maximale de la plage de réglage du magnétique.

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2. les disjoncteurs industriels (ou « à usage général ») dont le déclencheur peut être de type magnétothermique ou électronique. La courbe de déclenchement est donnée, par la norme, avec une tolérance maximale de plus ou moins 20%. Le dispositif déclenchera donc obligatoirement si le courant de courtcircuit minimal est supérieur ou égal au courant de réglage du magnétique multiplié par 1,2 (ce qui correspond à la tolérance de +20%).

Les dispositifs différentiels Les dispositifs peuvent être des interrupteurs ou des disjoncteurs différentiels. Un dispositif différentiel peut être une combinaison de divers éléments séparés conçus pour détecter et mesurer le courant différentiel et pour établir ou interrompre le courant. Dispositif à courant Différentiel-Résiduel (DDR)

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Intervention en BT & HT Définition relative aux personnes 1. Employeur Personne qui assume directement ou par délégation, la responsabilité légale dans le cadre du code du travail : -

soit d’un établissement ou une entreprise à caractère industriel, commercial ou agricole…

-

soit d’une entreprise de production ou de distribution publique d’énergie électrique.

Extension de la responsabilité de l’employeur pour les salariés des entreprises de travail temporaire → terminologie différente en cas de risque de confusion : -

Entreprise utilisatrice → Chef d’établissement ou Exploitant.

-

Entreprise intervenante → Chef d’entreprise.

2. Chargé d’exploitation Personne désignée par son employeur et qui a reçu délégation de celui-ci en vue d’assurer l’exploitation d’un ouvrage électrique : délégation. Le chargé d’exploitation peut être autorisé par l’employeur à déléguer tout ou partie de ses prérogatives.

3. Chargé de consignation électrique Personne désignée pour : -

Effectuer tout ou partie de la consignation électrique d’un ouvrage,

-

Prendre ou faire prendre les mesures de sécurité correspondantes.

4. Chargé de travaux ou d’interventions Personne désignée pour assurer la direction effective des travaux ou interventions : -

Prendre ou faire prendre les mesures de sécurité nécessaires.

-

Veiller à leur application.

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5. Exécutant Personne désignée pour effectuer sur ordre : -

des travaux,

-

des interventions,

-

des manœuvres.

6. Chargé de réquisition Personne désignée pour : -

Mettre en œuvre la procédure de réquisition.

-

Prendre ou faire prendre les mesures de sécurité correspondantes.

7. Chargé d’essais : Personne désignée pour : -

Assurer la direction effective des travaux ou interventions.

-

Prendre ou faire prendre les mesures de sécurité nécessaires.

-

Veiller à leur application.

8. Surveillant de sécurité électrique Personne désignée pour veiller à la sécurité des personnes opérant.

9. Personne qualifiée Personne : -

Possédant des connaissances théoriques et pratiques nécessaires à la bonne exécution des tâches qui lui sont confiées mais,

-

Pouvant ne pas posséder de connaissances en matière de sécurité électrique.

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Définitions relatives aux opérations comprenant des travaux hors tension ou sous tension 1. Travaux Opérations dont le but est de : -

Réaliser

-

Modifier

-

Entretenir

-

Réparer

Un ouvrage

2. Interventions Limitées aux domaines BT et TBT pour des opérations de connexion de durée : -

Interventions de dépannage,

-

Interventions de connexion de TC/TK en TBT et BTA (Uniquement sur les installations d’énergie soumise au décret du 14/11/88 donc pas sur des TCK/TK en signalisation),

-

Interventions de remplacement (fusibles, lampes).

3. Manœuvres (Inter, disj. , sectionneurs, ponts…) Changement de la configuration d’un réseau ou d’une installation pour : -

Consignation,

-

Exploitation,

-

Urgence.

4. Mesurages -

Mesurer à l’aide d’appareils mobiles des grandeurs, électriques, mécaniques, thermiques…

Pour toute opération : -

Préparation du travail

-

Analyse du chantier.

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5. Essais Opérations de vérification du fonctionnement ou de l’état d’un ouvrage avec alimentation normale.

6. Réquisition Opérations permettant les mesurages, essais ou vérifications

7. Vérifications Opérations destinées à s’assurer qu’un ouvrage est conforme aux dispositions prévues.

8. Opérations particulières d’entretien avec présence de tension Batteries d’accumulateurs de condensateurs…

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Définitions relatives aux distances, zones et locaux 1. Zone de travail Zone dans laquelle l’opérateur est amené à évoluer, elle doit être balisée.

2. Balisage de la zone Filets, bornes d’entrées, banderoles.

3. Ecran Dispositif pour éviter l’approche ou le contact de pièces.

4. Protecteur Enveloppe isolante fixée sur les pièces nues sous tension.

5. Zone de Voisinage Les distances limites de voisinage des pièces nues sous tension sont : -

Pour le domaine BT : 0,30 m ;

-

Pour le domaine HT :
de 1000 V à 50 kV : 2m,
de 50 KV à 250 kV : 3m,
Tension > 250 kV : 4 m.

6. Distance minimale d’approche (DMA) DMA = Distance de Tension + Distance de garde Distance de Tension = 0,005 X Un (kV) La distance de tension ne peut être inférieure à 0,10 m pour la HT. Distance de garde : -

0,30 m en BT,

-

0,50 m en HT.

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Formation et habilitation 1. Formation à la prévention des risques électriques

Formation Théorique

Formation Pratique

- Risques électriques - Prévention des risques

- Connaissance des installations - Étude des prescriptions de sécurité

2. Habilitation Reconnaissance par l’employeur de la capacité d’une personne à effectuer certaines tâches dans l’environnement électrique.

Domaine d’utilisation : Une habilitation en cours de validité est nécessaire pour chaque intervention dans l’environnement électrique : -

Accéder (sans surveillance aux locaux réservés aux électriciens),

-

Consigner (procéder à des consignations d’ordre électrique),

-

Mesurer, essayer, vérifier,

-

Diriger (des travaux d’ordre électrique),

-

Surveiller (assurer la fonction de surveillant de sécurité électrique).

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Conditions d’habilitation : L’employeur s’assure des connaissances de son personnel et l’habilite. Les connaissances portent sur : -

Les dangers électriques,

-

Les règles de sécurité,

-

La conduite à tenir en cas d’accident,

-

Les mesures de prévention vis-à-vis des risques,

-

Ses aptitudes,

-

Son comportement.

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Symboles d’habilitations : Se définissent par des lettres majuscules et des indices numériques.

1ère LETTRE MAJUSCULE

2ème LETTRE MAJUSCULE

(Obligatoire) indiquant le domaine de tension

B

(Complémentaire) précise la nature des opérations

H

R

C

T

(complémentaire) Indique le rôle ou la fonction

1

1ère lettre B

H

Domaine BT

Domaine HT

2

2ème lettre

Indice 0

1

2

V Sans objet à la SNCF Annexe 1 IN 0386

INDICE NUMERIQUE

0

N

Non électricien

Exécutant électricien

Chargé de travaux

R

Interventions

C

Consignation

T

Travaux sous tension

N

Nettoyage sous tension

V

Travaux au voisinage

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Indices d’habilitation Une habilitation d’indice numérique déterminé entraîne l’attribution des indices inférieurs.

Symboles d’habilitation lettres Une habilitation BR entraîne l’habilitation B1. le titulaire d’une habilitation BR peut remplir les fonctions du chargé de consignation pour son propre compte.

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Tableau des habilitations : Une habilitation BC ou HC n’entraîne pas l’attribution des autres types d’habilitation et réciproquement.

V B Travaux Domaine de

Hors Tension

B

H

B

H

Sous Tension Interventions

BT

HT

BT

BR

HT

BT

Non électricien B0

H0

B0V

H0V

HT

1

Exécutant électricien

B1

H1

B1V

H1V

B1T

H1T

2

Chargé de Travaux

B2

H2

B2V

H2V

B2T

H2T

R

Chargé d' interventions

C

Chargé de consignation

N

Agent de nettoyage sous tension

0 BC

B

Au voisinage

tensionBT

Personnel

0

H

T

BR

HC BN

HN

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Titre d’habilitation : o L'employeur s'assure des connaissances de son personnel et l'habilite. o Document écrit, attestant la délivrance de l’habilitation, doit être conforme au modèle (p60). o Le titre d’habilitation doit comporter les renseignements relatifs à l’employeur et au titulaire, leurs signatures, l’indication de la date de la délivrance et de la durée de la validité. o La délivrance sera faite contre un reçu.

Maintien du renouvellement de l’habilitation : L'habilitation attribuée pour une période de trois ans doit être révisée aussi souvent que nécessaire : -

Mutation avec changement de dépendance hiérarchique,

-

Changement de fonction,

-

Interruption de la pratique des opérations,

-

Restrictions médicales,

-

Constat de non respect des règles régissant les opérations,

-

Modification importante d’ouvrage,

-

Évolution des méthodes de travail ou d’intervention.

3. Indices d’habilitation Une habilitation d’indice numérique détermine entraîne l’attribution des indices inférieurs.

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4. Titre d’habilitation L’habilitation n’autorise pas, à elle seule, un titulaire à effectuer de son propre chef des opérations pour lesquelles il est habilité. Il doit en outre être désigné par son employeur pour l’exécution de ces opérations. L’affectation à un poste de travail peut constituer une désignation implicite.

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Travaux hors tension 1. Principes fondamentaux de la consignation électrique.

Séparation BUT : Séparer de toutes sources de tension, sur tous les conducteurs actifs (neutre compris). Elle doit être effectuée de façon certaine de différentes manières : -

VUE DIRECTE

-

ENLEVEMENT DE PIECES

-

ECRAN

-

ASSERVISSEMENT

-

TELECOMMANDE

Condamnation BUT : Interdire la manœuvre de l’appareil de séparation par : -

IMMOBILISATION

-

SIGNALISATION

Identification BUT : Etre certain que : -

Les travaux auront lieu sur l’ouvrage séparé.

-

Les organes d’ouverture.

de

séparation

sont

condamnés

en

position

REPERAGE VERIFICATIONS VISUELLES

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VAT + MALT + CC BUT : Assurer la prévention contre : -

Risques de mauvaise indentification.

-

Risques de réalimentation.

-

Risque de tension réduite.


Réalisées aussi près que possible du lieu de travail.
Sur tous les conducteurs de la zone de travail.
Les MALT doivent supporter le courant de court-circuit.

2. Rôle du chef d’établissement Le chef d’établissement est responsable de l’accès aux ouvrages. Il peut déléguer tout ou partie de ses prérogatives. Le Chef d’Etablissement ou le chargé d’exploitation:
Organise les opérations et, suivant le type d’ouvrages, désigne les chargés de consignation et dans certains cas, les chargés de travaux.
Détermine les rôles respectifs et les prérogatives de chacun dans le cadre de la consignation.
Si des consignes particulières sont en vigueur, veille à leur application.

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3. Rôle du chargé de consignation Le chargé de Consignation est responsable de la séparation de l’ouvrage d’avec ses sources de tension et de la condamnation des organes de séparation.

Consignation électrique d’un ouvrage Le chargé de consignation a deux possibilités pour l’application des quatre opérations fondamentales de consignation. 

Établissement d’un Consignation pour travaux en 4 opérations avec remise au Chargé de travaux d’une Attestation de consignation pour travaux.



Consignation en deux étapes. Lorsque le chargé de consignation ne réalise que la première étape de consignation le Chargé de travaux reçoit l’Attestation de première étape de consignation qui précise les opérations 3 et 4 qui restent à effectuer par le chargé de travaux.

Fin de travail de consignation Il peut effectuer les opérations de déconsignation lui-même ou, selon le cas, les faire effectuer sous sa responsabilité

Si CDC = CDT, pas de délivrance d’attestation de consignation pour travaux (cadre IV du Carnet de consignation). CDC : Chargé de consignation. CDT : Chargé de Travaux.

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4. Rôle du chargé de travaux Avant d’entreprendre le travail :
Prend les mesures de sécurité (électriques et autres).
Renseigne ses exécutants.

Pendant les travaux :
Surveille le chantier.

A la fin des travaux :
S’assure de la bonne exécution du travail.
Le matériel a été retiré.
Le personnel a été rassemblé.
La zone de travail a été dématérialisée.
Les MALT&CC que le CDT a posées ont été retirées.
L’avis de fin de travail est remis

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5. Rôle de l’exécutant Veiller à sa propre sécurité

CDT

INSTRUCTIONS

ORDRES

?

PROTECTIONS INDIVIDUELLES

OUTILLAGE ADAPTE

SECURITE Balisage

VERIFICATION du

matériel et des outils

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Documents Le Carnet de consignations

Il sert de support à la consignation. Il peut être utilisé par les habilités HC, BC, BR. L’habilité BR peut réaliser une consignation pour lui-même uniquement pour des travaux couverts par le régime de l’intervention.

Le Carnet d’attestations de consignation

Il sert de preuve de la réalisation d’une consignation, il peut être utilisé par les personnes habilitées HC et BC. Les attestations ne peuvent être remises qu’à un habilité H2 ou B2.

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Le Carnet d’attestations de 1ère étape de consignation

Il sert de preuve de la réalisation de la première étape d’une consignation. -

Il peut être utilisé par les habilités HC, BC

-

Les attestations ne peuvent être remises qu’à un habilité H2 ou B2.

Le Carnet d’avis de réquisition

Il permet au chargé de réquisition de remettre un avis de réquisition au chargé d’essais, lorsque ces essais doivent être effectués avec une alimentation autonome. Il peut être utilisé par les habilités HC, BC Les attestations ne peuvent être remises qu’à un habilité H2 ou B2

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Support pédagogique du module OPSEG 03

Formation des Opérateurs SEG Code RAF:VS 000403

Le Carnet d’autorisations de travail

Il permet d'autoriser une entreprise non habilitée à intervenir sur un ouvrage. Il peut être utilisé par les habilités HC, BC, H2, B2. Les attestations sont en principe remises au surveillant de sécurité électrique.

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Document pédagogique "Energie Electrique"

Annexe : symboles utilisés en énergie

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