Les surtensions sont des surtensions qui dépassent les limites maximales admissibles pour un système de réseau particulier. Une surtension est un saut brusque de tension entre une phase et la terre qui dure une fraction de seconde. Une telle chute de tension est non seulement dangereuse pour la ligne, mais aussi pour les appareils qui y sont connectés. Pour éviter que cela ne se produise, on utilise un protecteur de surtension.
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Qu'est-ce qu'un parasurtenseur et à quoi sert-il ?
Un parafoudre est un dispositif de protection contre les surtensions qui protège les installations électriques jusqu'à 1kV. Le dispositif protège contre les surtensions du réseau et les coups de foudre en détournant les impulsions de courant vers la terre.
Le parasurtenseur n'est utilisé que dans les systèmes de distribution d'électricité à basse tension. L'appareil convient aussi bien aux installations industrielles qu'aux bâtiments résidentiels.
Le protecteur de surtension est de deux types :
- OPS - Suppresseur de surtension secteur ;
- OIN - suppresseur de surtension.
Principe de fonctionnement et conception
Le principe du SPD est l'utilisation de varistances - un élément non linéaire sous la forme d'une résistance semi-conductrice qui résiste à la tension appliquée.
Le DOCUP prévoit deux types de protection :
- Déséquilibré (en phase) - lorsqu'une surtension se produit, le dispositif dirige des impulsions vers la terre (phase vers la terre et neutre vers la terre) ;
- Symétrique (différentiel) - lorsqu'une surtension se produit, l'énergie est acheminée vers un autre conducteur actif (phase à phase ou phase à neutre).
Pour mieux comprendre ce qu'est la protection contre les surtensions, voici une courte exemple.
La tension normale d'un circuit est de 220 V, mais lorsqu'une impulsion se produit dans ce même circuit, la tension augmente brusquement, par exemple lorsque la foudre frappe. En cas d'un soudain pointe de tensionLa surtension dans le SPD diminue sa résistance, ce qui entraîne un court-circuit, qui déclenche à son tour le disjoncteur et conduit ensuite à l'arrêt du circuit lui-même. Cela protège l'installation électrique contre les fluctuations soudaines de tension en empêchant une impulsion haute tension de la traverser.
Types de parafoudres
Les protections contre les surtensions existent en version simple ou double et sont divisées en divisé en :
- Commutation ;
- Limitation ;
- Combiné.
Dispositifs de protection de commutation
La caractéristique des dispositifs de commutation est leur résistance élevée, qui tombe instantanément à zéro lorsqu'une forte impulsion de tension se produit. Le principe de fonctionnement des dispositifs de commutation est basé sur les parafoudres.
Suppresseurs de surtension de ligne (surge suppressors)
Un parasurtenseur se caractérise également par une résistance élevée. Il ne diffère d'un dispositif de commutation que par le fait que la résistance est réduite progressivement. Le parafoudre est basé sur la varistance (résistance) utilisée dans sa construction. La résistance de la varistance est en relation non linéaire avec la tension qui lui est appliquée. Une augmentation soudaine de la tension entraîne également une forte augmentation du courant qui traverse directement la varistance. varistance et donc Les impulsions électriques sont ainsi lissées, après quoi le limiteur de tension de ligne revient à son état initial.
Parasurtenseurs combinés
Les SPD combinés associent à la fois des parafoudres et des varistances, et peuvent donc remplir la fonction de parafoudre et de suppresseur.
Classes de parafoudres
Il n'existe que trois classes d'appareils en fonction de leur degré de protection :
- Dispositif de classe I (catégorie de surtension IV) - protège le système contre les coups de foudre directs, et est installé dans le tableau de distribution principal ou dans une unité de distribution électrique (PDU). Il est obligatoire d'utiliser ce dispositif si le bâtiment est situé dans une zone ouverte et entouré de nombreux grands arbres, ce qui augmente le risque de foudre.
- Dispositif de classe II (catégorie de surtension III) - utilisé en plus du dispositif de classe I pour protéger le réseau des effets de commutation, c'est-à-dire des surtensions internes au réseau. Il est installé dans le tableau de distribution.
- Dispositif de classe III (catégorie de surtension II) - utilisé pour protéger contre les surtensions atmosphériques et de commutation résiduelles et pour éliminer les interférences haute fréquence transmises par le dispositif de classe II. L'installation se fait à la fois dans les prises de courant ou les boîtes de dérivation classiques et dans les appareils électriques eux-mêmes, qui doivent être sécurisés.
Classification selon le degré de décharge du courant :
- Classe B - décharges d'air ou de gaz avec un courant de décharge de 45 à 60 kA. Ils sont installés à l'entrée du bâtiment dans le panneau principal ou dans les tableaux d'entrée et de sortie.
- Modules de varistance de classe C avec des courants de décharge d'environ 40 kA. Ils sont installés dans des panneaux auxiliaires.
- Les classes C et D sont utilisées en tandem dans les cas où une entrée de câble souterraine est nécessaire.
IMPORTANT ! La distance entre les DOCUP doit être d'au moins 10 mètres sur toute la longueur de l'installation.
Comment choisir un DOCUP ?
La première étape du choix d'un parafoudre consiste à déterminer le système de mise à la terre utilisé dans le bâtiment.
Il existe trois types de systèmes de mise à la terre :
- TN-S avec une phase ;
- TN-S avec trois phases ;
- TN-C ou TN-C-S avec trois phases.
Il est également important de prêter attention à la tolérance de température lors de l'achat de l'appareil. La plupart des parafoudres sont conçus pour fonctionner à des températures allant jusqu'à -25. Si votre région a un climat très froid et que les hivers peuvent être rudes, le panneau de démarrage ne doit pas être à l'extérieur, sinon il tombera en panne.
Lors du choix d'un protecteur de surtension, les facteurs suivants doivent également être pris en compte :
- L'importance de l'équipement à protéger ;
- Le risque pour l'objet : terrain (ville ou banlieue, rase campagne), zone à risque particulier (arbres, montagnes, plan d'eau), zone d'impact particulier (paratonnerre à moins de 50 mètres du bâtiment qui présente un risque).
La classe appropriée (I, II, III) doit être sélectionnée en fonction de la situation dans laquelle le parafoudre doit être installé.
Il est également important de prendre en compte la tension que l'appareil peut supporter. Pour les dispositifs de classe I, cela ne dépasse pas 4 kV. Un dispositif de classe II supporte des niveaux de tension allant jusqu'à 2,5 kV et un dispositif de classe III jusqu'à 1,5 kV.
Un autre paramètre important lors du choix d'un parafoudre est la tension maximale de fonctionnement continu, c'est-à-dire le courant alternatif ou continu effectif qui est appliqué en permanence au parafoudre. Ce paramètre doit être égal à la tension nominale du réseau. Les détails se trouvent dans la norme CEI 61643-1, annexe 1.
Lorsque l'on branche un parafoudre pour protéger un équipement, il est important de tenir compte de son courant nominal continu ou alternatif qui peut se prêter à la charge.
Comment brancher un parasurtenseur chez un particulier ?
L'installation du parafoudre s'effectue en fonction de la tension nominale : 220V (une phase) et 380V (trois phases).
Le schéma de raccordement peut viser la continuité ou la sécurité, il est nécessaire de déterminer les priorités. Dans le premier cas, la protection contre la foudre peut être temporairement désactivée afin d'éviter une interruption de l'alimentation des consommateurs. Dans le second cas, en revanche, la protection contre la foudre ne doit pas être déconnectée, même pour quelques secondes, mais il est possible de couper complètement l'alimentation.
Schéma de câblage dans un système de mise à la terre TN-S monophasé
Dans un réseau TN-S monophasé, un conducteur de phase, un conducteur neutre de travail et un conducteur neutre de protection doivent être connectés au SPD. La phase et le neutre sont d'abord connectés aux bornes respectives, puis bouclés à la ligne de l'équipement. Un conducteur de mise à la terre est relié au conducteur de protection. Le parasurtenseur est installé immédiatement en aval du disjoncteur principal. Pour faciliter le câblage, tous les contacts de l'appareil sont marqués, ce qui ne devrait poser aucune difficulté.
Explication du schéma : A, B, C - phases du réseau, N - conducteur neutre de travail, PE - conducteur neutre de protection.
TIP. Il est conseillé d'utiliser des fusibles pour la protection supplémentaire du SPD, qui sont placés directement sur l'appareil lui-même.
Schéma de câblage dans un réseau triphasé du système de mise à la terre TN-S
Un réseau triphasé TN-S se distingue d'un réseau monophasé par la présence de cinq conducteurs, trois phases, un conducteur neutre de travail et un conducteur neutre de protection, provenant de l'alimentation électrique. Trois phases et le conducteur neutre sont connectés aux bornes. Le cinquième conducteur de protection est relié au corps de l'appareil et à la terre, c'est-à-dire qu'il sert en quelque sorte de cavalier.
Schéma de câblage dans un système triphasé TN-C
Dans le système TN-C, le conducteur de protection et le conducteur de terre de protection sont indissociables du système TN-S (PEN).
Le système TN-C, plus simple et plutôt obsolète, est courant dans le parc immobilier ancien. Selon la réglementation en vigueur, on utilise le système TN-C-S, dans lequel les conducteurs de travail et de protection du neutre sont placés séparément.
Le passage à un système plus récent est nécessaire afin d'éviter les chocs électriques au personnel de service et les situations d'incendie. Et, bien sûr, le système TN-C-S offre une meilleure protection contre les surtensions soudaines.
Dans les trois variantes, les courants de surtension sont acheminés vers la terre via un câble de mise à la terre ou un conducteur de protection commun, ce qui empêche l'impulsion d'endommager toute la ligne et l'équipement.
Erreurs de câblage
1. Installation d'un protecteur de surtension dans une salle de contrôle avec un mauvais circuit de mise à la terre.
Si vous faites une telle erreur, vous risquez non seulement de perdre tous vos appareils mais aussi le panneau lui-même en cas de foudre, car une protection avec une mauvaise boucle de terre ne sera d'aucune utilité et donc d'aucune protection.
2. Le mauvais parasurtenseur, qui n'est pas adapté au système de mise à la terre utilisé.
Avant d'acheter un appareil, assurez-vous de savoir quel type de système de mise à la terre est utilisé dans votre maison, et lisez attentivement la documentation technique lors de l'achat de l'appareil pour éviter les erreurs.
3. l'utilisation d'un protecteur de surtension de la mauvaise catégorie.
Comme nous l'avons vu plus haut, il existe 3 catégories de parafoudres. Chaque classe correspond à un panneau spécifique et doit être installée conformément aux règles et règlements.
4. N'installez qu'une seule classe de protecteur de surtension.
Il n'est souvent pas suffisant d'installer un parafoudre d'une seule classe pour obtenir une protection fiable.
5. La classe et la destination sont mélangées.
Les dispositifs de classe B peuvent être installés dans le tableau de distribution d'un appartement, les dispositifs de classe C dans le tableau de distribution du bâtiment et les dispositifs de classe D devant les équipements électroniques.
Un parasurtenseur est certainement une chose bonne et utile, mais son utilisation dans l'alimentation électrique de la maison n'est pas obligatoire. Lors du raccordement de ce dispositif, il convient de se rappeler qu'il doit être sélectionné individuellement pour chaque système de mise à la terre. C'est pour cette raison qu'il est conseillé de faire appel aux services d'un électricien expérimenté immédiatement avant l'achat pour éviter tout problème.
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