Une surtension est un dépassement de la tension nominale maximale pour un réseau particulier. La surtension fait référence à une surtension soudaine entre la phase et la terre, qui prend une fraction de seconde. Une telle chute de tension est dangereuse non seulement pour la ligne, mais également pour les appareils électriques qui y sont connectés. Pour éviter cette situation, un dispositif de protection contre les surtensions est utilisé.
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Qu'est-ce qu'un SPD et pourquoi est-il nécessaire ?
Le SPD est un dispositif de protection contre les surtensions qui protège les installations électriques jusqu'à 1 kV.L'appareil protège contre les surtensions du secteur, ainsi que contre les effets de la foudre en déviant les impulsions de courant vers la terre.
Les parafoudres sont utilisés uniquement dans les systèmes de distribution électrique basse tension. Cet appareil convient aussi bien aux entreprises industrielles qu'aux bâtiments résidentiels.
Il existe deux types de SPD :
- OPS - parafoudre réseau ;
- SPE - limiteur de surtension.
Principe de fonctionnement et appareil
Le principe de fonctionnement du SPD est l'utilisation de varistances - un élément non linéaire sous la forme d'une résistance à semi-conducteur contre la tension appliquée.
SPD a deux types de protection :
- Déséquilibré (mode commun) - en cas de surtension, l'appareil envoie des impulsions à la terre (phase - terre et neutre - terre);
- Symétrique (différentiel) - en cas de surtension, l'énergie est dirigée vers un autre conducteur actif (phase - phase ou phase - neutre).
Pour mieux comprendre le principe de fonctionnement des parafoudres, nous présentons un petit Exemple.
La tension normale du circuit est de 220 V, et lorsqu'une impulsion se produit dans ce même circuit, la tension augmente fortement, par exemple lors d'un coup de foudre. D'un coup sec surtension, la résistance dans le SPD diminue, ce qui conduit à un court-circuit, qui à son tour conduit au fonctionnement du disjoncteur et par la suite à la déconnexion du circuit lui-même. Ainsi, la protection des équipements électriques contre les chutes de tension brutales est assurée, empêchant une impulsion haute tension de les traverser.
Variétés de SPD
Les dispositifs de protection contre les surtensions sont livrés avec une et deux entrées, et subdivisé en :
- Faire la navette ;
- limiter;
- Combiné.
Commutation des dispositifs de protection
Une caractéristique des dispositifs de commutation est une résistance élevée qui, lorsqu'une forte impulsion se produit dans la tension, tombe instantanément à zéro. Le principe de fonctionnement des appareils de commutation est basé sur des parafoudres.
Limiteurs de surtension secteur (SPD)
Le limiteur de tension secteur se caractérise également par une résistance élevée. Sa différence avec le dispositif de commutation est seulement que la diminution de la résistance se produit progressivement. Le parafoudre est basé sur le fonctionnement de la varistance (résistance), qui est utilisée dans sa conception. La résistance de la varistance est dans une dépendance non linéaire de la tension agissant sur elle. Avec une forte augmentation de la tension, il y a aussi une forte augmentation de l'intensité du courant, qui passe directement à travers varistance et donc les impulsions électriques sont ainsi lissées, après quoi le limiteur de tension secteur revient à son état d'origine.
Parafoudres combinés
Les parafoudres de type combiné combinent des parafoudres et des varistances et peuvent remplir à la fois la fonction de parafoudre et de limiteur.
Classes SPD
Il n'existe que trois classes d'appareils selon le 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 principal ou dans le dispositif de distribution d'entrée (ASU). Assurez-vous d'utiliser cet appareil si le bâtiment est situé dans une zone dégagée et est entouré de nombreux grands arbres, ce qui augmente le risque d'exposition à la foudre.
- Appareil de classe II (catégorie de surtension III) - utilisé en complément d'un appareil de classe I pour protéger le réseau des effets de commutation, c'est-à-dire de la surtension du réseau interne. Installé dans le tableau.
- Appareil de classe III (catégorie de surtension II) - utilisé pour protéger contre les surtensions atmosphériques et de commutation résiduelles, ainsi que pour éliminer les interférences haute fréquence qui ont traversé un appareil de classe II. L'installation s'effectue à la fois dans des prises ou des boîtes de jonction ordinaires et dans les appareils électriques eux-mêmes, qui doivent être sécurisés.
Classification selon le degré de décharge de courant :
- Classe B - décharges dans l'air ou dans les gaz avec un courant de décharge de 45 à 60 kA. Ils sont installés à l'entrée du bâtiment dans le blindage principal ou dans l'appareillage d'entrée.
- Classe C - modules de varistance avec des courants de décharge de l'ordre de 40 kA. Sont établis dans des conseils supplémentaires.
- Les classes C et D sont utilisées en tandem lorsqu'une entrée de câble souterrain est requise.
IMPORTANT! La distance entre les SPD doit être d'au moins 10 mètres sur la longueur du câblage.
Comment choisir un SPD ?
La première chose à faire lors du choix d'un SPD est de déterminer le système de mise à la terre qui est utilisé dans le bâtiment.
Il existe trois types de système de mise à la terre :
- TN-S monophasé ;
- TN-S avec trois phases ;
- TN-C ou TN-C-S avec trois phases.
Il est également important de faire attention à la température maintenue lors de l'achat de l'appareil. La plupart des SPD sont conçus pour fonctionner à des températures allant jusqu'à -25. Si votre région a un climat très froid et que les hivers sont rigoureux, le panneau électrique ne doit pas être situé à l'extérieur, sinon l'appareil tombera en panne.
Lors du choix d'un SPD, les facteurs suivants doivent également être pris en compte :
- Importance des équipements protégés ;
- Risque d'impact sur l'objet : terrain (ville ou banlieue, terrain plat), zone à risque particulier (arbres, montagnes, réservoir), zone d'impacts particuliers (paratonnerre à moins de 50 mètres du bâtiment, qui est dangereux).
En relation avec la situation dans laquelle il est devenu nécessaire d'installer un SPD, une classe appropriée (I, II, III) est sélectionnée.
Il est également important de tenir compte de la tenue en tension de l'appareil. Pour les appareils de classe I, cet indicateur ne dépasse pas 4 kV. Un appareil de classe II supporte des niveaux de tension jusqu'à 2,5 kV et un appareil de classe III jusqu'à 1,5 kV.
Un autre paramètre important lors du choix d'un SPD est la tension de fonctionnement continue maximale - la valeur efficace du courant alternatif ou continu, qui est appliquée en continu au SPD. Ce paramètre doit être égal à la tension nominale du réseau. Des détails peuvent être trouvés dans les informations de la norme CEI 61643 - 1, annexe 1.
Lors de la connexion d'un parafoudre pour protéger un équipement, il est important de prendre en compte son courant continu ou alternatif nominal, qui peut être chargé.
Comment connecter un parafoudre chez un particulier ?
Le SPD est installé en fonction de l'indicateur de tension : 220V (monophasé) et 380V (triphasé).
Le schéma électrique peut viser la continuité ou la sécurité, il faut prioriser. Dans le premier cas, la protection contre la foudre peut être temporairement désactivée afin d'éviter toute interruption de l'alimentation des consommateurs. Dans le second cas, il est inacceptable de désactiver la protection contre la foudre, même pendant quelques secondes, mais un arrêt complet de l'alimentation est possible.
Schéma de raccordement dans un réseau monophasé du SLT TN-S
Lors de l'utilisation d'un réseau TN-S monophasé, une phase, un conducteur de travail zéro et un conducteur de protection zéro doivent être connectés au SPD. La phase et le zéro sont d'abord connectés aux bornes correspondantes, puis par une boucle à la ligne d'équipement. Un conducteur de mise à la terre est connecté au conducteur de protection. SPD est installé immédiatement après la machine d'introduction. Pour faciliter le processus de connexion, tous les contacts de l'appareil sont marqués, il ne devrait donc pas y avoir de difficultés.
Explication du schéma : A, B, C - phases du réseau électrique, N - conducteur neutre de travail, PE - conducteur neutre de protection.
RÉFÉRENCE. Il est recommandé d'utiliser des fusibles pour une protection supplémentaire du SPD, qui sont installés directement sur l'appareil lui-même.
Schéma de câblage dans un réseau triphasé du SLT TN-S
Une caractéristique distinctive d'un réseau TN-S triphasé par rapport à un réseau monophasé est que cinq conducteurs proviennent de la source d'alimentation, trois phases, un conducteur neutre de travail et un conducteur neutre de protection. Trois phases et un fil neutre sont connectés aux bornes. Le cinquième conducteur de protection est relié au corps de l'appareil électrique et à la terre, c'est-à-dire qu'il sert en quelque sorte de cavalier.
Schéma de raccordement dans un réseau triphasé du SLT TN-C
Dans le système de connexion de mise à la terre TN-C, les conducteurs de travail et de protection sont combinés en un seul fil (PEN), c'est la principale différence par rapport à la mise à la terre TN-S.
Le système TN-C est plus simple et déjà assez obsolète, et est courant dans un parc immobilier obsolète. Selon les normes modernes, le système de mise à la terre TN-C-S est utilisé, dans lequel il y a séparément zéro conducteur de travail et zéro conducteur de protection.
La transition vers un système plus récent est nécessaire afin d'éviter les décharges électriques au personnel d'entretien et les situations d'incendie. Et bien sûr, dans le système TN-C-S, la protection contre les surtensions soudaines est meilleure.
Dans les trois options de connexion, en cas de surtension, le courant est dirigé vers la terre via le câble de terre ou via un conducteur de protection commun, ce qui empêche l'impulsion de nuire à l'ensemble de la ligne et de l'équipement.
Erreurs de connexion
1. Installation d'un SPD dans un tableau avec une mauvaise boucle de masse.
Si vous faites une telle erreur, vous pouvez perdre non seulement tous les appareils électriques, mais également le tableau lui-même au premier coup de foudre, car la protection avec une mauvaise boucle de terre n'aura aucun sens et, par conséquent, aucune protection.
2. SPD mal sélectionné qui ne correspond pas au système de mise à la terre utilisé.
Avant d'acheter un appareil, assurez-vous de savoir quel système de mise à la terre est utilisé dans votre maison, et lors de l'achat, lisez attentivement sa documentation technique pour éviter les erreurs.
3. Utilisation d'un SPD de la mauvaise classe.
Comme déjà discuté ci-dessus, il existe 3 classes de dispositifs de protection contre les surtensions. Chaque classe correspond à un tableau spécifique, et doit être installée conformément aux règles et règlements.
4. Installation de parafoudres d'une seule classe.
Il n'est souvent pas suffisant d'installer un SPD d'une classe pour une protection fiable.
5. La classe de l'appareil et sa destination sont confondues.
Il arrive aussi que des appareils de classe B soient placés dans le tableau de l'appartement, des appareils de classe C dans l'ASU du bâtiment, et des appareils de classe D devant des équipements électroniques.
Le SPD est certainement une bonne chose et nécessaire, mais son utilisation dans l'alimentation électrique à la maison n'est pas obligatoire.Dans le cas de la connexion de cet appareil, il convient de rappeler qu'il est sélectionné individuellement pour chaque système de mise à la terre. C'est pour cette raison qu'immédiatement avant l'achat, il est recommandé de faire appel aux services d'un électricien expérimenté afin d'éviter les ennuis.
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