Le dispositif de protection contre les surtensions (SPD) est un composant du système de protection des installations électriques.
Ce dispositif est connecté en parallèle sur le circuit d'alimentation des charges qu'il doit protéger (voir Fig. J17). Il peut également être utilisé à tous les niveaux du réseau d’alimentation électrique.
Il s’agit du type de protection contre les surtensions le plus couramment utilisé et le plus efficace.
Les scientifiques mènent depuis des années d’importantes études sur les caractéristiques et les effets de la foudre et ont développé des produits technologiques en conséquence. Aujourd’hui, des tests de ces produits peuvent également être réalisés en simulant un coup de foudre dans ce contexte.
Types d’ondes de foudre :
L’impact de la foudre peut être étudié dans deux longueurs d’onde différentes.
Des courants impulsionnels sous une forme d'onde de 10/350 μs se produisent lors d'impacts directs de foudre. Cette augmentation rapide de la tension par impulsion libère une grande puissance avec une impulsion de courant importante.
Aujourd'hui, les matériaux du système de protection contre la foudre externe et les éléments de circuit parafoudre de type 1/classe I sont testés selon ces critères conformément aux normes.
La foudre frappe à distance et des courants impulsionnels avec des tensions de commutation de forme d'onde de 8/20 μs se produisent.
Le contenu énergétique de cette impulsion est nettement inférieur à l’onde de courant d’impulsion du courant de test de foudre de 10/350 μs. Les éléments de circuit de protection contre les surtensions (parasurtenseur) de type 2/classe II et de type 3/classe III sont testés selon ces critères conformément aux normes.
Normes
Certaines normes fréquemment répertoriées comprennent :
Chaque norme définit différentes caractéristiques de protection, vecteurs de test ou objectifs opérationnels.
Les normes EN 62305 et ANSI/IEEE C62.xx définissent les pointes qu'un protecteur peut être censé détourner. Les normes EN 61643-11 et 61643-21 précisent à la fois les performances et les exigences de sécurité du produit. En revanche, la CEI rédige uniquement des normes et ne certifie aucun produit particulier comme répondant à ces normes. Les normes CEI sont utilisées par les membres du CB Scheme d'accords internationaux pour tester et certifier la conformité des produits en matière de sécurité.
De plus, les normes suivantes ne concernent pas les parasurtenseurs autonomes, mais sont plutôt destinées à tester l'immunité aux surtensions dans l'ensemble des équipements électriques et électroniques. Ainsi, ils sont fréquemment utilisés dans la conception et le test de circuits de protection contre les surtensions.
Principe
Le SPD est conçu pour limiter les surtensions transitoires d'origine atmosphérique et détourner les ondes de courant vers la terre, de manière à limiter l'amplitude de cette surtension à une valeur non dangereuse pour l'installation électrique et l'appareillage électrique.
SPD élimine les surtensions
En cas de surtension dépassant le seuil de fonctionnement, le SPD
Les trois types de SPD
SPD de type 1
Le parafoudre Type 1 est recommandé dans le cas particulier des bâtiments tertiaires et industriels, protégés par un système de protection contre la foudre ou une cage grillagée.
Il protège les installations électriques contre les coups de foudre directs. Il peut évacuer le contre-courant de la foudre qui se propage du conducteur de terre aux conducteurs du réseau.
Le SPD de type 1 est caractérisé par une onde de courant de 10/350 µs.
Parafoudre de type 2
Le SPD de type 2 est le principal système de protection pour toutes les installations électriques basse tension. Installé dans chaque tableau électrique, il évite la propagation des surtensions dans les installations électriques et protège les charges.
Le SPD de type 2 est caractérisé par une onde de courant de 8/20 µs.
SPD de type 3
Ces SPD ont une faible capacité de décharge. Ils doivent donc obligatoirement être installés en complément du SPD Type 2 et à proximité de charges sensibles.
Le SPD de type 3 se caractérise par une combinaison d'ondes de tension (1,2/50 μs) et d'ondes de courant (8/20 μs).
Définition normative SPD
Fig. J18 – Définition standard SPD
| Coup de foudre direct | Coup de foudre indirect | ||
| CEI 61643-1 | Test de classe I | Épreuve de classe II | Épreuve de classe III |
| CEI 61643-11/2011 | Type 1 : | Type 2 : | Type 3 : |
| EN/CEI 61643-11 | Tapez 1 | Tapez 2 | Tapez 3 |
| Ancienne VDE 0675v | B | C | D |
| Type d'onde de test | 10/350 | 8/20 | 1.2/50 + 8/20 |
D'après cela ;
Première étape : Les parafoudres de protection contre la foudre de type 1/classe 1/classe B sont les unités de protection avant de l'installation/de la structure. Ce sont des éléments de circuit capables d’absorber et d’amortir les coups de foudre directs pouvant provenir des lignes électriques.
Il doit être installé dans le panneau principal de distribution/transformateur à l'intérieur et/ou à l'extérieur du bâtiment.
Il aurait dû être testé avec une forme d'onde de 10/350 µSec. Il doit être capable de décharger une charge d'au moins 50 kA entre Phase-Neutre et d'au moins 100 kA entre Phases Neutre-Terre.
Deuxième étape : Les dispositifs de protection contre les surtensions de type 2/classe 2/classe C (parasurtenseurs) sont des éléments de circuit utilisés dans les panneaux secondaires et/ou secondaires inférieurs de l'installation/du bâtiment. Par rapport aux parafoudres de type 1/classe II, leur résistance est inférieure mais leur sensibilité est meilleure.
Il aurait dû être testé avec une forme d'onde de 8/20 µSec. Il doit être capable de décharger une charge d'au moins 10 kA entre Phase-Neutre et d'au moins 25 kA entre Phases Neutre-Terre.
Les éléments de protection compacts de type 1 + 2 / Classe 1 + 2 / Classe B + C ont été utilisés comme protection de deuxième niveau ces dernières années.
Il aurait dû être testé avec une forme d'onde de 10/350 µSec. Il doit être capable de décharger une charge d'au moins 40 kA entre Phase-Neutre et d'au moins 100 kA entre Phases Neutre-Terre.
Il est utilisé dans le tableau électrique de l'alimentation sans coupure et/ou dans les panneaux secondaires positionnés comme un panneau principal.
Troisième étape : Les parafoudres de protection contre les surtensions soudaines de type 3/classe 3/classe D sont des éléments de circuit utilisés dans ses lignes pour protéger les appareils électroniques sensibles.
La gamme de produits est assez large car elle peut être connectée à différents appareils avec différents protocoles de connexion/prises/ports.
Vous trouverez ci-dessous quelques parafoudres de type 3/classe 3/classe D pour différents circuits/appareils.
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