Comment se protéger des surtensions

Les équipements électriques modernes doivent recevoir de l'énergie électrique avec certains paramètres de manière fiable et sûre.

Le développement civilisé de la société rend les gens plus dépendants de divers appareils électriques et électroniques, dont la résistance à l'augmentation accidentelle de la tension n'est pas grande.

Surtension dans un produit électrique (appareil) - une tension entre deux points d'un produit électrique (appareil), dont la valeur dépasse la valeur la plus élevée de la tension de fonctionnement. (GOST 18311-80).

La surtension peut être causée par :

• allumer et éteindre des consommateurs de forte puissance, notamment capacitifs ou inductifs ;

• rejet atmosphérique directement dans le réseau électrique de l'installation ou à proximité de l'installation (surtension atmosphérique) ;

• pénétration d'ondes de surtension provenant d'autres équipements (par exemple, des conduites d'eau) dans le câblage électrique ;

• décharge électrostatique entre les appareils.

En cas de coup de foudre direct dans le réseau d'alimentation ou indirect par induction, surtension dans certains fils à l'intérieur de la maison, il peut atteindre un niveau de plusieurs kV à plusieurs dizaines de kV, et la résistance aux surtensions des appareils électroniques modernes ne dépasse pas 1,5 kV.

Les normes techniques existantes imposent l'utilisation de systèmes de protection contre la foudre dans la construction. La norme européenne 1EC 664A divise le câblage électrique en quatre catégories de surtension : IV, III, II et I (Fig. 1).

Chacune de ces catégories correspond à un certain niveau de résistance d'isolement aux chocs requis (en kV). Ceci s'applique à la fois aux fils et aux appareils électriques connectés.

Séparation du câblage électrique en catégories de surtension

Catégorie IV — s'applique aux appareils situés dans la première partie du câblage : lignes électriques sur les cartes principales, pour lesquelles la résistance aux chocs de l'isolation doit être d'au moins 6 kV (en raison du risque direct de surtension atmosphérique ou d'autres types de surtension ).

Catégorie III — s'applique aux appareils et aux parties du câblage électrique (par exemple les connexions) menacées : surtension atmosphérique réduite par des disjoncteurs de surtension (type A) installés dans la première partie du câblage ; Consommateurs d'énergie protégés ETITEC D — surtension due à l'allumage et à l'extinction d'appareils électriques de grande puissance.

Catégorie II - s'applique aux appareils alimentés par des tableaux électriques exposés au risque de surtension atmosphérique, réduit par les blessures par incendie des lecteurs de type B.

Catégorie I. — fait référence aux parties du câblage dans lesquelles le niveau de surtension est déterminé par des parafoudres de type C.

Les propriétaires d'équipements de valeur (par exemple, des équipements d'information) doivent être conscients du risque de surtension et prendre des précautions.

Les limiteurs de tension à varistance ETITEC sont des dispositifs modulaires qui protègent le câblage électrique des effets des surtensions, atmosphériques et résultant de tout ou rien.

L'élément le plus important du limiteur est une varistance. Une varistance est un rhéostat à pastille en oxyde de zinc (ZnO), un alliage métal-céramique dont la résistance est non linéaire et fortement dépendante de la tension à ses bornes. Il présente une résistance très élevée pour une tension nominale faible (environ 275V) et très faible pour une tension de l'ordre de plusieurs dizaines de kV.

Pendant le fonctionnement normal du limiteur, l'élément de varistance est constamment sous tension dans le réseau. En raison de la résistance élevée susmentionnée pour la basse tension, le courant traversant la varistance (appelé courant de fuite) est très faible (pas plus de 0,5 mA). L'activité protectrice de cet élément consiste à faire passer le courant de décharge à la terre après avoir atteint à ses bornes une tension égale à sa tension d'amorçage.

Le temps d'action du limiteur à partir de l'application de la tension d'amorçage est de plusieurs dizaines de nanosecondes. Le temps de réponse court des parafoudres à varistance est un avantage par rapport aux éclateurs. Après le déclenchement et le passage de la décharge, la varistance limiteur de courant passe pendant un temps de retour très court à un état isolant, empêchant la circulation du courant ultérieur.

Les éléments de varistance permettent une connexion en parallèle afin d'augmenter la capacité de courant de charge des limiteurs globaux, ce qui est également leur avantage majeur.Chaque limiteur a un fusible thermique qui, en cas de dépassement du courant autorisé circulant pendant le fonctionnement normal, éteint la varistance, créant un circuit ouvert dans le circuit électrique dans lequel il fonctionne.

Classement des parafoudres ETITEC

Selon VDE 0675, les limiteurs de tension à varistance ETITEC sont répartis dans les groupes suivants, en fonction de la fonction et du lieu d'installation, ainsi que du niveau de protection requis :

• A - limiteur avec pince pour une ligne (câble) sans isolation;

• B — limiteur à double pince, rupture d'isolation des deux côtés — jusqu'à 95 mm2 ;

• C — limiteur avec pince linéaire dans des conducteurs vides avec isolation AsXSn d'une longueur de 16 mm2 — 200 mm ;

• D — parafoudre à double pince, rupture d'isolement d'un côté — jusqu'à 95 mm2 ;

• E — limiteur sans support, boulon avec filetage M8.

Groupe A — ETITEC A. Les limiteurs de ce groupe sont conçus pour protéger les appareils et les réseaux basse tension contre les surtensions résultant de la pénétration de décharges dans des objets situés à proximité de lignes électriques aériennes ou directement dans la ligne à une grande distance du lieu d'installation de ces limiteurs.

Les limiteurs sont installés conformément aux normes applicables à l'extérieur des sites - sur les poteaux, en particulier aux endroits où la ligne aérienne passe dans la ligne de câble et la tension d'impulsion ne doit pas dépasser 6 kV. plus de 10 mm2 (Cu) et 16 mm2 (AI), et ces sections doivent être aussi courtes que possible.

Il est recommandé de placer les disjoncteurs installés dans les lignes aux points de mise à la terre du conducteur PE ou du conducteur de mise à la terre neutre - PEN.Dans d'autres cas, vous devez créer une prise de terre à laquelle vous devez connecter le fil PE ou PEN auquel la pince de terre du parafoudre est connectée. Résistance électrique les surtensions ne doivent pas dépasser 10 ohms.

Groupe B — ETITEC B. Les limiteurs du groupe B constituent le premier niveau de protection à l'intérieur du bâtiment. Ils sont conçus pour limiter les surtensions résultant :

• décharger les courants lors d'un coup de foudre direct sur un objet ;

• quasi-choc ou choc direct sur la ligne électrique de l'objet - air ou câble - basse tension ;

• induction de surtension atmosphérique.

Leur tâche principale est de limiter les surtensions au niveau de la résistance d'isolement des récepteurs jusqu'à la tension de choc - 4 kV, ainsi que la décharge vers l'électrode de mise à la terre de l'énergie électrique libérée lors d'un coup de foudre direct dans le réseau d'alimentation. Lorsque les parafoudres ETITEC B sont utilisés, aucun intervalle de protection n'est nécessaire - Les parafoudres à varistance, lors du passage d'un courant important (extinction de l'onde de choc), ne provoquent pas de surtensions d'arc, comme c'est le cas avec les bougies d'allumage.

Groupe C — ETITEC C. La tâche principale des parafoudres du groupe C (deuxième étage de protection) est de réduire la surtension passée à travers les limiteurs du groupe B, dont la valeur est encore élevée pour les appareils protégés.

Les limiteurs doivent être connectés dans des tableaux de distribution dans les lieux de distribution du câblage électrique. Ils peuvent également être connectés à la jonction ou dans le tableau principal (en tant que premier étage de protection) dans les installations où une protection à deux étages n'est pas requise, c'est-à-direLe niveau de surtension admissible pouvant supporter l'isolation des récepteurs dans la zone de connexion du limiteur ETITEC C ne doit pas dépasser 2,5 kV.

Ce type de parafoudre est principalement destiné aux installations où un faible courant (environ 0,3 mA) est nécessaire à travers le parafoudre à la tension nominale Courant de fuite inconnu.

Groupe D — ETITEC D. Les disjoncteurs du groupe D sont conçus pour la protection de précision des consommateurs particulièrement sensibles aux surtensions de court-circuit et dont la résistance d'isolement ne dépasse pas 1,5 kV. Ils sont également nécessaires pour protéger les appareils en cas de distance trop importante entre le limiteur groupe C et le récepteur (plus de 15 mètres).

Les parafoudres du groupe D doivent fonctionner ensemble avec les parafoudres des groupes B et C dans un système de protection à plusieurs niveaux et être adaptés au montage sur un bus TN35 (bus DIN).

Parafoudres à varistance conçus pour un service à long terme - sans entretien. Dans des conditions nominales, la durée des limiteurs est fixée à 200 000 heures et, pendant cette période, ils peuvent être déclenchés d'innombrables fois.

Des éléments de signalisation à distance de la défaillance d'un élément de varistance à la suite d'une surtension lorsque certaines valeurs nominales sont dépassées ont été ajoutés aux limiteurs. La possibilité de retirer la pile de varistance de la base du parafoudre est un avantage de ces parafoudres par rapport aux parafoudres verrouillés.