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IX-2016, www.findernet.com
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SÉRIE
7P
SÉRIE 7P
Parafoudres
LES PARAFOUDRES
Les parafoudres ou SPD (Surge Protection devices) sont installés sur les
installations électriques dans le but de protéger les personnes et le matériel
des surtensions qui peuvent arriver sur la ligne électrique et qui peuvent
avoir des effets désastreux. De telles surtensions peuvent avoir des origines
atmosphériques ou électriques (commutations de charges électriques
importantes, court-circuit etc…). Les parafoudres peuvent être considérés
comme des interrupteurs mis en parallèle de la ligne électrique à protéger.
A la tension nominale (ex 230V), ce sont des interrupteurs ouverts. Ils
présentent à leurs bornes une impédance élevée (théoriquement infinie),
qui, en présence d’une surtension, passe rapidement à des valeurs très
basses (théoriquement 0 ohm), fermant l’interrupteur, court-circuitant et
drainant vers la terre, la surtension et protégeant ainsi la ligne sur laquelle
il est inséré. La surtension terminée, leur impédance augmente pour
revenir rapidement à l’état d’un interrupteur ouvert.
Figure 1 : fonctionnement idéal d'un parafoudre
Technologies disponibles
Les produits Finder utilisent des varistors et des éclateurs à gaz.
Varistor : il peut être considéré comme une résistance variable, qui à la
tension nominale présente une valeur très élevée, pour passer rapidement
à zéro lorsque la tension augmente. On obtient un véritable court-circuit,
qui favorise la rapide dispersion du courant vers la terre avec une tension
qui se maintient pratiquement constante aux bornes du varistor. Le
varistor est sujet à une dégradation progressive due à un faible courant
de fuite présent à la tension nominale et due au nombre d’interventions
effectuées. A chaque surtension absorbée, le courant de fuite augmente,
provocant à terme, la fin de vie du dispositif, ce qui est signalé par le
changement de couleur (de vert à rouge) de l’indicateur mécanique.
Eclateur à gaz : il peut être dans l’air ou à gaz. Il est constitué de deux
électrodes entre lesquelles, lorsqu’une surtension surgit se créer un
arc électrique qui s’éteint lorsque le courant descend au-dessous de
quelques dizaines d’ampères. Le gaz garantit des valeurs de tension de
décharge constantes, car elle se produit dans une enveloppe protégée
non influencée par la pression, l’humidité ou par la présence d’impureté
(comme cela se produit par contre avec un isolement dans l’air). Il présente
par contre l’inconvénient de permettre un drainage de courant réduit, dû
à la nécessité d’évacuer la chaleur qui doit être assurée par l’enveloppe
contenant le gaz. Le retard avec lequel l’amorçage peut parfois se produire
dépend de la valeur de la tension nécessaire à le provoquer. Il croît avec la
rapidité du front de l’onde de surtension. Donc la tension aux bornes de
l’éclateur est variable, mais elle est garantie par la « Tension de protection»
(Up) annoncée.
Composant Symbole
Courant
de fuite
Energie
dissipée
Temps de
réponse
Tension/Courant
caractéristiques
Ideal
Eclateur
Varistor
Très faible Moyenne Rapide
0 Elevée moyen
0 Elevée Rapide
Figure 2 : caractéristiques des composants utilisés dans les parafoudres.
Catégories d’installation (ou de surtension)
Dans le choix d’un parafoudre, il est important de connaître la tenue au
choc de tension des appareils à protéger. Elle est définie par la norme CEI
60664-1 qui, pour une installation 230/440V, indique :
- Catégorie d’installation I : 1.5kV pour les appareils “particulièrement
sensibles” (appareillage électronique comme le PC ou un téléviseur par ex.)
- Catégorie de surtension II : 2.5kV pour les appareils consommateurs
d’énergie alimentés à partir d’une installation fixe)
- Catégorie de surtension III : 4kV pour les appareils faisant partie de
l’installation fixe (ex : armoires de distribution, interrupteurs);
- Catégorie de surtension IV : 6kV pour les appareils installés à l’origine
de l’installation en amont de l’armoire de distribution (ex : compteurs
d'énergie).
Subdivision de l’environnement en zone et méthode d’installation
La norme définit des zones de protection répertoriées par LPZ + un chiffre
qui correspond au type de parafoudre à installer :
LPZ0A : Zone extérieure dans laquelle un coup de foudre direct
est possible et donc totalement exposée aux champs
électromagnétiques induits.
LPZ0B : Zone extérieure sous la protection d’un parafoudre, qui est
protégée des coups de foudre directs mais soumise à l’exposition
totale de champs électromagnétiques induits.
LPZ1 : Zone située à l’intérieur du bâtiment, protégée des coups
de foudre directs. Le champ électromagnétique sera par
conséquence atténué en fonction du degré de la protection.
Cette zone est protégée par un parafoudre type 1 placé en limite
de la zone LPZ 0A ou 0B.
LPZ2 : Zone, typiquement une salle, dans laquelle le courant de foudre
est limité par un parafoudre raccordé en amont. Cette zone devra
être protégée par un parafoudre de type 2 placé en limite de la zone
LPZ1.
LPZ3 : Zone située à l’intérieur d’une salle (typiquement installation
raccordée à une prise ou à l’intérieur d’une enveloppe
métallique) dans laquelle le courant de foudre est limité par des
parafoudres montés en amont. Cette zone devra être protégée
par un parafoudre type 3 situé en limite de la zone LPZ 2.
La figure 3 (représentation sans engagement) : on note comment le passage
d'une zone de protection à la suivante se réalise avec des parafoudres; ceux de
Type 1 doivent être raccordés en amont de l'installation, au point de livraison de
l'énergie électrique. En solution alternative, on peut installer des parafoudres de
type combiné. Le conducteur de raccordement à la terre devra avoir une section
minimale de 6 mm pour les parafoudres de Type 1, de 4 mm pour les parafoudres
de Type 2 et de 1.5 mm pour les parafoudres de Type 3 (si le bâtiment est équipé
de paratonnerre, se référer à la norme CEI 81-10/4 pour la dimension des câbles).
CATERGORIES D’INSTALLATION
(tension de tenue à l'impulsion
LPZ
SPD type 1
SPD type 2
SPD type 3
LPZ0
LPZ1
LPZ2
LPZ3
IV
(6kV)
III
(4kV)
II
(2.5kV)
I
(1.5kV)
Ex : appareillage électronique
comme un PC ou une TV
Ex : appareils
consommateurs d’énergie
alimentés à partir d’une
installation fixe
Ex : armoires de
distribution,
interrupteurs
Ex : compteurs d'énergie
Figure 3 : relation entre Zone de protection, catégorie d'installation et
type de parafoudre.
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