Réseaux basse tension
Parafoudres basse tension - Composants. Réseaux basse tension
D4840 v3 Article de référence

Réseaux basse tension
Parafoudres basse tension - Composants. Réseaux basse tension

Auteur(s) : Alain ROUSSEAU

Date de publication : 10 mai 2017 | Read in English

Logo Techniques de l'Ingenieur Cet article est réservé aux abonnés
Pour explorer cet article plus en profondeur Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?

Présentation

1 - Évolution technique et normative

2 - Composants

3 - Réseaux basse tension

4 - Conclusion

5 - Glossaire

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article traite des composants constitutifs des parafoudres basse tension et du choix des parafoudres. La fin de vie des composants détermine la fin de vie du parafoudre. Les statistiques de surtensions de foudre permettent de se faire une idée de la contrainte que subira le parafoudre. Des indications sont données concernant le niveau de surtension de manœuvre. Pour choisir un parafoudre, la méthode la plus efficace réside dans l’analyse du risque foudre qui permet de déterminer quel est le bon moyen de protection en termes d’efficacité technico-économique et également son dimensionnement. Une version allégée de l’analyse du risque foudre adaptée au parafoudre est également présentée.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

Auteur(s)

  • Alain ROUSSEAU : Ingénieur école centrale de Lyon - DEA de génie électrique - Président du Comité International de Normalisation Parafoudres (IEC SC37A) - Président SEFTIM, Vincennes, France

INTRODUCTION

Les matériels électriques utilisés tant dans les applications domestiques que dans les applications industrielles sont de plus en plus sensibles aux surtensions, en raison de l’utilisation massive de composants électroniques. Les ampoules d’éclairage à incandescence, le moteur de la machine à laver ont une tenue intrinsèque contre les surtensions assez élevée. Pendant longtemps, leur protection contre les surtensions n’était donc pas un problème majeur.

De nos jours, les lampes à LED, les alarmes, ordinateurs, télévisions et même le programmateur de la machine à laver utilisent des composants électroniques, ce qui augmente leur fragilité vis-à-vis des surtensions. L’usage croissant de prises protégées (prises de courant avec parafoudre incorporé), que l’on peut trouver aussi bien dans les magasins de bricolage que dans les catalogues de vente par correspondance, témoigne bien de l’évolution rapide de la protection contre les surtensions et de sa pénétration dans le milieu domestique.

Néanmoins, les parafoudres ne se résument pas à ces prises protégées qui, en général, ne consistent qu’en une barrière secondaire contre les surtensions. Il faut installer d’abord des parafoudres dans le tableau d’entrée de l’installation afin de dériver le plus rapidement possible à la terre les surtensions dangereuses et assurer une fonction d’équipotentialité. Les parafoudres qui sont en aval de ce premier parafoudre (installés dans des tableaux divisionnaires ou dans les prises de courant) ne servent alors qu’à stabiliser le potentiel en des points sensibles du réseau et à dériver à la terre la faible partie de la surtension qui n’a pas été entièrement éliminée par le parafoudre de tête installé en amont. Les parafoudres et leur mode d’installation seront présentés dans l’article [D4841]. Il est, en effet, fondamental de bien choisir le ou les parafoudres nécessaires et aussi de les installer convenablement.

Cependant, les surtensions peuvent se propager jusqu’à l’appareil considéré, non seulement par les lignes d’énergie, mais aussi par les lignes téléphoniques (fax, répondeurs, box…), les câbles coaxiaux (antennes de télévision hertzienne ou satellitaire…), les circuits de données (prises USB ou HDMI des ordinateurs) ou, même, par le circuit de terre (cas d’un bâtiment protégé par un Système de Protection Foudre, par exemple). Les informations sur les réseaux basse tension utiles pour la sélection des parafoudres sont présentées dans le présent article.

Idéalement dans une structure, chacune des voies d’entrée pour les surtensions doit être protégée et une grande quantité de types de parafoudres existent donc sur le marché, en plus des parafoudres pour lignes d’énergie. La description de ces différents types de parafoudres fait l’objet de l’article [D4841].

Parallèlement, les composants utilisés dans les parafoudres ont évolué dans le sens d’une toujours plus grande fiabilité, d’une augmentation permanente de tenue en énergie et d’une amélioration du niveau de protection. Ces composants sont présentés dans le présent article.

Logo Techniques de l'Ingenieur

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?


VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-d4840

Lecture en cours
Présentation

Article inclus dans l'offre

"Réseaux électriques et applications"

(184 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

3. Réseaux basse tension

3.1 Différents types de réseaux d’énergie

En lien avec la question de la maîtrise des surtensions, les réseaux d’énergie en basse tension peuvent avoir des comportements assez différents selon le mode de fixation des potentiels par rapport aux masses métalliques et à la terre.

Il s’agit de ce que l’on appelle les schémas de liaisons à la terre (figure 11), encore appelés régimes de neutre.

Le choix des parafoudres et les surtensions pouvant survenir étant fonction de ces régimes de neutre, il est indispensable d’en faire un bref rappel.

On définit deux paramètres chacun relié à une lettre : le premier caractérise la liaison à la terre du neutre BT au niveau du transformateur HTA/BT, le second caractérise la mise à la terre des masses de l’installation.

Dans le régime TT, le neutre du transformateur et les masses de l’installation sont reliés tous les deux à la terre. Il peut s’agir de la même terre mais ce n’est généralement pas le cas, la terre du transformateur étant du ressort du distributeur alors que la terre des masses étant du ressort de l’installateur du réseau du client.

Dans le régime TN, le neutre est aussi relié à la terre, mais les masses de l’installation sont reliées à ce neutre par un conducteur de protection (PE). Il y a deux cas principaux : le TNC où le conducteur de neutre N et le conducteur de protection PE sont communs. Il est alors appelé PEN et est généralement relié en de nombreux points à la terre. Dans le second cas, les conducteurs de neutre N et de protection PE sont séparés et on appelle ce régime TNS. En pratique, on peut rencontrer un schéma TNC à l’extérieur du bâtiment et TNS à l’intérieur du bâtiment, le neutre et le PE devenant séparés dans l’installation. Il s’agit alors du régime TNCS. Le régime TN est celui qui conduit aux perturbations CEM et foudre les plus faibles.

Enfin, dans le régime IT, le neutre est isolé (il est alors, de fait, relié à la terre par les capacités parasites) ou impédant (valeur d’impédance élevée d’environ 1 kΩ) et les masses sont reliées à la terre. C’est le régime privilégié quand on veut continuer l’utilisation du réseau même en présence...

Logo Techniques de l'Ingenieur

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?


Lecture en cours
Réseaux basse tension

Article inclus dans l'offre

"Réseaux électriques et applications"

(184 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - XEMARD (A.) et al -   Étude statistique des surtensions induites dues à la foudre sur les ouvrages de distribution d’énergie et analyse du risque  -  Cired (1997).

  • (2) - Norme NF EN 62305-1 -   Protection contre la foudre Partie 1 : Principes généraux Évaluation des risques  -  (2012).

  • (3) - ROUSSEAU (A.), CREVENAT (V.) -   Protective levels at equipment terminals for various SPDs  -  Proceedings of the International Conference on Grounding and Earthing Salvador (2010).

  • (4) - ROUSSEAU (A.) et al -   Design of ZnO surge protective devices in case of direct lightning surges  -  International conference on lightning protection (ICLP) (1996).

  • (5) - CEI Rapport Technique 62066 -   Surtensions de choc et protection contre la foudre dans les réseaux à basse tension – Information générale fondamentale.  -  (2002).

  • ...

1 Outils logiciels

JUPITER : logiciel d’analyse du risque foudre selon la norme NF EN 62305-2, SEFTIM, France.

HAUT DE PAGE

2 Sites Internet

Association protection foudre http://www.apfoudre.fr/

SOS foudre http://seftim.com/?page_id=1405

HAUT DE PAGE

3 Normes et standards

NF EN 61643-11 (05-2014), Parafoudres basse-tension – Partie 11 : parafoudres connectés aux systèmes basse tension – Exigences et méthodes d’essai.

Cette norme traite des parafoudres pour réseaux basse tension à courant alternatif. Des versions spécifiques pour les applications continues sont en développement (IEC 61643-31 pour les parafoudres des applications photovoltaïques et IEC 61643-41 pour les autres applications courant continu. En Europe, il existe déjà une norme pour les parafoudres photovoltaïques NF EN 50539-11 qui sera à...

Logo Techniques de l'Ingenieur

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?


Article inclus dans l'offre

"Réseaux électriques et applications"

(184 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

Ressources documentaires

Plan de protection des réseaux de distribution publique à moyenne tension - Principes

Chaque opérateur de réseau de distribution exploite ses réseaux à moyenne tension avec des standards qui ...

Parafoudres basse tension - Description. Installation

Cet article présente les critères de choix et les règles d'installation des parafoudres basse tension. ...

Plan de protection des réseaux de distribution publique à moyenne tension - Mise en œuvre

La mise en œuvre d’un plan de protection exige une bonne connaissance des phénomènes électrotechniques ...

Installations électriques BT - Protection contre les contacts directs

La conception et la réalisation des installations électriques industrielles et tertiaires nécessitent la ...