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Auteur(s)
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Michel GRACIET : Docteur ès sciences physiques - Ingénieur au Laboratoire central de recherches de Thomson-CSF
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Joseph PINEL : Docteur ès sciences physiques - Chef de service des Technologies Avancées Thomson-CSF DCS Centre électronique Toulouse
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article traite plus spécialement d’exemples de protection, tant industriels qu’électriques et électroniques.
On étudiera d’abord les composants à mettre en œuvre dans les quatre cas de perturbations électriques considérées précédemment (cf. article Origine des perturbations). Dans chaque cas, les principes de protection sont expliqués et les réponses à la perturbation sont préconisées.
Dans une deuxième partie, on verra que les protections contre des perturbations plus lentes que les quatre premiers cas étudiés sont basées sur des thermistances.
Enfin, les domaines spéciaux de protection seront détaillés : moyens de transport (véhicules automobiles, traction électrique ferroviaire, avionique), communications (téléphonie, réseau hertzien), informatique et communications à haut débit.
On voit à la lumière des exemples donnés dans cet article qu’une efficacité optimale demande le plus souvent l’association de moyens variés.
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4. Protection contre la foudre
Les problèmes de protection des réseaux de distribution étant traités par ailleurs [12] et les protections globales des édifices étant assurées par mise à la terre et égalisation des potentiels, nous nous intéresserons seulement aux effets de la foudre conduits ou captés par les circuits intérieurs et s’exerçant sur les équipements soit domestiques, soit industriels.
4.1 Niveaux de protection requis
D’après de nombreuses mesures [3], il apparaît que les effets des impulsions de foudre ou de leur couplage sur les circuits dépendent plus de l’impédance du circuit que de sa tension de service. Rappelons aussi que l’écartement des conducteurs est à l’origine d’une protection naturelle (jouant le rôle d’éclateur) vers 6 kV.
Il en résulte quatre domaines majeurs de protection qui sont schématisés sur la figure 14 :
-
zone A : arrivée des circuits extérieurs et tableau de branchement ; cette portion peut être soumise à de fortes surtensions et surintensités (typiquement un coup de foudre direct sur la ligne en amont) ;
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zone B : circuits intérieurs courts dans des immeubles à usage d’habitation ; les résistances et les inductances de tels circuits étant faibles, leur impédance est voisine de 10 Ω ; les surtensions étant limitées à environ 6 kV, les surintensités peuvent atteindre un millier d’ampères ;
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zone C : circuits intérieurs longs, associés en général à des impédances de l’ordre de 50 Ω ; les surintensités sont alors limitées à quelques centaines d’ampères ;
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zone D : équipements sensibles (informatique, équipements radio et tout appareillage à circuits intégrés), dont certains sont de plus à protéger dans la gamme des radiofréquences.
4.2 Systèmes de protection
Le niveau primaire de protection étant...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - KIMPARA (A.) - Problems in atmospheric et space electricity. - S.C. Coroniti Ed. Elsevier Pub Co 1965 p. 352-65.
-
(2) - LEVINSON (L.M.), PHILIPP (H.R.) - ZnO varistors for transient protection. - IEEE Trans. on Parts, Hybrids and Packaging (USA) PHP 13 n 4 1977 p. 338-43.
-
(3) - Transient voltage suppression manual. - Ed. General Electric Company (USA) 1982 p. 5-6.
-
(4) - Preliminary Recommended environmental practics for electronic equipment. - Design SAE, 2 Pennsylvania Plaza. N.Y., N.Y. 10001.
-
(5) - * - Colloque International sur les nouvelles orientations des composants passifs, Paris 29-3-1982, p. 328-33.
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(6) - * - Journées d’Études sur les varistances à base d’oxyde de zinc. ESE Gif-sur-Yvette, 6-3-1986, p. 139-41.
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BERTRAND (G.) - Conception et modélisation électrique de structures de protection contre les décharges électrostatiques en technologies BICMOS et CMOS analogique - . Institut national des sciences appliquées (Toulouse) (2001).
HAUT DE PAGE2.1 Représentations graphiques des composants
NF EN 60617-4 (Mars 1997), Symboles graphiques pour schémas. Partie 4 : composants passifs de base.
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