Protection contre les surtensions pour les systèmes énergétiques
Les très grandes tensions de surtension sont principalement causées par des éclairs sur ou à proximité des systèmes énergétiques. Même à plusieurs centaines de mètres de distance, les courants de foudre peuvent également provoquer des surtensions inadmissibles dans les boucles conductrices, par couplage capacitif, inductif ou galvanique.
Les grandes tensions de surtension sont couplées sur un rayon allant jusqu’à 2 km. Les opérations de commutation impliquant des charges inductives créent des surtensions dangereuses dans les réseaux d’alimentation moyenne et basse tension.
Décharges de foudre
(LEMP: Lightning Electro Magnetic Impulse)
La norme internationale de protection contre la foudre IEC 62305 décrit comment les éclairs directs jusqu’à 200 kA sont arrêtés en toute sécurité. Le courant est couplé au système de mise à la terre et, en raison de la chute de tension au niveau de la résistance de mise à la terre, la moitié du courant de foudre est couplé à l’installation interne.
Le courant de foudre partiel se divise alors entre les lignes électriques entrant dans le bâtiment (nombre de cœurs de ligne électrique entrant dans le bâtiment), tandis qu’environ 5% entre dans les câbles de données.
Exemple de répartition entre la terre et l’installation:
50% – 50%
i = 50 Ka; R = 1 Ohm
U = i × R = 50 000 A × 1 Ohm = 50 000 V
- Tension de surtension U
- courant de surtension i
- Résistance de mise à la terre R
La résistance de tension des composants est dépassée et un arc incontrôlé se produit. Seuls les parafoudres peuvent arrêter en toute sécurité ces tensions dangereuses.
Les plus grandes tensions de surtension sont causées par la foudre. Selon la norme CEI 62305 (VDE 0185-305), les coups de foudre sont simulés avec des courants de surtension allant jusqu’à 200 kA (10/350 µs).
Tableau 1 – Distribution typique du courant de foudre
| 1 | Coup de foudre | 100% | Iimp = 200 kA maximum (CEI 62305) |
| 2 | Système de mise à la terre | ~ 50% | I = 100 kA (50%) |
| 3 | Installation électrique | ~ 50% | I = 100 kA (50%) |
| 4 | Câble de données | ~ 50% | I = 5 kA (5%) |
1.1 Opérations de commutation
(SEMP: Impulsion électromagnétique de commutation)
Les opérations de commutation se produisent en raison de la commutation de charges inductives et capacitives importantes, de courts-circuits et d’interruptions du système d’alimentation. Ils sont la cause la plus fréquente de surtensions.
Décharge électrostatique (ESD)
Les décharges électrostatiques sont causées par le frottement. Lorsqu’une personne marche sur un tapis, la séparation des charges se produit – dans ce cas, elle est cependant inoffensive pour les humains. Cependant, il peut interférer avec et détruire les composants électroniques.
Une liaison équipotentielle est ici nécessaire pour éviter cette séparation des charges.
| Titre: | Conseils de conception pour les systèmes de protection contre la foudre et les surtensions – OBO Betetrmann |
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| Taille: | 5.60 Mo |
| Pages: | 222 |
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