Un homme installe un parafoudre basse tension dans une armoire électrique

Informations de base relatives aux parafoudres basse tension Technologie, normes et directives en matière de parafoudres basse tension

Depuis l'origine des surtensions jusqu'à un concept de protection global.

Il est probable que vous ayez de nombreuses questions : depuis la question fondamentale sur l'origine même des surtensions, jusqu'aux détails techniques via les systèmes réseau ou les différents composants d'un concept de protection antisurtension jusqu'à l'appareil.

Vous trouverez ici les réponses aux questions suivantes :

  • Comment les surtensions apparaissent-elles et quels sont leurs effets ?
  • Comment un concept de protection antisurtension efficace est-il développé ?
  • Quelle technologie est dissimulée derrière le concept de protection et dans les produits ?
  • À quoi devez-vous faire attention ?

Causes des surtensions

Surtension : de quoi s'agit-il exactement ? D'où proviennent les surtensions ? Comment arrivent-elles dans vos appareils et installations ? Vous vous êtes probablement déjà posé ces questions. Vous trouverez ci-après des informations détaillées concernant la technologie des parafoudres basse tension.

Causes

Les surtensions n'apparaissent que durant une fraction de seconde. C'est la raison pour laquelle on les appelle aussi tensions transitoires, ou plus simplement : transitoires. Elles se caractérisent par des temps de montée très courts, de quelques microsecondes, avant de retomber plus lentement (durée pouvant atteindre 100 microsecondes).
Les surtensions sont générées par les événements suivants :

Décharges de foudre (LEMP)
Le terme technique pour une décharge de coup de foudre est LEMP. Il signifie Lightning Electromagnetic Pulse.
Les coups de foudre lors d'un orage engendrent des surtensions transitoires extrêmement élevées. Elles atteignent des valeurs beaucoup plus importantes que celles causées par des manœuvres ou des décharges électrostatiques. Toutefois, comparativement aux autres causes, elles se produisent plus rarement.

Manœuvres (SEMP)
Les manœuvres sont désignées par l'abréviation SEMP. Cette expression signifie Switching Electromagnetic Pulse.
Dans ce contexte, les manœuvres englobent la connexion de machines puissantes ou les courts-circuits dans le réseau électrique. Les câbles concernés par de telles circonstances connaissent des modifications très importantes du courant en quelques fractions de seconde.

Décharges électrostatiques (ESD)
L'abréviation ESD (Electrostatic Discharge) désigne une décharge électrostatique.
En cas de contact ou de rapprochement entre des parties conductrices exposées présentant un potentiel électrostatique différent, il se produit une transmission de la charge électrique. Exemple typique : une personne se charge en électricité en marchant sur un tapis, puis se décharge sur un objet métallique mis à la terre (comme une rampe métallique).

Types de couplage

Les surtensions peuvent atteindre les circuits électriques de différentes manières. Les types de couplage y font référence.

Types de couplage des surtensions

Couplage galvanique (gauche), couplage inductif (centre) et couplage capacitif (droite)

Couplage galvanique
Cette notion désigne les surtensions qui se manifestent directement au sein d'un circuit électrique. Elles se produisent en cas de coups de foudre, par exemple. Les courants de foudre de forte amplitude provoquent alors une surtension au niveau de la résistance de terre du bâtiment concerné.
Tous les câbles raccordés au niveau de l'équipotentialité centrale subissent cette tension. Une surtension est également générée au niveau des conducteurs traversés par le courant de foudre. Elle peut essentiellement être attribuée, en raison de la grande raideur du courant, au pourcentage inductif de la résistance des câbles. La loi sur l'induction (u0 = L x di/dt) constitue une base de calcul.

Couplage inductif
Ce processus se produit sous l'effet du champ magnétique d'un conducteur parcouru par le courant selon le principe du transformateur. Le couplage direct d'une surtension provoque, dans le conducteur concerné, un courant de choc avec des valeurs de croissance élevées.
Simultanément, un champ magnétique d'une intensité aussi élevée se forme autour de ce conducteur (comme dans l'enroulement primaire d'un transformateur). Le champ magnétique induit une surtension dans les autres câbles se trouvant dans sa zone d'influence (comme dans l'enroulement secondaire d'un transformateur). Cette surtension parvient jusqu'à l'appareil raccordé, en suivant la ligne.

Couplage capacitif
Ce type de couplage résulte, en principe, du champ électrique entre deux points présentant une grande différence de potentiel. Un coup de foudre produit un potentiel élevé via la dérivation d'un paratonnerre. Un champ électrique se forme entre la dérivation et les autres parties présentant un potentiel plus faible.
Il peut s'agir, par exemple, de l'alimentation et de la transmission de signaux ou d'appareils se trouvant dans le bâtiment. Le champ électrique entraîne un transfert de charge. Cela provoque une augmentation de la tension, voire une surtension, dans les appareils et câbles concernés.

Sens d'action des surtensions

Les surtensions s'exercent dans deux directions au sein des circuits électriques influencés.

Sens d'action des surtensions avec tension de mode commun et tension transversale

Tension de mode commun (gauche) et tension transversale (droite)

Tension de mode commun
En cas de perturbation, les tensions en mode commun [UL] apparaissent à cause de surtensions ou de tensions perturbatrices à haute fréquence entre les conducteurs actifs et la terre. Les termes « asymétrique » et « common mode » sont également utilisés.
Les tensions asymétriques représentent d'abord un danger pour les composants situés entre les potentiels actifs et la terre ainsi que pour l'isolation entre les potentiels actifs et la terre. Des claquages se produisent sur les circuits imprimés ou entre les équipements électriques sous tension et les pièces de boîtier mises à la terre.

Tension transversale
En cas de perturbation, les tensions transversales [UQ] apparaissent à cause de surtensions ou de tensions perturbatrices à haute fréquence entre les conducteurs actifs d'un circuit électrique. Les termes « symétrique » et « differential mode » sont également utilisés.
Les surtensions symétriques représentent un danger pour l'entrée de tension et l'entrée de signal des appareils et interfaces. Elles engendrent une surcharge directe qui endommage l'équipement électrique concerné dans l'alimentation ou des composants de traitement des signaux.

Effets des surtensions

Les surtensions qui se manifestent au sein d'un circuit endommagent la plupart du temps les installations et les appareils de manière conséquente. Pour les appareils en activité permanente, le risque à ce niveau est particulièrement élevé. Ces dommages peuvent entraîner des coûts très élevés.
Car les frais ne portent pas uniquement sur la nouvelle acquisition ou la réparation des appareils endommagés. La panne prolongée de l'installation, voire la perte du logiciel ou des données, représentent des coûts bien plus élevés.

Diagramme : fréquence des dégâts causés par des surtensions (source : GDV/2019)

Fréquence des dégâts causés par des surtensions (source : GDV/2019)

Fréquence des dégâts

Les statistiques recueillies par les assureurs traduisent chaque année des chiffres révélateurs au niveau de la fréquence des dégâts causés par des surtensions. L'exploitant d'installations électroniques obtient le plus souvent la réparation des dommages occasionnés sur le matériel de la part de son assurance. Les dommages logiciels et la défaillance de l'installation liée à de lourdes charges financières restent largement non assurés.
Les statistiques de 2019 recueillies par les assureurs allemands prouvent que rien que la part des dégâts causés par la foudre et les surtensions est considérable. Même si le nombre de dommages a légèrement baissé ces dernières années, environ 200 millions d'euros de prestations ont été versés par les assurances habitation et biens immobiliers. (Source : GDV)

Dommages d'un composant électronique dus aux surtensions

Dommages d'un composant électronique dus aux surtensions

Risque de danger

Chaque circuit fonctionne avec une tension spécifique. À cet égard, toute augmentation de la tension au-delà du seuil de tolérance maximum représente une surtension.
L'ampleur des dommages dépend en grande partie de la rigidité diélectrique des composants employés et de la quantité d'énergie que le circuit concerné est en mesure de dissiper.

Représentation du principe du circuit de protection pour les parafoudres basse tension

Représentation du principe du circuit de protection

Concept de protection

Ce principe décrit une mesure de protection sans faille contre les surtensions. À cet égard, il faut tracer mentalement un cercle autour de l'objet à protéger. Des parafoudres doivent être installés à chaque endroit où les câbles coupent ce circuit. Les caractéristiques de chacun des circuits doivent être prises en compte pour le choix des parafoudres. La zone à l'intérieur du périmètre de protection est ainsi protégée, de sorte que les couplages de surtension liés aux câbles sont systématiquement évités.
Le concept de circuit de protection peut être divisé logiquement entre les domaines suivants :

  • Alimentation
  • Technique de mesure, de commande et de régulation
  • Informatique
  • Installations émettrices/réceptrices
Emplacement des différentes zones de protection à travers l'exemple d'une maison individuelle typique

Emplacement des différentes zones de protection à travers l'exemple d'une maison individuelle typique

Zones de protection

Lors de l'installation d'une protection efficace, il est important de déterminer l'endroit où se trouvent les appareils menacés ainsi que les influences responsables de leur état. Cette figure illustre une maison individuelle traditionnelle avec un exemple de l'emplacement des différentes zones de protection.

L'abréviation LPZ (Lightning Protection Zone) caractérise les différentes zones dangereuses. On distingue alors les zones suivantes :

  • LPZ 0A (action directe de la foudre) : correspond à la zone dangereuse à l'extérieur du bâtiment.
  • LPZ 0B (action directe de la foudre) : correspond à la zone protégée à l'extérieur du bâtiment.
  • LPZ 1 : correspond à une zone à l'intérieur du bâtiment, menacée par des surtensions élevées.
  • LPZ 2 : correspond à la zone à l'intérieur d'un bâtiment, menacée par des surtensions à faible intensité.
  • LPZ 3 : cette zone est menacée par des surtensions et des influences diverses provenant des appareils et des câbles.
Diagramme : apparition de tensions inductives au niveau des câbles

Apparition de tensions inductives au niveau des câbles

Effets des courants de choc au niveau des câbles

La limitation des surtensions consiste dans la dérivation de courants à haute fréquence et donc de phénomènes transitoires. Cela signifie que ce n'est pas la résistance ohmique d'un câble qui est principalement déterminante, mais la résistance inductive.
Selon la loi sur l'induction, l'écoulement de tels courants de choc vers le potentiel de terre génère de nouvelles surtensions entre le point de couplage et la terre.

u0 = L x di/dt

u0 = tension induite en V
L = inductance en Vs/A en H
di = variation du courant en A
dt = intervalle de temps en s

La résistance inductive ne peut être réduite que par des raccourcissements de la longueur des câbles ou par le montage en parallèle de chemins de dérivation. Pour obtenir une faible impédance globale du chemin de dérivation et assurer une tension résiduelle réduite, une équipotentialité au maillage serré constitue donc la meilleure solution technique.

Systèmes d'équipotentialité dans une maison

Systèmes d'équipotentialité

Équipotentialité

Une protection intégrale n'est réalisable qu'au moyen d'une isolation complète ou d'une équipotentialité complète. Or, une isolation complète n'étant pas réalisable pour beaucoup d'applications pratiques, seule la solution d'une équipotentialité complète est envisageable.
À cet égard, tous les éléments conducteurs doivent être raccordés au système d'équipotentialité. Le raccordement de câbles conducteurs à l'équipotentialité centrale est effectué à l'aide d'équipements de protection. Ces derniers deviendront conducteurs en cas de surtension, ce qui permettra de la court-circuiter. Il est donc ainsi possible d'éviter efficacement tout dommage lié à une surtension.
Les systèmes d'équipotentialité peuvent prendre différentes formes :

  • L'équipotentialité linéaire
  • L'équipotentialité en étoile
  • L'équipotentialité maillée

L'équipotentialité maillée est la méthode la plus efficace, car là tous les éléments conducteurs disposent d'un câble distinct et des câbles supplémentaires relient l'ensemble des points finaux de la manière la plus courte possible. Ce type d'équipotentialité est idéal pour les installations particulièrement sensibles, telles que des centres de données.

Concept de protection à plusieurs niveaux pour l'alimentation

Les mesures requises pour protéger les appareils et les installations se composent, selon le module choisi et les influences prévisibles de l'environnement, de deux ou trois niveaux. Les équipements de protection pour chacun de ces niveaux se différencient fondamentalement par leur pouvoir de décharge et leur niveau de protection selon le type de protection auquel ils appartiennent.
Concept de protection à trois niveaux, avec des niveaux de protection installés séparément :

  • Type 1 : parafoudre
    Niveau de protection <4 kV, lieu de montage habituel : distribution principale
  • Type 2 : parafoudre
    Niveau de protection <2,5 kV, lieu de montage habituel : distribution secondaire
  • Type 3 : protection d'appareil
    Niveau de protection <1,5 kV, lieu de montage habituel : en amont de l'équipement terminal
    Les niveaux de protection 1 et 2 peuvent également être réalisés dans un parafoudre combiné de type 1+2. Cet équipement de protection répond aux exigences imposées aux parafoudres des types 1 et 2. La facilité d'installation constitue un avantage essentiel. Par ailleurs, il n'est pas nécessaire de tenir compte de conditions d'installation spéciales.
    Concept de protection à trois niveaux avec des parafoudres combinés de type 1 + 2 et un parafoudre à part de type 3 :
  • Parafoudres combinés de types 1+2
    Niveau de protection <2,5 kV, lieu de montage habituel : distribution principale
  • Type 3 : protection d'appareil
    Niveau de protection <1,5 kV, lieu de montage habituel : en amont de l'équipement terminal

Composants et circuits de protection

En cas de surtensions, les conducteurs et appareils concernés doivent être rapidement court-circuités avec le système d'équipotentialité. Pour ce faire, il existe différents composants avec les caractéristiques correspondantes. Ces composants se distinguent principalement par leur temps de réponse et leur pouvoir de décharge.

Symbole et courbe caractéristique U/I d'une diode Zener bidirectionnelle

Symbole et courbe caractéristique U/I d'une diode Zener bidirectionnelle

Diodes Zener bidirectionnelles

Propriétés :

  • La fonction est généralement définie comme une protection fine.
  • Réaction très rapide.
  • Faible tension maximale admissible.
  • Modèle standard avec un courant admissible faible et une capacité élevée.
  • Pour une tension nominale de 5 V, le pouvoir de décharge maximum est d'environ 750 A.
  • Pour des tensions nominales supérieures, le pouvoir de décharge diminue nettement.

Particularités :

Il existe également des diodes avec une tension nominale plus élevée et un plus grand pouvoir de décharge. Ces types de diodes sont cependant beaucoup plus grands et ne sont donc presque jamais utilisés dans les circuits de protection combinés.

Légende :

UR = tension inverse
UB = tension de claquage
UC = tension de limitation
IPP = impulsion de courant de choc
IR = courant inverse

Symbole et courbes caractéristiques U/I des varistances à oxyde métallique

Symbole et courbes caractéristiques U/I des varistances à oxyde métallique

Varistances

Propriétés :

  • La fonction est généralement définie comme une protection moyenne.
  • Les temps de réponse sont de l'ordre inférieur de la nanoseconde.
  • Réaction plus rapide que les équipements de protection à gaz.
  • Aucun courant de suite de réseau engendré.

Particularités :

Des varistances dont le courant nominal de décharge peut atteindre 2,5 kA sont utilisées comme niveau de protection moyen dans le cadre de la technologie MCR. En ce qui concerne l'alimentation, des varistances, dont le courant nominal de décharge peut atteindre 3 kA représentent des éléments essentiels des circuits de protection dans les parafoudres de type 3 pour la protection d'appareil. Les varistances utilisées dans les parafoudres de type 2 sont beaucoup plus performantes. Dans ce domaine d'application, la version standard supporte des courants nominaux de décharge allant jusqu'à 20 kA. Pour les applications spéciales, il existe aussi des parafoudres de type 2 avec jusqu'à 80 kA.

Légende :

A = plage de service à haute impédance
B = plage de service à faible impédance/plage de limitation

Symbole et caractéristique d'amorçage d'un éclateur à gaz

Symbole et caractéristique d'amorçage d'un éclateur à gaz

Parafoudres à gaz

Propriétés :

  • La fonction est généralement définie comme une protection moyenne.
  • Les temps de réponse sont de l'ordre moyen de la nanoseconde.
  • Les versions standard évacuent des courants d'une intensité pouvant atteindre 20 kA.
  • Malgré un pouvoir de décharge élevé, les dimensions de ce composant sont très réduites.

Particularités :

Avec ce composant, un comportement d'allumage dépendant de la tension et du temps conduit à des tensions résiduelles qui peuvent même atteindre plusieurs 100 V.

Légende :

  1. Temps de réponse statique
  2. Temps de réponse dynamique
Symbole et caractéristiques d'amorçage d'un éclateur

Symbole et caractéristiques d'amorçage d'un éclateur

Éclateurs

Propriétés :

  • Cœur d'un parafoudre
  • Grande capacité d'extinction des courants de suite de réseau
  • Vitesse de réponse relativement élevée
  • Caractéristique d'amorçage dépendante d'une élévation de la tension sur la durée

Particularités :

Dans la plupart des cas, le cœur d'un parafoudre performant est constitué d'un éclateur. Dans ce composant, deux cornets électromagnétiques sont placés à une faible distance l'un de l'autre. Les surtensions provoquent un claquage entre les cornets électromagnétiques et un arc se forme. Cette trajectoire de plasma court-circuite la surtension. Des intensités élevées et en forte augmentation sont observées avec des valeurs atteignant des centaines de kA. Il existe des éclateurs ouverts ou fermés. Du point de vue physique, la capacité d'extinction et le pouvoir de décharge des éclateurs ouverts sont plus élevés.

La technologie Arc Chopping s'avère particulièrement performante pour les éclateurs. Un déflecteur est en outre placé en face des électrodes. L'arc est repoussé entre les électrodes vers ce déflecteur et y est écrasé. Des fragments d'arc se forment et sont soufflés hors de l'éclateur puis s'éteignent facilement. L'impédance élevée de l'éclateur est rétablie lorsque la surtension est éliminée.

Légende :

UZ = tension d'amorçage/tension d'allumage
tZ = temps de réponse

Circuit de protection à deux niveaux avec découplage ohmique (gauche) et circuit de protection à trois niveaux avec découplage inductif (droit)

Circuit de protection à deux niveaux avec découplage ohmique (gauche) et circuit de protection à trois niveaux avec découplage inductif (droit)

Circuits de protection combinés pour interfaces de signaux

Selon l'application, différents composants sont utilisés. Ils peuvent être combinés individuellement ou sous forme de circuits de protection complexes.

En combinant différents composants, il est possible de regrouper les avantages propres aux éléments en fonction des besoins. Par exemple, les combinaisons d'éclateurs à gaz et de diodes Zener bidirectionnelles constituent un circuit de protection standard pour les interfaces de signaux sensibles. Cette combinaison offre une protection performante, à réactivité rapide, avec le meilleur niveau de protection possible.

Les composants, classés comme niveaux de protection, sont montés en parallèle de façon indirecte. Des éléments de découplage ohmiques ou inductifs sont ainsi insérés entre les composants. Cela produit un amorçage différé des niveaux de protection échelonnés.

En principe, les circuits de protection se distinguent par les points suivants :

  • Nombre de niveaux de protection
  • Sens d'action du circuit (protection en mode commun ou différentiel)
  • Tension nominale
  • Effet d'atténuation sur les fréquences de signaux
  • Niveau de protection (tension de limitation)
Répartition de la tension dans un circuit de protection à deux niveaux

Répartition de la tension dans un circuit de protection à deux niveaux

Fonction de circuits de protection à plusieurs niveaux

Lorsqu'une surtension se produit, l'élément le plus rapide, à savoir la diode Zener bidirectionnelle, est le premier à répondre. Le courant de décharge parcourt la diode Zener bidirectionnelle et la résistance de découplage montée en amont. La résistance de découplage permet de faire baisser une tension. Elle correspond à la différence entre les différentes tensions d'amorçage de la diode Zener bidirectionnelle et du parafoudre rempli de gaz.

Ainsi, la tension d'amorçage de l'éclateur à gaz est atteinte avant que le courant de choc n'exerce une surcharge sur la diode Zener bidirectionnelle. En d'autres termes, lorsque l'éclateur à gaz se déclenche, la quasi-totalité du courant de décharge le parcourt. La tension résiduelle dans l'éclateur à gaz s'élève à 20 V max. afin de décharger la diode Zener bidirectionnelle. En cas de faible courant de décharge, qui n'exerce pas de surcharge sur la diode Zener bidirectionnelle, l'éclateur à gaz n'intervient pas.

Le circuit représenté assure une réponse rapide en limitant la tension maximale admissible à une faible valeur et possède en même temps un pouvoir de décharge élevé. Un circuit de protection à trois niveaux avec découplage inductif fonctionne selon le même principe. La commutation s'effectue cependant en deux étapes : d'abord de la diode Zener bidirectionnelle à la varistance, puis au parafoudre.

Le principe de répartition de la tension s'applique également entre les différents niveaux de protection, pour ce qui est de l'alimentation. Ainsi, la tension UW diminue par le câble situé entre les parafoudres de type 1 et 2 ainsi qu'entre ceux de type 2 et 3. Il existe toutefois aussi des parafoudres pour l'alimentation permettant une coordination sans câbles entre les niveaux de protection.

Légende :

UG = tension d'amorçage du parafoudre rempli de gaz
UD = tension de limitation de la diode Zener bidirectionnelle
UW = tension différentielle via la résistance de découplage

Normes et directives Normes générales concernant la protection contre la foudre, les prescriptions de montage et le choix des parafoudres

Les différentes normes décrivent individuellement les exigences en matière d'installation et de sécurité ainsi que l'utilisation des produits dans leurs différentes applications. Les différents thèmes principaux sont répertoriés ci-après et les normes internationales correspondantes sont nommées.

Diagramme des normes, directives et règlements pour les parafoudres basse tension
Diagramme des normes, directives et règlements pour les parafoudres basse tension
Normes, directives et règlements
Diagramme des normes, directives et règlements pour les parafoudres basse tension
Diagramme des normes, directives et règlements pour les parafoudres basse tension

Protection contre la foudre - Partie 1 : Principes généraux
Protection against lightning - Part 1: General principles
• CEI 62305-1
• EN 62305-1
• DIN EN 62305-1 (VDE 0185-305-1)

Protection contre la foudre - Partie 2 : Gestion des risques
Protection against lightning - Part 2: Risk management
• CEI 62305-2
• EN 62305-2
• DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2)

Protection contre la foudre - Partie 2 : Gestion des risques - Supplément 1 : Risque lié à la foudre en Allemagne
Protection against lightning - Part 2: Risk management - Supplement 1: Lightning threat in Germany
• DIN EN 62305-2 Supplément 1 (VDE 0185-305-2 Supplément 1)

Protection contre la foudre - Partie 2 : Gestion des risques - Supplément 2 : Aide au calcul pour l'estimation du risque de dommages aux installations structurelles, avec CD-ROM
Protection against lightning - Part 2: Risk management - Supplement 2: Calculation assistance for assessment of risk for structures, with CD-ROM
• DIN EN 62305-2 Supplément 2 (VDE 0185-305-2 Supplément 2)

Protection contre la foudre - Partie 2 : Gestion des risques ; supplément 3 : Informations supplémentaires pour l'application de la norme DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2)
Protection against lightning - Part 2: Risk management; Supplement 3: Additional information for the application of DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2)
• DIN EN 62305-2 Supplément 3 (VDE 0185-305-2 Supplément 3)

Protection contre la foudre - Partie 3 : Protection des installations architecturales et des personnes
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structure and life hazard
• CEI 62305-3
• EN 62305-3
• DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)

Protection contre la foudre - Partie 3 : Protection des installations architecturales et des personnes - Supplément 1 : Informations supplémentaires pour l'application de la norme DIN EN 62305-3
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard - Supplement 1: Additional information for the application of DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)
• DIN EN 62305-3 Supplément 1 (VDE 0185-305-3 Supplément 1)

Protection contre la foudre - Partie 3 : Protection des installations architecturales et des personnes - Supplément 2 : Informations complémentaires pour les installations architecturales particulières
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard - Supplement 2: Additional information for special structures
• DIN EN 62305-3 Supplément 2 (VDE 0185-305-3 Supplément 2)

Protection contre la foudre - Partie 3 : Protection des installations architecturales et des personnes - Supplément 3 : Informations supplémentaires pour les essais et la maintenance des systèmes de protection contre la foudre
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard - Supplement 3: Additional information for the testing and maintenance of lightning protection systems
• DIN EN 62305-3 Supplément 3 (VDE 0185-305-3 Supplément 3)

Protection contre la foudre - Partie 3 : Protection des installations architecturales et des personnes - Supplément 4 : Utilisation de toits métalliques dans les systèmes de protection contre la foudre
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard - Supplement 4: Use of metallic roofs in lightning protection systems
• DIN EN 62305-3 Supplément 4 (VDE 0185-305-3 Supplément 4)

Protection contre la foudre - Partie 3 : Protection des installations architecturales et des personnes ; supplément 5 : Protection contre la foudre et parafoudres basse tension pour les systèmes d'alimentation PV
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard; Supplement 5: Lightning and overvoltage protection for photovoltaic power supply systems
• DIN EN 62305-3 Supplément 5 (VDE 0185-305-3 Supplément 5)

Protection contre la foudre - Partie 3 : Protection des installations architecturales et des personnes ; supplément 6 : Informations supplémentaires sur l'exigence de mesures de protection contre la foudre selon DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard; Supplement 6: Additional information on the requirement for lightning protection according to DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)
• DIN EN 62305-3 Supplément 6 (VDE 0185-305-3 Supplément 6)

Protection contre la foudre - Partie 4 : Systèmes électriques et électroniques dans les installations architecturales
Protection against lightning - Part 4: Electrical and electronic systems within structures
• CEI 62305-4
• EN 62305-4
• DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4)

Protection contre la foudre - Partie 4 : Systèmes électriques et électroniques dans les installations architecturales - Supplément 1 : Distribution du courant de foudre
Protection against lightning - Part 4: Electrical and electronic systems within structures - Supplement 1: Sharing of the lightning current
• DIN EN 62305-4 Supplément 1, VDE 0185-305-4 Supplément 1

Diagramme des normes, directives et règlements pour les parafoudres basse tension

Parafoudres basse tension - Partie 11 : Parafoudres pour les installations à basse tension - Exigences et essais
Low-voltage surge protective devices - Part 11: Surge protective devices connected to low-voltage power systems - Requirements and test methods
• CEI 61643-11
• EN 61643-11
• DIN EN 61643-11 (VDE 0675-6-11)

Parafoudres basse tension - Partie 12 : Parafoudres pour les installations à basse tension - Choix et principes d'application
Low-voltage surge protective devices - Part 12: Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems - Selection and application principles
• CEI 61643-12
• EN : non disponible
• DIN EN 61643-12 (VDE 0675-6-12)

Parafoudres basse tension - Partie 21 : Parafoudres connectés aux réseaux de signaux et de télécommunications - Prescriptions de fonctionnement et méthodes d'essais
Low voltage surge protective devices - Part 21: Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks - Performance requirements and testing methods
• CEI 61643-21
• EN : non disponible
• DIN EN 61643-21 (VDE 0845-3-1)

Parafoudres basse tension - Partie 22 : Parafoudres connectés aux réseaux de signaux et de télécommunications - Principes de choix et d'application
Low-voltage surge protective devices - Part 22: Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks - Selection and application principles
• CEI 61643-22 & CLC/TS 61643-22
• EN : non disponible
• DIN CLC/TS 61643-22 (VDE V 0845-3-2)

Parafoudres basse tension - Partie 31 : Exigences et essais pour les parafoudres pour les installations photovoltaïques
Low-voltage surge protective devices - Part 31: Requirements and test methods for SPDs for photovoltaic installations
• CEI 61643-31
• EN 61643-31
• DIN EN 61643-31 (VDE 0675-6-31)

Parafoudres basse tension - Parafoudres pour applications spécifiques incluant la tension continue - Partie 32 : Principes de choix et d'application - Parafoudres connectés aux installations photovoltaïques
Low-voltage surge protective devices - Surge protective devices for specific use including d.c. - Part 32: Selection and application principles - SPDs connected to photovoltaic installations
• CEI 61643-32
• EN : non disponible
• DIN EN 61643-32 (VDE 0675-6-32)

Installations d'énergie éolienne - Partie 24 : Protection contre la foudre
Wind energy generation systems - Part 24: Lightning protection
• CEI 61400-24
• EN CEI 61400-24
• DIN EN CEI 61400-24 (VDE 0127-24)

Normes, directives et règlements

avec des tensions nominales jusqu'à 1 000 V

Construction d'installations à basse tension - Partie 1 : principes généraux, dispositions, caractéristiques générales, termes
Low-voltage electrical installations - Part 1: Fundamental principles, assessment of general characteristics, definitions
• CEI 60364-1
• HD 60364-1
• DIN VDE 0100-100 (VDE 0100-100)

Construction d'installations à basse tension - Partie 200 : Termes
Low-voltage installations - Part 200: Definitions
• CEI 60050-826
• EN : non disponible
• DIN VDE 0100-200 (VDE 0100-200)

Construction d'installations à basse tension - Partie 4-41 : Mesures de protection - Protection contre les chocs électriques
Low-voltage electrical installations - Part 4-41: Protection for safety - Protection against electric shock
• CEI 60364-4-41
• HD 60364-4-41
• DIN VDE 0100-410, VDE 0100-410

Construction d'installations à basse tension - Partie 4-43 : Mesures de protection - Protection en cas de surintensité
Low-voltage electrical installations - Part 4-43: Protection for safety
• CEI 60364-4-43
• HD 60364-4-43
• DIN IEC 60364-4-43 (VDE 0100-430)

Constructions d'installations basse tension - Partie 4-44 : Mesures de protection - Protection contre les tensions perturbatrices et les grandeurs perturbatrices électromagnétiques - Section 443 : Protection contre les surtensions transitoires dues aux agents atmosphériques ou aux opérations de commutation
Low-voltage electrical installations - Part 4-44: Protection for safety - Protection against voltage disturbances and electromagnetic disturbances - Clause 443: Protection against transient overvoltages of atmospheric origin or due to switching
• CEI 60364-4-44
• HD 60364-4-443
• DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443)

Construction d'installations basse tension - Partie 5-51 : Choix et mise en œuvre des matériels électriques - Dispositions générales
Electrical installations of buildings - Part 5-51: Selection and erection of electrical equipment - Common rules
• CEI 60364-5-51
• HD 60364-5-51
• DIN VDE 0100-510 (VDE 0100-510)

Construction d'installations basse tension - Partie 5-53 : Choix et mise en œuvre des matériels électriques - Coupure, sectionnement et commande - Section 534 : Dispositifs de protection contre les surtensions (SPD)
Low-voltage electrical installations - Part 5-53: Selection and erection of electrical equipment - Isolation, switching and control - Clause 534: Devices for protection against transient overvoltages
• CEI 60364-5-53
• HD 60364-5-53
• DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534)

Construction d'installations basse tension - Partie 5-54 : Choix et mise en œuvre des matériels électriques - Installations de mise à la terre et conducteurs de protection
Low-voltage electrical installations - Part 5-54: Selection and erection of electrical equipment - Earthing arrangements and protective conductors
• CEI 60364-5-54
• HD 60364-5-54
• DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540)

Construction d'installations basse tension - Partie 6 : Essais
Low-voltage electrical installations - Part 6: Verification
• CEI 60364-6
• HD 60364-6
• DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600)

Protection contre les chocs électriques - Exigences communes aux installations et aux équipements électriques
Protection against electric shock - Common aspects for installation and equipment
• CEI 61140
• EN 61140
• DIN EN 61140 (VDE 0140-1)

Ensembles de commutateurs basse tension - Partie 1 : Règles générales
Low-voltage switchgear and controlgear assemblies - Part 1: General rules
• CEI : en cours de préparation
• EN : non disponible
• DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1)

Ensembles d'appareillage à basse tension - Partie 2 : Ensembles d'appareillage de puissance
Low-voltage switchgear and controlgear assemblies - Part 2: Power switchgear and controlgear assemblies
• CEI : en cours de préparation
• DIN EN CEI 61439-2 (VDE 0660-600-2)

Diagramme des normes, directives et règlements pour les parafoudres basse tension

Compteurs - Partie 1 : Règles générales
Meter panels - Part 1: General requirements
• DIN VDE 0603-1 (VDE 0603-1)

Fusibles basse tension - Partie 1 : Règles générales
Low-voltage fuses - Part 1: General requirements
• CEI 60269-1
• EN 60269-1
• DIN EN 60269-1 (VDE 0636-1)

Accessoires électriques - Disjoncteurs pour la protection contre les surintensités pour installations domestiques et analogues - Partie 1 : Disjoncteurs pour le fonctionnement en courant alternatif (AC)
Electrical accessories - Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations - Part 1: Circuit-breakers for a.c. operation
• CEI 60898-1
• EN 60898-1
• DIN EN 60898-1 (VDE 0641-11)

Accessoires électriques - Disjoncteurs pour la protection contre les surintensités pour installations domestiques et analogues - Partie 1 : Disjoncteurs pour le fonctionnement en courant alternatif (CA) ; Supplément 1 : Notes d'application pour les disjoncteurs de la série DIN EN 60898 (VDE 0641) et les disjoncteurs principaux sélectifs de la série DIN VDE 0641-21 (VDE 0641-21)
Electrical accessories - Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations - Part 1: Circuit-breakers for a.c. operation; Supplement 1: Operating instructions for the use of circuit breakers according to series DIN EN 60898 (VDE 0641) and of selective main circuit-breakers according to DIN VDE 0641-21 (VDE 641-21)
• DIN EN 60898-1 Supplément 1 (VDE 0641-11 Supplément 1)

Disjoncteurs pour la protection contre les surintensités pour installations domestiques et analogues - Partie 2 : Disjoncteurs pour le fonctionnement en courant alternatif et courant continu (AC et DC)
Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations - Part 2: Circuit-breakers for a.c. and d.c. operation
• CEI 60898-2
• EN 60898-2
• DIN EN 60898-2 (VDE 0641-12)

Interrupteurs automatiques à courant différentiel résiduel pour usages domestiques et analogues sans dispositif de protection contre les surintensités incorporé (ID) - Partie 1 : Règles générales
Residual current operated circuit-breakers without integral overcurrent protection for household and similar uses (RCCBs) - Part 1: General rules
• CEI 61008-1
• EN 61008-1
• DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10)

Interrupteurs automatiques à courant différentiel résiduel avec protection contre les surintensités incorporée pour usages domestiques et analogues (DD) - Partie 1 : Règles générales
Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses (RCBOs) - Part 1: General rules
• CEI 61009-
• EN 61009-
• DIN EN 61009-1 (VDE 0664-20)

Exploitation des installations électriques - Partie 100 : Exigences générales
Operation of electrical installations - Part 100: General requirements
• CEI : non disponible
• EN 50110-1 & EN 50110-1
• DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100)

Réseaux de distribution par câble pour signaux de télévision, signaux de radiodiffusion sonore et services interactifs - Partie 11 : Sécurité
Cable networks for television signals, sound signals and interactive services - Part 11: Safety
• CEI : en cours de préparation
• EN : non disponible
• DIN EN CEI 60728-11 (VDE 0855-1)

Installations de mise à la terre pour les bâtiments - Planification, exécution et documentation
Earthing systems for buildings - Planning, execution and documentation
• DIN 18014

Installations électriques dans les immeubles d'habitation - Partie 1 : Principes de planification
Electrical installations in residential buildings - Part 1: Planning principles
• DIN 18015-1

Installations électriques dans les immeubles d'habitation - Partie 2 : Type et étendue des équipements minimaux
Electrical installations in residential buildings - Part 2: Nature and extent of minimum equipment
• DIN 18015-2

Caractéristiques de la tension dans les réseaux publics d'approvisionnement en électricité
Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks; German version
• EN 50160
• DIN EN 50160

Tensions standard CENELEC
CENELEC standard voltages
• EN 60038
• DIN EN 60038 (VDE 0175-1)

Méthode d'essais pour la haute tension - Partie 1 : Termes généraux et conditions d'essai
High-voltage test techniques - Part 1: General definitions and test requirements
• CEI 60060-1
• EN 60060-1
• DIN EN 60060-1 (VDE 0432-1)

Sécurité des machines - équipement électrique des machines - Partie 1 : Exigences générales
Safety of machinery - Electrical equipment of machines - Part 1: General requirements
• CEI 60204-1
• EN 60204-1
• DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1)

Surtensions et protection en cas de surtensions dans les installations électriques basse tension à tension alternative - Informations générales de base
Surge overvoltages and surge protection in low-voltage a.c. power systems - General basic information
• CEI/TR 62066
• DIN VDE 0184 (VDE 0184)

Coordination de l'isolement des matériels dans les installations à basse tension - Partie 1 : Principes, exigences et essais
Insulation coordination for equipment within low-voltage supply systems - Part 1: Principles, requirements and tests
• CEI 60664-1
• EN : non disponible
• DIN EN 60664-1 (VDE 0110-1)

Coordination de l'isolement des matériels à basse tension - Partie 2-1 : Guide d'application - Explications relatives à l'application de la série de normes CEI 60664, exemples de valeurs nominales et essais d'isolement
Insulation coordination for equipment within low-voltage systems - Part 2-1: Application guide - Explanation of the application of the IEC 60664 series, dimensioning examples and dielectric testing
• CEI/TR 60664-2-1
• EN : non disponible
• DIN EN 60664-1 Supplément 1 (VDE 0110-1 Supplément 1)

Coordination de l'isolement des matériels électriques dans les installations basse tension - Supplément 3 : Prise en compte des interfaces ; guide d'application
Insulation coordination for equipment within low-voltage systems - Supplement 3: Interface consideration; Application guide
• CEI/TR 60664-2-2
• EN : non disponible
• DIN EN 60664-1 Supplément 3, VDE 0110-1 Supplément 3

Surge protective devices
• UL 1449

Classification des parafoudres

Les parafoudres (SPD) sont des équipements électriques dont les composants principaux sont les varistances, les diodes Zener bidirectionnelles et/ou les éclateurs à gaz. Ils servent à protéger les autres équipements ou installations électriques contre des surtensions excessivement élevées et des courants transitoires. Les parafoudres sont répartis en « classes » selon les normes applicables aux produits et applications pour les parafoudres.
Les parafoudres sont classés en fonction de leur application et de leur fonction de protection :

Parafoudres (SPD) pour les installations basse tension jusqu'à 1 000 V de tension nominale.

Les prescriptions nationales quant au montage pour les installations basse tension doivent être respectées lors du choix des produits et du montage, ainsi que les normes CEI 61643-12, CEI 60364-5-53 partie 534 ou VDE 0100 partie 534. La norme produit est la norme EN(CEI) 61643-11, selon laquelle les parafoudres sont répartis dans les normes CEI et EN en trois classes d'essai en fonction de leur pouvoir de décharge et des emplacements de montage typiques :

  • SPD type 1 : parafoudres puissants pour la décharge de courants de choc/surtensions à haute énergie dus à des impacts directs ou proches. Emplacement de montage : à la limite entre la zone de protection contre la foudre LPZ 0A et la zone de protection contre la foudre LPZ 1 - généralement dans les distributions principales. Les parafoudres de type 1 sont recommandés si le bâtiment dispose d'un système de protection contre la foudre extérieur.

  • SPD type 2 : parafoudres pour la décharge de courants de choc/surtensions dus à des impacts lointains, à des couplages inductifs ou capacitifs ainsi qu'à des surtensions de commutation. Emplacement de montage : à la limite entre la zone de protection contre la foudre LPZ 0B et LPZ 1 ou à la limite entre la zone de protection contre la foudre LPZ 1 et LPZ 2 - généralement dans les distributions principales et/ou secondaires.

  • SPD type 3 : parafoudres supplémentaires (protection d'appareil) pour protéger les équipements terminaux sensibles. Emplacement de montage : à la limite entre les zones de protection contre la foudre LPZ 2 et LPZ 3 - généralement à proximité immédiate des équipements terminaux sensibles. Il peut s'agir d'appareils destinés à une installation fixe dans les distributions ou d'équipements de protection mobiles au niveau de la prise de courant, immédiatement en amont de l'équipement terminal à protéger.

Vous trouverez des informations générales dans le guide d'application (selection and application principles) CEI 61643-12 ou DIN EN 61643-12. Les quatre parties de la norme EN(CEI) 62305-... / VDE 0185-305-... fournissent les bases de la protection contre la foudre, le concept de zones de protection contre la foudre et l'analyse des risques.

Appareils de protection antisurtension pour les réseaux de télécommunications et de traitement des signaux assurant une protection contre les conséquences directes et indirectes de coups de foudre et d'autres surtensions transitoires. Cette catégorie englobe également les systèmes de données basse tension, les circuits électriques de mesure, de commande et de régulation ainsi que les réseaux de communication vocale avec des tensions nominales pouvant atteindre 1 000 V (tension alternative) et 1 500 V (tension continue).

La norme produit est la norme EN 61643-21 VDE 0845 partie 3-1. Elle répartit les appareils en catégories A1, A2, B1, B2, B3, C1, C2, C3 et D1, D2 pour définir les procédures d'essai et les classes de performances. Un équipement de protection peut être repris et testé pour différentes catégories et classes de performances.

Des informations générales sont disponibles dans le guide d'application CEI (TS) 61643-22. Les normes étendues VDE 0800... et VDE 0845... fournissent des informations supplémentaires. Dans certains pays, d'autres dispositions nationales doivent être respectées.