Parafoudre basse tension et protection contre la foudre

Parafoudre basse tension

Le terme parafoudre basse tension désigne la protection des installations et appareils électriques contre tout pic de tension élevé dû à des manœuvres sur les circuits électriques et aux impacts de foudre. Un concept efficace de protection contre la foudre est réparti à l'intérieur et à l'extérieur de la protection contre la foudre. Protégez les alimentations, les données et les signaux de votre installation. Grâce à nos gammes de produits variées, misez donc sur un parafoudre basse tension sûr comme composant de la protection interne contre la foudre.

Gamme de produits

Types de surtensions

Les surtensions se produisent p. ex. suite à des opérations de commutation ou à des impacts de foudre

Types de surtensions

Les installations et les systèmes électroniques peuvent subir des surtensions variées. Selon sa provenance, une surtension peut durer de quelques centaines de microsecondes - ce que l'on appelle surtension transitoire - à plusieurs heures voire plusieurs jours, ce que l'on appelle surtension temporaire. Les surtensions de très grandes amplitudes qui relèvent donc du domaine du kilovolt correspondent en général aux surtensions transitoires, c. -à-d. qu'elles sont d'une durée relativement courte qui va de quelques microsecondes à quelques centaines de microsecondes.

Les impacts de foudre sont l'une des causes de surtensions transitoires les plus spécifiques avec amplitudes élevées. Les impacts directs et indirects peuvent non seulement causer d'importantes amplitudes de tension, mais aussi des flux de courant très élevés et parfois longs, dont les répercussions peuvent être particulièrement dommageables. Études ont montré que les impacts de foudre dans un rayon de deux kilomètres maximum peuvent provoquer des dommages considérables sur les appareils et installations électriques. Les impacts de foudre directs provoquent dans l'objet des courants de foudre : les courants de foudre à haute teneur en énergie et à proximité de l'impact sans dispositif de protection contre la foudre peuvent même provoquer des incendies, des destructions mécaniques et des explosions. De même, les impacts lointains peuvent provoquer des incendies en cas d'absence de parafoudre basse tension.

Les surtensions sont également provoquées par des opérations de commutation, p. ex. par la mise en/hors tension de gros moteurs ou par des courts-circuits. Les faibles surtensions peuvent également entraîner des perturbations sensibles et des défauts au niveau des composants et appareils électroniques.

Sécurité contre les dommages dus à la surtension grâce à la protection intérieure et extérieure contre la foudre

Sécurité contre les dommages dus à la surtension grâce à la protection contre la foudre

Sécurité contre les dommages dus à la surtension grâce à la protection intérieure et extérieure contre la foudre

La protection extérieure contre la foudre protège un bâtiment contre toute destruction. Elle comprend des éléments de sûreté, une installation de dérivation (appelés ensemble également paratonnerre) et une installation de mise à la terre et dévie le courant de la foudre dans le sol en toute sécurité et sans danger pour les personnes. Un bâtiment dont le toit et les parois extérieures sont en béton armé et en métal devient la cage de Faraday. Outre la protection contre la destruction, une telle disposition garantit également un effet de blindage, qui réduit les couplages inductifs à l'intérieur du bâtiment. La protection intérieure contre la foudre protège les appareils et installations électriques contre des tensions trop élevées et contre tout dommage dû à la surtension en résultant. Le système interne de protection contre la foudre se compose d'un système d'équipotentialité et de l'isolation électrique du système de protection contre la foudre en observant des distances suffisantes. L'équipotentialité de la protection contre la foudre évite des différences de potentiel dangereuses et connecte tous les composants électroconducteurs entre eux. Cette connexion s'effectue par le biais de liaisons équipotentielles, d'éclateurs de séparation et de parafoudres. Les conducteurs actifs sont intégrés dans l'équipotentialité par les SPD qui établissent l'équipotentialité en cas de surtension transitoire et protègent contre toute destruction.

Principe du circuit de protection et concept de protection

Principe du circuit de protection et concept de protection

Principe du circuit de protection et concept de protection

Planifiez votre concept de protection pour le parafoudre basse tension et la protection contre la foudre de telle sorte que tous les câbles, appareils et installations soient protégés.

Le principe du circuit de protection peut être illustré très facilement :
Réalisez un circuit autour d'un objet que vous souhaitez protéger. Des parafoudres doivent être installés à chaque endroit où des câbles coupent ce circuit. Ceci permet de se rendre compte de l'étendue de la protection (à l'intérieur du cercle) : les surtensions liées aux lignes sont ainsi évitées.

Lors de votre planification du concept de protection, tenez compte des domaines d'application suivants :

  • Alimentation
  • Technique de mesure, de commande et de régulation
  • Technologie informatique
  • Appareils émetteurs/récepteurs

Le circuit efficace de protection aide à réaliser un parafoudre basse tension en continu.

Concept de zones de protection et zones de protection contre la foudre

L'emplacement de montage des parafoudres à l'intérieur d'un ouvrage est déterminé selon le concept de zones de protection contre la foudre de la partie 4 de la norme de protection parafoudre CEI 62305 [4]. Le concept divise l'ouvrage en différentes zones de protection contre la foudre (lightning protection zone, LPZ), de l'extérieur vers l'intérieur, avec des niveaux de risque décroissants. Ainsi, vous pouvez utiliser des équipements électriques non sensibles uniquement dans les zones externes. Dans les zones internes en revanche, seuls des équipements sensibles peuvent être utilisés.

Les différentes zones sont ainsi caractérisées et nommées comme suit :
LPZ 0A: zone non protégée à l'extérieur d'un bâtiment dans laquelle des coups de foudre peuvent survenir de manière directe. Des dangers et des dommages sont susceptibles d'être causés par le couplage direct des courants de foudre dans les conducteurs et par le champ magnétique des coups de foudre non atténué.

LPZ 0B: zone à l'extérieur du bâtiment, protégée des coups de foudre directs par le biais p. ex. d'un équipement de sûreté. Des dangers et des dommages sont susceptibles d'être causés par le champ magnétique des coups de foudre non atténué et par des courants de choc induits sur des conducteurs.

LPZ 1 : zone à l'intérieur du bâtiment qui rencontre encore des surtensions et des courants de choc élevés en énergie et de forts champs électromagnétiques.

LPZ 2 : zone à l'intérieur du bâtiment qui rencontre des surtensions, des courants de choc et des champs électromagnétiques déjà fortement atténués.

LPZ 3 : zone à l'intérieur du bâtiment qui ne rencontre que des surtensions et des courants de choc extrêmement faibles ou aucun de ces événements et de très faibles champs électromagnétiques voire inexistants.

Diagramme des niveaux de protection foudre

Les quatre niveaux de protection foudre selon la norme CEI 62305-1 avec les valeurs minimales et maximales correspondantes de l'amplitude de courant du coup de foudre

Niveaux de protection foudre

La répartition normative des systèmes de protection contre la foudre s'effectue dans les niveaux I à IV accompagnée des valeurs de mesure correspondantes maximale et minimale n'étant pas dépassées lors d'événements d'origine naturelle. Cette répartition repose sur un ensemble de paramètres des courants de foudre se basant sur la probabilité et permet ensuite de dévier les courants de foudre de manière sécurisée. Le niveau de protection foudre I correspond aux valeurs nominales les plus élevées et à la probabilité de capture la plus grande. Les valeurs diminuent de manière proportionnelle jusqu'au niveau de protection foudre IV.

Normes en matière de parafoudre basse tension

Normes en matière de parafoudre basse tension

Quelles sont les normes devant être satisfaites en matière de parafoudre basse tension ?

Les normes nationales et internationales donnent une orientation pour l'élaboration d'un concept de protection contre la foudre et les surtensions ainsi que pour l'installation des équipements de protection individuels. Elles diffèrent selon la région et le domaine d'application. La norme de protection contre la foudre CEI 62305 est applicable globalement. Elle décrit les mesures de protection contre la foudre et une analyse des risques détaillée relative à la nécessité, l'étendue et la rentabilité d'un concept de protection.

Domaines d'utilisation des parafoudres basse tension

Utilisation d'un parafoudre de surtension

Utilisation d'un parafoudre de surtension

Parafoudre basse tension pour l'alimentation

Nos parafoudres de type 1+2, de type 2 ou de type 3 protègent efficacement vos appareils électroniques. De l'alimentation jusqu'à l'équipement terminal, nous vous proposons des solutions conviviales, prêtes à être installées pour tous les types d'applications.

Technique de mesure, de commande et de régulation

Les applications de la technique de mesure, de commande et de régulation (technologie MCR) impliquent la surveillance et la commande d'une multitude de signaux. Nos parafoudres évitent des perturbations et des dommages liés à la surtension et vous offrent une solution optimale pour toutes les applications.

Technologie informatique

Les interfaces de données sont particulièrement sensibles aux surtensions, car elles fonctionnent avec des niveaux de signaux bas et des fréquences élevées. Utilisez notre parafoudre basse tension pour une transmission des données sans défaillance avec une largeur de bande constante dans vos équipements informatiques.

Protection des appareils émetteurs et récepteurs

Les installations émettrices et réceptrices sont particulièrement sensibles aux surtensions. Les lignes d'antennes très longues et dépassant les limites des bâtiments et les antennes elles-mêmes sont directement soumises aux décharges atmosphériques. Jouez la sécurité avec nos parafoudres coaxiaux performants.

Parafoudre basse tension pour les installations photovoltaïques

Afin de protéger nos installations photovoltaïques de façon optimale contre les impacts de foudre et les surtensions, l'utilisation de coffrets de raccordement des générateurs est nécessaire. Nos coffrets de raccordement des générateurs prêts à être installés et immédiatement raccordables sont des solutions système fiables qui protègent directement l'onduleur des entrées de tension continue ou alternative. Ainsi, les couplages de surtension sont directement déviés sur le potentiel de terre.

Appareils de contrôle et de surveillance

Afin de vous assurer régulièrement du fonctionnement correct de vos parafoudres conformément aux exigences de la norme CEI 62305, Phoenix Contact propose un appareil de contrôle mobile. Ce contrôle préventif vous permet d'éviter toute défaillance de vos machines.

Nous vous proposons en outre le premier système d'assistance intelligent au monde pour les parafoudres basse tension dans le domaine de la protection des réseaux électriques, qui vous permettra de surveiller vos installations en temps réel. Le système détecte l'état de l'installation et détermine l'état de santé (State of Health) du parafoudre afin de prévenir toute défaillance à temps.

Éclateurs de séparation pour la dérivation des surtensions

Les éclateurs de séparation relient les unes aux autres les parties conductrices exposées en métal ne devant pas être reliées galvaniquement de manière permanente en cas d'apparition de tensions temporairement élevées (p. ex. par un impact de foudre). Protégez p. ex. les brides isolantes fragiles au niveau des pipelines contre les claquages et évitez toute défaillance, toute interruption ou toute fuite.