Que signifie l'acronyme spd en électricité ?

SPD signifie Dispositif de Protection contre les Surtensions.

C'est un dispositif qui protège l'installation électrique et les appareils connectés, à l'intérieur d'une propriété, c'est-à-dire le tableau de distribution, tous les câbles et prises, les lumières, etc., contre une « surtension » électrique connue sous le nom de surtensions transitoires.

Un dispositif de protection contre les surtensions (SPD), également appelé parafoudre, est un dispositif électronique qui assure la sécurité de divers équipements électroniques, instruments et lignes de communication. Lorsqu'un courant ou une tension de pointe est soudainement généré dans le circuit électrique ou le circuit de communication en raison d'interférences externes, le dispositif de protection contre les surtensions peut conduire et dériver en très peu de temps, afin d'empêcher la surtension d'endommager d'autres équipements du circuit.

Un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) est un dispositif indispensable dans la protection contre la foudre des équipements électroniques. La fonction d'un dispositif de protection contre les surtensions est de limiter la surtension instantanée qui pénètre dans la ligne électrique et la ligne de transmission du signal dans la plage de tension que l'équipement ou le système peut supporter, protégeant l'équipement ou le système protégé contre les chocs et les dommages. Le SPD convient au système d'alimentation CA 50/60 Hz.

Types de dispositifs de protection contre les surtensions

Il existe différents types de SPD selon la norme CEI/EN 61643-11, classés comme suit :

- Type 1 / Classe I / Classe B
- Type 1+2 / Classe I+II / Classe B+C
- Type 2 / Classe II / Classe C
- Type 2+3 / Classe II+III / Classe C+D
- Type 3 / Classe III / Classe D

Principaux paramètres

1. Tension nominale Un : La tension nominale du système protégé correspond. Ce paramètre indique le type de protecteur qui doit être sélectionné. Il marque la valeur efficace de la tension alternative ou continue.

2. Tension nominale Uc : La valeur efficace maximale de la tension qui peut être appliquée à l'extrémité désignée du protecteur pendant une longue période sans provoquer de changements dans les caractéristiques du protectteur et l'activation de l'élément de protection.

3. Courant de décharge nominal In : La valeur de crête maximale du courant d'impulsion que le protecteur peut supporter lorsqu'une onde de foudre standard avec une forme d'onde de 8/20 µs est appliquée au protecteur pendant 10 fois.

4. Courant de décharge maximal Imax : Lorsqu'une onde de foudre standard avec une forme d'onde de 8/20 µs est appliquée au protecteur pour un impact, la valeur de crête maximale du courant d'impulsion que le protecteur peut supporter.

5. Niveau de protection contre les surtensions Up : la valeur maximale du protecteur dans les tests suivants : pente de 1 KV/µs de la tension de claquage ; tension résiduelle du courant de décharge nominal.

6. Temps de réponse tA : Il reflète principalement la sensibilité d'action et le temps de claquage de l'élément de protection spécial dans le protecteur. Le changement dans une certaine période de temps dépend de la pente de du/dt ou di/dt.

SPD de type 1

Les dispositifs de protection contre les surtensions de type 1 sont destinés à être installés entre le secondaire du transformateur de service et le côté ligne du dispositif de surintensité de l'équipement de service, ainsi que du côté charge, y compris les boîtiers de prises de compteurs d'heures-watt, et sont destinés à être installés sans dispositif de protection contre les surintensités externe.

Les dispositifs de type 1 sont également à double classification pour les applications de type 2, offrant les cotes les plus élevées disponibles pour l'installation à l'entrée de service.

Le SPD de type 1 peut décharger le courant de foudre avec une forme d'onde de 10/350 µs. Il sera installé dans le tableau de distribution principal à l'origine de l'installation électrique.

Un SPD de type 1 n'offre pas en soi le niveau de protection requis et doit être utilisé en conjonction avec des dispositifs de type 2 coordonnés. Une installation avec un système de protection contre la foudre nécessitera un SPD de type 1.

Le dispositif de protection contre les surtensions de type 1 est développé comme la meilleure solution disponible pour protéger l'entrée de service sur un site industriel, en particulier ceux qui ont des systèmes de protection contre la foudre existants ou des applications de cage maillée.

Le dispositif de protection contre les surtensions de type 1 est particulièrement utile dans une zone à forte densité de foudre où le risque de courant de surtension élevé ou même de coup direct est élevé (par exemple : bâtiments équipés de paratonnerres).

Le SPD de type 1 est caractérisé par une forme d'onde de courant de foudre de 10/350 µs et installé au disjoncteur principal du centre de charge, par exemple le tableau de distribution principal.

SPD de type 1+2

Le dispositif de protection contre les surtensions de type 1+2 peut protéger toutes les installations électriques contre la foudre en déchargeant le courant créé par une surtension de foudre et en l'empêchant de se propager à l'équipement.

Le SPD de type 1+2 est caractérisé par une forme d'onde de courant de foudre de 10/350 µs et de 8/20 µs.

Dispositif de protection contre les surtensions de type 1+2 installé à l'origine de l'installation CA équipée de LPS.

Les dispositifs de protection contre les surtensions de type 1+2 utilisent des circuits à varistance à oxyde métallique (MOV) et/ou à tube à décharge gazeuse (GDT) pour protéger les appareils électriques contre les pics de courant alternatif.

Le SPD de type 1+2 est conçu pour être connecté en configuration multipolaire afin de protéger les réseaux CA monophasés, triphasés et triphasés+neutre, et pour les systèmes d'alimentation TN-C, TN-S, TN-C-S TT et IT.

SPD de type 2

Les dispositifs de protection contre les surtensions de type 2 sont destinés à être installés du côté charge du dispositif de surintensité de l'équipement de service, y compris les SPD situés au niveau du panneau de dérivation.

Le SPD de type 2 peut décharger une onde de courant de 8/20 µs, il peut empêcher les dommages causés par les surtensions transitoires dans les installations électriques et protéger les équipements qui y sont connectés.

Il utilise généralement la technologie des varistances à oxyde métallique (MOV). L'appareil serait normalement installé dans les tableaux de distribution secondaires et dans le tableau de distribution principal s'il n'y avait pas d'exigence pour un appareil de type 1.

Le dispositif de protection contre les surtensions de type 2 est caractérisé par une forme d'onde de courant de foudre de 8/20 µs.

Le SPD de type 2 est conçu pour être installé à l'entrée de service des systèmes basse tension ou à proximité d'équipements sensibles pour se protéger contre les surtensions transitoires.

Le dispositif de protection contre les surtensions de type 2 est destiné aux applications de tension de fonctionnement nominale (50/60 Hz) Un = 120 V 230 V 400 V CA et aux applications de tension de fonctionnement continue maximale (50/60 Hz) Uc = 150 V 275 V 320 V 385 V 440 V CA.

Le SPD de type 2 est généralement installé dans les armoires de sous-distribution ou de commande de machines, pour une utilisation en intérieur ou fixé dans une boîte étanche pour une utilisation en extérieur.

SPD de type 2+3

Les dispositifs de protection contre les surtensions de type 2+3 sont normalement installés juste avant l'équipement protégé.

Le SPD de type 2+3 est caractérisé par des ondes de courant (8/20 µs) et une combinaison d'ondes de tension (1,2/50 µs).

Les paramètres techniques sont généralement le courant de décharge nominal (8/20 µs) In et la tension en circuit ouvert (1,2/50 µs) Uoc

SPD de type 3

Ces SPD ont une faible capacité de décharge. Ils ne doivent donc être installés qu'en complément du SPD de type 2 et à proximité des charges sensibles.

Le SPD de type 3 est caractérisé par une combinaison d'ondes de tension (1,2/50 µs) et d'ondes de courant (8/20 µs) et de courant de charge IL.

Les dispositifs de protection contre les surtensions de type 3 sont normalement installés juste avant l'équipement protégé.

Le SPD de type 3 est généralement installé près de la charge protégée, pour protéger les équipements sensibles pour 24 V 48 V 60 V 120 V 230 V, en coordination avec la tête d'installation du parafoudre de type 2.

Les parafoudres testés et trouvés, les dispositifs de protection contre les surtensions de type 3 CA sont destinés à être installés à proximité d'équipements sensibles, en coordination avec la tête d'installation du parafoudre de type 2.

Composants principaux

1. Éclateur

Il est généralement composé de deux tiges métalliques exposées à l'air séparées par un certain espace. L'une des tiges métalliques est connectée à la ligne de phase d'alimentation L1 ou à la ligne neutre (N) de l'équipement de protection requis. L'autre tige métallique est connectée à la ligne de mise à la terre (PE) de la connexion de phase. Lorsque la surtension instantanée frappe, l'espace est rompu et une partie de la charge de surtension est introduite dans le sol, évitant ainsi l'augmentation de tension sur l'équipement protégé. La distance entre les deux tiges métalliques dans l'éclateur peut être ajustée selon les besoins, et la structure est relativement simple, mais l'inconvénient est que les performances d'extinction de l'arc sont médiocres. L'éclateur amélioré est un éclateur angulaire. Sa fonction d'extinction de l'arc est meilleure que la précédente. Il repose sur la puissance électrique F du circuit et l'effet ascendant du flux d'air chaud pour éteindre l'arc.

2. Tube à décharge gazeuse (GDT)

Un tube à décharge gazeuse (GDT) est composé d'une paire de plaques négatives froides séparées l'une de l'autre et encapsulées dans un tube de verre ou un tube de céramique rempli d'un certain gaz inerte (Ar). Afin d'améliorer la probabilité de déclenchement du tube de décharge, il existe un agent de déclenchement auxiliaire dans le tube de décharge. Ce tube à décharge rempli de gaz a un type à deux pôles et un type à trois pôles.

3. Varistance à oxyde métallique (MOV)

Il s'agit d'un semi-conducteur à oxyde métallique avec une résistance non linéaire avec ZnO comme composant principal. Lorsque la tension appliquée aux deux extrémités atteint une certaine valeur, la résistance est très sensible à la tension. Son principe de fonctionnement est équivalent à la connexion série-parallèle de plusieurs P-N semi-conducteurs.

4. Diode de suppression de tension transitoire (TVS)

Une diode TVS a pour fonction de serrer et de limiter la tension. Elle fonctionne dans la zone de claquage inverse. En raison de sa faible tension de serrage et de sa réponse rapide, elle est particulièrement adaptée pour être utilisée comme les derniers niveaux de composants de protection dans les circuits de protection à plusieurs niveaux.

5. Bobine d'arrêt

La bobine d'arrêt est un dispositif de suppression des interférences en mode commun avec de la ferrite comme noyau. Elle se compose de deux bobines de même taille et du même nombre de spires enroulées symétriquement sur le même noyau toroïdal en ferrite, qui forme un dispositif à quatre bornes. Elle doit supprimer la grande inductance du signal en mode commun, tandis que la petite inductance de fuite pour le signal en mode différentiel n'a presque aucun effet. L'utilisation de bobines d'arrêt dans les lignes équilibrées peut supprimer efficacement les signaux d'interférence en mode commun (tels que les interférences de foudre) sans affecter la transmission normale des signaux en mode différentiel sur la ligne.

Quelle est la différence entre les dispositifs de protection contre les surtensions de type 1, de type 2 et de type 3 ?

Le SPD de type 1 assure une protection primaire contre les surtensions de haut niveau causées par les coups de foudre directs. Il est souvent placé sur le tableau de distribution principal pour protéger l'ensemble du système électrique d'un bâtiment.

Le SPD de type 2 assure une protection de niveau secondaire, la majorité des surtensions courantes générées par la commutation électrique ou les coups de foudre à proximité pourraient être efficacement protégées, qui sont installées au niveau du panneau de sous-distribution ou du panneau électrique.

Le SPD de type 3 est conçu spécifiquement pour protéger des équipements terminaux spécifiques, ils doivent être installés à proximité des charges sensibles en complément des SPD de type 2.

Dans l'ensemble, le choix du type de SPD approprié dépendra de plusieurs facteurs, notamment l'emplacement de l'installation, le courant de décharge maximal, le niveau de protection contre les surtensions et l'application.

Il est important de noter que les applications réelles de chaque type peuvent changer en fonction des exigences particulières d'une installation ou d'un équipement donné qui doit être protégé.