Les surtensions peuvent détruire les équipements électriques, entraînant des temps d'arrêt et des dommages coûteux. Sans protection, les entreprises risquent de perdre des systèmes critiques. La solution ? Un dispositif de protection contre les surtensions (SPD), conçu pour empêcher les surtensions électriques d'endommager votre équipement.
Un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) est une protection électrique essentielle qui limite la tension transitoire et dévie les courants de surtension pour protéger les systèmes connectés contre les dommages.
Dispositifs de protection contre les surtensions (SPD)
Les SPD protègent les équipements électriques et électroniques contre les transitoires, provenant de la foudre, de la commutation des transformateurs, de l'éclairage et des moteurs.
Ces transitoires peuvent provoquer le vieillissement prématuré des équipements, des temps d'arrêt ou la destruction complète des composants et matériaux électroniques.
Un parasurtenseur est un dispositif qui protège le système électrique de votre maison en cas de surtension, par exemple en cas de coup de foudre. En cas de variation du courant, le parasurtenseur redirigera le courant vers la terre ou une varistance à oxyde métallique à l'intérieur du dispositif au lieu de le faire passer par le câblage électrique principal.
Les SPD sont essentiels pour les applications industrielles, commerciales et résidentielles, car ils empêchent les pannes d'équipement, les réparations coûteuses et les temps d'arrêt du système. Sans un SPD, les appareils électroniques sensibles, les systèmes photovoltaïques et les installations d'énergie solaire sont vulnérables aux pics de tension.
Critères de sélection
Les dispositifs de protection contre les surtensions sont classés en fonction de leurs fonctions :
Type 1
SPD qui peut décharger une partie du courant de foudre avec une forme d'onde typique de 10/350 µs. Utilise généralement la technologie de l'éclateur. Si nécessaire, 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 lui-même 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.
Type 2
SPD qui peut empêcher la propagation des surtensions dans les installations électriques et protéger les équipements qui y sont connectés. Il utilise généralement la technologie des varistances à oxyde métallique (MOV) et se caractérise par une onde de courant de 8/20 µs. Ce dispositif serait normalement installé dans les tableaux de sous-distribution et dans le tableau de distribution principal s'il n'y avait pas d'exigence pour un dispositif de type 1.
Type 3
Ces SPD ont une faible capacité de décharge. Ils ne doivent donc être installés qu'en complément d'un SPD de type 2 et à proximité des charges sensibles. Les SPD de type 3 se caractérisent par une combinaison d'ondes de tension (1,2/50 µs) et d'ondes de courant (8/20 µs).
Comment fonctionnent les parasurtenseurs ?
Les SPD contiennent une varistance à oxyde métallique (MOV), qui agit comme un capteur. Lorsque le courant dépasse un certain niveau, il réduit la résistance. Si la tension est trop faible, elle augmente la résistance. Le MOV maintient le courant constant et protège vos appareils.
Les MOV sont constitués d'oxyde métallique et de deux semi-conducteurs. L'oxyde métallique détecte le courant électrique, tandis que les deux semi-conducteurs augmentent ou diminuent la résistance selon les besoins et détournent tout excès de courant vers la terre.
Les SPD fonctionnent en surveillant les niveaux de tension et en réagissant instantanément aux surtensions. Ils sont constitués de composants non linéaires qui basculent entre des états d'impédance élevée et faible en fonction des fluctuations de tension.
- Conditions normales : Le SPD reste dans un état d'impédance élevée, permettant un flux électrique normal sans interférence.
- Événement de surtension : Lorsqu'une pointe de tension se produit, le SPD passe rapidement à un état de faible impédance, redirigeant l'excès de courant vers la terre ou vers sa source.
- Processus de réinitialisation : Une fois la surtension détournée, le SPD revient automatiquement à un état d'impédance élevée, assurant la reprise du fonctionnement normal.
Terminologie
Iimp – Courant d'impulsion de forme d'onde 10/350 µs associé aux SPD de type 1
In – Courant de surtension de forme d'onde 8/20 µs associé aux SPD de type 2
Up - La tension résiduelle qui est mesurée aux bornes du SPD lorsque In est appliqué
Uc - La tension maximale qui peut être appliquée en continu au SPD sans qu'il ne conduise.
Avantages et inconvénients des parasurtenseurs
Bien que les parasurtenseurs présentent de nombreux avantages et capacités, ils ont des limites. Voici quelques-uns des principaux avantages et inconvénients des parasurtenseurs.
Protection des appareils et des équipements :
Dans certains cas, une surtension peut endommager le câblage d'appareils et d'appareils coûteux. La réparation ou le remplacement d'équipements électriques peut être coûteux et peu pratique. Bien que les surtensions ne détruisent pas toujours votre équipement, elles peuvent exercer une pression sur le câblage. Cela peut raccourcir la durée de vie de l'appareil ou de l'équipement. Un parasurtenseur est un moyen simple de prévenir les dommages.
Les dispositifs de protection contre les surtensions ont des limites de tension :
Tous les parasurtenseurs ne peuvent pas gérer des tensions plus élevées. Les modèles de base peuvent gérer de légères fluctuations. Une exposition excessive à des tensions élevées peut entraîner la défaillance du parasurtenseur. Des parasurtenseurs à tension plus élevée sont disponibles, mais peuvent être plus chers.
Catégories ou types de SPD
Les SPD sont classés en deux types principaux : les composants de limitation de tension et les composants de commutation de tension. La plupart des SPD modernes utilisent une approche hybride qui combine les deux méthodes.
1. Composants de limitation de tension
Ces composants ajustent leur impédance en fonction des niveaux de tension, en limitant les surtensions avant qu'elles n'atteignent des niveaux dangereux. Les exemples incluent :
- Varistances à oxyde métallique (MOV) – Courantes dans les parasurtenseurs solaires et les SPD CC.
- Diodes de suppression de tension transitoire (TVS) – Offrent des temps de réponse rapides, mais leur capacité de gestion des surtensions est limitée.
2. Composants de commutation de tension
Ces composants restent non conducteurs jusqu'à ce qu'un seuil de tension spécifique soit dépassé, auquel point ils s'allument rapidement et conduisent la surtension à la terre. Les exemples incluent :
- Tubes à décharge gazeuse (GDT) – Utilisés dans les applications de protection contre les surtensions à haute énergie.
- Éclateurs – Fournissent une protection fiable contre les surtensions et la foudre CC.
Les conceptions hybrides équilibrent les avantages des deux types de composants, offrant une protection contre les surtensions efficace et fiable.
Maintenance
La plupart des SPD ont une fenêtre d'indication qui indique qu'ils sont opérationnels. Si l'indicateur est vert, ils assurent la protection. S'ils sont rouges, ils ont atteint la « fin de vie » et devront être remplacés. Il existe souvent une cartouche remplaçable qui peut simplement être retirée et remplacée par un nouveau dispositif opérationnel.
Facteurs à prendre en compte lors du choix des dispositifs de protection contre les surtensions
Pour choisir un dispositif de protection contre les surtensions, vérifiez d'abord la fréquence des surtensions dans votre propriété. Si vous subissez fréquemment de mauvaises conditions météorologiques ou utilisez des équipements sujets aux surtensions, un SPD pour toute la maison peut être bénéfique.
Ensuite, tenez compte du type d'équipement et d'appareils que vous utiliserez. Si vous avez beaucoup d'appareils, de machines ou de technologies coûteux, investir dans un SPD pour toute la maison peut en valoir la peine. Le coût du SPD et de l'installation sera beaucoup moins cher que la réparation ou le remplacement d'équipements précieux.
Comment comparer différents SPD ?
Pour évaluer différents SPD, tenez compte des facteurs de performance suivants :
1. Temps de réponse
La vitesse à laquelle un SPD réagit à une surtension est essentielle.
Les diodes TVS ont les temps de réponse les plus rapides.
Les MOV offrent un bon équilibre entre vitesse et durabilité.
2. Courant de suite
Le courant de suite se produit lorsqu'un SPD à commutation de tension ne parvient pas à revenir à son état de haute impédance après une surtension.
Les systèmes CA gèrent cela naturellement en raison des passages par zéro dans la forme d'onde CA.
Les systèmes CC, tels que les installations d'énergie solaire, nécessitent des dispositifs de protection contre les surtensions CC spécialisés.
3. Tension de passage
Il s'agit de la tension qui atteint l'équipement connecté pendant une surtension.
Les diodes TVS fournissent la tension de passage la plus faible.
Les MOV offrent une protection modérée tout en équilibrant d'autres facteurs de performance.
Chaque type a des compromis, ce qui fait des SPD hybrides le choix préféré pour la plupart des applications.
Caractéristiques de performance des dispositifs de protection contre les surtensions
Lors de la sélection d'un SPD, les principales mesures de performance garantissent la fiabilité et la compatibilité avec les systèmes électriques :
- Tension de fonctionnement continue maximale (MCOV) : La tension la plus élevée que le SPD peut supporter tout en fonctionnant normalement. Généralement 25 % plus élevée que la tension nominale du système.
- Indice de protection contre les tensions (VPR) ou niveau de protection contre les tensions (Up) : Indique la tension de passage pendant une surtension. Des valeurs plus faibles indiquent une meilleure protection.
- Courant de décharge nominal (In) Ratin : Mesure la capacité du SPD à résister à des événements de surtension répétés. Des valeurs plus élevées indiquent une plus grande durabilité.
- État d'indication : Les indicateurs visuels ou distants affichent l'état de fonctionnement du SPD. Peut être mécanique, à base de LED ou surveillé à distance.
- Capacité de courant de surtension : Représente l'énergie de surtension maximale que le SPD peut gérer. Non normalisé, les spécifications varient donc selon le fabricant. Un SPD photovoltaïque ou un parasurtenseur solaire correctement évalué assure une protection à long terme pour l'énergie solaire et les systèmes électriques.
Conclusion
Dans l'ensemble, un dispositif de protection contre les surtensions SPD est un investissement rentable, en particulier pour ceux qui sont sujets aux surtensions. Si vous avez des équipements sensibles et coûteux, un protecteur pour toute la maison offrira la meilleure protection et vous permettra d'économiser à long terme.
Votre message doit contenir entre 20 et 3 000 caractères!