nouvelles de l'entreprise Quelle est la signification de spd en électricité ?

Lorsqu'une surtension électrique se produit, une tension qui dépasse largement les niveaux de tension de crête acceptés peut traverser les circuits du bâtiment jusqu'aux équipements électriques. Sans protection adéquate, cet équipement est susceptible d'être endommagé ou de tomber en panne en raison d'une surtension. Le type de protection requis
pour annuler ces pointes, un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) peut être fourni.

Spécifier le SPD correct nécessite que vous identifiiez et compreniez les évaluations associées à son application. Il existe de nombreuses valeurs et valeurs de performances associées à un SPD, telles que la tension de fonctionnement continue maximale (MCOV), l'indice de protection contre la tension (VPR), le courant de décharge nominal (In) et le courant nominal de court-circuit (SCCR). La valeur la plus mal comprise est la valeur nominale du courant de surtension, généralement quantifiée en kilo-ampères (kA).

Quel est le type de dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) ?

Le type de dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) est une méthode de classification utilisée pour catégoriser les appareils qui protègent les systèmes électriques contre les surtensions, en fonction de leurs fonctions de protection, de leurs emplacements d'installation et de leur capacité à résister à divers courants de surtension. Les SPD sont classés selon deux normes principales : IEC (International Electrotechnical Commission) et UL (Underwriters Laboratories). Chaque norme a sa propre classification et ses propres exigences pour garantir que les appareils protègent les systèmes électriques contre les incidents liés aux surtensions.

Type de dispositifs de protection contre les surtensions selon la norme CEI

La norme CEI 61643-11 spécifie les exigences de performances et les méthodes de test pour les SPD utilisés dans les systèmes d'alimentation CA. Selon cette norme, les parafoudres sont classés en trois types principaux présentant les caractéristiques suivantes :

SPD de type 1 (classe I) :

- Fonction : Protège le système électrique des coups de foudre directs.
- Emplacement d'installation : installé à l'entrée du système, près du panneau de distribution principal.
- Forme d'onde de surtension : 10/350 µs. Cette forme d'onde simule des impacts de foudre directs, avec un temps de montée pour atteindre un pic en 10 µs et une décroissance jusqu'à 50 % en 350 µs.
- Résistance aux surintensités (Iimp) : élevée, généralement à partir de 10 kA.
- Courant de décharge nominal (In) : À partir de 10 kA, selon la norme CEI 61643-11, classe I. Il s'agit du courant que le SPD peut supporter plusieurs fois sans dommage.
- Niveau de protection de tension (Up) : De 1,5 kV à 2 kV. Up est la tension maximale que le SPD permet de laisser passer pendant la décharge.
- Applications : Convient aux immeubles de grande hauteur, aux installations industrielles et aux zones à haut risque de foudre.

SPD de type 2 (classe II) :

- Fonction : Protège le système électrique des surtensions provoquées par des coups de foudre indirects ou des opérations de commutation.
- Emplacement d'installation : installé sur les panneaux de sous-distribution ou après un SPD de type 1.
- Forme d'onde de surtension : 8/20 µs. Cette forme d'onde simule les surtensions propagées dans le système électrique, avec un temps de montée pour atteindre un pic en 8 µs et une décroissance jusqu'à 50 % en 20 µs.
- Courant de décharge nominal (In) : Moyen, typiquement de 5 kA à 20 kA. C'est le courant auquel le SPD peut résister plusieurs fois sans dommage.
- Niveau de protection de tension (Up) : De 1,5 kV à 2 kV. Up est la tension maximale que le SPD permet de laisser passer pendant la décharge.
- Applications : Convient aux zones commerciales, résidentielles et aux régions présentant un risque de foudre modéré.

SPD de type 3 (classe III) :

- Fonction : Protège les équipements électroniques sensibles des surtensions résiduelles après qu'elles aient été atténuées par les SPD de type 1 et de type 2.
- Emplacement d'installation : installé à proximité d'équipements électroniques sensibles tels que des prises, des petits tableaux de distribution ou des terminaux.
- Forme d'onde de surtension : 8/20 µs et 1,2/50 µs. Ces formes d'onde simulent des surtensions résiduelles, avec des temps de montée plus rapides (1,2 µs) et des temps de décroissance plus lents (50 µs).
- Courant de décharge nominal (In) : faible, généralement inférieur à 5 kA.
- Niveau de protection de tension (Up) : De 1 kV à 1,5 kV. Up est la tension maximale que le SPD permet de laisser passer pendant la décharge.
- Applications : convient aux appareils électroniques sensibles tels que les ordinateurs, les appareils de télécommunication et les équipements médicaux.

Type de dispositifs de protection contre les surtensions selon la norme UL

La norme UL 1449 spécifie les exigences relatives aux SPD utilisés dans les systèmes électriques en Amérique du Nord. Selon cette norme, les SPD sont classés en quatre types :

SPD de type 1 :

- Fonction : Protège contre les surtensions provoquées par des coups de foudre directs ou à proximité provenant de l'extérieur du réseau électrique.
- Emplacement d'installation : Installé avant le compteur électrique, avant ou après le disjoncteur principal.
- Résistance aux surintensités : conçu pour résister aux surintensités élevées.
- Applications : Convient aux grands bâtiments industriels et commerciaux.

SPD de type 2 :

- Fonction : Protège contre les surtensions propagées au sein du système ou depuis le réseau électrique.
- Emplacement d'installation : installé après le disjoncteur principal ou au niveau des panneaux de sous-distribution.
- Résistance aux surintensités : conçu pour résister aux surintensités provenant du réseau électrique ou aux défauts internes du système.
- Applications : Convient aux zones résidentielles et commerciales.

SPD de type 3 :

- Fonction : protège les appareils électroniques sensibles des surtensions résiduelles.
- Emplacement d'installation : installé sur des prises électriques ou à proximité d'appareils sensibles.
- Résistance aux surintensités : conçu pour résister aux surintensités résiduelles après avoir traversé les SPD de type 1 et de type 2.
- Applications : convient aux appareils électroniques domestiques et de bureau.

SPD de type 4 :

- Fonction : Parafoudres modulaires ou d'assemblage intégrés dans un équipement électrique.
- Emplacement d'installation : généralement intégré aux appareils ou aux tableaux de distribution.
- Résistance aux surintensités : conçue pour répondre aux exigences des équipements électriques intégrés.
- Applications : convient aux appareils électriques avec SPD intégrés.

SPD : principe de fonctionnement

Le fonctionnement d'un SPD est simple mais efficace. Lorsqu'une surtension se produit, les MOV réduisent rapidement leur résistance, augmentant ainsi leur conductivité. Cela leur permet de détourner la majeure partie du courant de surtension vers le sol en toute sécurité avant qu'il ne puisse atteindre et endommager les appareils connectés. Ce faisant, la surtension est neutralisée, protégeant ainsi les équipements en aval des pointes de haute tension ou de courant.

Que sont les surtensions transitoires ?

Les surtensions transitoires sont de brèves surtensions de grande ampleur qui se produisent sur une courte période. Ces surtensions résultent de la libération soudaine de l'énergie stockée ou sont induites par des facteurs externes. Ils peuvent être classés comme étant d'origine naturelle, comme la foudre, ou d'origine humaine, comme les opérations de commutation dans les systèmes électriques.

Comment se produisent les surtensions transitoires ?

Les surtensions transitoires provoquées par l'activité humaine résultent souvent du fonctionnement des moteurs, des transformateurs et de certains systèmes d'éclairage. Dans le passé, ces événements étaient rares en milieu résidentiel. Cependant, l’essor des technologies modernes telles que les chargeurs de véhicules électriques, les pompes à chaleur à air et géothermiques et les machines à laver à vitesse variable ont considérablement augmenté la probabilité de transitoires dans les systèmes électriques domestiques.

Les surtensions transitoires naturelles sont généralement déclenchées par des éclairs indirects. Par exemple, un coup de foudre direct sur des lignes électriques aériennes ou des lignes téléphoniques à proximité peut provoquer une surtension le long des lignes. Cela peut entraîner de graves dommages aux installations électriques et aux équipements connectés.

Comment dimensionner correctement les SPD

Il existe très peu de données publiées ou même de recommandations sur le niveau de courant de surtension (kA) à utiliser dans les différents emplacements. L'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) a fourni des informations sur ce que sont les niveaux de surtension et sur la manière de les interpréter, mais ne publie pas de recommandations. Malheureusement, il n'existe pas d'équation ou de calculateur éprouvé permettant de saisir les exigences du système et de recevoir une solution. Toute information fournie par un fabricant, via des calculatrices ou d'autres moyens, n'est qu'une simple recommandation.

Il existe une tendance à supposer que plus le panneau est grand, plus la valeur nominale du dispositif kA nécessaire à la protection est élevée. Une autre idée fausse est que si 200 kA est une bonne chose, alors 400 kA doit être deux fois meilleure. Comme vous le verrez dans ce livre blanc, ce n’est pas toujours le cas. Grâce à ses nombreuses années de connaissances, d'expérience et d'expertise dans le secteur électrique, Emerson a généré des conseils sur la manière d'appliquer les valeurs nominales de courant de surtension. (Voir figure 1, page suivante)

Il est essentiel de sélectionner le bon type de dispositif de protection contre les surtensions et de comprendre leurs classifications selon les normes CEI et UL pour garantir que vos systèmes électriques et appareils électroniques sont correctement protégés contre les surtensions. Chaque norme propose une approche différente de la protection des systèmes électriques, en fonction des exigences spécifiques de l'application et de l'emplacement.

L'objectif principal d'un dispositif de protection contre les surtensions est de shunter et de supprimer les tensions transitoires introduites dans un système de distribution électrique à partir d'une source externe ou interne. La sélection des SPD appropriés pour le courant de surtension (kA) dans tout le système de distribution électrique offre la meilleure durée de vie pour l'équipement. Lors de la sélection des SPD appropriés pour votre installation, gardez ces points clés à l'esprit :

1. Assurer une suppression appropriée des surtensions dans une installation et les équipements qu'elle contient nécessite plus d'un seul SPD situé à l'entrée de service. Nous recommandons des SPD en cascade avec un courant de surtension approprié pour chaque emplacement. Cela fournira une suppression supérieure pour un panneau de service ou une charge critique. Un seul SPD, quelle que soit sa taille ou son coût, ne fournira pas le même niveau de protection du système.

2. Le surdimensionnement d'un SPD pour son application ne peut pas nuire à un système, mais un sous-dimensionnement du SPD peut entraîner une défaillance prématurée du SPD, laissant les systèmes exposés aux transitoires et à leurs effets.

3. Pour les coups de foudre directs, les SPD à eux seuls ne remplacent pas un système complet de protection contre la foudre (voir la certification principale contre la foudre UL96A).

Précautions lors de l'installation de SPD

Pour garantir le fonctionnement efficace des dispositifs de protection contre les surtensions (SPD), une installation minutieuse est essentielle. Les principales précautions comprennent :

- Installez des SPD en parallèle, positionnés directement avant les circuits ou les appareils, pour rediriger les courants de surtension loin des équipements sensibles.
- Maintenir les fils de connexion à l'intérieur du tableau aussi courts que possible, avec une longueur maximale de 0,5 mètre.
- L'utilisation d'un seul parasurtenseur de type 1 peut ne pas suffire pour gérer les surtensions à haute énergie et réduire les surtensions. Il est conseillé de le compléter avec un parasurtenseur de type 2 ou de type 3.
- Toutes les installations doivent être effectuées par des électriciens qualifiés conformément aux réglementations électriques locales pour garantir une mise à la terre appropriée et un montage sécurisé de l'appareil.

Conclusion

En conclusion, les dispositifs de protection contre les surtensions sont essentiels pour protéger les appareils électroniques dans les environnements industriels et commerciaux. L'installation d'un SPD correctement évalué et certifié offre une protection fiable contre les surtensions qui dépassent les capacités des disjoncteurs standard.