Schéma de connexion et fonction des limiteurs de surtension à impulsions

Parafoudre ou parasurtenseur non linéaire - le dispositif principal (dispositif de commutation) pour protéger la branche de la ligne électrique contre les surtensions soudaines. Résistances de valve remplacées. Les normes de production et d'installation ont été introduites par GOST R 52725-2007. Dans différentes sources, pour désigner un limiteur, il existe la notion d'éclateur sans éclateur ou l'abréviation UZPN.

Le besoin de protection contre les surtensions

Surtension d'impulsion - une forte augmentation de la différence de potentiel dans le réseau, dépassant la limite maximale de la tension de fonctionnement. Le saut est court - jusqu'à 1 nanoseconde (1 x 10^-9 sec.), de sorte que l'UZM conventionnel peut ne pas avoir le temps de fonctionner et de transmettre une impulsion au réseau électrique interne. L'amplitude peut être 10 fois la valeur nominale.

Origine:

• atmosphérique (orage) - causé par un coup de foudre avec un courant moyen de 200 kA dans un paratonnerre d'une maison ou d'objets à côté (le courant pénètre dans le sol, mais les champs électromagnétiques apparaissent dans le câblage de la maison);
• commutation - dysfonctionnements ou remplacement d'équipements de commutation / de sections de circuit, démarrage d'équipements électriques puissants, défaillance d'un transformateur.

Quelle que soit la nature de l'événement, de tels dysfonctionnements comportent un risque pour tous les appareils connectés : inflammation de l'isolant du câblage (conçu pour 1-1,5 kV), détérioration des circuits électriques des appareils et leur inaptitude totale à la réparation.

Dispositif et principe de fonctionnement du limiteur non linéaire

Le fonctionnement d'un parafoudre est basé sur une propriété spécifique d'une varistance - un semi-conducteur avec une caractéristique courant-tension non linéaire. Avec une différence de potentiel régulière, la perméabilité électrique de l'élément tend vers zéro et s'élève à plusieurs mlA. Un saut de tension brusque ouvre la conductivité tunnel (> 1000 Am), la résistance disparaît pratiquement et l'impulsion est rapidement supprimée du système. Le matériau conducteur est l'oxyde de zinc, parfois additionné d'oxydes d'autres métaux (cobalt, bismuth, etc.).

Le parafoudre se compose de plaques de résistance de section circulaire (le nombre est basé sur la surtension de conception), qui sont empilées dans une colonne, placées dans un tube en fibre de verre et cousues dans une gaine isolante nervurée. L'étanchéité assure le remplissage des vides avec un composé visqueux silicium-organique. La structure est fermement serrée par des brides des deux côtés. La particularité de l'appareil réside dans la mise en œuvre d'une sortie rapide et sûre d'énergie thermique dans l'environnement - lors de la réception de l'impulsion, la température de la varistance atteint 100-150°C.

La conception des dispositifs de retenue modulaires modernes est différente. Il s'agit d'un boîtier en plastique de 17,5 mm de large (OIN-1), qui contient un fusible thermique, un bloc varistance amovible et des bornes à encoches. Il existe des modèles avec voyants lumineux. Montable sur rail DIN.

D'un côté du parafoudre, le câble d'alimentation est fixé et de l'autre - le sol.

Types et principales caractéristiques des parafoudres

Les limiteurs de tension à impulsions se distinguent par le matériau isolant (porcelaine et polymère), la conception (monocolonne et double colonne), les classes de tension et la protection.Les transcriptions montrent clairement ce qu'est un parafoudre chez un électricien. Désignations de lecture conformément à GOST :

SPN - X - 1/2/3/4 XX

La première abréviation signifie suppresseur de surtension non linéaire. Sur le marché, il existe des options pour les produits OPS (C - réseaux) ou SPE (I - impulsion).

• X - matériau du pneu : P - polymère, pas de lettre - porcelaine ;
• 1 - classe de tension du réseau en kV : 1,5, 4, 6, 10, 36 ;
• 2 - la tension de fonctionnement effective la plus élevée, kV: 3 - 475;
• 3 - courant de décharge nominal, kA: 5, 10, 20;
• 4 - débit actuel, A (jusqu'à 200 - 1 classe de débit, 750 - 2, 1100 - 3, 1600 - 4, plus de 1601 - 5);
• XX - les lettres désignent une région climatique ou leur combinaison (commun: U - modéré, Chl - froid, UHL), le nombre indique les conditions de placement (1 - à l'extérieur, 2 - sous un auvent, 3 - à l'intérieur, 4 - dans des espaces avec régulation artificielle du microclimat, 5 - dans des conditions de forte humidité).

Dans la description des parafoudres modulaires, le nombre de pôles P1-4 est indiqué.  

Classes de protection et circuit de raccordement des parafoudres au réseau

Pour une protection complète des systèmes d'alimentation internes contre la pénétration d'une puissante impulsion destructrice, les parafoudres sont répartis par étapes en fonction de la classe de protection.

• La classe B accepte les conséquences d'un coup de foudre direct sur les lignes électriques ou les équipements de protection électrique domestique. Installé sur un tableau extérieur à l'entrée de la ligne électrique de la structure.
• La classe C gère les surtensions de commutation et les orages qui ont dépassé le premier niveau de protection. L'appareil est placé dans le tableau général à l'intérieur du chalet ou dans une annexe-garage, entrée d'un immeuble à plusieurs étages, à l'étage du bâtiment administratif.
• La classe D est conçue pour éteindre les effets résiduels. Utile directement devant les appareils électriques. Le limiteur peut être intégré dans la prise.

Le schéma de raccordement du parafoudre a ses propres caractéristiques pour les réseaux monophasés et triphasés, principes de mise à la terre TNC et TNS (combiné ou non, conducteur principal et de protection).

Les appareils sont installés parallèlement au réseau principal devant le générateur auxiliaire, le compteur et d'autres équipements. Pour éviter les conséquences d'un éventuel court-circuit à la terre, un disjoncteur est utilisé devant le parafoudre.

Dans le schéma de connexion de l'OIP-1 à un réseau monophasé, une ligne électrique s'adapte à une borne et un câble de mise à la terre est fixé à l'autre. Lors de la séparation des zéros, le principal est connecté à la terre séparément. Un réseau triphasé suppose une protection de chaque phase séparément (et zéro pour le TNS).

Sécurité et efficacité des équipements de protection électrique 

La sécurité des systèmes électriques dans les immeubles de bureaux et les immeubles d'habitation est de la responsabilité des services publics. Dans une maison privée, le propriétaire s'occupe lui-même de la sécurité.

L'installation des parafoudres doit être confiée à un professionnel, même si les difficultés sont au départ invisibles. Il est important d'éviter les équipements bon marché et de mauvaise qualité, qui eux-mêmes peuvent devenir un foyer de danger. L'utilisation des équipements électriques doit être strictement conforme aux spécifications techniques.

Il est rationnel de vérifier l'état de fonctionnement de l'équipement en mars – avril avant le début de la saison des orages. Il existe 2 méthodes principales de diagnostic des dispositifs de protection: une mesure sans contact de la température de chauffage avec une caméra thermique est tout d'abord effectuée, en fonction des résultats, le courant passant est en outre surveillé avec un micro- ou un milliampèremètre.

Le limiteur de tension modulaire est équipé d'une fenêtre d'indication de fonctionnement : le vert indique la disponibilité des fonctions, le rouge indique un défaut. Dans ce dernier cas, le remplacement rapide de la partie varistance est prescrit. Ainsi, ce type d'équipement électrique est plus facile à utiliser à la maison.

Parafoudre - équipement électrique qui protège contre les surtensions à court terme de haute amplitude.Il n'est pas capable de faire face à une surtension soutenue ou à une chute de différence de potentiel, il est donc utilisé en conjonction avec une sonde à ultrasons et un RCD.