Protecteur de surtension CA pour les applications industrielles et commerciales

Avez-vous subi des dommages causés par la foudre sur vos équipements, entraînant des temps d'arrêt de production ou des arrêts de lignes de production ? Dans les systèmes de distribution d'énergie industriels et commerciaux, il est possible d'assurer une protection à plusieurs niveaux en superposant des disjoncteurs de type 1, de type 2 et de type 3 au niveau de l'armoire de distribution principale, des boîtiers de distribution et des terminaux des équipements critiques. Cela permet de minimiser les risques tels que les arrêts de production, les interruptions d'activité et les rectifications causées par la foudre ou les surtensions de commutation.

Qu'est-ce qu'un parasurtenseur ?

Définition d'un parasurtenseur CA

Le protecteur de surtension CA, communément appelé SPD CA, est un dispositif de protection électrique installé dans les systèmes d'alimentation CA pour prévenir les dommages aux équipements causés par la surtension due à la foudre et les surtensions du réseau électrique.

Principe de fonctionnement du parasurtenseur CA

Lorsque la tension est normale, le parasurtenseur AC reste dans un état de haute impédance, n'ayant pratiquement aucun impact sur le circuit ; lorsque la foudre ou des surtensions importantes se produisent, les composants internes (tels que MOV, GDT, etc.) conduisent rapidement et détournent l'énergie excédentaire vers la terre, revenant automatiquement à un état de haute impédance par la suite.

Types de parasurtenseurs CA

Les parasurtenseurs CA (SPD CA) sont généralement classés en trois catégories principales : SPD de type 1, SPD de type 2 et SPD de type 3, en fonction du niveau de protection et de l'emplacement de l'application.

Protection multicouche des systèmes industriels et commerciaux

Dans les réseaux électriques industriels et commerciaux, la protection multicouche ne signifie pas l'installation de plusieurs SPD, mais plutôt la division de la capacité de protection en plusieurs niveaux en fonction du chemin de transmission de l'énergie de la foudre et de la sensibilité de l'équipement. Cela implique une réduction progressive de la tension et une interception graduelle. Par rapport à l'ajout d'un seul disjoncteur à la ligne d'arrivée principale ou directement à l'extrémité de l'équipement, cette approche réduit considérablement le risque d'endommagement de l'équipement et d'arrêt de la production.

Premier niveau : Intercepter les surtensions à haute énergie au niveau de la ligne d'arrivée du bâtiment

Installer SPD de type 1 du côté du transformateur ou à l'entrée de l'armoire de distribution principale, principalement pour intercepter les grandes surtensions de courant induites (telles que les formes d'ondes de courant de foudre de 10/350 μs).

Cette couche traite l'énergie la plus élevée et le courant de surtension maximal. L'objectif n'est pas de réduire la tension à zéro, mais de décharger d'abord la plus grande partie de l'énergie de surtension, en abaissant le niveau de surtension à l'extrémité de l'équipement d'un niveau élevé à un niveau moyen ou faible, créant ainsi de l'espace pour une protection ultérieure.

Deuxième couche : Les circuits de dérivation réduisent davantage la surtension résiduelle

SPD de type 2 sont installées en amont des armoires de distribution à chaque étage, des boîtes de distribution d'atelier ou des circuits de charge critique afin de bloquer et de dévier les surtensions résiduelles qui passent par la première couche.

À ce niveau, comme la forme d'onde est déjà passée à une surtension standard de 8/20 μs, son énergie est inférieure à celle d'un coup de foudre direct, mais reste suffisante pour endommager les cartes de contrôle, les automates ou les modules d'alimentation. L'objectif de cette couche est de réduire davantage la tension résiduelle et de répartir l'impact sur plusieurs branches, afin d'éviter qu'une défaillance en un seul point ne dégénère en un arrêt complet de la ligne de production.

Troisième couche : Protection des appareils pour les équipements électroniques de précision

Installer SPD de type 3 ou un SPD AC terminal (ou un module de protection au niveau du terminal) à des endroits tels que les armoires de serveurs, les armoires de commande, les extrémités avant des PLC/inverseurs et les entrées d'alimentation des systèmes de surveillance afin de fournir une protection finale aux équipements électroniques sensibles.

Cette couche a un niveau de protection de tension très bas (Up) mais une capacité de courant limitée, ce qui la rend adaptée aux équipements extrêmement sensibles aux fluctuations de tension, tels que les ordinateurs de contrôle industriel, les modules de communication et les instruments de mesure de précision. Elle sert de ligne de défense finale de réglage fin, absorbant les petites impulsions résiduelles qui passent par les deux premiers étages.

Pourquoi la protection par couches est-elle plus fiable que la protection par un seul point ?

• Les risques ne sont pas amplifiés : L'installation d'un seul disjoncteur sur la ligne d'arrivée principale signifie que s'il tombe en panne ou que sa tension résiduelle est trop élevée, l'ensemble du système sera exposé à des surtensions du même niveau. Avec la protection par couches, même si une certaine couche est partiellement défaillante, les autres couches peuvent encore se décharger efficacement.
• Adaptation aux différentes caractéristiques de la charge : Les grands moteurs, les onduleurs, les armoires de commande et les serveurs ont des niveaux de tolérance variables à la surtension. La protection par couches permet des configurations différenciées basées sur les caractéristiques des circuits au lieu d'une approche unique.
• Maintenance et remplacement pratiques : Les SPD modulaires sont généralement divisés en catégories Type 1 / Type 2 / Type 3, ce qui facilite l'inspection, le remplacement ou la mise à niveau étape par étape sans provoquer de coupure de courant complète dans le système.
• Réduction de la probabilité de temps d'arrêt : Des cas concrets montrent que la protection multicouche réduit considérablement les dommages causés aux équipements par la foudre ou les surtensions de commutation, les pannes d'automates, les arrêts de la chaîne de production, etc.

Scénarios d'application des parasurtenseurs CA dans les environnements industriels et commerciaux

Scénario d'application	Équipement typique	Risques courants liés aux surtensions	Type SPD recommandé
Automatisation industrielle	PLC, onduleurs, robots, capteurs, systèmes de contrôle	Surtensions de commutation dues au démarrage et à l'arrêt du moteur ; surtensions provoquées par la foudre sur les lignes de contrôle	SPD de type 1 au panneau de distribution ; SPD de type 3 à l'avant du PLC/inverseur
Bâtiments commerciaux	Immeubles de bureaux, centres commerciaux, hôtels, systèmes complexes de distribution d'électricité	Foudre à l'entrée du bâtiment ; surtensions internes dues à la commutation des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation et des ascenseurs	SPD de type 1 sur la ligne d'arrivée principale ; SPD de type 2 dans les boîtes de distribution au sol
Systèmes CVC	Refroidisseurs, unités de toit, pompes à chaleur, systèmes de contrôle de la climatisation	Surtensions fréquentes des compresseurs ; exposition à la foudre sur les unités de toit	SPD de type 2 sur le circuit de distribution HVAC ; Type 3 aux bornes de la carte de contrôle
Centres de données et communication	Serveurs, dispositifs de stockage, équipements de réseau, systèmes de surveillance	Sensibilité élevée aux surtensions résiduelles ; tout phénomène transitoire peut entraîner une perte de données ou une panne du système.	SPD de type 2 à l'entrée de l'ASI ; SPD de type 3 à l'intérieur des armoires de serveurs et devant les équipements de réseau

Comment choisir un parasurtenseur CA pour votre scénario d'application ?

Pour choisir le SPD CA approprié à votre scénario d'application, vous pouvez faire une sélection basée sur la tension du système et le niveau de protection.

1. Confirmez le type de votre système et le niveau de tension

• Déterminez si votre système d'alimentation est TNC, TNS ou TT. Pour TNC, choisissez 3P ; pour TNS, choisissez 4P ; et pour TT, choisissez 3P+N.

Si l'on prend l'exemple du produit LSP, on peut se référer au tableau ci-dessous :

Systèmes de mise à la terre	Disjoncteur principal	Déconnecteur dédié	Classification du DOCUP	SPD Ppoles	Recommander le type
TNC	315A	200 A	Type 1 (10/350µs)	3P	FLP25-275/3S
TNS				4P	FLP25-275/4S
TT				3P+N	FLP25-275/3S+1
TNC	200 A	125A	Type 1+2 (10/350µs & 8/20µs))	3P	FLP12,5-275/3S
TNS				4P	FLP12,5-275/4S
TT				3P+N	FLP12,5-275/3S+1
TNC	63A	32A	Type 2 (8/20 µs)	3P	SLP40-275/3S
TNS				4P	SLP40-275/4S
TT				3P+N	SLP40-275/3S+1

• Déterminez s'il s'agit d'un système à courant alternatif monophasé ou triphasé : En général, les installations industrielles et les bâtiments commerciaux utilisent des systèmes triphasés de 3×400 V / 415 V, tandis que les petits magasins ou les bureaux utilisent généralement des systèmes monophasés de 230 V.

• Choisissez la tension nominale du SPD en fonction du réseau électrique (par exemple, 230 V, 400 V, 415 V) et veillez à ce que la tension de fonctionnement continue maximale puisse supporter les fluctuations du système.

2. Déterminer le niveau de protection

• SPD de type 1 : Installé dans l'armoire de distribution principale ou du côté entrant du bâtiment, il traite une grande énergie provenant des coups de foudre avec une forme d'onde de 10/350 μs. L'Iimp est généralement fixé à 25-100 kA, adapté aux zones à haut risque de foudre, aux bâtiments équipés de paratonnerres ou aux installations industrielles présentant des risques élevés de foudroiement.
• SPD de type 2 : Installé dans les armoires de distribution secondaire, les ateliers ou les boîtes de distribution au sol, il traite les surtensions courantes provoquées par la foudre et les surtensions de commutation avec une forme d'onde de 8/20 μs. In est généralement supérieur à 20-40 kA, adapté à la plupart des lignes de production industrielle, aux centres de données et aux immeubles de bureaux.
• SPD de type 3 : installé à l'extrémité de l'équipement, avant les prises ou à l'intérieur des armoires de commande. Avec un faible Up, il convient aux équipements de précision (PLC, serveurs, hôtes de surveillance, contrôleurs de climatiseurs, etc.) et doit être utilisé en conjonction avec le type 2 ; il ne peut pas servir de protection primaire à lui seul.

Schéma de câblage et installation d'un parasurtenseur CA

Remarque : Lors de l'installation d'un dispositif de protection contre les surtensions en courant alternatif (SPD), ce dernier doit être correctement mis à la terre. Un dispositif de protection contre les surtensions non relié à la terre ne peut pas assurer la protection.

Protecteur de surtension LSP AC, adapté aux applications industrielles et commerciales

LSP est une marque de premier plan dans le domaine de la protection contre les surtensions. L'entreprise s'est d'abord concentrée sur la sécurité électrique et a connu une croissance constante grâce à des années de recherche et à des concepts novateurs. LSP se consacre au développement de produits de qualité supérieure et au contrôle strict de la qualité.

Les ingénieurs de LSP se consacrent à la création de produits adaptés aux environnements difficiles. Notre équipe de recherche et développement utilise de nouveaux matériaux et outils de test pour s'assurer que vous recevez un équipement qui répond aux normes mondiales les plus strictes. Les usines de LSP utilisent des machines de précision pour fabriquer chaque pièce d'équipement de la bonne manière. Vous pouvez faire confiance à LSP pour protéger votre équipement.

Fonction du parasurtenseur LSP AC

MOV et GDT avancés

LSP utilise des varistances à oxyde métallique (MOV) de marque LKD et des tubes à décharge gazeuse (GDT) de marque Vactech dans tous les parasurtenseurs CA. Les MOV réagissent rapidement, bloquant les tensions excessives et dirigeant le courant excédentaire vers la terre. Les GDT offrent une protection plus complète en cas de surtensions importantes telles que la foudre ou les pannes de réseau électrique. Plusieurs couches de protection protègent efficacement les appareils électroniques et les grandes machines.

Conception modulaire

La conception modulaire du LSP permet de remplacer les modules individuels en fonction des besoins, ce qui permet de gagner du temps et de réduire les coûts de maintenance.

Mécanisme de déclenchement interne

LSP a incorporé un mécanisme de déclenchement interne dans ses parasurtenseurs CA. Ce mécanisme peut bloquer et éliminer les arcs électriques lors de surtensions importantes, réduisant ainsi le risque d'incendie et rendant votre bâtiment plus sûr.

Certification et essais

LSP teste rigoureusement chaque parasurtenseur CA conformément à la norme IEC/EN 61643-11. L'entreprise détient les certifications TUV, CB et CE. Ces certifications indiquent que les produits LSP ont passé des tests rigoureux de sécurité et de qualité.

Scénarios d'application

Les parasurtenseurs AC de LSP offrent diverses options pour les industries critiques. Voici trois façons principales d'utiliser cette technologie :

• Centres de données
• Énergies renouvelables
• Automatisation industrielle

Conclusion : Comment élaborer un plan de protection qui vous convienne ?

Pour élaborer un plan de protection SPD vraiment fiable pour votre usine, vos bâtiments commerciaux ou votre système de distribution d'électricité, la clé n'est pas d'installer des SPD sur tous les équipements en même temps, mais de mettre en œuvre une approche par paliers et basée sur les risques, étape par étape. Ce n'est qu'en concevant systématiquement en fonction de la structure que l'on peut parvenir à une protection efficace et à un équilibre des coûts. De tels plans impliquent une conception électrique professionnelle et des exigences réglementaires, il est donc recommandé que des ingénieurs expérimentés ou des équipes professionnelles s'occupent de la planification et de la mise en œuvre.

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