Les coups de foudre sont essentiellement d'énormes décharges d'étincelles qui se produisent lorsque la charge s'accumule jusqu'à un certain point entre un nuage d'orage et le sol ou entre eux, perturbant l'isolation de l'air. les coups de foudre sont principalement déclenchés par :
1. Coup de foudre direct
Dans le pire des cas, la foudre frappe directement les bâtiments, les équipements ou les personnes.
Conditions de déclenchement : les objets au sol (par exemple, un grand bâtiment, un arbre, une tour de transmission, des arbres, des tours, des personnes isolées) forment le champ électrique le plus puissant avec les nuages orageux, ce qui en fait le chemin le plus court pour la décharge de charge.
2. Effets de foudre indirects (gamme plus courante et plus large)
Même si la foudre ne frappe pas directement votre appareil, elle peut provoquer une surtension destructrice (transitoire) en :
· Foudre induite (divisée en induction électrostatique et induction électromagnétique) :
• Induction électrostatique : lorsqu'un nuage d'orage chargé passe au-dessus de nous, il induit une grande quantité de charges opposées sur les fils aériens situés en dessous. Lorsque le cloud se décharge vers une autre cible, ces charges de liaison sont immédiatement libérées, créant des surtensions à haute -qui se propagent le long de la ligne.
Induction électromagnétique : des courants forts et transitoires dans le canal de foudre peuvent provoquer une très haute tension dans les boucles métalliques environnantes (par exemple, boucles de lignes électriques, lignes de signaux).
· Conduction (augmentation du potentiel du sol) :
• Lorsque la foudre frappe le système de protection contre la foudre d'un bâtiment ou le sol à proximité, un énorme courant de foudre traverse la résistance de mise à la terre, provoquant une augmentation du potentiel électrique au point de contact jusqu'à des centaines de milliers, voire des millions de volts en un instant. Ce potentiel élevé peut être un « retour de flamme » vers le périphérique interne via le fil de terre du périphérique, provoquant une différence de potentiel destructrice à travers le périphérique et le détruisant.
· Intrusion de surtension :
• La foudre frappe des fils éloignés, des lignes téléphoniques, des câbles, etc. D'énormes courants de foudre se déplacent le long de ces conducteurs métalliques sous forme d'ondes, envahissant et endommageant les appareils connectés.
Partie 2 : Comment utiliser SPD pour la protection
Le but du dispositif de protection contre les surtensions n'est pas d'empêcher les coups de foudre, mais de fournir un courant de foudre et une énergie de surtension sûrs et à faible impédance lors des coups de foudre, limitant ainsi la tension sur l'appareil à un niveau sûr.
1. Principe de fonctionnement fondamental du SPD
Considérez-le comme un « interrupteur intelligent » ou une « vanne sensible à la tension » :
En fonctionnement normal : SPD à haute impédance et est essentiellement un circuit ouvert avec peu d'effet sur le circuit.
Lorsqu'une surtension/surtension se produit : Le SPD devient un état de faible impédance (très rapidement) en nanosecondes, conduisant et dirigeant rapidement de grandes surtensions de courant vers la terre.
Une fois la surtension atténuée : le SPD se réinitialise automatiquement à son état de haute impédance et le circuit revient à la normale.
2.Système de protection SPD correct : protection à plusieurs niveaux-
Afin d’offrir une protection globale, la notion de protection hiérarchique est souvent utilisée, comme celle de lignes de défense multiples :
Catégorie 1/I (anciennement classe B) :
Lieu d'installation : tableau de distribution principal (entrée de service).
Fonction : libère la plupart des éclairs à haute énergie provenant des éclairs directs ou induits (généralement une forme d'onde de 10/350 μM). Les SPD à haute capacité de décharge sont couramment utilisés sur la base d'éclateurs.
Objectif : Protéger le système électrique de l’ensemble du bâtiment contre les plus gros orages.
Catégorie 2/II (anciennement classe C) :
Emplacement : Tableau de distribution (par exemple, panneaux de plancher) ou tableau de distribution des équipements clés (par exemple, salles de serveurs, climatisation, ascenseur).
Fonction : limite davantage la tension résiduelle et absorbe l'énergie résiduelle via le SPD de type 1. Les disques SSD (Solid State Drives) basés sur une varistance à oxyde métallique (MOV) sont couramment utilisés.
Objectif : Protéger les circuits et équipements de distribution dans des zones spécifiques.
Catégorie 3/III (anciennement D) :
Emplacement : L'extrémité avant d'un appareil, telle qu'un connecteur pour un instrument sensible ou un module de protection contre les surtensions à l'intérieur de l'appareil.
Fonction : Fournit une protection fine en fixant la tension à un niveau que l'appareil peut supporter en toute sécurité (généralement inférieur à 1,5 kV).
Objectif : Fournir une dernière ligne de défense pour les équipements électroniques les plus sensibles et les plus coûteux (ex : serveurs, équipements médicaux, automates industriels).
SPD de signal : les lignes telles que les câbles réseau, les lignes téléphoniques et les câbles vidéo de surveillance nécessitent également des systèmes de traitement du signal spécialisés. Ils fonctionnent de la même manière, mais ils sont conçus pour les niveaux de tension et le type d'interface de la ligne de signal.
3.Points clés pour l'installation du SPD
• Une bonne mise à la terre est une condition préalable : SPD Le SPD transfère efficacement l'énergie sans système de mise à la terre à faible-impédance. La mise à la terre est la base de la protection contre la foudre.
• Fils de connexion courts et épais : les fils de connexion et de terre du SPD doivent être aussi courts et épais que possible pour minimiser l'inductance du fil. Des câbles trop longs peuvent entraîner une tension d'induction notable, réduisant considérablement l'efficacité de la protection.
Coordination : les différentes étapes du SSD nécessitent une coordination énergétique pour assurer une décharge progressive conçue pour éviter la surcharge d'un seul SPD.