Les dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) sont des dispositifs de protection conçus pour limiter les surtensions transitoires et détourner les courants de surtension, réduisant ainsi le risque de dommages aux équipements électriques dus à la foudre, aux opérations de commutation du réseau et à d'autres perturbations transitoires. Un positionnement correct affecte directement les performances du SPD. Pour les installations industrielles, les bâtiments commerciaux, les centres de données, les systèmes de communication et divers systèmes de distribution basse tension-, la disposition stratégique du SPE est un aspect important de la conception de la protection électrique.
1.Où le SPD s’applique-t-il généralement ?
Le SPD est généralement installé à des points clés du système de distribution, tels que l'armoire de distribution principale du bâtiment, le tableau de distribution au sol, les panneaux de distribution des équipements et directement en amont des équipements électriques critiques.
Pour les systèmes de distribution basse tension standard, des stratégies de protection SPD peuvent être utilisées en fonction de la structure et du système électrique du bâtiment. Le premier étage est généralement situé à l’entrée électrique du bâtiment pour gérer les courants de foudre élevés et les surtensions. La deuxième phase peut être installée au sol ou sur un tableau de distribution zonal. Pour les équipements sensibles aux fluctuations de tension, une bonne protection peut être installée à proximité de l'appareil lui-même.
Cette approche en couches permet aux SPE situés dans différents emplacements de partager les charges de protection contre les surtensions, empêchant ainsi un seul appareil de subir une énergie de surtension excessive.
2. L'armoire de distribution principale est la position d'installation clé.
L'armoire de distribution principale du bâtiment est souvent l'un des emplacements les plus importants pour installer le SPD.
Lorsque les lignes électriques externes sont affectées par de grosses vagues provoquées par la foudre, des opérations de commutation du réseau ou d’autres événements transitoires, de grosses vagues peuvent se propager le long des lignes et pénétrer dans les bâtiments. L'installation d'un SPD au point de distribution principal-où l'alimentation électrique entre dans le bâtiment-peut détourner la surtension avant qu'elle ne se propage plus loin dans le réseau de distribution interne.
Pour les bâtiments équipés de systèmes externes de protection contre la foudre, la conception de la configuration SPD doit prendre en compte les systèmes de protection contre les mines, les systèmes de manutention au sol et les configurations des lignes d'alimentation électrique.
3. Tableaux de distribution au sol et zonaux
Dans les grandes installations industrielles, les immeubles de bureaux, les centres commerciaux et les bâtiments publics, l'installation d'un SPD dans l'armoire de distribution principale peut ne pas suffire à couvrir tous les équipements d'utilisation finale.
Par conséquent, en fonction de la structure du système de distribution, des dispositifs de décharge à usage plus spécial peuvent être installés dans des endroits tels que les panneaux de plancher, les panneaux de distribution zonaux et les panneaux de zonage. Dans les bâtiments à plusieurs étages, par exemple, la protection primaire peut être installée dans l'armoire de distribution principale, tandis que la disposition ultérieure de la distribution électrique SPD est basée sur un étage ou une zone spécifique. Cette méthode raccourcit la distance de protection et réduit l'impact des longues surtensions de câble sur les équipements en aval.
4.SPD peut également être installé du côté entrée des appareils clés
Pour les appareils sensibles aux surtensions transitoires, tels que les automates programmables, les systèmes de contrôle industriels, les serveurs, les équipements de communication, les systèmes de surveillance et les équipements d'automatisation, pensez à installer le terminal SPD à proximité du circuit d'alimentation de l'équipement.
Les SPD des terminaux donnent généralement la priorité à une réponse rapide et à un faible niveau de tension de protection. Le terminal SPD peut réduire davantage l'effet de la surtension résiduelle sur les appareils sensibles après que le SPD en amont ait traité une grande quantité d'énergie de surtension.
Notez que simplement installer plus de SPD n’est pas nécessairement mieux. Différents niveaux de SPL doivent être rationalisés en fonction des paramètres du système, des zones de protection et des exigences de coordination.
5. Relation spatiale ENTRE SPD ET SYSTÈME SOL
Une fois la position d'installation du SPD déterminée, la connexion à la terre doit être soigneusement étudiée.
Lorsque la décharge SPD génère un courant de surtension, l'énergie de surtension doit se dissiper rapidement via le système de mise à la terre ou d'autres circuits désignés. Par conséquent, les câbles de connexion SPD doivent être aussi courts et droits que possible, minimisant ainsi les courbures ou les détours inutiles.
Si le SPD est trop éloigné du point de connexion ou si la ligne de connexion est trop longue, la fluctuation rapide du courant de surtension peut inciter le SPD lui-même à produire une tension élevée, affectant ainsi l'efficacité de protection réelle du SPD.
6. Différents emplacements d'installation du SPD et du Signal SPD
Différents types de SPD sont conçus pour différents types de circuits.
Les SPD de puissance sont principalement utilisés dans les systèmes AC ou DC DC et sont généralement installés sur les lignes électriques dans les armoires de distribution, les boîtiers ou les équipements électriques.
Les SPD de signal, quant à eux, sont utilisés pour la communication, les données, le contrôle et la mesure des lignes. Par exemple, les lignes de signaux basse tension- telles que les lignes de communication, les lignes de liaison RS485 et les lignes Ethernet dans les systèmes d'automatisation industrielle peuvent être équipées de processeurs de signaux correspondants en fonction d'exigences spécifiques.
Si un appareil est connecté à la fois à une ligne électrique et à une ligne de communication, protéger uniquement la ligne électrique ne garantit pas nécessairement une protection complète. Dans les applications d'ingénierie pratiques, le type d'interface et l'architecture de circuit du dispositif doivent être pris en compte, et l'approche globale doit être
7. Les emplacements d'installation doivent être considérés au cas-par-cas.
Différents types de bâtiments et d'équipements ont des environnements électriques différents, de sorte que les SPD peuvent être installés à différents endroits.
Dans les bâtiments résidentiels et commerciaux, les composants-à usage spécial sont généralement installés en premier sur le point d'entrée de l'alimentation électrique et les tableaux de distribution.
Dans un environnement industriel, il convient de prêter attention non seulement au système de distribution principal, mais également au gros moteur, au variateur de fréquence, aux armoires de commande automatiques et à la zone d'installation des machines de production.
Dans l'environnement des centres de données et des salles de télécommunications, l'accent est mis sur la protection à plusieurs-niveaux du système électrique, des lignes de communication et des équipements clés.
La configuration du SPD doit prendre en compte les longueurs réelles des lignes, les conditions de mise à la terre et les spécifications de conception de la protection contre la foudre pour les équipements extérieurs, les lignes longue distance-et les équipements situés dans les zones à forte activité de foudre.
8.Quels autres facteurs doivent être pris en compte lors de l’installation du SPD ?
L'emplacement de la protection contre les surtensions ne peut pas être déterminé uniquement par la distance physique ; la compatibilité entre le SPD et le système électrique doit également être vérifiée.
Tout d'abord, assurez-vous que la tension nominale du système est cohérente avec la tension de fonctionnement continue maximale (MCOV) du SPD. Ensuite, sélectionnez le type de SPD, la capacité de décharge et le niveau de protection appropriés en fonction de l'environnement de surtension attendu.
La coordination entre la protection contre les surintensités en amont, le mode de mise à la terre, la longueur de la ligne et le niveau SPD doit également être prise en compte.
Différents systèmes de distribution et méthodes de câblage seront différents, de sorte que l'installation, la conception et la construction réelles doivent respecter les spécifications du produit et les normes de protection électrique contre la foudre applicables.
Foire aux questions
Les parasurtenseurs peuvent-ils être installés directement à côté des appareils ?
Oui, des parafoudres « point d'utilisation » peuvent être installés en amont des équipements sensibles, en fonction de la criticité de ces équipements et de la structure du système électrique. Cependant, cela fournit généralement une protection en couches via un SPD en amont, plutôt que de s'appuyer uniquement sur le SPD au niveau de l'appareil-.
Faut-il installer une protection contre les surtensions dans les tableaux de distribution ?
De nombreux SPD basse tension-sont installés sur des armoires ou des panneaux de distribution électrique. Les méthodes d'installation spécifiques dépendent de la conception du SPD, de la disponibilité des panneaux et des exigences d'installation du produit.
Le SPD est-il aussi proche que possible de l’appareil ?
Pour la protection du point-d'utilisation-, la réduction de la longueur du câble entre le SPD et le dispositif de protection permet généralement de réduire l'impact des surtensions résiduelles ; cependant, il est important de considérer le niveau de protection dans l’ensemble du système de distribution.
Combien de gardes supplémentaires seront nécessaires pour le réseau de distribution ?
Il n'y a pas de numéro fixe. La conception doit être basée sur la structure du bâtiment, la hiérarchie de distribution électrique, la longueur du circuit, la criticité des équipements et les risques associés à la foudre et aux surtensions.
Résumés
La position d'installation du dispositif de protection contre les surtensions influence directement l'efficacité du dispositif de protection contre les surtensions. Les systèmes de distribution utilisent généralement une stratégie de protection à plusieurs niveaux - couvrant l'extrémité d'entrée de l'armoire de distribution principale, la cloison ou le boîtier de distribution au sol et les équipements clés - et personnalisant le SPD en fonction des caractéristiques des lignes électriques, des lignes de signalisation et de l'équipement lui-même. Il faut également prêter attention à la distance de connexion entre le SPD et le système de mise à la terre, à la compatibilité de la tension du système et à la coordination de la protection en amont.
Pour des projets spécifiques, les modèles SPD, les emplacements d'installation et les quantités doivent être déterminés sur la base des systèmes électriques réels et des normes applicables et conçus et installés par des professionnels qualifiés.