Schneider Electric 1 -Michael Rubin – Feb.09 Parafoudre Lhomme contre la nature Le risque de surtension Les origines Couplage Phénomène foudre Classifications

Schneider Electric 1-Michael Rubin – Feb.09

Parafoudre ● L‘homme contre la nature

● Le risque de surtension

● Les origines

● Couplage

● Phénomène foudre

● Classifications et normes

● Technique● Éclateur

● Variateur

● Paramètres caractéristiques

● Collaboration du technique

● Application● Coordination

● Déconnecter

● Installation

● Sécurité supplémentaire

● Management des risques● Analyse de danger

● Guide de choix

● Concept de protection● Niveau de protection

● Zone de protection

● Planifier un concept de protection

● L’offre de Schneider Electric● Type 1

● Type 1 + type 2

● Type 2

● Type 3

● Photovoltaïque


●Le risque de surtension

●Les origines

●Couplage

●Phénomènes de foudre

●Classification et standards

L‘homme contre la Nature


Le risque de surtensionL‘homme contre la nature

Pourquoi utiliser un parafoudre ?● Le parafoudre limite les surtensions transitoires dans un réseau● De ce fait, il minimise le risque d’incendie et il augmente la durée de vie des appareilles

électriques● Il est important de protéger l’appareillage faible contre la surtension

Aujourd’hui, 90% des consommateurs possèdent des appareils électriques


Les origines L‘homme contre la nature

Surtension temporaire (50Hz)● Les surtensions proviennent en cas de:

● Déconnexion du neutre

● Faute d’isolement (entre L et N)

● Caractéristiques :● Fréquence du réseau (montée de courant très

lente)

● Surtension tarde a rentrer

● Surtension et max. 400V (réseau normal)

Il faut protéger l’installation avec un déclencheur avec un seuil tension (MSU)


Couplage L‘homme contre la nature

Galvanique● Les surtensions se propagent par conducteurs

● Des surtensions de couplage galvanique dans le réseau :● Surtensions en raison de manœuvre

● Surtensions temporaires

● Foudre directement sur la ligne

● Foudre prés de la ligne => montée du potentiel de la prise de terre

● Conséquences● Grandes différences de potentiel entre les conducteurs polaires

● Grandes différence de potentiel entre les conducteurs et la terre

● Il y a une très grande énergie à écouler

Le problème essentiel est d’écouler cette énergievers la terre


Phénomènes de foudreL‘homme contre la nature

Des origines de surtension par la foudre

Coup directement sur le bâtiment Coup près du bâtiment

Coup directement sur la ligne Coup près de la ligne


Classification et standardsL‘homme contre la nature

Protections contre la foudre sur les bâtiments● Installations extérieures de protection contre la foudre :

● Elles protègent les installations contre les coups de foudre directs

● Ces protections permettent de capter et d’écouler le courant de foudre vers le sol

● Leur but est de prévenir l’incendie et la destruction des bâtiments

● Cette protection est réalisée par le paratonnerre, le fils tendu et la cage de Faraday

● Installations internes de protection contre la foudre:

● Compensation du potentiel, prise de terre de masse d’utilisation

● Parafoudre, consiste en type 1, type 2 et type 3Schneider Electric


Classification et standardsL‘homme contre la nature

Classification des parafoudres selon EN 61643-11

Type 3

Class III

Cat D

Type 2

Class II

Cat C

Type 1

Class I

Cat B

EN 61643-11

IEC 61643-1

VDE 0675-6

Schneider Electric


Technologie

●Éclateur

●Varistance

●Paramètres caractéristiques

●Collaboration du technique


ÉclateurTechnologie

La technologie pour des parafoudres type 1● Éclateur

● Avec chambre de coupure

● Il faut installer cet éclateur dans un boîtier séparé

● Ancienne technologie

● Éclateur capsulé

● Pas de chambre de coupure

● On peut installer cet éclateur dans la distribution basse tension

● Nouvelle technologie

La caractéristique principale est un fort pouvoir de dissipation d’énergie


VaristanceTechnologie

La technologie pour des parafoudres type 2● Pour des réseaux TN et IT

● La varistance à oxyde de zinc

● Touts les pôles sont connectés à la terre par varistance

● Pour des réseaux TT et TN-C-S

● La varistance à oxyde de zinc

● Les phases sont connectés au neutre par varistance

● Le neutre est connecté à la terre par éclateur

La caractéristique principale est un temps de réponse très faible


Caractéristiques d‘un parafoudre

● Up (niveau de protection) : jusqu’à ce niveau de tension le parafoudre protège (0,9/1,2/1,5 kV) lors de In

● Uc : Tension maximale de régime permanent. Un (230V) doit être au-dessous de Uc.

● In (courant nominal) : Le courant (Ipk) nominal de décharge avec la caractéristique 8/20µs. Le parafoudre est testé

par 15 coups avec ce courant

● Imax (courant maximale) : Le courant (Ipk) maximal de décharge avec la caractéristique 8/20µs. Le parafoudre est testé

par 1 coup de ce courant. Cette valeur sert de classification des parafoudres type 2

● Iimp (Impulsstrom) : Le courant (Ipk) maximal de décharge avec la caractéristique 10/350µs. Le parafoudre est testé par 1

coup de ce courant. Cette valeur sert de classification des parafoudres type 1

Paramètres caractéristiquesTechnologie


Collaboration du techniqueTechnologie

Comparaisons des caractéristiques

Caractéristiques Type 2 Type 1

Temps de réponse rapide lente

Tension a seuil faible élevée

Pouvoir de dissipation d’energie faible élevé


Application

●Mode de connexion

●Coordination

●Déconnecteur

●Interrupteur différentiel

●Installation

●Sécurité supplémentaire


CoordinationApplication

Technique moderne

Touts les parafoudres type 1 (PRF1, PRD1, PRF1Master, PRD1Master) de Schneider Electric ont des éclateurs déclenchés

Ce n’est pas nécessaire de coordonner les parafoudres de Schneider Electric. On peut les installer directement à côté des parafoudres type 2.


Déconnecteur Application

Solution sans déconnecteur● Pas toujours applicable ● Selon In (IEC 60 364 § 534.2.4)● Coupure de tout le réseau si « fin de vie »● Le défaut du parafoudre est tout de suite noté

Le risque du coupure de réseau est plus haut que le risque de surtension

Solution avec déconnecteur● Toujours applicable● Jamais une coupure de tout le réseau● On peut signaliser le défaut du parafoudre

avec un contact de signalisation

Meilleure solution, plus fiable

loads loads


Déconnecteur Application

La solution la plus facile● Schneider Electric offre une gamme de parafoudres, qui ont intégré le disjoncteur

● La coordination entre parafoudres et disjoncteurs est garantie● Le câble entre le parafoudre et le disjoncteur est 0 m● Section des câbles respectée● Installation facile● Economie d’espace

● Ces appareils sont disponibles comme type2 et type3 (Imax = 8kA bis 40kA)


InstallationApplication

Longueur du câble totale <50cm● Les résistances de la lignes ont des différences de potentiel très grandes

● La tension sur le consommateur est la totalité de ces différences de potentiel

● Les consommateurs sont fabriqués pour le niveau de protection (du parafoudre) Up

SPD

Last

Up

U1 Ur

Ur=U1+Up+U2

L

N

I

U2

I



Séparation des câbles protégés et pas protégés● Il faut séparer les zones protégés, des zones pas protégées

● Séparer les câbles en amont et en aval du parafoudre

● Sinon, les surtensions se propagent

Le parafoudre serait sans effet

faux correct



Placement du parafoudre● Le parafoudre type 1 + type 2 directement à cote de l’alimentation du TGBT

● Parafoudre type 3 (protection de consommateur) doit être aussi près que possible du consommateur● Dans tous les cas, dans le dernier distributeur● Plus courte sera la distance, moins le danger sera élevé (probabilité plus petite pour un couplage de surtension)

Distance de danger

Type 1 + Type 2

Type 3

Répartiteur principal

Répartiteur secondaire

Répartiteur d’étage



Sections minimales de câbles (IEC 60 364 - §534.2.10)

● Câblage d’alimentation● 16 mm² si parafoudre type1● 4 mm² si parafoudres types 2 et 3

● Connexion du parafoudre à la terre● 16 mm² si parafoudre type1● 4 mm² si parafoudres types 2 et 3

● Compensation de potentiel (IEC 61024) (NIN 5.4)● 16 mm² pour cuivre (CU)● 25 mm² pour aluminium (AI)● 50 mm² pour fer (FE)


Sécurité ajoutéeApplication

Protection supplémentaire● Le parafoudre est un point de rupture théorétique● Il est normal qu’il faille le changer de temps en temps

● à cause de l’écoulement● par vieillesse

● C’est pourquoi c’est important de surveiller le parafoudre● Les parafoudres avec la marquage « r » ont un contact de signalisation qui signale autant le défaut

dû au fait que le parafoudre a fait son effet ou qu’il est en fin de vie.


Management des Risques

● Analyse des dangers

● Guide de choix


Analyse de dangerManagement des risques

Pour quels risques faut-il installer un parafoudre ?Analyse de danger selon IEC 60364-4-443

1. Un effet sur la vie humaine (sécurité, hôpital, etc.)

2. Un effet sur la publicité (téléphone, administration, etc.)

3. Un effet sur l’industrie (banque, production, centre commercial, etc.)

4. Un effet sur des accumulations des personnes (école, bureau)

5. Un effet sur l’individu (résidentiel, petit bureau)

S’il y a un risque selon les points 1-3, une protection contre la surtension est obligatoire


1. Valeurs à protégerValeurs des consommateurs et coût de perte de la production

Equipements domestiques Equipements du bâtimentordinateur, audio, électroménager ascenseur, chauffage

Equipements sensibles Equipements lourdscontrôle d’admission, alarme automatique infrastructure médicale et de la production

Equipements industriels imprimante, serveur

Guide de choixManagement des risques


2. Architecture du bâtiment

● Maison individuelle

● Immeuble collectif

● Local à usage professionnel

● Parties communes d’immeuble

● Bâtiment industriel● Tableau général

● Tableau divisionnaire

● Longueur de la ligne (TG-TD) plus que 30 m



3. Le risque d’impact de la foudre

En zone urbaine En zone à risques particuliers

pylône, arbre, zone de montagne,

En zone rurale En zone exceptionnellement exposéeparatonnerre sur bâtiment à moins de 50

mètres




Equipements

à protégerEquipements domestiques (ordinateur, audio, électroménager)

L‘architecture du

bâtiment

Maison

individuelle,

Local à usage professionnel

Immmeuble collectifParties communes d’immeuble

Risque d’impact

de la foudre

Parafoudre

Typ1

25kA

Typ1

25kA

Typ1

25kA

Typ1

25kA

Typ2

10kA

Typ2

40kA

Typ2

40kA

Typ2

40kA

Typ2

10kA

Typ2

40kA

Typ2

65kA

Typ2

40kA

Typ2

40kA



Equipements

à protéger

Equipements sensiblescontrôle d’admission, alarme automatique

Equipements du bâtimentascenseur, chauffage

L’architecture du

bâtimentTableau général Tableau divisionnaire

Longueur de la ligne (TG-TD) > 30m

Risque d’impact

de la foudre

Parafoudre

Typ1

35kA

Additionelle au T

D

Prés du consom

mateur

Typ2

20kA

Typ2

40kA

Typ2

40kA

Typ2

40kA

Typ2

20kA

Typ3

8kA



Equipements

à protégerEquipements industriels imprimeur, serveur

L’architecture du



Risque d’impact

de la foudre

Parafoudre

Typ1

35kA

Additionelle au T

D

Prés du consom

mateur

Typ2

40kA

Typ2

65kA

Typ2

65kA

Typ2

40kA

Typ2

20kA

Typ3

8kA



Equipements

à protéger

Equipements lourdsinfrastructure médicale et de production

L’architecture du



Risque d’impact

de la foudre

Parafoudre

Typ1

25kA

Typ1

35kA

Typ1

35kA

Additionelle au T

D

Prés du consom

mateur

Typ2

65kA

Typ2

40kA

Typ2

40kA

Typ2

40kA

Typ2

20kA

Typ3

8kA


Concept de protection

• Niveau de protection

• Zone de protection

• Planifier un concept de protection


Niveau de protectionconcept de protection

Catégorie I II III IV

Tension impulsion (Un 230/400V)

1.5 kV 2.5 kV 4 kV 6 kV

Appareils Appareils sensibles

Electroménager Appareillage d’installation électrique

Appareillage spécial (compteur)

Resistance de tension selon IEC 60 364


Zone de protectionconcept de protection

Parafoudre Typ1PRF/PRF Master

Parafoudre Typ2PRD/ QuickPRD

Parafoudre Typ3PRD8/Quick PRD8

LPZ0A >6kV• Compteur• Parafoudre

LPZ2 2.5kV• Electroménager • Lumière

LPZ1 4kV• Appareils d‘installation• Tableau

LPZ3 1.5kV• Appareils sensibles• Informatique


Planifier un concept de protectionconcept de protection

Un concept de protection

Typ1 LPZ0A – LPZ 1

Typ1 LPZ0A – LPZ 1

Typ2LPZ0B – LPZ2

Typ2LPZ1 – LPZ2

Typ2LPZ1 – LPZ2

Typ3LPZ1 – LPZ2

Kombi T1/T2LPZ0A – LPZ2


Planifier un concept de protectionconcept de protection

Un concept de protectionDe quoi doit-on tenir compte à l’extérieur ?

ParatonnerreSEV 4022:2008 (6.1)

cheminements des feuillardsSEV 4022:2008 (6.2)

Prise de terreSEV 4133 (13)

Compensation potentielleSEV 4022:2008 (7)

SEV 1000:2005 (NIN 5.4)


L‘offre de Schneider Electric

• Parafoudre type 1

• Parafoudre type 1 + type 2



• Photovoltaïque


Parafoudre type 1L‘offre de Schneider Electric

PRF1 25kA/Pol● Eclateur capsulé

● Eclateur déclenché

● Appareils unipolaires● 1P L-N, N-PE ou L-PE● Eclateurs N-PE

● Appareils multipolaires● 1P+N, 3P, 3P+N

● Niveau de protection Up = 1.5kV

● Sans courant de fuite excepté 166213P+N

1P

1P+N


Parafoudre type 1 L‘offre de Schneider Electric

PRF1 Master 35kA● Eclateur avec chambre de coupure

● Respecter le mode d’installation


● Seulement unipolaire

● LED d’indication




PRD1 Master 25kA● Eclateur capsulé


● Débrochable

● Des appareils unipolaires et multipolaires● 1P/1P+N/3P/3P+N● Cartouches à changer

● Iimp = 25kA L-N, resp. 100kA N-PE





●Combi PRF● Eclateur capsulé


● Appareils multipolaires● 1P+N/3P+N

● Iimp = 25kA L-N, resp. 50kA N-PE




Parafoudre type 1 + type 2L‘offre de Schneider Electric

PRF1 12.5r ● Parafoudre combiné de type 1 et type 2

● Eclateur capsulé

● Appareils multipolaires● 1P+N, 3P, 3P+N

● Iimp = 12.5kA L-N/50kA N-PE

● Imax = 50kA


● Contact de signalisation



Parafoudre type 1 + type 2 L‘offre de Schneider Electric

PRD1 25r● Eclateur capsulé

● Parafoudre combiné de type 1 et type 2

● Débrochable

● Appareils unipolaire et multipolaire● 1P

● 1P+N, 3P, 3P+N

● cartouches (T1&T2)

● Iimp = 25kA L-N/100kA N-PE

● Imax = 40kA

● LED dindication

● Contact de signalisation




PRD● Débrochable

• Unipolaire et multipolaire

• 1P, 2P, 3P, 4P, 1P+N, 3P+N

• Caractéristiques techniques :

• Type: PRD40/PRD65

• Imax (kA): 40 /65

• Up (kV): 1,4 /1,5

• Uc (L-PE/N): 340 VAC

• Disponible avec contact de signalisation

• Déclenchement thermique

• Déclenche si « fin de vie » en raison du vieillissement

• Signalisation mécanique

• blanc = OK / rouge = défectueux



Serie Quick PRD :● Débrochable

• Avec disjoncteur intégré :

• Déclenche si une cartouche est défectueuse (fin de vie en raison du vieillissement)

• Déclenche si une cartouche est défectueuse (fin de vie en raison d’écoulement)

• Déclenche si une cartouche n’est pas installée correctement

• Unipolaire et multipolaire

• 1P, 2P, 3P, 4P, 1P+N, 3P+N

• Caractéristiques techniques :

• Type : PRD40/PRD65

• Imax (kA) : 40 /65

• Up (kV) : 1,4 /1,5

• Uc (L-PE/N) : 340 VAC

• Contact de signalisation en standard

• Déclenchement thermique• Déclenche si « fin de vie » en raison du vieillissement

• Signalisation mécanique• blanc = OK / rouge = défectueux



Avantages avec QuickPRD :● Economisant l’espace

● Continuité en cas d’accident (court-circuit et écoulement)

● Unipolaire et multipolaire● 1P+N / 3P / 3P+N

● Icu: 25 kA● filiation pour Icu>25kA

Schema

Ausführung „3+1“ Eclateur N-PE

Varistore L-N

Contact de signalaisation

Combinaison du disjoncteur et duparafoudre



Gamme Quick PF :● Parafoudre pour domestique (distributeurs résidentiel)

• Avec disjoncteur intégré :

• Déclenche si une cartouche est défectueuse (fin de vie en raison du vieillissement)

• Déclenche si une cartouche est défectueuse (fin de vie en raison d’écoulement)

• Déclenche si une cartouche n’est pas installée correctement

• Déclenchement thermique

• Déclenche si « fin de vie » en raison du vieillissement

● Imax = 10 kA; In = 5 kA

● Icu du disjoncteur selon EN 60898. Icn = 6 kA

● Multipolaire: 1P+N / 3P+N

● Livré avec peigne et câble de terreN 2

N 1

Quick FI LS LS LS LSPF



● Les parafoudres PRD8 et QuickPRD8 sont testés selon les critères de type 3● Donc ils sont marqué comme type 2/3

● Caractéristiques techniques Quick PRD8 :Imax (kA) : 8In (kA ) : 2Up (kV) : 1,2Uc (L-PE/N) : 340 VAC

● Caractéristiques techniques PRD8 :Imax (kA) : 8In (kA) : 2,5Up (kV) : 1,0Uc (L-PE/N) : 340 VAC


PhotovoltaïqueL‘offre de Schneider Electric

● PRD 40 pour des applications en courant continu● Pour protéger les installations photovoltaïques● Parafoudre type 2

● 2 pôles● Débrochable avec cartouches● 600VDC ou 1000VDC

● Caractéristiques techniques PRD40DCImax (kA) : 40In (kA) : 15

Up (kV) : 1,6 (600V) /3.9 (1000VDC)Uc (L-PE/N) : 600VDC / 1230VDC

Documents

Schneider Electric 1 -Michael Rubin – Feb.09 Parafoudre Lhomme contre la nature Le risque de surtension Les origines Couplage Phénomène foudre Classifications