Qu'est-ce qu'un parafoudre à valve ?

Qu'est-ce qu'un paratonnerre à valve ?

Définition

Un paratonnerre qui se compose d'un ou de plusieurs intervalles connectés en série avec un élément de contrôle du courant est connu sous le nom de paratonnerre. L'intervalle entre les électrodes bloque le flux de courant à travers le paratonnerre, sauf lorsque la tension à travers l'intervalle dépasse la tension critique de flashover. Le paratonnerre à valve est également appelé un dérivateur de surtension à intervalle ou un dérivateur de surtension au carbure de silicium avec un intervalle en série.

Construction du paratonnerre à valve

Le paratonnerre à valve est composé d'un ensemble à multiple intervalles d'étincelles connecté en série avec une résistance fabriquée à partir d'un élément non linéaire. Chaque intervalle d'étincelle a deux composants. Pour remédier à la distribution non uniforme entre les intervalles, des résistances non linéaires sont connectées en parallèle à chaque intervalle.

Les éléments de résistance sont fabriqués à partir de carbure de silicium avec des liants inorganiques. L'ensemble complet est enfermé dans un boîtier en porcelaine scellé rempli de gaz azote ou de SF6.

Fonctionnement du paratonnerre à valve

Dans des conditions de basse tension, en raison de l'influence de la résistance parallèle, aucune étincelle ne se produit à travers les intervalles. Les changements lents de la tension appliquée ne posent pas de danger pour le système. Cependant, lorsque des changements rapides de tension se produisent aux bornes du paratonnerre, l'étincelle de l'air à travers l'intervalle décharge le courant vers le sol à travers la résistance non linéaire, qui présente une résistance extrêmement faible.

Après le passage de la surtension, la tension appliquée à travers le paratonnerre diminue, et la résistance du paratonnerre augmente jusqu'à ce que la tension normale soit restaurée. Lorsque l'action de dérivation de la surtension cesse, un petit courant de fréquence basse s'écoule dans le chemin créé par l'étincelle. Ce courant est appelé le courant de suivi de puissance.

L'amplitude du courant de suivi de puissance diminue jusqu'à une valeur qui peut être interrompue par l'intervalle d'étincelle lorsqu'il récupère sa force diélectrique. Le courant de suivi de puissance est éteint au premier passage par zéro, et l'alimentation électrique reste ininterrompue. Par la suite, le paratonnerre est prêt à reprendre son fonctionnement normal. Ce processus est appelé la re-scellage du paratonnerre.

Étapes du paratonnerre à valve

Lorsque la surtension atteint le transformateur, elle rencontre le paratonnerre, comme illustré dans la figure ci-dessous. En environ 0,25 µs, la tension atteint la valeur de claquage de l'intervalle en série, et le paratonnerre commence à se décharger.

Alors que la tension de surtension augmente, la résistance de l'élément non linéaire diminue. Cela permet un déchargement supplémentaire de l'énergie de surtension, limitant ainsi la tension transmise à l'équipement terminal, comme le montre la figure ci-dessous.

Lorsque la tension diminue, le courant passant à la terre diminue également, tandis que la résistance du paratonnerre augmente. Le paratonnerre atteint un stade où le flux de courant est interrompu par l'intervalle d'étincelle, et le paratonnerre se rescelle à nouveau.

La tension maximale qui se développe aux bornes du paratonnerre et qui est transmise à l'équipement terminal est définie comme la valeur de décharge du paratonnerre.

Types de paratonnerres à valve

Les paratonnerres à valve peuvent être classés en types de station, types de ligne, paratonnerres pour la protection des machines tournantes (type de distribution) ou type secondaire.

• Paratonnerre à valve de type station : Ce type de paratonnerre à valve est principalement utilisé pour protéger les équipements électriques critiques dans des circuits allant de 2,2 kV à 400 kV et plus. Il dispose d'une capacité élevée de dissipation d'énergie.

• Paratonnerre de type ligne : Les paratonnerres de type ligne sont utilisés pour protéger les équipements de sous-station. Ils ont une section transversale plus petite, sont plus légers et plus économiques. Comparativement aux paratonnerres de type station, ils permettent une tension de surtension plus élevée à leurs bornes et ont une capacité de transport de surtension plus faible.

• Paratonnerre de distribution : Ce type de paratonnerre est généralement monté sur des poteaux et est utilisé pour protéger les générateurs et les moteurs.

• Paratonnerre secondaire : Un paratonnerre secondaire est conçu pour protéger les appareils basse tension. Le paratonnerre pour la protection des machines tournantes est spécifiquement conçu pour la protection des générateurs et des moteurs.