Différence entre paratonnerre et limiteur de surtension
Qu'est-ce qu'un parafoudre?
Un parafoudre est un dispositif crucial de limitation de tension généralement installé dans le panneau d'équipement d'une installation électrique. Sa fonction principale est de protéger l'isolation, les équipements et les machines contre divers dangers électriques. Il ne protège pas seulement contre les effets dommageables des coups de foudre, mais aussi contre les surtensions transitoires générées par des événements tels que les opérations de commutation, les arcs, la décharge de charge, et les défauts électriques comme les défauts de terre.
Les parafoudres jouent un rôle vital dans les systèmes électriques en limitant efficacement les surtensions et les surintensités. Cette protection s'étend aux appareils à basse et haute tension, ainsi qu'aux lignes de communication, assurant le fonctionnement fiable et ininterrompu de ces composants. Parmi les différents types disponibles, le parafoudre le plus couramment utilisé comporte des résistances non linéaires en oxyde métallique encapsulées dans un boîtier en porcelaine ou en caoutchouc silicone. Ces parafoudres sont connectés en parallèle avec le circuit qu'ils sont censés protéger, permettant de dévier en toute sécurité l'énergie électrique excédentaire vers le réseau de terre pendant un événement de surtension. Cette connexion parallèle garantit que le fonctionnement normal du circuit reste inchangé tout en offrant une protection immédiate lorsqu'une pointe de tension se produit.
Évolution de la terminologie et des définitions des parafoudres
Dans le passé, le terme "paratonnerre" était couramment utilisé dans les systèmes de puissance. Cependant, il a été remplacé par le terme plus complet "parafoudre". Dans les premiers jours de la conception des systèmes de puissance, qui étaient relativement moins complexes, la foudre était la cause principale de la plupart des surtensions. Mais dans les conceptions modernes et avancées de systèmes de puissance, de nombreux facteurs peuvent entraîner des surtensions. Ces facteurs incluent la décharge de charge, des changements soudains de charges à haute puissance, et la commutation de disjoncteurs dans les postes de transformation à très haute tension (THT). En conséquence, les parafoudres sont maintenant utilisés dans les postes de transformation au lieu des paratonnerres traditionnels. Les parafoudres sont conçus pour protéger le système contre toutes ces sources diverses de surtensions, et pas seulement la foudre. Dans les lignes de transport et de distribution à basse (LV) et moyenne (MV) tension, le terme "parafoudre de ligne" est également utilisé pour désigner les dispositifs qui protègent contre les surtensions causées par la foudre et d'autres types de surtensions.
Qu'est-ce qu'un paratonnerre?
Un paratonnerre est un dispositif de protection crucial spécialement conçu pour protéger les circuits électriques des effets dommageables des coups de foudre. Ces coups de foudre génèrent des surtensions transitoires extrêmement élevées, ainsi que des courants de surtension résultant de la foudre, des étincelles et des arcs d'isolement.
La fonction principale d'un paratonnerre est de protéger le système de puissance en redirigeant en toute sécurité les surtensions à haute tension vers le sol. Bien que les câbles de mise à la terre offrent une certaine protection aux lignes aériennes et au système de puissance contre les coups de foudre directs, ils peuvent ne pas être suffisants pour protéger contre les ondes de propagation. Ces ondes de propagation peuvent atteindre les appareils et équipements connectés, potentiellement causant des dommages importants. C'est là que les dérivateurs de surtension, ou paratonnerres, jouent un rôle vital. Ils sont conçus pour protéger le système de puissance contre les surtensions causées par des défauts ou des coups de foudre.
Les paratonnerres sont stratégiquement installés aux points les plus hauts des structures, tels que les poteaux de transport, les tours et les bâtiments. En faisant cela, ils fournissent un chemin sûr pour le déchargement du courant et de la tension générés par les coups de foudre directement vers le sol. Cela protège efficacement l'ensemble du système électrique des problèmes liés à la foudre, assurant l'intégrité et le fonctionnement fiable des équipements et infrastructures connectés.
Principales différences entre les parafoudres et les paratonnerres
Emplacement d'installation：Les parafoudres sont généralement installés à l'intérieur du tableau de distribution, tandis que les paratonnerres sont placés à l'extérieur. Cette différence d'emplacement d'installation découle de leurs fonctions de protection distinctes.
Périmètre de protection：Les parafoudres protègent l'installation électrique de l'intérieur, protégeant les composants internes contre diverses perturbations électriques. En revanche, les paratonnerres offrent une protection externe, protégeant les équipements des menaces électriques externes.
Protégé contre：Les parafoudres sont conçus pour protéger le système contre une large gamme de phénomènes électriques, y compris la foudre, les opérations de commutation, les défauts électriques et d'autres surtensions transitoires de tension et de courant. Les paratonnerres, quant à eux, sont principalement destinés à gérer les coups de foudre et les surtensions associées.
Mécanisme de dissipation d'énergie：Les parafoudres interceptent les surtensions électriques et canalisent l'énergie excédentaire et indésirable vers le fil de terre. En revanche, les paratonnerres dévient le flux d'énergie directement vers le sol à travers le paratonnerre lui-même, créant un chemin de moindre résistance pour les charges électriques induites par la foudre.
Interchangeabilité：Les parafoudres peuvent parfois être utilisés à la place des paratonnerres en raison de leurs capacités de protection plus larges. Cependant, les paratonnerres ne peuvent pas être utilisés comme substitut aux parafoudres car ils manquent de la capacité de gérer les surtensions électriques non liées à la foudre.
Qu'est-ce qu'un paratonnerre?
Un paratonnerre, également connu sous le nom de conducteur de foudre, est une tige métallique fabriquée à partir de matériaux tels que le cuivre, l'aluminium ou d'autres substances conductrices d'électricité. Il est installé au sommet des structures, y compris les pylônes de transport et de distribution, les bâtiments et autres édifices élevés. Sa fonction principale est de protéger ces structures des coups de foudre directs.
La foudre est une décharge électrostatique qui se produit entre les nuages et la terre. Lorsque la foudre frappe directement les lignes de puissance, elle peut provoquer une dangereuse montée en tension du système, ce qui pose une menace significative pour les installations et équipements électriques. C'est là que le paratonnerre joue un rôle crucial. En fournissant un chemin préférentiel pour le courant de foudre, il protège les installations électriques, les équipements et les appareils des impacts destructifs des coups de foudre directs.
L'un des avantages d'un paratonnerre est son coût relativement faible par rapport aux parafoudres. Monté sur la surface supérieure d'un bâtiment ou d'une tour de ligne de puissance, il offre un chemin sûr pour les charges électrostatiques de haute valeur et les courants de foudre pour atteindre le sol. Cependant, pour qu'il fonctionne efficacement, il doit être correctement mis à la terre au système de mise à la terre, assurant que les charges électriques soient dissipées en toute sécurité dans le sol.
Qu'est-ce qu'un suppresseur de surtension?
Un suppresseur de surtension, également connu sous le nom de protecteur de surtension ou de suppresseur transitoire, est un dispositif essentiel. Il est généralement installé dans le tableau de distribution domestique avec la fonction principale de protéger les installations de câblage domestiques contre les surtensions de tension et de commutation.
Ces surtensions peuvent représenter une menace significative pour les appareils électriques et l'intégrité globale du système électrique domestique. Par exemple, lorsque une charge inductive, telle qu'un réfrigérateur, une machine à laver ou un moteur électrique, est éteinte, elle génère des surtensions dans le système électrique. Ce phénomène se produit conformément aux lois de l'auto-induction et de la force électromotrice inverse (FEM inverse). Lorsque le courant à travers la charge inductive diminue rapidement, l'inducteur résiste à ce changement, créant une grande pointe de tension qui peut atteindre des niveaux bien supérieurs à la tension de fonctionnement normale du système électrique. De telles surtensions, si elles ne sont pas atténuées, peuvent endommager les composants électroniques sensibles des appareils, perturber le fonctionnement normal des dispositifs électriques et potentiellement conduire à des réparations ou des remplacements coûteux. Le suppresseur de surtension intervient pour intercepter et dévier en toute sécurité ces pics électriques excessifs, veillant à ce que les niveaux de tension dans le système électrique domestique restent dans des limites sûres et protégeant les équipements électriques connectés des dommages.
Le rôle et le fonctionnement des suppresseurs de surtension
Ces pics de tension soudains et ces surtensions peuvent gravement endommager les dispositifs électriques sensibles aux tensions nominatives. Dans les circuits avec des charges inductives, l'action de commutation d'un contacteur peut générer des surtensions de commutation. Ces surtensions ne représentent pas seulement une menace pour le contacteur lui-même, mais peuvent également endommager d'autres dispositifs connectés dans le système électrique. Pour répondre à ce problème, des suppresseurs de surtension sont couramment installés dans les contacteurs à basse tension (LV). Leur double fonction est de protéger le contacteur des surtensions externes et de protéger l'ensemble du système des effets potentiellement nuisibles de l'action de commutation du contacteur.
Un suppresseur de surtension typique est conçu comme une prise de courant avec un interrupteur ON/OFF intégré. Il dispose d'un cordon à trois fils, permettant de le brancher facilement sur une prise murale standard. Cette configuration facilite la connexion de divers appareils électriques, leur offrant une protection immédiate contre les fluctuations de tension.
Les tensions d'alimentation standard dans les foyers, telles que 120V CA aux États-Unis et 230V CA au Royaume-Uni et dans l'Union européenne, sont spécifiées en valeurs efficaces (RMS). Ces valeurs RMS représentent la tension continue équivalente qui fournirait la même quantité de puissance à une charge résistive. Pour une alimentation de 120V RMS (à une fréquence de 60Hz), la tension crête est d'environ 170Vp, tandis que pour une alimentation de 230V RMS (à une fréquence de 50Hz), la tension crête atteint environ 325Vp.
Cependant, en présence de transitoires électriques causés par des facteurs tels que les coups de foudre ou les opérations de commutation, la tension crête peut monter à plusieurs centaines de volts ou même à des milliers de volts sous forme de pulsations irrégulières. Ces événements transitoires sont extrêmement brefs, durant généralement quelques microsecondes (10⁻⁶ secondes). Malgré leur durée courte, ils peuvent causer des dommages significatifs aux dispositifs électroniques sensibles, qui sont souvent conçus pour fonctionner dans une plage de tension étroite.
C'est là que les suppresseurs de surtension jouent un rôle crucial. Ils sont conçus pour surveiller la tension d'entrée et empêcher toute tension crête dépassant un seuil prédéfini. Par exemple, un suppresseur de surtension classé à 250V fonctionnera normalement lorsque la tension d'entrée reste à 230V ou en dessous. Mais dès que les pulsations de tension transitoire dépassent la limite de 250V, le suppresseur de surtension redirige immédiatement l'excès de puissance de ligne vers la terre. Cette réponse rapide protège efficacement les dispositifs connectés en veillant à ce que la tension qu'ils reçoivent ne dépasse jamais leur limite de fonctionnement sûre, assurant ainsi leur fonctionnalité et prolongeant leur durée de vie.
Différences entre les parafoudres et les suppresseurs de surtension
Les principales distinctions entre les suppresseurs de surtension et les parafoudres résident dans leurs classes de tension et leurs capacités de dissipation d'énergie. Un suppresseur de surtension a généralement une classe de tension relativement faible, légèrement supérieure à la tension de fonctionnement normale du système électrique qu'il sert. Sa capacité de dissipation d'énergie est également limitée. En revanche, un parafoudre a une classe de tension significativement plus élevée par rapport à la tension nominale du circuit. Plus important encore, il possède une capacité beaucoup plus grande pour dissiper l'énergie électrique, tout en s'assurant que l'isolation du système électrique reste intacte et non affectée.
Point clé : Il est essentiel de noter que les suppresseurs de surtension ne sont pas adaptés pour protéger les circuits contre les transitoires et les surtensions causées par les coups de foudre. Leur conception et leurs capacités les rendent inadéquats pour gérer les événements d'énergie et de tension extrêmement élevés associés à la foudre, qui nécessitent la protection plus robuste offerte par les parafoudres.
