schneider electric 1 -michael rubin – feb.09 parafoudre lhomme contre la nature le risque de...
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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
Schneider Electric 2-Michael Rubin – Feb.09
●Le risque de surtension
●Les origines
●Couplage
●Phénomènes de foudre
●Classification et standards
L‘homme contre la Nature
Schneider Electric 3-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 4-Michael Rubin – Feb.09
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)
Schneider Electric 5-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 6-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 7-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 8-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 9-Michael Rubin – Feb.09
Technologie
●Éclateur
●Varistance
●Paramètres caractéristiques
●Collaboration du technique
Schneider Electric 10-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 11-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 12-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 13-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 14-Michael Rubin – Feb.09
Application
●Mode de connexion
●Coordination
●Déconnecteur
●Interrupteur différentiel
●Installation
●Sécurité supplémentaire
Schneider Electric 15-Michael Rubin – Feb.09
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.
Schneider Electric 16-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 17-Michael Rubin – Feb.09
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)
Schneider Electric 18-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 19-Michael Rubin – Feb.09
InstallationApplication
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
Schneider Electric 20-Michael Rubin – Feb.09
InstallationApplication
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
Schneider Electric 21-Michael Rubin – Feb.09
InstallationApplication
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)
Schneider Electric 22-Michael Rubin – Feb.09
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.
Schneider Electric 23-Michael Rubin – Feb.09
Management des Risques
● Analyse des dangers
● Guide de choix
Schneider Electric 24-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 25-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 26-Michael Rubin – Feb.09
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
Guide de choixManagement des risques
Schneider Electric 27-Michael Rubin – Feb.09
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
Guide de choixManagement des risques
Schneider Electric 28-Michael Rubin – Feb.09
Guide de choixManagement des risques
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
Schneider Electric 29-Michael Rubin – Feb.09
Guide de choixManagement des risques
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
Schneider Electric 30-Michael Rubin – Feb.09
Guide de choixManagement des risques
Equipements
à protégerEquipements industriels imprimeur, serveur
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
40kA
Typ2
65kA
Typ2
65kA
Typ2
40kA
Typ2
20kA
Typ3
8kA
Schneider Electric 31-Michael Rubin – Feb.09
Guide de choixManagement des risques
Equipements
à protéger
Equipements lourdsinfrastructure médicale et de production
L’architecture du
bâtimentTableau général Tableau divisionnaire
Longueur de la ligne (TG-TD) > 30m
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
Schneider Electric 32-Michael Rubin – Feb.09
Concept de protection
• Niveau de protection
• Zone de protection
• Planifier un concept de protection
Schneider Electric 33-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 34-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 35-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 36-Michael Rubin – Feb.09
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)
Schneider Electric 37-Michael Rubin – Feb.09
L‘offre de Schneider Electric
• Parafoudre type 1
• Parafoudre type 1 + type 2
• Parafoudre type 2
• Parafoudre type 3
• Photovoltaïque
Schneider Electric 38-Michael Rubin – Feb.09
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
Schneider Electric 39-Michael Rubin – Feb.09
Parafoudre type 1 L‘offre de Schneider Electric
PRF1 Master 35kA● Eclateur avec chambre de coupure
● Respecter le mode d’installation
● Eclateur déclenché
● Seulement unipolaire
● LED d’indication
● Niveau de protection Up = 1.5kV
Schneider Electric 40-Michael Rubin – Feb.09
Parafoudre type 1 L‘offre de Schneider Electric
PRD1 Master 25kA● Eclateur capsulé
● Eclateur déclenché
● Débrochable
● Des appareils unipolaires et multipolaires● 1P/1P+N/3P/3P+N● Cartouches à changer
● Iimp = 25kA L-N, resp. 100kA N-PE
● LED d’indication
● Niveau de protection Up = 1.5kV
Schneider Electric 41-Michael Rubin – Feb.09
Parafoudre type 1 L‘offre de Schneider Electric
●Combi PRF● Eclateur capsulé
● Eclateur déclenché
● Appareils multipolaires● 1P+N/3P+N
● Iimp = 25kA L-N, resp. 50kA N-PE
● LED d’indication
● Niveau de protection Up = 1.3kV
Schneider Electric 42-Michael Rubin – Feb.09
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
● LED d’indication
● Contact de signalisation
● Niveau de protection Up = 1.5kV
Schneider Electric 43-Michael Rubin – Feb.09
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
● Niveau de protection Up = 1.5kV
Schneider Electric 44-Michael Rubin – Feb.09
Parafoudre type 2 L‘offre de Schneider Electric
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
Schneider Electric 45-Michael Rubin – Feb.09
Parafoudre type 2 L‘offre de Schneider Electric
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
Schneider Electric 46-Michael Rubin – Feb.09
Parafoudre type 2 L‘offre de Schneider Electric
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
Schneider Electric 47-Michael Rubin – Feb.09
Parafoudre type 2 L‘offre de Schneider Electric
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
Schneider Electric 48-Michael Rubin – Feb.09
Parafoudre type 3 L‘offre de Schneider Electric
● 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
Schneider Electric 49-Michael Rubin – Feb.09
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