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Un parafoudre triphasé n'est pas dimensionné en fonction de l'intensité du tableau électrique et ne doit pas être sélectionné en choisissant simplement la valeur en kA la plus élevée. La spécification correcte commence par la tension aux bornes de chaque mode de protection raccordé, le système de mise à la terre et la limite de l'installation. Ce n'est qu'ensuite que vous pourrez sélectionner le type de SPD, la topologie, Uc, Up, Iimp/In/Imax et la protection contre les courts-circuits.
Utilisez les neuf étapes de vérification ci-dessous dans l'ordre. Chaque étape peut entraîner l'exclusion d'un produit ; réussir uniquement l'étape du calibre de courant ne suffit pas.
Dimensionnement du SPD triphasé : les données requises
Recueillez ces informations avant de comparer les modèles :
| Entrée | Relevé du projet |
|---|---|
| Alimentation | Tension nominale et maximale L-L, tension L-N le cas échéant, fréquence |
| Conducteurs | Trois fils ou quatre fils ; L1/L2/L3, N, PE ou PEN |
| Mise à la terre | TN-S, TN-C-S, TN-C, TT, IT ou configuration définie par le projet pour ce tableau |
| Localisation | Origine de l'installation, tableau général basse tension, tableau de distribution ou à proximité de l'équipement final |
| Exposition | Système externe de protection contre la foudre, alimentation aérienne, risque de foudre et SPD en amont |
| Équipement | Tension de tenue aux chocs requise / objectif de protection et criticité |
| Fault duty | Courant de court-circuit présumé et fusible/disjoncteur en amont |
| Installation | Espace, environnement, cheminement des câbles, état et exigence d'alarme à distance |
| Normes | IEC/EN, UL ou autre base de projet ; ne pas mélanger les classifications |
Le résultat est une spécification, pas simplement “ un SPD 40 kA ”.”
Étape 1 : Définir la tension par mode de protection
Enregistrez la tension entre phases et entre phase et neutre. Un système 400/230 V et un système 480 V peuvent tous deux être qualifiés de “ triphasés ”, mais la tension appliquée en permanence à un élément SPD dépend de si cet élément est raccordé L-N, L-PE, L-L ou N-PE.
Identifiez également la tension normale à fréquence industrielle la plus élevée attendue au point d'installation. Ne confondez pas cela avec une surtension. La tolérance de tension, la régulation du transformateur, les modes de production et les défauts du système peuvent modifier la contrainte sur un mode de protection.
Résultat de la spécification : tension nominale du système, tension normale maximale et tension aux bornes de chaque mode de protection proposé.
Étape 2 : Identifier le système de mise à la terre au niveau de ce tableau
Ne choisissez pas la topologie uniquement à partir de la description générale du bâtiment. Identifiez si le neutre et le PE sont séparés ou combinés à l'emplacement réel du SPD et où se produit toute séparation PEN ou liaison N-PE.
- TN-S/TN-C-S en aval de la séparation : L, N et PE sont distincts au niveau du tableau ; la coordination L-N et N-PE est généralement pertinente.
- TN-C : la disposition des conducteurs inclut le PEN ; utilisez uniquement une topologie approuvée pour ce point et ne créez pas de séparation neutre-terre artificielle.
- TT : le comportement N-PE et les contraintes de surtension temporaire nécessitent une attention particulière ; les dispositions 3+1 sont couramment utilisées dans les conceptions conformes à la norme IEC, mais le choix exact reste spécifique au projet et au produit.
- IT : les conditions de premier défaut peuvent augmenter la tension par rapport à la terre sur les conducteurs sains. Uc et la topologie doivent être vérifiés pour la configuration IT réelle et les conditions de défaut.
Utilisez la Guide de mise à la terre TN, TT et IT pour les définitions du système.
Résultat de la spécification : système de mise à la terre, agencement N/PE/PEN et emplacement de liaison.
Porte 3 : Sélectionner le type de SPD selon l'emplacement et l'exposition
Dans le cadre de l'IEC, le type identifie la capacité normalisée contre les surtensions, et non le nombre de pôles :
| Type | Paramètre de service principal | Rôle de conception typique |
|---|---|---|
| Type 1 | Jeimp, couramment associé à un essai de 10/350 µs |
Gestion du courant de foudre à une origine ou à une limite de zone LPZ où la conception des risques l'exige |
| Type 2 | En et, lorsque déclaré, Imax, couramment avec un courant de 8/20 µs |
Limitation au niveau de la distribution des surtensions induites et de manœuvre |
| Type 3 | Coordination onde de choc/équipement terminal | Protection fine à proximité des équipements sensibles, coordonnée avec les SPD en amont |
| Type 1+2 | Performance déclarée pour les deux types d'utilisation | Application combinée lorsque les deux ensembles d'exigences sont satisfaits |
Un système de protection contre la foudre externe, une évaluation des risques liés au courant de foudre, une arrivée aérienne et la limite de l'installation peuvent entraîner une exigence de type 1. Un tableau de distribution en aval ne nécessite pas automatiquement un type 1 simplement parce qu'il est industriel.
Les types de SPD IEC 1/2/3 et UL 1449 ne sont pas des étiquettes interchangeables. Si le projet est basé sur la norme UL, spécifiez la catégorie UL, la configuration nominale du système, le MCOV, le VPR, le SCCR et l'emplacement d'installation selon ce cadre. Voir le Guide Type 1 vs Type 2 vs Type 3.
Résultat de la spécification : cadre normatif, le type de SPD et la limite d'installation détaillés.
Étape 4 : Choisir la topologie et les modes de protection
La topologie doit correspondre aux conducteurs et au système de mise à la terre :
- 3+0: trois chemins de protection, avec les modes de connexion exacts définis par le schéma du produit.
- 4+0: quatre chemins de limitation de tension selon la terminologie commerciale courante ; la notation et les modes du fournisseur doivent être vérifiés.
- 3+1: généralement trois chemins de limitation de tension phase-neutre plus un chemin de commutation N-PE coordonné.
Ne pas assimiler quatre modules physiques à un circuit “ tétrapolaire ” universel. Lisez le schéma interne du circuit et déclarez les modes requis : L-N, L-PE, L-L et/ou N-PE. Le guide de topologie SPD et Guide 3 pôles vs 4 pôles couvre cette décision en détail.
Résultat de la spécification : nombre de conducteurs, topologie et modes de protection requis.
Étape 5 : Sélectionner Uc ou MCOV — et vérifier le comportement face aux TOV
UC est la tension maximale de régime permanent qui peut être appliquée au SPD dans ses conditions déclarées. Sélectionnez-la pour la tension aux bornes de chaque mode, et non uniquement à partir de l'étiquette de tension composée du système.
Uc doit être suffisamment élevée pour éviter tout déclenchement ou vieillissement prématuré lors de conditions de tension normales, mais le choix d'une valeur Uc inutilement élevée peut entraîner un niveau de protection moins favorable. Utilisez les tableaux du fabricant pour le système de mise à la terre spécifique.
Vérifiez également le comportement du SPD en cas de surtension temporaire à fréquence industrielle (TOV). Une TOV n'est pas simplement une fluctuation de tension ordinaire à long terme. Sa signification dépend de l'amplitude, de la durée, du système de mise à la terre et du défaut, de la tenue des équipements, de la réponse du SPD et des règles d'installation locales. Un protecteur de tension générique ne remplace pas la vérification du comportement TOV déclaré du SPD.
Pour une distinction plus approfondie, lisez Uc par rapport à Up sur un parafoudre.
Résultat de la spécification : Uc/MCOV pour chaque mode de protection et comportement TOV requis.
Étape 6 : Coordonner Up avec l'équipement protégé
En haut est le niveau de protection en tension déclaré lors d'essais spécifiés. Il doit assurer la coordination avec la tenue aux chocs de l'équipement et le plan de protection amont/aval.
Ne sélectionnez pas simplement le chiffre le plus bas sur une page de catalogue :
- Comparez Up uniquement sur la base de la même norme et du même mode de protection.
- Tenez compte de la tension ajoutée par l'inductance des conducteurs de raccordement dans l'installation réelle.
- Prenez en considération la distance des câbles et les SPD aval coordonnés si nécessaire.
- Confirmez que l'adéquation de Uc et du TOV reste correcte ; un faible Up ne peut pas compenser une mauvaise valeur nominale de tension continue.
Résultat de la spécification : Up déclaré maximal acceptable par mode, base de tenue de l'équipement et note de coordination d'installation.
Étape 7 : Spécifier correctement Iimp, In et Imax
Ces valeurs ne sont pas des calibres en kA interchangeables :
| Evaluation | Usage de sélection | Règle de comparaison |
|---|---|---|
Jeimp |
Capacité de tenue au courant de foudre de type 1 | Comparer par pôle/mode avec la même base d'essai 10/350 µs et le même contexte de charge/énergie |
En |
Cycle de courant de décharge nominal | Comparer avec la même base 8/20 µs, le même mode et la même norme |
Imax |
Courant de décharge maximal pour les produits qui le déclarent | À considérer comme une valeur d'essai maximale, et non comme la preuve d'une capacité de service répété ou d'une capacité de Type 1 |
La capacité requise découle de l'évaluation des risques, de la conception de la protection foudre, du niveau d'installation, de la coordination et des règles applicables. Il n'existe pas de valeur en kA universelle et justifiable pour tous les tableaux commerciaux ou industriels. Le guide In vs Imax explique les caractéristiques nominales sans les transformer en un raccourci de dimensionnement erroné.
Résultat de la spécification : Iimp requis pour le service de Type 1 et/ou In plus Imax là où c'est pertinent, chacun avec sa forme d'onde, son mode et sur une base par pôle/totale.
Étape 8 : Vérifier le court-circuit et la protection de secours
Un SPD peut atteindre sa fin de vie ou tomber en panne dans des conditions de système anormales. La dérivation doit être capable de se déconnecter en toute sécurité au niveau de défaut disponible.
Enregistrer et comparer :
- Courant de court-circuit présumé au point d'installation.
- SPD
SCCRou déclaration applicable de tenue au court-circuit/courant telle queIsccr. - Fusible ou disjoncteur amont maximal autorisé.
- Fusible/disjoncteur de protection externe spécifié par le fabricant, si nécessaire.
- Attentes en matière de coordination et de sélectivité pour le système électrique amont.
- Capacité d'extinction du courant de suite lorsque celle-ci est pertinente pour la technologie du SPD.
Un disjoncteur thermique interne et un dispositif de protection contre les courts-circuits externe remplissent des fonctions différentes. Ne choisissez jamais le dispositif de protection en fonction du seul courant du tableau et ne le remplacez jamais par un calibre supérieur sans les données de coordination du fabricant.
Résultat de la spécification : courant de défaut disponible, déclaration de court-circuit applicable, dispositif amont et dispositif de protection dédié.
Étape 9 : Finaliser la spécification industrielle
Les caractéristiques électriques ne constituent qu'une partie d'une demande de prix utilisable. Ajoutez :
- Format de montage sur rail DIN ou sur panneau et modules disponibles
- Cartouches enfichables ou fixes
- Indication visuelle d'état et contact inverseur distant
- Température de fonctionnement, altitude et exigences de déclassement
- Enveloppe/degré de pollution/conditions environnementales
- Capacité des bornes, exigences relatives aux conducteurs et données de couple de serrage
- Documentation de certification et d'essai requise
- Codage des modules remplaçables et accès pour maintenance
- Coordination avec les SPD amont/aval
- Objectif de chemin de raccordement pratique maximal
Exemple pratique : Tableau de distribution 400/230 V TN-S
Supposons qu'un projet enregistre un tableau de distribution 400/230 V, 50 Hz, triphasé à quatre fils TN-S en aval du branchement. Il existe un SPD de Type 1 en amont à l'origine, aucune limite de courant de foudre direct distincte au niveau de ce tableau, et des équipements sensibles de type PLC et variateurs sont alimentés en aval.
Le résultat correct n'est pas un modèle de catalogue inventé. Il s'agit d'un ensemble d'exigences :
- Service de Type 2 orienté IEC à ce niveau de distribution, sous réserve de l'évaluation des risques du projet.
- Topologie approuvée pour 3P+N TN-S, avec les modes L-N/N-PE exacts ou autres modes requis déclarés.
- Uc sélectionné à partir du tableau TN-S du fabricant en fonction de la tension réelle dans chaque mode et des conditions normales maximales.
- Comportement TOV compatible avec le système et les règles locales.
- Up coordonné avec la tenue des équipements en aval et corrigé pour la disposition des conducteurs prévue.
- In et Imax, lorsqu'ils sont déclarés, sélectionnés selon les exigences de capacité de protection contre les surtensions du projet sur une base 8/20 µs correspondante.
- Courant de défaut disponible vérifié par rapport au SCCR/Isccr et au tableau de protection de secours du fabricant.
- Indication à distance incluse car le tableau est maintenu de manière centralisée.
Ce n'est qu'une fois ces déclarations terminées qu'un modèle doit être sélectionné.
Feuille de travail pour demande de prix de SPD triphasé prête à l'emploi
Application / tableau :
Cadre normatif et marché :
Tension nominale : ____ V L-L / ____ V L-N
Tension et fréquence normales maximales :
Conducteurs : L1 / L2 / L3 / N / PE ou PEN
Système de mise à la terre et emplacement de séparation de la liaison/PEN :
Limite d'installation et SPD en amont :
LPS externe / résultat du risque de foudre :
Type de SPD requis :
Topologie et modes de protection requis :
Uc / MCOV par mode :
Comportement TOV requis :
Up maximal acceptable par mode :
Exigence Iimp avec forme d'onde et base par pôle/totale :
Exigence In avec forme d'onde et mode :
Exigence Imax, le cas échéant, avec forme d'onde et mode :
Courant de court-circuit présumé :
SCCR requis ou déclaration applicable telle que Isccr :
Dispositif de protection en amont :
Fusible/disjoncteur de secours externe requis :
Montage, environnement et nombre de modules :
Exigence d'état visuel / à distance :
Contrainte de cheminement des câbles et notes de coordination :
Certificats et documentation requis :Utilisez la guide de fiche technique SPD pour vérifier les réponses des fournisseurs ligne par ligne. L'installation physique suit ensuite le guide de câblage SPD.
Règle de sélection finale
Une spécification de SPD triphasé défendable doit franchir toutes les étapes suivantes :
tension du système → mise à la terre → Type d'installation → topologie → Uc/TOV → Up → Iimp/In/Imax → protection contre les défauts/secours → caractéristiques du projet
Si un devis de fournisseur omet les modes de protection, les formes d'onde de test ou la coordination contre les courts-circuits, il n'est pas encore comparable. Envoyez la feuille de travail remplie et le schéma unifilaire au produit SPD VIOX pour une vérification au niveau du modèle.