Protection contre les surtensions pour ascenseurs : Guide des SPD pour l'alimentation, les VFD et les signaux

Un ascenseur doit être protégé par interface électrique, et non par un “ SPD d'ascenseur ” générique.” Commencez par l'alimentation entrante et les moyens de sectionnement couverts par le code électrique adopté. Évaluez ensuite le contrôleur et l'alimentation auxiliaire, les lignes de commande ou de communication en cuivre exposées, l'équipement distant, les sources alternatives et le chemin de liaison équipotentielle en tant que limites de surtension distinctes.

Une alimentation conventionnelle dispositif de protection contre les surtensions (SPD) doit être placée sur une entrée d'alimentation compatible, et non automatiquement sur une sortie de variateur de fréquence (VFD). Les emplacements exacts, les modes de protection, les caractéristiques nominales, la protection de secours et la coordination doivent provenir du code adopté, de la documentation du système d'ascenseur, des instructions du SPD et de l'étude électrique du projet.

Périmètre de sécurité : L'équipement d'ascenseur peut contenir des tensions dangereuses, de l'énergie stockée, des alimentations multiples, des machines en mouvement et des circuits de sécurité. Seules des personnes qualifiées suivant les procédures du fabricant de l'ascenseur, le programme de consignation (lockout/tagout) du site et les codes applicables doivent l'inspecter ou le modifier. Un SPD ne remplace pas les dispositifs de sécurité de l'ascenseur, la protection contre les surintensités, la mise à la terre, la liaison équipotentielle ou la maintenance requise.

Pourquoi un seul SPD de tableau ne constitue pas une protection complète pour l'ascenseur

Une installation d'ascenseur est un système connecté. Selon la conception, les chemins conducteurs peuvent inclure :

• l'alimentation AC normale ;
• une alimentation de secours ou une alimentation de remplacement légalement requise ;
• alimentation du contrôleur et de la commande auxiliaire ;
• une entrée de variateur de vitesse (VFD) ou autre commande moteur ;
• interfaces cuivre pour alarme incendie, surveillance, interphone, téléphone, contrôle d'accès ou gestion technique de bâtiment ;
• câbles mobiles et équipement de palier distant ;
• connexions de conducteur de protection, de liaison équipotentielle, de blindage et d'enveloppe d'équipement.

Une surtension peut entrer par un chemin et sortir par un autre. Protéger uniquement les conducteurs de phase au niveau d'un tableau de distribution distant peut laisser subsister une différence de potentiel dommageable entre l'alimentation du contrôleur et un port de signal non protégé, ou entre une référence d'armoire et un câble en cuivre distant.

Voici la règle de conception fondamentale :

Chaque chemin conducteur traversant une limite de protection doit être documenté, évalué et soit protégé par un équipement compatible, soit justifié comme ne nécessitant pas de SPD.

Le processus ne signifie pas installer un SPD partout. Il signifie éviter un chemin non documenté qui contourne la protection prévue.

La matrice de protection contre les surtensions pour ascenseurs

Utilisez la matrice suivante avant de sélectionner les calibres des produits. Elle sépare cinq décisions d'ingénierie qui sont souvent regroupées en une seule question d'achat.

Limite	Ce qui le traverse	Question principale	Preuves requises	Condition d'arrêt
Alimentation entrante ou sectionneur d'ascenseur	Conducteurs d'alimentation normale ou de source de secours et chemin de PE/liaison équipotentielle	Le code adopté exige-t-il un SPD ici, et quel niveau de protection contre les surtensions s'applique ?	Édition du code adopté, schéma unifilaire, tension du système et schéma de liaison à la terre, contexte de protection contre la foudre, courant de court-circuit disponible, fiche technique du SPD	L'édition du code, la disposition des sources, les modes de protection ou le courant de défaut sont inconnus
Contrôleur et alimentation auxiliaire	Alimentation du contrôleur, entrée du transformateur ou de l'alimentation, auxiliaires de freinage/commande	Le contrôleur est-il sur le même nœud protégé que le SPD en amont, ou nécessite-t-il un étage coordonné en aval ?	Manuel du contrôleur, cheminement des câbles, informations sur la tenue aux impulsions de l'équipement, données de coordination amont/aval	La tenue de l'équipement ou le chemin de connexion exact sont inconnus
Entrée du variateur	Côté ligne AC d'un VFD ou d'un variateur de moteur	Le SPD côté ligne est-il compatible avec le variateur et le système de protection en amont ?	Instructions du fabricant du VFD, topologie d'entrée, données du SPD en amont, informations sur le court-circuit et la protection de secours	L'emplacement proposé est la sortie du VFD, ou le fabricant du variateur n'approuve pas cette configuration
Chemins de signal et de communication en cuivre	Surveillance, interphone, alarme incendie, GTB, contrôle d'accès, E/S déportées, câblage de commande exposé	Un transitoire peut-il créer une différence de tension entre la référence de signal et l'équipement alimenté ?	Tension/courant d'interface, bande passante ou débit de données, disposition des broches/paires, méthode de blindage et de mise à la terre, données du SPD de signal	Le protocole et l'interface électrique sont identifiés uniquement par le nom du connecteur
Équipement distant et sources alternatives	Câble mobile, paliers, liaisons de salle des machines, alimentation de secours, système de descente sur batterie ou autre source auxiliaire	Un autre chemin pénètre-t-il dans la zone protégée ou reste-t-il sous tension lorsque l'alimentation normale est isolée ?	Calendrier complet des sources, schéma d'isolement, cheminement des câbles, schémas du fabricant, procédure de mise en service	Une source ou un chemin conducteur est omis des schémas d'isolement et de protection

La matrice est délibérément neutre vis-à-vis des produits. Une étiquette de type ou une valeur kA élevée ne peut répondre aux cinq lignes.

Vérifiez l'édition du code en vigueur avant de sélectionner le SPD

Les déclarations du code concernant les ascenseurs doivent être liées à une édition et à une juridiction.

Un enregistrement officiel de la NFPA pour le cycle de développement du NEC 2023 indique que l'article 620.51(E) exige un SPD homologué lorsque le dispositif de sectionnement de l'ascenseur alimente une charge de système d'urgence, de système de secours légalement requis ou de système d'alimentation pour opérations critiques, avec une installation conforme à la partie II de l'article 242. La formulation et la portée ont changé entre les éditions, et l'adoption locale peut être en retard ou modifier le code modèle. Vérifiez le texte adopté pour le projet dans NFPA LiNK et confirmez l'interprétation auprès de l'autorité compétente (AHJ).

Cette vérification du code ne répond qu'à une partie de la question de conception. Elle n'établit pas :

• la tension nominale ou les modes de protection corrects du SPD ;
• si un autre SPD est nécessaire au niveau d'un contrôleur ou d'un nœud distant ;
• la compatibilité avec un VFD spécifique ;
• protection pour les interfaces de signal et de communication ;
• coordination avec les SPD en amont et protection de secours.

Les responsabilités spécifiques aux ascenseurs restent également dans le champ d'application. Le aperçu des normes ASME A17 identifie A17.1/CSA B44 comme le code de sécurité pour les ascenseurs et escaliers mécaniques, et A17.5/B44.1 comme couvrant l'équipement électrique des ascenseurs et escaliers mécaniques. Utilisez le code d'ascenseur applicable, la documentation de l'équipement homologué et les instructions du fabricant conjointement avec le code électrique. Ne laissez pas un schéma de SPD générique prévaloir sur les instructions d'un contrôleur ou d'un système d'ascenseur.

Protéger l'alimentation principale et la limite du dispositif de sectionnement

À la limite de l'alimentation entrante, rassemblez les faits concernant le système électrique avant de choisir un appareil :

1. Tension nominale et tension continue maximale : incluez la tolérance normale et la tension apparaissant aux bornes de chaque mode de protection proposé.
2. Système et schéma de mise à la terre : documenter les relations phase-phase, phase-neutre et phase/neutre-PE qui affectent la topologie.
3. Limite de l'installation : identifier si l'emplacement se situe au niveau de l'équipement de service, d'une alimentation, d'un sectionneur d'ascenseur ou d'un tableau de commande en aval.
4. Environnement de surtension : enregistrer le contexte de protection contre la foudre externe, les alimentations exposées, les voies d'entrée dans le bâtiment et la protection en amont.
5. Courant de défaut disponible : vérifier la tenue au court-circuit du SPD ainsi que tout fusible ou disjoncteur de secours requis au point de raccordement réel.
6. Objectif de protection : identifier l'équipement et l'objectif de tenue aux impulsions au niveau du nœud protégé.

For AC low-voltage power SPDs in the IEC framework, CEI 61643-11:2025 fournit le champ d'application pertinent concernant les exigences produit et les méthodes d'essai. Une déclaration de conformité à cette norme ne permet toujours pas de sélectionner le produit pour le projet ; les UC, En haut, les quantités de courant de décharge, les modes de protection, le comportement en cas de surtension temporaire, le dispositif de déconnexion et les données de court-circuit doivent être vérifiés dans la documentation du fabricant.

Ne dimensionnez pas le SPD d'ascenseur en copiant une valeur en kA provenant d'un autre bâtiment. Le guide de dimensionnement en kA des SPD explique pourquoi la compatibilité de tension, le niveau de protection, la catégorie d'installation, la sécurité contre les courts-circuits et la coordination agissent comme des filtres avant que le courant nominal ne devienne une comparaison significative.

Protéger le contrôleur et l'entrée du VFD — et non la sortie du variateur par supposition

Les contrôleurs d'ascenseur combinent l'électronique de puissance, les alimentations de commande, les processeurs, les E/S, les ports de communication et les circuits liés à la sécurité. Leur sensibilité n'est donc pas représentée par la seule tension du moteur.

Premièrement, déterminez si le contrôleur est suffisamment proche électriquement du SPD en amont pour partager le même nœud protégé selon la méthode de conception applicable. Un conducteur long ou acheminé peut ajouter une tension inductive, capter des perturbations couplées ou créer une autre limite. Si un SPD en aval est proposé, il doit être coordonné avec le dispositif en amont ; le simple fait de placer une unité de Type 2 ou de Type 3 plus petite à proximité du contrôleur ne prouve pas la coordination énergétique.

Deuxièmement, traitez le côté ligne et le côté charge du VFD différemment :

• Côté ligne : un SPD correctement sélectionné et coordonné peut protéger la limite de l'alimentation entrante, sous réserve des instructions des fabricants du variateur et du SPD.
• Lien DC ou nœuds internes : ne modifiez pas et n'ajoutez pas de protection à moins que le fabricant du variateur ne le prévoie explicitement.
• Sortie moteur : un SPD secteur conventionnel ne doit pas être ajouté par analogie. Les sorties de VFD contiennent des formes d'onde PWM et peuvent subir des ondes réfléchies et dv/dt des contraintes. Les réactances, filtres, pratiques de câblage et mesures d'isolation moteur approuvés par le fabricant du variateur résolvent un problème différent.

Le guide VIOX sur La sélection d'un parasurtenseur pour VFD couvre cette limite spécifique au variateur. Cette page de présentation ne remplace pas le manuel du VFD et ne prétend pas qu'un SPD prévient toute défaillance du variateur.

Protéger les chemins de signal et de communication en tant qu'interfaces distinctes

Un SPD de puissance et un SPD de ligne de signal ne sont pas interchangeables. Ils fonctionnent à des tensions nominales, niveaux de courant, impédances, fréquences et agencements de connecteurs ou de paires différents.

Pour chaque interface en cuivre quittant l'armoire de commande ou traversant des zones de bâtiment, enregistrez :

• fonction d'interface et équipement aux deux extrémités ;
• tension de signal ou d'alimentation continue maximale ;
• courant normal et de défaut ;
• débit de données, plage de fréquences ou perte d'insertion admissible ;
• nombre de conducteurs, de paires et modes de protection ;
• terminaison de blindage et disposition de liaison équipotentielle ;
• isolation déjà fournie par l'équipement connecté ;
• essai de surtension ou environnement attendu ;
• tension résiduelle admissible au port protégé.

IEC 61643-21:2025 couvre les exigences et les méthodes d'essai pour les SPD connectés aux réseaux de télécommunications et de signalisation. IEC 61643-22:2015 aborde les principes de sélection et d'application pour ces réseaux. Ces portées confirment pourquoi une fiche technique de SPD de puissance est insuffisante pour un port de signal en cuivre.

Ne sélectionnez pas un SPD de signal uniquement à partir du nom du connecteur. Deux ports avec des connecteurs similaires peuvent utiliser des affectations de broches, une tension de mode commun, une bande passante, un blindage ou une isolation différents. Utilisez les données d'interface exactes et suivez le guide de sélection des parafoudres pour signaux.

Lorsqu'une liaison par fibre optique ne fournit aucun chemin de signal conducteur, elle peut réduire une voie de couplage, mais l'alimentation, les blindages, les éléments de renforcement métalliques, les boîtiers et la liaison équipotentielle des équipements doivent toujours être évalués. La “ fibre ” ne rend pas automatiquement toute l'installation distante résistante aux surtensions.

Prendre en compte les sources de secours, d'attente et auxiliaires

Un ascenseur peut avoir plus d'une source sous tension ou un système auxiliaire qui reste actif lorsque l'alimentation normale est déconnectée. L'équipe de conception doit établir un calendrier des sources, et non supposer que l'ouverture d'un sectionneur supprime tous les chemins de transitoires.

Pour chaque source, identifiez :

• son origine et son dispositif de transfert ;
• l'ensemble de conducteurs et la référence de liaison équipotentielle ;
• là où il pénètre dans la limite de l'équipement d'ascenseur ;
• si un SPD existant en amont protège ce chemin ;
• comment la protection reste coordonnée dans chaque état de fonctionnement ;
• comment le personnel de maintenance vérifie l'isolation.

Ceci est particulièrement important lorsque la source normale, la source auxiliaire, les auxiliaires du contrôleur, la surveillance à distance ou les fonctions secourues par batterie ont des points de déconnexion différents. L'article ne prescrit pas de topologie car les conceptions d'ascenseurs diffèrent ; les plans du projet et la documentation du fabricant doivent l'indiquer.

Sélectionner les calibres à l'aide d'un tableau de données probantes, et non d'une recette générique

Une fois les limites cartographiées, remplissez une ligne de preuve pour chaque SPD proposé.

Champ de sélection	Ce qu'il faut documenter	Pourquoi c’est important
Emplacement exact et équipement protégé	Tableau, sectionneur, entrée de contrôleur, interface distante ou autre nœud nommé	Empêche l'homologation d'un produit sans fonction de protection définie
Norme de produit et classification	Norme de produit UL, IEC ou autre norme adoptée applicable ; type/classe d'essai	Établit le cadre d'essai, ne garantit pas automatiquement l'adéquation au projet
Compatibilité de tension nominale	UC, MCOV ou tension de service de l'interface par mode de protection	Évite tout fonctionnement ou dégradation dans les conditions normales du système électrique
Performance de protection	En haut, VPR, tension limite mesurée ou données de limitation de signal dans le cadre applicable	Relie le résultat du dispositif à l'objectif de tenue de l'équipement
Capacité de décharge	Jeimp, En, Imax, Uoc, ou quantités de test applicables aux ports de signal	Doit correspondre à la limite et au cadre de test ; les valeurs ne sont pas interchangeables
Comportement en cas de surtension temporaire	Comportement en cas de TOV ou de tension anormale publié, le cas échéant	Sépare les brèves surtensions des anomalies plus longues du système électrique
Protection contre les courts-circuits et protection de secours	SCCR, Isccr, suivre les instructions relatives au courant de suite ou au dispositif de protection de secours, le cas échéant	Garantit que le SPD peut être raccordé en toute sécurité au niveau de défaut réel
Preuve de coordination	Paire amont/aval exacte, instructions d'espacement ou de découplage, et vérification du nœud protégé	Une séquence d'étiquettes de type ne prouve pas qu'un système est coordonné
Limites environnementales et mécaniques	Température, enveloppe, altitude, contamination, vibrations, montage, limites de conducteur et de couple	Confirme que l'environnement d'installation correspond aux instructions du produit
État et preuve de service	Indicateur local, module amovible, contact distant, critères de remplacement	Définit ce que la maintenance peut réellement observer et enregistrer

Lorsqu'une exigence est inconnue, marquez-la ouvert. Ne remplacez pas les données manquantes de tenue au court-circuit, de courant de défaut ou de coordination par une valeur en kA supérieure.

Les Guide de coordination et de mise en cascade des SPD fournit la méthode de vérification à quatre portes pour la tension, l'énergie, la distance et la coordination des défauts. Le général guide des exigences d'installation des SPD couvre le code et les preuves d'installation au-delà de cette application d'ascenseur.

Les détails d'installation peuvent modifier le résultat de la protection

Le niveau de protection déclaré d'un SPD n'est pas nécessairement la tension qui apparaît aux bornes de l'équipement. Les conducteurs de connexion transportant le courant de surtension ajoutent une tension inductive, et l'équipement protégé peut ne pas partager le même point de référence que le SPD.

À chaque limite sélectionnée, vérifiez :

• que la boucle complète de courant de surtension est courte, directe et acheminée conformément aux instructions du SPD ;
• que les connexions de ligne et PE/liaison équipotentielle ne créent pas de zone de boucle inutile ;
• que les conducteurs protégés et non protégés sont séparés pour limiter le recouplage ;
• que le SPD est connecté du côté correct du sectionneur ou du dispositif de protection contre les surintensités selon les règles adoptées et les instructions du fabricant ;
• que la protection de secours correspond exactement à la documentation du SPD et au courant de défaut disponible.;
• l'enveloppe et le montage assurent la protection environnementale requise ;
• la liaison équipotentielle du SPD de signal et le traitement du blindage correspondent à la conception de l'interface ;
• le dispositif installé reste accessible pour inspection ou remplacement sans enfreindre les procédures de sécurité des ascenseurs.

Ne transformez pas les “ câbles courts ” en une longueur universelle non vérifiée. Enregistrez le cheminement réel et vérifiez-le par rapport aux exigences du produit et du projet.

La mise en service doit valider l'installation, et non simuler un coup de foudre

La mise en service est une tâche de documentation et d'inspection. Il ne s'agit pas d'une instruction visant à injecter une impulsion à haute énergie dans l'équipement d'ascenseur installé.

Le dossier de transfert doit inclure :

1. les schémas unifilaires et les schémas de délimitation d'interface approuvés ;
2. fabricant exact du SPD, modèle, suffixe d'option, norme produit et révision de la fiche technique ;
3. modes de protection et caractéristiques électriques déclarées ;
4. fusible de secours ou disjoncteur approuvé et vérification du courant de défaut disponible ;
5. la preuve de coordination amont/aval ;
6. cheminement des conducteurs tel qu'installé, raccordement, enregistrement du couple de serrage si nécessaire, et photographies ;
7. état de l'indicateur local et vérification de tout module amovible ou détrompage mécanique ;
8. table de vérité du contact distant et test d'alarme, si un contact distant est utilisé ;
9. écarts, points en suspens et approbateur responsable ;
10. déclencheur d'inspection et critères de remplacement issus des instructions exactes du produit et de maintenance de l'ascenseur.

Un contact distant de SPD est généralement une interface d'état, et non un compteur d'énergie de surtension. Il ne permet pas de déterminer l'ampleur d'un événement ni la durée de vie restante. Utilisez la guide de signalisation à distance des SPD pour documenter la logique NO/NC/COM et l'entrée de l'automate ou du GTC récepteur.

L'inspection doit suivre le code adopté, le programme de maintenance des ascenseurs, les instructions du produit et les risques liés au site. Elle doit également être déclenchée après des événements pertinents tels qu'un changement d'état du SPD, une surtension importante connue, le déclenchement d'un dispositif de protection en amont, des travaux électriques, une infiltration d'eau, une surchauffe ou des défauts inexpliqués du contrôleur ou de communication. Évitez de fixer un âge de remplacement arbitraire, sauf si le fabricant ou le plan de maintenance du projet en prévoit un.

Flux de travail de modernisation pour un ascenseur existant

Pour une modernisation, utilisez la séquence suivante :

1. Inventoriez chaque source et interface conductrice. Incluez l'alimentation, les alimentations alternatives, les auxiliaires du contrôleur, le cuivre distant, les blindages et le PE/liaison équipotentielle.
2. Confirmez les exigences adoptées. Enregistrez l'édition du code électrique, le code des ascenseurs, les directives de l'AHJ et les instructions du fabricant de l'ascenseur/du contrôleur.
3. Localisez les SPD existants. Enregistrez les modèles exacts, les modes de protection, les points de connexion, les dispositifs de protection de secours, l'état et les lacunes dans la documentation.
4. Définissez les nœuds protégés. Déterminez quel équipement chaque SPD est destiné à protéger et si les nœuds distants restent exposés.
5. Comblez les lacunes dans les preuves. Obtenez les informations sur la tenue des équipements, les données d'interface, le courant de défaut disponible et les preuves de coordination spécifiques aux paires.
6. Sélectionnez par limite. Utilisez un SPD de puissance pour une limite de puissance compatible et un SPD de signal pour l'interface de signalisation exacte ; ne les utilisez pas de manière croisée.
7. Concevez l'installation. Résolvez le cheminement des conducteurs, la liaison équipotentielle, l'enveloppe, la coordination des dispositifs de protection, l'accès et l'isolement.
8. Mettez en service et enregistrez. Mettez à jour les schémas et les dossiers de maintenance afin qu'un futur changement d'état permette d'identifier un emplacement et une action.

Si la page, le schéma ou l'étiquette du tableau existant indique uniquement “ parafoudre ”, la mise à niveau n'est pas encore spécifiée. Le dossier doit préciser quelle limite il protège et quels éléments justifient ce choix.

Liste de contrôle de demande de prix pour la protection contre les surtensions d'ascenseur

Demandez aux fournisseurs et aux intégrateurs de systèmes les éléments suivants :

• le schéma exact du système électrique de l'ascenseur et de la source auxiliaire ;
• la liste de toutes les interfaces de puissance et de signal en cuivre traversant la limite de protection ;
• éditions des codes de l'électricité et des ascenseurs adoptées ;
• fabricant du SPD et code complet du modèle pour chaque limite ;
• norme de produit applicable et enregistrement de certification ou de liste par un tiers lorsque requis ;
• données de tension, de niveau de protection, de capacité de décharge, de TOV, de court-circuit et de protection de secours applicables au modèle exact ;
• confirmation de compatibilité du contrôleur, du VFD et de l'interface de signalisation ;
• tableau de coordination amont/aval ou preuve technique ;
• plan d'installation montrant le cheminement de connexion et la référence de liaison équipotentielle ;
• adéquation environnementale et de l'enveloppe ;
• comportement de l'état local et distant ;
• procédure de mise en service, dossier d'ouvrage exécuté et critères de remplacement.

VIOX fournit familles de produits de parafoudres pour les applications de puissance et de signal sélectionnées. La sélection du produit doit suivre ce calendrier de preuves ; l'apparition d'un produit VIOX dans une illustration ne signifie pas qu'un modèle convient à tous les systèmes d'ascenseur.

Règle finale

La protection contre les surtensions des ascenseurs n'est complète que lorsqu'une décision documentée a été prise pour chaque limite conductrice pertinente.

Une conception défendable doit pouvoir répondre à cinq questions :

1. Qu'est-ce qui peut transporter une surtension vers l'intérieur ou l'extérieur de cette zone protégée ?
2. Quel équipement et quelle interface le SPD est-il destiné à protéger ?
3. La tension, les modes de protection, la capacité de décharge, le courant de court-circuit et les limites environnementales sont-ils compatibles ?
4. Le SPD installé est-il coordonné avec les dispositifs en amont, la protection de secours, le cheminement des conducteurs et l'objectif de tenue de l'équipement ?
5. Quelles preuves de mise en service et de maintenance démontrent que la protection est toujours présente ?

Si une réponse manque, la solution n'est pas de “ choisir un calibre en kA plus élevé ”. La solution consiste à combler la lacune dans les limites ou les preuves.