Type 2 SPD system configuration guide

Votre entreprise est-elle préparée à une surtension ? Une seule impulsion peut détruire des équipements coûteux et paralyser votre activité. La protection de type 2, aussi appelée parafoudre type 2, est votre première ligne de défense. Comprendre et configurer correctement un système de protection contre les surtensions (SPD) de type 2 est crucial pour assurer la sécurité et la longévité de vos installations électriques. Ce guide vous fournira les connaissances nécessaires pour prendre des décisions éclairées et mettre en place une protection efficace.

Les surtensions, qu'elles soient causées par la foudre, des commutations de réseau ou des perturbations industrielles, peuvent engendrer des dommages considérables, allant de la simple panne à la destruction complète d'équipements sensibles. Ces incidents se traduisent par des coûts directs liés aux réparations et aux remplacements, mais également par des pertes indirectes dues aux interruptions d'activité. L'investissement dans un SPD de type 2 est donc une mesure préventive essentielle pour minimiser ces risques.

Fondamentaux : comprendre le SPD type 2

Cette section aborde les bases du fonctionnement d'un SPD type 2, ses caractéristiques principales et les normes qui le régissent. Comprendre ces éléments est primordial pour faire un choix éclairé et garantir une installation conforme aux exigences de sécurité.

Définition approfondie

Un SPD type 2, ou parafoudre type 2, est un dispositif de protection conçu pour être installé au niveau du tableau de distribution secondaire ou principal d'une installation électrique. Il est destiné à protéger les équipements contre les surtensions transitoires d'origine atmosphérique (coups de foudre indirects) ou de manœuvre (commutation d'appareils industriels, etc.). Contrairement aux SPD de type 1, qui sont installés en tête d'installation, les SPD type 2 sont plus adaptés pour protéger les équipements situés en aval et présentant une sensibilité accrue aux surtensions. Ces dispositifs sont essentiels dans les bâtiments industriels, commerciaux et résidentiels où la continuité de service et la protection des équipements sont primordiales. L'installation d'un parafoudre type 2 contribue significativement à la sécurité électrique de vos installations.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d'un SPD type 2 repose sur la dérivation du courant de surtension vers la terre, évitant ainsi qu'il n'atteigne les équipements sensibles. En temps normal, le SPD présente une impédance élevée et ne laisse passer qu'un courant de fuite négligeable. Cependant, en cas de surtension, la résistance interne du SPD diminue brusquement, permettant au courant de surtension de s'écouler vers la terre. Une fois la surtension éliminée, le SPD retrouve son état initial d'impédance élevée, prêt à intervenir lors d'une prochaine sollicitation. Il est important de noter que le SPD ne protège pas contre les surintensités (court-circuits ou surcharges), qui nécessitent des dispositifs de protection spécifiques tels que les disjoncteurs et les fusibles. Une illustration animée pourrait démontrer visuellement ce processus de dérivation, facilitant ainsi la compréhension du mécanisme.

Normes et réglementations

La sélection et l'installation des SPD type 2 sont régies par plusieurs normes internationales et européennes, garantissant leur conformité aux exigences de sécurité et de performance. La norme IEC 61643-11 est la norme de référence pour les dispositifs de protection contre les surtensions connectés aux réseaux de distribution d'énergie basse tension. Elle définit les exigences de performance, les méthodes d'essai et les informations que les fabricants doivent fournir. En Europe, la norme EN 61643-11 est la version harmonisée de la norme IEC, et son respect est obligatoire pour la mise sur le marché des SPD. Aux États-Unis, la norme UL 1449 définit des exigences similaires. Se référer à ces normes lors de la sélection et de l'installation d'un SPD type 2 garantit la sécurité de l'installation et la protection des équipements.

Ces normes définissent des paramètres de sécurité cruciaux et des méthodes de test rigoureuses, assurant ainsi une performance optimale et une protection fiable contre les surtensions. L'application de ces normes est régulièrement contrôlée pour garantir le respect des exigences et la sécurité des installations électriques.

Paramètres clés

Plusieurs paramètres clés caractérisent les SPD type 2 et influencent leur performance et leur adéquation à une application spécifique. Comprendre ces paramètres est crucial pour faire un choix éclairé lors de la sélection du dispositif.

• Tension maximale de fonctionnement continu (Uc ou Vmax) : La tension maximale que le SPD peut supporter en permanence sans déclencher ni se détériorer. Elle doit être supérieure à la tension nominale du réseau.
• Courant de décharge nominal (In) : Le courant de décharge qu'un SPD peut supporter un certain nombre de fois (typiquement 15) sans subir de dommages.
• Courant de décharge maximal (Imax) : Le courant de décharge maximal qu'un SPD peut supporter une seule fois sans subir de dommages.
• Niveau de protection Up (Voltage Protection Level) : La tension maximale que le SPD laisse passer aux équipements protégés lors d'une surtension. Plus cette valeur est basse, meilleure est la protection.
• Temps de réponse : Le temps nécessaire au SPD pour réagir à une surtension et commencer à la dériver vers la terre. Un temps de réponse court est essentiel pour une protection efficace.
• Capacité de tenue au court-circuit (SCCR) : Le courant de court-circuit maximal que le SPD peut supporter sans exploser ou créer un danger. Ce paramètre est crucial pour assurer la sécurité de l'installation en cas de défaut.

Chaque paramètre joue un rôle spécifique dans la performance du SPD, et leur sélection appropriée garantit une protection optimale des équipements électriques.

Comparatif des technologies

Les SPD type 2 utilisent différentes technologies pour dériver les surtensions vers la terre. Chacune de ces technologies présente ses propres avantages et inconvénients en termes de performance, de coût et de durée de vie. Le choix de la technologie appropriée dépend des besoins spécifiques de l'installation et des équipements à protéger.

Technologie	Avantages	Inconvénients
Varistances (MOV)	Coût relativement faible, temps de réponse rapide.	Durée de vie limitée, dégradation progressive avec les surtensions répétées. Sensible à la température.
Éclateurs à gaz (GDT)	Capacité de décharge élevée, durée de vie longue. Insensible aux variations de température.	Temps de réponse plus lent, tension de suivi après l'amorçage.
Diodes TVS	Temps de réponse très rapide, faible tension de serrage.	Capacité de décharge limitée, coût plus élevé.

Comprendre les avantages et les inconvénients de chaque technologie permet de prendre une décision éclairée lors de la sélection du SPD type 2 le plus adapté à vos besoins.

Sélection du SPD type 2 approprié

Cette section vous guide à travers le processus de sélection d'un SPD type 2 adapté à vos besoins spécifiques, en tenant compte du type d'installation, du niveau de risque et de la sensibilité des équipements à protéger. Un choix approprié garantit une protection optimale et une performance durable.

Analyse des besoins

La première étape dans la sélection d'un parafoudre type 2 consiste à analyser les besoins spécifiques de l'installation à protéger. Il est essentiel de prendre en compte le type d'installation (résidentielle, commerciale, industrielle), le niveau de risque de surtension (basé sur la localisation géographique et la densité de foudre), la sensibilité des équipements à protéger et la configuration du réseau électrique (monophasé, triphasé, avec ou sans neutre). Une évaluation précise de ces facteurs permettra de déterminer les caractéristiques techniques requises pour le SPD, notamment la tension maximale de fonctionnement continu (Uc), le courant de décharge nominal (In) et le niveau de protection Up. De plus, il est crucial de tenir compte des futures extensions de l'installation lors de l'analyse des besoins.

• Type d'installation : Résidentielle, commerciale, industrielle.
• Niveau de risque de surtension : Basé sur la localisation géographique et la densité de foudre (par exemple, une région avec une forte activité orageuse nécessitera un SPD avec une capacité de décharge plus élevée). En France, la densité de foudroiement Ng varie considérablement, avec des zones côtières plus exposées. Des cartes de densité de foudre sont disponibles auprès de Météo France.
• Sensibilité des équipements à protéger : Les équipements électroniques sensibles (ordinateurs, serveurs, équipements médicaux) nécessitent un niveau de protection Up plus bas que les équipements moins sensibles (moteurs électriques, éclairage).
• Configuration du réseau électrique : Monophasé, triphasé, avec ou sans neutre.

Une analyse approfondie des besoins garantit une sélection appropriée du SPD, offrant ainsi une protection optimale contre les surtensions.

Calcul du courant de Court-Circuit présumé (isc)

Le calcul du courant de court-circuit présumé (Isc) au point d'installation du SPD est crucial pour sélectionner un SPD avec une capacité de tenue au court-circuit (SCCR) appropriée. Le SCCR du SPD doit être supérieur ou égal à l'Isc de l'installation afin d'éviter tout risque d'explosion ou d'incendie en cas de défaut. L'Isc peut être calculé à partir des caractéristiques du transformateur d'alimentation et de l'impédance du réseau. Il est fortement conseillé de faire appel à un professionnel qualifié pour effectuer ce calcul et garantir la sécurité de l'installation. Une estimation incorrecte de l'Isc peut avoir des conséquences désastreuses.

Critères de sélection

Une fois l'analyse des besoins effectuée et l'Isc calculé, il est possible de procéder à la sélection du SPD en fonction des critères suivants :

• Sélectionner le Uc approprié : En fonction de la tension du réseau (par exemple, 275V pour un réseau 230V, 600V pour un réseau 400V).
• Déterminer In et Imax : En fonction du niveau de risque et de l'exposition à la foudre. Une carte de densité de foudre peut être utilisée pour évaluer l'exposition à la foudre. Pour une maison individuelle située dans une zone à faible risque, un In de 5kA peut suffire, tandis qu'une industrie dans une zone à risque élevé nécessitera un In de 40kA ou plus.
• Choisir un Up compatible : Avec la tension de tenue des équipements à protéger (par exemple, si les équipements ont une tension de tenue de 1 kV, choisir un SPD avec un Up inférieur à 1 kV).

Le respect de ces critères garantit une protection efficace et adaptée aux spécificités de chaque installation électrique.

Type d'Installation	Niveau de Risque	Recommandations pour In (kA)
Résidentielle	Faible	5-10 kA
Résidentielle	Élevé	10-20 kA
Commerciale	Faible	10-20 kA
Commerciale	Élevé	20-40 kA
Industrielle	Faible	20-40 kA
Industrielle	Élevé	40-60 kA

Il est fortement recommandé de consulter un professionnel qualifié pour vous accompagner dans le choix du SPD type 2 le plus adapté à vos besoins et garantir une protection efficace de vos équipements. Un expert saura évaluer les risques spécifiques à votre situation et vous conseiller au mieux.

Configuration du système : installation et câblage

Une installation correcte du SPD type 2 est essentielle pour garantir son efficacité et la sécurité de l'installation électrique. Cette section détaille les étapes clés de l'installation et du câblage, en mettant l'accent sur les règles de sécurité et les bonnes pratiques. Le respect de ces consignes assure une protection optimale contre les surtensions.

Emplacement idéal

L'emplacement idéal pour un SPD type 2 est le plus proche possible du tableau de distribution principal ou secondaire qu'il est censé protéger. Cette proximité minimise la longueur des câbles et réduit l'impédance, ce qui améliore l'efficacité du SPD en permettant une dérivation plus rapide des surtensions vers la terre. Il est également important de tenir compte de la longueur des câbles lors du choix de l'emplacement, car des câbles trop longs peuvent augmenter l'impédance et réduire l'efficacité du SPD. Assurez-vous que l'emplacement choisi est facilement accessible pour la maintenance et l'inspection périodique. Un emplacement adéquat facilite les opérations de maintenance et garantit une protection continue.

Règles d'installation

L'installation d'un SPD type 2 doit respecter certaines règles de sécurité et de bonnes pratiques pour garantir son bon fonctionnement et la sécurité de l'installation électrique. Ignorer ces règles peut compromettre l'efficacité du dispositif et mettre en danger les personnes et les biens.

• Longueurs de câbles minimales : Pour optimiser l'efficacité du SPD, les longueurs de câbles entre le SPD et le tableau de distribution, ainsi qu'entre le SPD et la borne de terre, doivent être les plus courtes possibles (idéalement moins de 50 cm). Une longueur de câble excessive augmente l'impédance et réduit la performance du SPD.
• Section des conducteurs appropriée : La section des conducteurs doit être dimensionnée en fonction du courant de court-circuit présumé (Isc) de l'installation. Il est recommandé d'utiliser des conducteurs d'une section minimale de 6 mm² pour les SPD type 2. Une section de conducteur insuffisante peut entraîner une surchauffe et un risque d'incendie.
• Méthodes de câblage : Le câblage en V ou en T est recommandé pour minimiser l'impédance et optimiser l'efficacité du SPD. Ces méthodes de câblage réduisent les effets inductifs et améliorent la performance du SPD.
• Utilisation de conducteurs isolés : Les conducteurs doivent être isolés pour éviter tout risque de court-circuit ou de contact accidentel. L'isolation des conducteurs est une mesure de sécurité essentielle pour protéger les personnes contre les chocs électriques.
• Fixation mécanique sécurisée : Le SPD doit être solidement fixé à son support pour éviter tout déplacement ou vibration qui pourrait endommager les connexions. Une fixation inadéquate peut entraîner une déconnexion du SPD et une perte de protection.

Respecter ces règles d'installation est crucial pour garantir la sécurité et l'efficacité de la protection contre les surtensions.

Protection contre les surintensités

Il est impératif de protéger le SPD contre les surintensités (court-circuits ou surcharges) en installant un disjoncteur ou un fusible en amont du SPD. Le dimensionnement correct de cette protection contre les surintensités est essentiel pour éviter d'endommager le SPD ou de provoquer un incendie en cas de défaut. La coordination entre la protection contre les surintensités et le SPD doit être assurée pour garantir que la protection contre les surintensités se déclenche avant que le SPD ne soit endommagé. Il est conseillé de consulter les spécifications du fabricant du SPD pour déterminer la valeur appropriée de la protection contre les surintensités. Une protection surdimensionnée ou sous-dimensionnée peut compromettre la sécurité de l'installation.

Mise à la terre

Une bonne mise à la terre est essentielle pour le bon fonctionnement du SPD type 2. La résistance de la prise de terre doit être aussi faible que possible (idéalement inférieure à 1 ohm) pour permettre une dérivation efficace des surtensions vers la terre. Il est important de connecter le SPD à la barre de terre principale de l'installation électrique. La résistance de terre doit être vérifiée régulièrement pour s'assurer qu'elle est toujours conforme aux exigences. Une mise à la terre défectueuse peut compromettre l'efficacité du SPD et augmenter le risque de dommages aux équipements. Une terre de qualité est le fondement d'une protection efficace contre les surtensions.

Pour améliorer la qualité de la mise à la terre, il est possible d'utiliser des piquets de terre supplémentaires ou d'effectuer un traitement du sol pour réduire sa résistivité. Ces techniques permettent d'optimiser la dérivation des courants de défaut et d'améliorer la sécurité de l'installation électrique.

Maintenance et surveillance

Un SPD, bien qu'étant une protection statique, nécessite une maintenance et une surveillance régulière pour garantir son bon fonctionnement et sa disponibilité en cas de surtension. Cette section détaille les procédures de maintenance et les systèmes de surveillance disponibles pour assurer une protection continue.

Inspection visuelle

L'inspection visuelle régulière de l'état du SPD est une étape importante de la maintenance. Il est important de vérifier l'état des indicateurs d'état (LED, voyants, etc.) pour s'assurer que le SPD fonctionne correctement. Recherchez également tout dommage physique, tel que des fissures, des brûlures ou des déformations, qui pourrait indiquer un défaut. Si un dommage est constaté, le dispositif doit être remplacé par un professionnel qualifié.

Tests de fonctionnement

Dans la mesure du possible, il est recommandé d'effectuer des tests de fonctionnement du SPD à l'aide d'un testeur de SPD approprié. Ces testeurs permettent de vérifier que le SPD est capable de dériver les surtensions vers la terre et qu'il se déclenche correctement en cas de surtension simulée. Les tests de fonctionnement doivent être effectués périodiquement, conformément aux recommandations du fabricant, afin d'assurer une protection continue et efficace. Si le test révèle un dysfonctionnement, le SPD doit être remplacé immédiatement.

Remplacement

Un SPD a une durée de vie limitée et doit être remplacé après un certain nombre de surtensions ou en cas de fin de vie (indiquée par les indicateurs d'état ou par un test de fonctionnement défectueux). Il est également important de remplacer le dispositif après une surtension importante, même s'il semble encore fonctionner, car il a peut-être été endommagé et ne plus être en mesure de fournir une protection efficace. Un professionnel qualifié doit effectuer son remplacement pour garantir la sécurité de l'installation.

Systèmes de surveillance à distance

Les systèmes de surveillance à distance permettent de monitorer l'état du SPD type 2 en temps réel et d'être alerté en cas de défaut ou de fin de vie. Ces systèmes utilisent généralement un contact de signalisation intégré au SPD pour transmettre les informations d'état à un système de surveillance centralisé. La surveillance à distance permet une gestion proactive de la protection contre les surtensions et une intervention rapide en cas de problème. Les informations peuvent être intégrées à un système de gestion de bâtiment (BMS), permettant ainsi une supervision centralisée de la sécurité électrique.

Les SPD équipés de contact de signalisation permettent de monitorer l'état de la protection à distance. La mise en place d'un système de surveillance permet d'optimiser la maintenance et de garantir la continuité de service.

Dépannage et résolution de problèmes

Cette section fournit des conseils pour diagnostiquer et résoudre les problèmes courants rencontrés avec les SPD type 2. En suivant ces étapes, vous pouvez identifier la cause du problème et prendre les mesures correctives appropriées.

SPD ne fonctionne pas

• Vérifier l'alimentation électrique du SPD. Assurez-vous que le disjoncteur ou le fusible en amont est en bon état et correctement dimensionné.
• Vérifier la protection contre les surintensités en amont. Assurez-vous qu'elle n'a pas déclenché.
• Vérifier la mise à la terre. Assurez-vous que la connexion à la terre est correcte et que la résistance de terre est conforme aux exigences (idéalement inférieure à 1 ohm).
• Si le problème persiste, le SPD peut être défectueux et nécessiter un remplacement.

SPD déclenche la protection contre les surintensités

• Vérifier si le SPD est en fin de vie. Les indicateurs d'état peuvent signaler un défaut.
• Vérifier si la protection contre les surintensités est correctement dimensionnée. Une protection sous-dimensionnée peut déclencher intempestivement.
• Vérifier si le réseau électrique subit des surtensions fréquentes. Si c'est le cas, il peut être nécessaire d'installer un SPD avec une capacité de décharge plus élevée.
• Si le problème persiste, faire appel à un professionnel qualifié pour diagnostiquer la cause et prendre les mesures correctives appropriées.

Un diagnostic précis et une intervention rapide permettent de maintenir une protection efficace contre les surtensions.

Conclusion : assurer la pérennité de votre installation électrique

La protection contre les surtensions est un investissement essentiel pour assurer la sécurité et la pérennité de vos équipements électriques. Un SPD type 2, ou parafoudre type 2, correctement sélectionné, installé et entretenu constitue une première ligne de défense efficace contre les surtensions d'origine atmosphérique ou de manœuvre. Ne négligez pas l'importance de faire appel à un professionnel qualifié pour vous accompagner dans cette démarche et garantir une protection optimale de vos installations. La sécurité électrique est un enjeu majeur pour votre entreprise et votre domicile.