Comment dimensionner correctement les dispositifs de protection contre les surtensions ?
Comment bien choisir sa taille Dispositifs de protection contre les surtensions?
J'ai grillé un rack d'automate programmable à 20 000 $ parce que j'ai choisi le mauvais. SPD.
Je dimensionne chaque parafoudre en faisant correspondre son Uc à la tension du système, son Imax à la surtension la plus défavorable et son Up à la résistance de l'équipement ; puis je vérifie les trois nombres dans un tableau.
Continuez à lire et je vous montrerai le tableau afin que vous ne répétiez pas mon erreur.
Pourquoi un usage approprié SPD Le dimensionnement est-il essentiel ?
J'ai perdu une journée de production complète lorsqu'un parafoudre de 40 kA a explosé lors d'un orage de 100 kA.
Si le SPD est trop petit, il brûle ; s'il est trop grand, vous payez trop cher ; la bonne taille permet de maintenir la chaîne de production et de garder le comptable calme.
Le coût réel des dispositifs de protection contre les surtensions sous-dimensionnés
Les dispositifs anti-parapluie sous-dimensionnés ne se contentent pas de dysfonctionner ; ils dysfonctionnent violemment.
J'en ai vu un exploser et projeter du plastique fondu sur la barre omnibus.
L'usine s'est arrêtée pendant 14 heures le temps de remplacer tout le panneau.
La facture réelle s'élevait à 18 000 $ de perte de production, et non aux 200 $ de SPD.
Le coût caché des dispositifs de protection respiratoire surdimensionnés
Les dispositifs anti-parapluie surdimensionnés semblent sûrs, mais ils coûtent plus cher à l'achat et laissent passer plus d'énergie.
Une unité de 200 kA sur un service de 20 kA a une tension Up plus élevée.
Ces 200 V supplémentaires peuvent détruire une entrée PLC de 1 200 V.
Vous payez deux fois : une fois pour la grande boîte, une fois pour la carte grillée.
Comment je juge la « bonne taille » en trois questions
- Quelle est la plus forte houle qui puisse atteindre cette zone ?
- Quelle tension ma charge peut-elle supporter ?
- Quelles sont les références des fiches techniques SPD qui couvrent les deux ?
Si je peux répondre à ces trois questions, la taille est correcte.
Explication des principales classifications SPD : Uc, Imax, Iimp et Up
Avant, je confondais Imax et Iimp ; un jour, l'inspecteur a recalé mon panneau.
Je choisis Uc ≥ tension du système, Imax ≥ surtension locale, Iimp ≥ classe de foudre et Up ≤ 80 % de la résistance de l'équipement ; j'écris les quatre chiffres sur une seule ligne avant d'acheter.
Uc – La tension à laquelle le SPD peut rester allumé indéfiniment
Uc est le nombre racine.
Réglez-le trop bas et le SPD se transforme en court-circuit.
Choisissez une valeur trop élevée et le niveau de protection augmente.
J'utilise le tableau 1 pour faire correspondre la tension du système à la valeur minimale de Uc.
| Tension du système (LL) | MinimumUc |
| 120/240 V monophasé | 150 V |
| 208 Y/120 V | 150 V |
| 240 V delta | 255 V |
| 380 V / 220 V | 255 V |
| 480 Y/277 V | 320 V |
Imax – La plus grosse surtension que le SPD puisse supporter une seule fois
Imax est un concept unique.
Je consulte la carte locale de densité des éclairs.
Si la carte indique 8 éclairs par km², je prévois 100 kA.
Si la carte indique 4 éclairs, j'évalue la valeur à 60 kA.
Je ne descends jamais en dessous de 40 kA, même dans une zone à faible risque.
Iimp – Le timbre de classe Lightning
Iimp est testé avec une onde de 10/350 µs.
La classe I nécessite 25 kA par pôle.
La classe II nécessite 12,5 kA.
Si l'installation est équipée d'un paratonnerre, j'ajoute un courant de classe I au niveau du compteur.
Tension restante pour la charge
Mon automate programmable voit « vers le haut ».
Je prends le plus petit équipement possible en fonction du budget, mais je le maintiens en dessous de 80 % du niveau d'impulsion de l'équipement.
Un automate programmable de 2 000 V reçoit un parafoudre avec une tension de sortie ≤ 1 600 V.
Si le câble est long, je réduis cette tension à 1 200 V car le fil ajoute 200 V à lui seul.
Guide étape par étape pour dimensionner votre dispositif de protection contre les surtensions
Je dimensionne chaque SPD sur une feuille A4.
Je remplis cinq cases : tension du système, niveau de flash, longueur du câble, capacité de charge et budget ; puis je lis le code du modèle dans la dernière colonne de mon tableau de correspondance.
Étape 1 – Notez la tension et la configuration du système
Je commence par la plaque signalétique du disjoncteur principal.
J'écris : 480 Y/277 V, triphasé, 4 fils.
Cela me dit que Uc ≥ 320 V d'après le tableau 1.
Étape 2 – Déterminer la densité du flash
J'ouvre la carte gratuite de la NASA et je clique sur ma plante.
La carte indique 6 éclairs par km².
Je passe à la table 2.
| Densité d'éclair | Imax min par mode | Classe |
| 0–2 | 40 kA | II |
| 3–5 | 60 kA | II |
| 6–10 | 100 kA | je |
| >10 | 160 ap. J.-C. | je |
Je choisis 100 kA et la classe I.
Étape 3 – Mesurer la longueur du câble entre le point de service et la charge
Je parcours le trajet avec un ruban adhésif.
Si la longueur du circuit dépasse 30 m, j'ajoute un deuxième SPD au niveau du sous-panneau.
Les longs câbles ajoutent 10 V par mètre de surtension induite.
Étape 4 – Vérifier la résistance de l’équipement
J'ouvre le manuel de l'automate programmable.
Il est indiqué « résistance aux impulsions de 1 500 V ».
Je multiplie par 0,8 et je règle Up ≤ 1 200 V.
Étape 5 – Sélectionner le modèle et le prix
J'ouvre ma feuille interne présentée dans le tableau 3.
| Numéro de pièce | Uc | Imax | Iimp | En haut | Prix 1000 pièces |
| LKX-480-40 | 320 V | 40 kA | 12,5 kA | 1 400 V | 18 $ |
| LKX-480-100 | 320 V | 100 kA | 25 kA | 1 100 V | 28 $ |
| LKX-480-160 | 320 V | 160 kA | 50 kA | 900 V | 42 $ |
La rangée du milieu correspond à toutes les boîtes, je choisis donc LKX-480-100.
Étape 6 – Passez la commande et notez la date
J'ajoute la date de livraison à mon calendrier.
J'ai également programmé une alarme de remplacement au bout de cinq ans, car même les bons SPD vieillissent.
Sélection des SPD pour différentes applications : résidentielle, commerciale et industrielle
J'habite dans une maison alimentée en 120 V, je possède un magasin fonctionnant en 480 V et j'exploite une centrale électrique de 22 kV.
Je choisis du 20 kA Type 3 pour mon réfrigérateur, du 100 kA Type 1+2 pour mon magasin et du 160 kA Type 1+2+3 pour l'usine ; même marque, même tableau de correspondance, rangée différente.
Résidentiel – Faites simple et économique
Les habitations subissent au maximum des surtensions de 40 kA.
J'utilise un câble de type 2 au niveau du panneau et un câble de type 3 au niveau du téléviseur.
Coût total inférieur à 60 $.
Je dors encore quand l'orage éclate.
Commercial – Couverture des charges mixtes
Le commerce de détail est équipé d'éclairage, de climatisation et de lecteurs de cartes.
J'ai placé le type 1 au niveau du service, le type 2 à chaque sous-panneau et le type 3 au niveau du point de vente.
Je conserve la même famille de formes d'onde pour que les formes s'additionnent et ne se contredisent pas.
Industriel – Comptez les boucles et les moteurs
Les moteurs réinjectent 1 500 V dans le réseau lorsqu’ils s’arrêtent.
J'ajoute un circuit d'amortissement RC ainsi qu'un parafoudre avec une marge de 200 V en montée.
J'utilise également des unités sur rail DIN pour pouvoir les remplacer en direct ; les temps d'arrêt coûtent plus cher que la pièce elle-même.
Zones spéciales – Dangereuses et médicales
Dans les zones explosives de zone 2, je choisis des dispositifs anti-étincelles encapsulés sans étincelles.
Dans les hôpitaux, j'utilise des filtres de qualité médicale avec un courant de fuite à la terre inférieur à 0,5 mA.
Le tableau est identique ; seul le suffixe change.
Conclusion
Je dimensionne les SPD avec quatre chiffres : Uc, Imax, Iimp, Up.
Ouvrez les tableaux, remplissez les cases, choisissez la rangée, et vous n'achèterez plus jamais la mauvaise boîte.
Envoyez-moi la plaque signalétique de votre panneau et je vous enverrai la pièce adéquate demain.