Protection interne contre la foudre et dispositifs de protection contre les surtensions : quelle est la différence ?
1. Relation entre la protection interne contre la foudre et Protection contre les surtensions
Protection interne contre la foudre (LPS interne) :
Cela fait partie du système de protection contre la foudre. Cela comprend la liaison équipotentielle pour la foudre et/ou l'isolation électrique par rapport au système de protection externe contre la foudre.
Mesures de protection contre les surtensions (SPM) :
Il s'agit de mesures prises pour protéger les systèmes internes contre les impulsions électromagnétiques de la foudre (IEMF). Le SPM fait également partie du système global de protection contre la foudre.
Selon la figure 1 de la norme GB/T 21714.1, la protection complète contre la foudre comprend à la fois le système de protection contre la foudre (LPS) et les mesures de protection contre les surtensions (SPM). La protection contre les surtensions (SPM) est traitée dans la norme GB/T 21714.4, tandis que la protection interne contre la foudre fait partie du LPS (qui comprend des parties externes et internes) et est décrite dans la norme GB/T 21714.3.
Figure 1 – Relation entre les parties de la norme GB/T 21714
2. Origine de la protection interne contre la foudre et Protection contre les surtensions
2.1 CEI 1024-1:1990
La norme CEI 1024-1:1990, « Protection des structures contre la foudre – Partie 1 : Principes généraux », section 1.2.7, définit la protection interne contre la foudre comme l'ensemble des mesures complémentaires au système de protection externe. Ces mesures contribuent à réduire les effets électromagnétiques des courants de foudre à l'intérieur de l'espace protégé. Ainsi, selon la norme CEI 1024-1:1990, la protection interne contre la foudre englobe tout ce qui n'est pas inclus dans la protection externe, laquelle couvre également la protection contre les impulsions électromagnétiques de foudre (IEEM).
2.2 CEI 62305-1:2006
Au moment de la publication de la norme IEC 62305-1:2006, « Protection contre la foudre – Partie 1 : Principes généraux » (1re édition), les définitions sont devenues plus spécifiques :
3.42 Système de protection interne contre la foudre (LPS) : Partie du LPS constituée d’une liaison équipotentielle et/ou d’une isolation électrique par rapport au LPS externe. 3.49 Système de mesures de protection contre les impulsions électromagnétiques de foudre (LPMS) : Système complet de mesures visant à protéger les installations internes contre les impulsions électromagnétiques de foudre (LEMP).
La série de normes CEI 62305-1 à 4:2006 a remplacé les normes précédentes, en intégrant plusieurs documents du comité technique CEI TC81. Elle a scindé l'ancienne définition de l'alimentation basse tension interne (LPS) de la norme CEI 1024 en deux parties : l'alimentation basse tension interne et les mesures de protection contre les impulsions électromagnétiques de basse tension (LPMS, pour la protection contre les impulsions électromagnétiques de basse tension). Dans la norme CEI 62305-1:2024, les LPMS ont été officiellement renommées « Mesures de protection contre les surtensions » (SPM).
3 Mesures internes de protection contre la foudre
La protection interne contre la foudre est essentielle au bon fonctionnement d'un système de protection contre la foudre. En l'absence de protection interne, les courants de foudre traversant le parafoudre externe ou d'autres éléments conducteurs du bâtiment peuvent provoquer des étincelles dangereuses. Ces étincelles peuvent entraîner des incendies, des blessures ou des dommages aux infrastructures. Hormis les différences de distance de séparation, la protection interne est identique quel que soit le niveau de protection contre la foudre. Des étincelles peuvent se produire entre le parafoudre externe et les éléments suivants : installations métalliques, systèmes internes du bâtiment, éléments conducteurs externes ou canalisations raccordées au bâtiment protégé.
Conformément aux normes, les étincelles se produisant dans les zones potentiellement explosives d'une structure sont toujours considérées comme dangereuses. Pour prévenir leur formation, il convient d'utiliser l'une des méthodes suivantes : liaison équipotentielle ou isolation électrique entre les pièces métalliques.
Les mesures de liaison équipotentielle (voir figure 2) comprennent les éléments suivants :
conducteurs de liaison, utilisés lorsque les connexions naturelles ne permettent pas d'assurer la continuité électrique, par exemple en se connectant directement aux conduites d'eau ou de chauffage ;
Dispositifs de protection contre les surtensions (SPD), utilisés lorsque la liaison directe n'est pas possible, par exemple pour les lignes basse tension ; et
Éclats isolés (ISG), utilisés lorsque les conducteurs de liaison ne sont pas autorisés, par exemple pour les tuyaux de protection cathodique ou les gazoducs.
Figure 2
Liaison équipotentielle pour protection contre la foudre présente les caractéristiques suivantes en fonction des différents types de LPS externes :
LPS isolé : la liaison est uniquement effectuée au niveau du sol ;
LPS attaché : La liaison doit être effectuée à :
(1) Sous-sol ou niveau du sol, et ;
(2) Tout endroit où l'isolation ou la distance de séparation requise n'est pas atteinte.
Liaisons électriques au sol (LPS) : Outre la liaison au niveau de la terre, la liaison peut également être effectuée au niveau des systèmes de terminaison aérienne ou des conducteurs descendants.
4 Mesures de protection contre les surtensions
Le SPM de base comprend les composants suivants :
(1) Réseau de mise à la terre et de liaison équipotentielle
Le système de mise à la terre conduit et dissipe le courant de foudre en toute sécurité dans le sol.
Le réseau de liaison minimise les différences de potentiel et réduit les effets du champ magnétique.
(2) Blindage électromagnétique et câblage approprié
Le blindage spatial réduit les champs magnétiques à l'intérieur de la LPZ causés par des impacts de foudre directs ou à proximité du bâtiment, et contribue à réduire les surtensions internes.
Le blindage des câbles internes par des câbles blindés ou des conduits minimise les surtensions induites.
Une conception appropriée du câblage interne contribue à minimiser les boucles d'induction et à réduire les surtensions internes. Le blindage des lignes externes au point d'entrée du bâtiment réduit également les surtensions transmises aux systèmes internes.
(3) Système SPD coordonné
Un système SPD coordonné limite l'impact des surtensions externes et internes.
(4) Interfaces d'isolation
Les interfaces d'isolation réduisent l'effet des surtensions conduites sur les lignes entrant dans la zone de basse tension.
La mise à la terre et la liaison équipotentielle doivent toujours être assurées, notamment aux points d'entrée du bâtiment, soit par connexion directe, soit en connectant chaque service conducteur à un parafoudre dans le cadre de la liaison équipotentielle.
(5) Utilisation des systèmes d'alerte aux orages (TWS)
L'article 7.1 de la norme IEC 62305-1:2024 stipule que l'activation d'un TWS conformément à la norme IEC 62793 peut servir de mesure de protection en déconnectant les services externes, contribuant ainsi à réduire la fréquence des dommages aux systèmes électriques et électroniques.
5 Conclusion
Les mesures internes du système visent à prévenir les étincelles dangereuses, notamment la liaison équipotentielle de foudre avec le parafoudre de premier niveau. La protection contre les surtensions concerne principalement les surtensions affectant les systèmes internes ; les parafoudres utilisés à cette fin doivent être coordonnés avec le parafoudre de premier niveau, mais ne comprennent pas ce dernier. SPD elle-même.