Protection contre la Foudre

Qu’est ce que la foudre ? La foudre est un phénomène naturel de décharge électrostatique. Les nuages orageux que l’on nomme les cumulo-nimbus se forment quand il y a présence de masses d’air instables, humides et chaudes. La partie inférieur de ses cumulo-nimbus sont constitués de gouttes d’eau qui sont chargées négativement tandis que la partie supérieur est constitués de cristaux de glace qui sont chargés positivement. La base du nuage influence localement les charges au sol en attirant une quantité équivalente de charges opposées. Quand ses nuages sont trop charger, ils se déchargent dans le sol ou dans un notre nuage, c’est l’effet condensateur. Cette décharge ainsi créé est appelée la foudre.

Type de coups de foudre Coup de foudre descendant Cachoeira Paulista (Brésil) Coup de foudre ascendant Nadachi (Japon)

Effets sur les structures électriques Les effets directs: Lorsque la foudre frappe directement la structure électrique, un courant très important circule dans ce dernier, ce qui provoque un échauffement important et peut ainsi causer des dommage important (incendie, brulure ou destruction). Les effets indirects: Lorsque la foudre ne frappe pas directement la structure électrique, elle produit des surtensions par conduction ou par induction.

Protection Il existe deux grands types de protection qui permettent de limiter ou de supprimer ces différent effets: - Les protections primaires: IEPF (Installation Extérieure de Protection Foudre) - Les protections secondaires: IIPF (Installation Intérieure de Protection Foudre)

Les protections secondaires La protection des installations électriques contre les surtensions produites par la foudre sur les conducteurs actifs des liaisons électriques est réalisée par l'utilisation de composants parasurtenseurs qui ont pour but de dériver l'énergie de l'impulsion directement vers la terre et de réduire l'amplitude des surtension.

Technologie parafoudre Eclateur: SYMBOLE Un éclateur est composé de deux électrodes placées dans un milieu qui peut être: - l’air ambiante (éclateur a air) - l’air en milieu clos (éclateur à air encapsulé) le gaz (éclateur a gaz) Au delà d’une certaine valeur de tension, un amorçage se produit et le courant passe en formant un arc électrique. L’une des électrode est reliée à une phase et l’autre est reliée à la terre, lors de l’amorçage la surtension liée a la foudre et alors déviée à la terre.

Varistance: SYMBOLE Les varistances sont composées d'oxydes métalliques. Les poudres d'oxyde métallique sont assemblées par frittage sous la forme de bloc de céramique, le plus souvent sous forme de cylindre ou de disque. En BT ces disques métallisés sont munis de connections et sont isolés par une couche d'époxy fluidisés ou, plus rarement, surmoulés. Au delà d'un certain seuil de tension l'impédance de la varistance chute pour permettre l'évacuation du courant créant la surtension. Quand la tension revient à son niveau normal l'impédance de la varistance reprend sa valeur à l'état de veille

Diode transil: SYMBOLE La diode Transil est un semi-conducteur qui utilise l'effet Zener. Le fonctionnement de la diode Transil est comparable à celui de la varistance mais sa caractéristique courant/tension est plus abrupte, ce qui permet d'obtenir de meilleurs niveaux de protection. Elle a une durée de vie quasi illimitée. Son temps de réponse est très faible. Elle est capable de laisser passer des courants pouvant aller jusqu'à quelques centaines d'ampères crête, selon la taille de la puce et la forme d'onde appliquée. Si la surtension appliquée dépasse les caractéristiques maximales du composant, son mode de défaillance préférentiel est le court-circuit, ce qui assure une protection maximale des circuits au prix d'une défaillance fonctionnelle.

Mise en cascade Pour assurée une meilleur protection contre la foudre on peut mettre en cascade plusieurs parafoudre.

Exemple de matériels Parafoudre Parafoudre débrochable à cartouche fixe destiné aux installations à niveau de risque élevé (présence d'un paratonnerre) Parafoudre débrochable à cartouche débrochable qui peut être remplacée sans démontage en cas de destruction Parafoudres de protection téléphonique raccordement au circuit téléphonique par bornes à vis ou par connecteur RJ45 Parafoudre auto-protégé associé à un disjoncteur qui permet la déconnexion en cas de destruction de la cartouche

Liens http://www.stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/foudre/foudre.htm http://fr.wikipedia.org/ http://www.indelec.fr/