Qu’est-ce qu’une surtension ?

D’une manière générale, une surtension est une onde transitoire de courant, de tension ou de puissance dans un circuit. La tension d’alimentation normale est de 220 Vac, mais parfois, la tension monte soudainement à des centaines, voire des milliers de volts en peu de temps, formant une forme d’onde en forme de “pointe”, qui est une surtension. Les coups de foudre, les courts-circuits dans les équipements, les poteaux électriques renversés et le fonctionnement de moteurs haute puissance dans le réseau peuvent tous provoquer des surtensions. La durée de la surtension est très courte (microsecondes), mais elle est suffisante pour endommager les équipements électriques tels que les lampadaires.

Différents types de surtensions et leurs dommages

Les surtensions existent dans la nature et dans notre vie quotidienne. La durée et l’amplitude typiques des surtensions varient d’une source à l’autre. Ci-dessous, nous avons classé les sources de surtensions.

Différents types de surtensions

1. Coups de foudre : des orages ou des zones orageuses se produisent souvent. Les lampadaires sont installés dans des endroits relativement ouverts, il est donc facile d’être directement touchés par la foudre, ce qui nécessite un caractère élevé ; parmi toutes les surtensions, c’est la plus potentiellement dangereuse. Les surtensions transitoires qu’ils provoquent peuvent s’étendre sur de grandes distances et sont souvent associées à des courants d’appel de forte amplitude. Même les effets indirects de la foudre peuvent provoquer des surtensions de milliers de volts et des courants de surtension de dizaines de milliers d’ampères. Bien que de courte durée – de quelques centaines de microsecondes à quelques millisecondes – de tels événements peuvent entraîner une défaillance de l’équipement ou même endommager l’équipement installé (y compris la combustion, etc.).
2. Surtension provoquée par la commutation d’équipement : Celles-ci existent dans le réseau électrique et affectent les luminaires via la ligne électrique. Par exemple, l’interrupteur quotidien des lampes, ou le démarrage et l’arrêt de gros équipements, ont souvent des surtensions dans le circuit. Ces opérations de commutation peuvent entraîner la génération et la propagation de surtensions induites sur les lignes d’alimentation. En cas de courants de commutation importants ou de courts-circuits, des courants très élevés peuvent circuler en quelques millisecondes, et ces variations de courant à court terme peuvent provoquer des surtensions transitoires.
3. Surtensions induites : Il y a des moments où un nuage d’orage s’approche mais ne frappe pas directement un bâtiment, et des étincelles électriques sont générées par des équipements métalliques à l’intérieur du bâtiment. Les gens appellent ce phénomène de ne pas frapper directement, mais seulement de ressentir l’énergie de la foudre comme une surtension induite. La surtension induite est aussi appelée induction de foudre ou surtension d’induction. Selon le principe de génération, il est divisé en surtension induite électrostatique et surtension induite électromagnétique. La surtension induite électrostatique est principalement due au fait que lorsque le nuage d’électro cumulus est proche du sol, la charge sur la couche nuageuse et l’objet au sol est différente, ce qui entraîne une tension électrostatique (tension induite), qui à son tour provoque la décharge et endommage le système d’alimentation. Surtension induite électromagnétique, c’est parce que lorsque la foudre se décharge, l’énorme courant de foudre d’impact génère un champ magnétique puissant changeant rapidement dans l’espace environnant, et le champ magnétique puissant génère un courant induit, qui affecte l’équipement, les luminaires extérieurs (tels que les luminaires sportifs et les lampadaires) et système d’alimentation électrique.

Dommage dû à la surtension

Il existe deux principaux types de risques de surtension : catastrophique et cumulatif.

1. Risque catastrophique : Si une surtension dépasse la capacité de tenue de l’équipement, l’équipement est complètement détruit ou sa durée de vie est considérablement réduite. Habituellement, la tension d’isolation du moteur est 2 fois la tension de fonctionnement normale plus environ 1000V, de sorte que la tension d’isolation du moteur 220V est généralement de 1500V. Les surtensions frappent en permanence l’isolation, provoquant la rupture de l’isolation et la défaillance de l’équipement ou des lampes.
2. Dangers cumulatifs : L’effet cumulatif de plusieurs petites surtensions entraîne une dégradation des performances des dispositifs à semi-conducteurs, des pannes d’équipement et des durées de vie raccourcies, et peut éventuellement entraîner des pannes d’éclairage et d’équipement.

Quelle est la différence entre la surtension en mode commun et en mode différentiel ?

Les surtensions de mode commun présentent un danger pour les objets situés entre le potentiel actif (conducteurs de phase et neutre) et le potentiel de terre. Normalement, ils sont ligne-terre ou neutre-terre.

Les surtensions en mode différentiel présentent un danger pour les objets situés entre deux potentiels actifs. Normalement, ils sont de ligne à ligne ou de ligne à neutre.

Par rapport aux ballasts magnétiques, les drivers LED ont une conception électrique plus complexe et sont donc plus sensibles aux surtensions. Surtout lorsqu’il est utilisé à l’extérieur, le driver de LED doit adopter un circuit spécial de protection contre les surtensions composé de MOV (varistance à oxyde métallique) et de GDT (tube à décharge de gaz). Comme mentionné dans la section précédente, les surtensions proviennent généralement de deux manières : l’une est le fonctionnement marche-arrêt à proximité de la machine de forte puissance, ou la commutation rapide entre les charges lourdes et légères entraîne des surtensions entre la ligne et le point neutre, appelée surtension de mode différentiel ; l’autre est que la foudre fait varier considérablement le niveau de tension au sol et qu’une surtension se produit entre la ligne ou le point neutre et le sol, appelée surtension de mode commun.

Comment fonctionnent les parafoudres de éclairage LED ?

La protection contre les surtensions doit garantir que la tension transitoire ne causera pas de dommages aux installations, à l’équipement ou à l’équipement terminal. Par conséquent, un parafoudre (SPD) accomplit principalement deux tâches : limiter l’amplitude de la surtension afin que la rigidité diélectrique du dispositif ne soit pas dépassée. Courant d’appel de décharge associé à une surtension.

Comme décrit dans la section précédente, les surtensions peuvent apparaître entre les conducteurs actifs sous forme de tensions de mode différentiel, ou entre les conducteurs actifs et le conducteur de protection ou le potentiel de terre sous forme de tensions de mode commun. Dans cette optique, des parafoudres peuvent être installés entre conducteurs actifs parallèles à l’équipement, ou entre conducteurs actifs et conducteurs de protection.

Lorsque la tension de la ligne électrique augmente anormalement, la résistance du parasurtenseur chute fortement, éloignant la surtension de la ligne électrique de l’équipement protégé, et lorsque la surtension se termine, il se réinitialise automatiquement à un état d’impédance élevée. Vous pouvez considérer un SPD comme une vanne et une surtension comme une inondation. Dans des conditions normales, les vannes sont fermées, mais lorsque les eaux de crue sont visibles, elles s’ouvrent rapidement pour détourner l’eau. Ce processus dure généralement quelques microsecondes, donc l’équipement est protégé car l’équipement et les lampes sont court-circuités à ce moment-là. De plus la durée de court-circuit est courte et n’a aucun effet sur l’équipement et les lampes. Voici comment fonctionnent les deux principaux types de modules de parafoudre.

Normes de test des parafoudres

Les normes de test pour les parafoudres incluent EN 61643-12 (Europe), IEC 61643-12 (International) et UL1449 (USA). Les parafoudres sont généralement classés selon des valeurs de performance, selon le niveau de protection et le lieu d’utilisation, et suivent les normes correspondantes du produit. Les définitions des termes, les exigences générales et les procédures de test pour les parafoudres sont contenues dans EN61643-12 et CEI 61643-12. De même, UL1449 a des réglementations correspondantes pour ceux-ci. Nous discutons ici de ce qui est inclus dans le contenu du test de surtension de IEC61643-12.

Courant résiduel IpE

Dans ce test, le SPD doit être connecté conformément aux instructions du fabricant lors d’une utilisation normale et la tension doit être ajustée à la tension de test de référence (U REF).

Tension limite de mesure

Il comprend les trois tests suivants. Onde de tension 1,2/50µs, formes d’onde de courant 8/20µs et 10/350µs.

Test de charge de fonctionnement

Dans cet essai, les conditions de fonctionnement du SPD sont simulées en appliquant un nombre spécifié d’impulsions spécifiées au SPD lorsqu’il est alimenté par le secteur CA à la tension de fonctionnement continue maximale Uc.

Sectionneurs et performances de sécurité des parafoudres surchargés

Les tests comprennent le test de résistance à la température, la stabilité thermique, les tests de comportement du courant de court-circuit, le test supplémentaire pour la simulation du mode de défaillance du SPD.

Parafoudre pratique et solution de SPD ZGSM

Parafoudre pratique

Il existe de nombreux fabricants de SPD sur le marché. Par conséquent, lors du choix d’un parafoudre, une attention particulière doit être portée aux points suivants.

• Un bon parafoudre éclairage public doit être testé conformément aux exigences de la norme CEI 61643-12 ou UL1449.
• Étant donné que les SPD sont généralement cachés dans des endroits inaccessibles, tels qu’installés dans des lampes, nous ne pouvons pas observer s’ils sont endommagés (coups de foudre) à l’œil nu, donc en cas de panne, les lampes peuvent être déconnectées du circuit pour que les électriciens puissent réparation. ZGSM offre cette solution selon la demande.
• En cas d’humidité ou de poussière, un SPD avec un indice de protection IP plus élevé doit être sélectionné. Ou les luminaires sont garantis avoir de bons luminaires IP.
• Le SPD doit tenir compte de la classe de protection (Classe I ou Classe II) du luminaire. ZGSM propose des solutions de classe I et de classe II.
• En plus de la protection de l’alimentation 230v, la protection de l’unité de contrôle, telle que DALI, deuxième phase (de contrôle), 1-10v ou DMX peut être envisagée. Un SPD qui combine AC et contrôle est idéal pour ces luminaires et fournit généralement une meilleure protection coordonnée que deux SPD séparés.

Solution de SPD ZGSM

Tout comme nos appareils et ordinateurs dans nos maisons ont besoin de protecteurs de surtension en cas de foudre ou d’orage, il en va de même pour les luminaires extérieurs LED. En raison des composants électroniques sensibles utilisés dans les lampes LED, il est nécessaire d’empêcher le bruit électronique (Surtension). Dans le même temps, étant donné que ces lampes LED d’extérieur sont installées dans des environnements électriques extérieurs difficiles, ces composants électroniques sensibles doivent être protégés pour éviter les pannes précoces. ZGSM a une variété de parafoudres de classe I et de classe II, 10KV et 20KV, différentes spécifications peuvent répondre aux exigences de votre projet. Dans le même temps, le parafoudre de ZGSM est testée par TUV et le numéro de norme de test est IEC61643. Nous pouvons vous fournir le certificat et le rapport de parafoudre à vérifier afin que vous puissiez utiliser notre SPD en toute confiance.

Lampadaire ZGSM avec SPD

Les luminaires LED ont permis d’éclairer nos rues, nos parkings, nos zones urbaines et nos parcs plus efficacement, ce qui a une longue durée de vie. Les éclairages de jardin et de rue ZGSM sont équipés de parafoudres, ce qui fait de ces éclairages des performances d’éclairage sans précédent. Grâce à eux, nos luminaires LED sont protégés des décharges à haute énergie. Sans parafoudres, nous ne pouvons pas imaginer le risque de panne d’un luminaire sur un réseau de distribution d’énergie affecté par la foudre ou la mise en marche/arrêt de gros équipements.

Projecteur ZGSM avec SPD

Les projecteurs LED permettent à nos terrains de football, de basket-ball, de tennis, de baseball, etc. d’être bien éclairés la nuit. Ces éclairages de court sont souvent à des hauteurs extérieures élevées (poteaux hauts), et un court est généralement équipé de beaucoup de watts élevés. Il existe de nombreux projecteurs, donc ces lampes sont aussi vulnérables aux tensions anormales (surtension et tension induite). Les projecteurs ZGSM ou les éclairages de stade sont souvent équipés de parafoudres pour mieux protéger votre système d’éclairage. Après avoir réduit les échecs, le stade peut avoir une bonne expérience pour les joueurs et les spectateurs. Dans le même temps, cela peut aussi réduire les coûts de maintenance du stade, c’est donc un bon choix pour les prestataires de services.

Sommaire

Grâce à cet article, j’espère que vous avez une certaine compréhension de l’occurrence des surtensions, de la classification des surtensions, du principe de fonctionnement des parafoudres et de la protection des lampes LED par des parafoudres. En raison des avantages de la technologie LED, elle est très populaire parmi les types d’éclairage. Cependant, le remplacement ou la nouvelle installation de lampes LED nécessite beaucoup d’investissement, nous devons donc prendre un certain temps pour évaluer leurs exigences de protection. Nous pensons que les parafoudres sont essentiels pour éviter d’endommager les drivers LED et les modules LED. Vous pouvez installer des parafoudres en parallèle ou en série, selon ce que vous souhaitez réaliser. J’espère que cet article vous a donné des conseils pour choisir un parafoudre et un éclairage extérieur avec protection contre les surtensions (y compris les lampadaires, les projecteurs et les éclairages sportifs). Vous pouvez nous contacter pour plus d’informations, notre email est [email protected].

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