Qu’est-ce qu’un protecteur de surtension ?
Les protecteurs de surtension sont des dispositifs de protection des équipements contre les tensions et les courants instantanés et extrêmement élevés provoqués par les coups de foudre.
Les surtensions désignent les milliers de volts générés par les coups de foudre, les orages et les machines industrielles. Bien que la foudre soit une catastrophe naturelle, le soudage par points, le découpage au plasma et d’autres opérations à haute tension génèrent des tensions et des courants extrêmement élevés au moment de la décharge. Cela peut engendrer des effets dommageables sur les équipements électroniques, les circuits de commande et d’autres équipements.
Les protecteurs de surtension sont des dispositifs conçus pour atténuer et protéger contre de tels incidents. En cas de dommages causés par une surtension, les protecteurs de surtension doivent être installés en même temps que l’appareil car des dommages peuvent également être présents dans des appareils qui ne sont pas considérés comme affectés.
Utilisations des protecteurs de surtension
Les protecteurs de surtension sont installés si l’on craint l’endommagement des équipements par des tensions et des courants élevés dus aux coups de foudre et aux décharges. Les lieux spécifiques où les protecteurs de surtension sont utilisés sont les suivants :
- Près de la foudre induite (tensions anormalement élevées) par les paratonnerres, etc. lorsque des coups de foudre directs se produisent.
- Près des endroits où de grands courants indirects dus à l’induction électrostatique s’écoulent sous l’effet de la foudre.
- Près des lignes électriques et des pylônes où circulent des courants de haute tension.
- Près d’équipements motorisés et d’usines où des tensions élevées et des courants importants sont générés. Exemple : réparation de voitures.
- Endroits où le bruit est émis pendant la production d’arc, près des machines à souder à l’arc et des installations de manutention.
- Près des zones de décharge de haute tension telles que les enseignes au néon.
Principe des protecteurs de surtension
Les protecteurs de surtension sont utilisés lorsque des surtensions ou des courants élevés sont appliqués. L’élément non linéaire intégré devient de faible résistance et la surtension est mise en circuit vers la terre (côté terre : GND). Le rôle du parasurtenseur est de protéger les différents équipements électroniques et électriques qui lui sont connectés contre les dommages.
Les protecteurs de surtension contiennent un ou plusieurs éléments non linéaires ; éléments dont le courant qui les traverse n’est pas proportionnel à la tension lorsqu’une tension est appliquée. Ceci afin de dévier les courants de surtension et de limiter les surtensions. Ces éléments sont également appelés absorbeurs de surtension.
Dans des conditions normales, le protecteur de surtension équivaut à un isolant qui ne conduit pas l’électricité et présente une résistance élevée à la tension d’alimentation. Lorsqu’une surtension se produit, l’élément non linéaire intégré passe instantanément d’une résistance élevée à une résistance faible.
Le courant de surtension est alors dévié vers la terre et, en même temps, la tension de la surtension est supprimée. Après cela, il revient à sa résistance élevée d’origine, de sorte que le courant ne continue pas à circuler. La clé du choix d’un protecteur de surtension est le niveau de protection de la tension, tension de surtension maximale, basé sur la tension résiduelle lors d’un traitement normal de la surtension.
Autres informations sur les protecteurs de surtension
1. Protecteurs de surtension sur les multiprises
Certaines prises de courant, fréquemment utilisées dans les habitations et sur les lieux de travail, sont également équipées de protecteurs de surtension. Le dispositif utilisé pour les protecteurs de surtension dans ce cas est un absorbeur de foudre, communément appelé “varistor”.
Le varistor est l’abréviation de “Voltage Variable Resistor” (résistance variable en tension), généralement constitué de céramique multicouche. Il s’agit d’un dispositif capable de transporter un courant important grâce à l’effet tunnel de la mécanique quantique lorsqu’une certaine tension de seuil est dépassée.
Il est possible de construire un circuit avec une fonctionnalité similaire en utilisant une diode avant et arrière et une capacité parallèle, mais en raison de l’inconvénient en termes de surface, les varistances sont généralement utilisées. Les circuits de protection utilisant des varistances ne sont pas limités aux barrettes d’alimentation mais sont utilisés dans une large gamme d’équipements électroniques et électriques.
2. Indicateurs de performance des protecteurs de surtension
L’un des indicateurs de performance des protecteurs de surtension est la tension de surtension maximale qui, y compris la méthode de mesure, est spécifiée dans les normes officielles.
Par exemple, la norme d’essai internationale IEC61000-4-5 a une tension de choc maximale inférieure à la norme JEC210/212 (norme d’essai nationale) pour la même classe de produit. Cela est dû à la différence des méthodes de mesure.