Qu’est-ce qu’un transformateur résistant à la foudre ?
Un transformateur résistant à la foudre est un dispositif qui protège les équipements électriques de précision et le corps humain contre les tensions anormales causées par des afflux importants de courant (surtensions de foudre) dus aux coups de foudre et aux accidents de lignes électriques.
Il existe également un dispositif appelé parafoudre (SPD) qui protège l’équipement contre les tensions anormales. Un parafoudre décharge les surtensions de foudre au sol pour protéger les équipements électriques, tandis qu’un transformateur résistant à la foudre décharge les surtensions de foudre au sol et les isole avec un transformateur pour protéger l’équipement des surtensions de foudre.
Utilisations des transformateurs résistants à la foudre
Les transformateurs résistants à la foudre sont utilisés dans de nombreux endroits. Voici quelques exemples d’utilisations :
- Alimentations électriques utilisées dans les stations de relais radio et les sous-stations.
- Alimentations électriques pour les ordinateurs et les télémètres.
- Systèmes de sécurité tels que les caméras de surveillance.
- Équipements de communication et de contrôle du trafic pour les chemins de fer, les avions et les routes.
Équipements particulièrement importants pour protéger les équipements de précision contre les tensions anormales, par exemple dans les zones exposées à la foudre. Les transformateurs résistants à la foudre sont installés entre la ligne d’alimentation et l’équipement protégé pour protéger l’équipement contre les tensions anormales.
Principe des transformateurs résistants à la foudre
Il existe deux types principaux de transformateurs résistants à la foudre : les transformateurs isolés et les transformateurs isolés de la terre, chacun ayant un principe différent.
1. Transformateurs résistants à la foudre isolés
Les transformateurs résistants à la foudre isolés réduisent la différence de tension entre la terre et la masse au moyen d’un transformateur d’isolation, tandis que la tension anormale causée par les surtensions dues à la foudre entrant du côté de l’alimentation est libérée dans la terre au moyen d’un parafoudre.
2. Transformateur résistants à la foudre à isolation de masse
Les transformateurs résistants à la foudre à isolation de masse réduisent l’entrée des surtensions de foudre entre les lignes et entre les lignes et la terre au moyen de plusieurs parafoudres, tout en protégeant davantage l’équipement en fournissant une isolation élevée au moyen d’un transformateur d’isolation. Le type d’isolation de la terre est également appelé “abri contre les surtensions”.
Dans les deux cas, l’équipement protégé est complètement isolé contre les surtensions de foudre par un transformateur résistants à la foudre, de sorte que les surtensions de foudre ne s’écoulent pas à l’intérieur. Le transformateur résistants à la foudre réduit le taux de transfert des surtensions de 1/100 à 1/10 000, ce qui est plus efficace que l’installation de parafoudres seuls. En outre, la tension de résistance aux tensions anormales est extrêmement élevée, de l’ordre de plusieurs dizaines de kilovolts, ce qui assure une excellente protection.
Autres informations sur les transformateurs résistants à la foudre
1. La différence entre les transformateurs résistants à la foudre et les parafoudres
Les transformateurs résistants à la foudre et les parafoudres sont tous deux des dispositifs utilisés pour protéger les équipements contre les surtensions dues à la foudre. Cependant, il existe des différences structurelles entre les transformateurs de foudre et les parafoudres.
Le parafoudre est connecté en parallèle avec l’appareil à protéger et le parafoudre lui-même est mis à la terre. Dans des conditions normales, le parafoudre agit comme un isolant, mais lorsque des surtensions telles que celles provoquées par la foudre se produisent, le parafoudre devient conducteur et libère la surtension dans la terre. Le ZnO (oxyde de zinc) est souvent utilisé comme matériau pour les parafoudres.
Les transformateurs résistants à la foudre sont également mis à la terre par du ZnO du côté de l’alimentation. Cependant, ils sont construits de manière à ce que les côtés primaire et secondaire soient isolés par un transformateur. Ainsi, la tension limite peut être considérablement réduite. En raison de la différence de structure décrite ci-dessus, les transformateurs sont supérieurs contre les surtensions dues à la foudre.
2. Inconvénients des transformateurs résistants à la foudre
Les transformateurs résistants à la foudre sont supérieurs aux parafoudres en termes de protection contre la foudre. Cependant, ils présentent également les trois inconvénients suivants :
- Le nombre de pièces augmente par rapport aux parafoudres :
L’augmentation du nombre de pièces accroît non seulement le risque de défaillance, mais tend également à augmenter les coûts de maintenance. L’espace d’installation est également plus important et les coûts d’installation sont plus élevés. - Les transformateurs réduisent le facteur de puissance supérieur :
Les transformateurs étant des charges inductives, le courant réactif augmente. En guise de contre-mesure, des condensateurs de puissance peuvent être connectés en parallèle, mais là encore, les coûts augmentent. - Le pôle de mise à la terre doit être séparé de la charge :
La plupart des charges doivent être mises à la terre par rapport à l’armoire, etc., mais les transformateurs résistants à la foudre nécessitent un piquet de terre supplémentaire pour les surtensions dues à la foudre. Si le poteau de mise à la terre pour les surtensions dues à la foudre et le poteau de mise à la terre du côté de la charge sont combinés, le potentiel entre le fil de la charge et la terre augmentera également pendant les surtensions dues à la foudre. La séparation des pôles de mise à la terre présente l’inconvénient d’augmenter le travail d’enfouissement de la terre et de compliquer le système.
Sur la base des avantages et des inconvénients ci-dessus, décidez d’utiliser un parafoudre ou un transformateur résistants à la foudre.