Category: Protection contre la foudre et les surtensions

Une protection de l’installation électrique contre les surtensions est-elle obligatoire?

Pour pouvoir répondre à cette question, nous nous basons sur les textes législatifs fédéraux suivant :

• le Règlement général sur les installations électriques (RGIE) et
• le Code sur le bien-être au travail;

1. Le règlement général sur les installation électriques 5(RGIE) – livre 1 – mentionne dans le paragraphe 4.5.1 le suivant:

Chapitre 4.5 Protections contre les surtensions
Section 4.5.1. Principe

Les personnes et les biens sont protégés d'après les règles de l'art en la matière contre les conséquences nuisibles:

• d'un défaut pouvant intervenir entre les parties actives de circuits de tensions différentes;

• de surtensions dues à d'autres causes comme par exemple des phénomènes atmosphériques ou d'éventuelles surtensions de manouvre.

Les dispositifs de protection contre les surtensions sont réalisés et installés de manière que leur fonctionnement ne crée aucun danger pour les personnes et les biens.

Conclusion: OUI
une installation électrique doit être protégé contre les conséquences des surtensions causés par des phénomènes atmosphériques ou par des manoeuvres.

Dans le paragraphe on parle des règles de l’arts. Ces dernières sont, entr’autres, reprises dans le règlement Européen en vigueur que l’on retrouve dans la famille de normes EN60364 (= règlementation Européen des installations électriques basse tension).

Le document normatif HD60364-4-443 traite spécifiquement la protection contre les surtensions atmosphériques et de commutation et décrit QUAND des mesures doivent être prises.

Selon ce document des dispositifs de protection doivent être installés lorsque des surtensions peuvent avoir des répercussions sur:

• la vie humaine (p.ex. installations de sécurité, appareillage médical),
• les infrastructures publiques et culturelles, p.ex. défaillance de service publics, centre de télécommunication, de musées
• les activités commerciales et industrielles, p.ex hôtels, banques, usines, magasins, exploitations agricoles.

Pour tous les autres cas la nécessité des mesures de protection est déterminé par une analyse de risque simplifiée, reprise dans ce même document. Cette analyse de risque simplifiée prend en compte plusieurs facteurs dont entr’autres la densité d’impacts dans la région, alimentation enterré ou aérienne du bâtiment, environnement rurale ou urbain, … .

Le document normatif HD60364-5-534 (Dispositifs de protection contre les surtensions) détermine QUEL parafoudre et COMMENT il doit être installé (règles de montage).

2. Code sur le bien-être au travail

Les obligations reprises dans le Code sur le bien-être au travail ne s’appliquent que dans le cadre de la relation employeur-travailleur.

L’employeur doit garantir la sécurité et la santé de ses travailleurs en application des principes généraux de prévention.

3. Conformément à l’article I.2-6, l’employeur effectue une analyse des risques de chaque installation électrique qu’il détient.

L’employeur décèle au moins les risques suivants et il les évalue :

6° les risques dus aux surtensions notamment en raison d’éventuels dysfonctionnements entre les parties actives de circuits de tensions différentes, aux manœuvres et aux influences atmosphériques ;

L’employeur prend les mesures nécessaires pour que le bien-être des travailleurs ou d’autres personnes soit assuré et que le travail puisse être effectué en toute sécurité.

Pour déterminer le risque, on utilise l’analyse de risque simplifiée de la HD 60364-4-443 ou l’analyse de risque étendue basée sur la norme NBN EN62305-2

Une mesure à prendre afin de réduire le risque vers un niveau acceptable est l’emplacement des parafoudres dans l’installation électrique.

En savoir plus? Appelez nous ou envoyez un mail à dehn@stagobel.be           

Pour assurer la tenue au court-circuit du parafoudre, ainsi que pour protéger l’installation électrique dans le cas d’un parafoudre en défaut, ce dernier doit toujours être protégé en amont par un dispositif de protection contre les surintensités en courant (fusible/disjoncteur). Le fabricant décrit la valeur maximale admissible en fonction du type de parafoudre. Si la protection contre les surintensités en tête de l’installation (F1) a une valeur égale ou inférieure à celle décrite par le fabricant, une protection directement en amont du parafoudre (F2) n’est pas nécessaire. Ainsi l’installation devient plus simple et plus efficace: moins de câblage, moins de place et des longueurs de raccordement réduites.

Lors de la détermination du calibre du fusible en amont du parafoudre, un aspect important doit être pris en compte. Le fusible ne peut pas dépasser la valeur indiquée par le fabricant, mais de l’autre côté ne peut pas avoir n’importe quel valeur inférieure à celle indiquée, parce que ainsi la capacité d’écoulement des chocs de foudre n’est plus garantie.

Conformément à la norme de produits NBN EN61643-11 lors des tests, le parafoudre et la protection en amont doivent être contrôlés sous forme d’ensemble. Ceci implique que le fusible en amont lui-aussi doit être capable d’écouler le courant de choc du parafoudre. La capacité d’un parafoudre Type 2 se trouve typiquement entre 20 et 40kA(8/20). Dans le tableau 1 les valeurs de coupure des fusibles NH lorsqu’ils sont sollicités par des courants de choc (8/20) sont repris.

                                       tableau 1 

Pour résister à un courant de choc de p.ex. 25kA(8/20) un fusible en amont d’au moins de 63 AgG/gL est nécessaire. Une valeur de fusible amont inférieure réduirait la capacité d’écoulement de l’ensemble (parafoudre+fusible). Dans les faits, le fusible amont interromprait le circuit du parafoudre à des valeurs inférieures à la capacité du parafoudre et la disponibilité de ce dernier serait mise en cause.

Pour un parafoudre DEHNguard avec une capacité d’écoulement de 40kA(8/20) un fusible amont de 125A gL est optimale.

Les cartouches débrochables des parafoudres peuvent être enfichés et sorties de leur base sans que le tableau soit mis hors service, ou sans que la plaque de protection soit enlevée.

Dans des installations électriques importantes (application industrielle, tertiaire) des précautions supplémentaires peuvent être d’application pour pouvoir travailler dans une installation électrique en service. Tenez-en compte!

Récemment DEHN a sorti un nouveau parafoudre Type 2, le DEHNguard ACI. Une combinaison interrupteur-éclateur ACI (Advanced Circuit Interruption) est intégrée directement dans le parafoudre, en série avec la varistance, et spécialement adaptée à celui-ci. Utiliser un parafoudre dehnguard aci permet de se passer d’un disjoncteur / fusible en amont. Les avantages de DEHNguard ACI par rapport à un parafoudre avec fusible supplémentaire en amont sont multiples: en plus du gain en temps, espace et matériel vous êtes assurés que le parafoudre et l’élément de déconnexion sont parfaitement coordonnés, DEHNguard ACI dispose d’une résistance élévé par rapport aux TOV (surtensions temporaires), élimine des courants de fuites et rends le montage encore plus facile, puisque des sections de raccordements de 6mm² sont suffisantes. Et en plus, vous disposez d’une disponibilité maximale de votre système: à la fin de la vie du parafoudre ACI, un courant de défaut potentiel qui circule dans la varistance est interrompu. Ceci est garanti par la combinaison interrupteur-éclateur en série. Le courant de défaut est tellement réduit que même les plus petits disjoncteurs / fusibles du système ne se déclenchent pas. Cela signifie une disponibilité et une fiabilité nettement supérieure du système par rapport au concept de protection avec des parafoudres de type 2 avec des disjoncteurs / fusibles externes.

Le concept clé dans le cadre de la protection contre les surtensions est l’équipotentialité - autrement dit la prévention de l’apparition d'importantes différences de tension entre les conducteurs électriques entre eux et la terre, qui risque d’entraîner la formation d’arcs électriques (et donc de dommages) lorsque la fermeté de tension de choc de l'équipement a été dépassée.

L’équipotentialité signifie que toutes les parties électriques conductrices sont reliées entre elles, ainsi qu’avec le rail principal de mise à la terre de l’installation électrique. Les conducteurs actifs alimentés, tels que le réseau d’alimentation électrique, la ligne téléphonique ou le câble de distribution, sont intégrés à l’équipotentialité par un parafoudre. Celui-ci est placé entre le conducteur et la mise à la terre. Si la différence de tension entre le conducteur actif et l’installation locale de mise à la terre augmente jusqu’à une valeur inadmissible, la protection contre les surtensions s’activera et limitera la différence de tension à une valeur acceptable.

Ce qui importe dans un concept de protection opérationnel, c’est que tous les conducteurs entrant dans l'habitation soient intégrés à l’équipotentialité, de préférence le plus près possible de leur point d’entrée: l’alimentation basse tension, la ligne téléphonique entrante, le câble de télédistribution, mais éventuellement d’autres câbles entrants, p. ex. ceux du poolhouse dans le jardin ou du vidéo-parlophone intégré au pilastre de clôture indépendante de l’habitation.

Dans la figure suivante, vous trouverez un aperçu qui reprend, pour les situations les plus fréquentes, les bonnes protections contre les surtensions, ainsi que les règles d'installation à respecter (longueur et section des fils de raccordement).

En Belgique, un parafoudre est toujours raccordé après le disjoncteur différentiel général conformément au RGIE.

2 bornes de terre sont prévues sur chaque parafoudre. Ces deux bornes sont reliées en interne, peu importe donc quelle borne est utilisée pour le raccordement de la mise à la terre.

Une première connexion avec la mise à la terre doit toujours être réalisée sur le rail de mise à la terre du tableau électrique dans lequel le module est placé, et ce, avec une longueur de câble la plus réduite possible.

La 2ième borne peut par exemple être utilisée pour une équipotentialité supplémentaire avec p. ex. le sectionneur de terre, une plaque de mise en équipotentiel locale…

Un câble de raccordement plus long a une infl uence négative sur le niveau de protection du parafoudre. Veuillez donc tenir compte de ce paramètre dès la phase de planifi cation.
Au cas où il s’avère impossible de respecter cette distance, le parafoudre peut p.ex. être supplémentairement mis à la terre via le châssis métallique du tableau (voir figure).

Le parafoudre fonctionne sur le principe de l’équipotentialité. Nous parlons d’une bonne équipotentialité lorsqu’aucune différence de potentiel n’est causée dans l’installation électrique au moment d’une surtension. Pour ce faire, l’équipement à protéger et le parafoudre doivent être raccordés à une même mise à la terre, soit le rail de mise à la terre dans le tableau électrique. Si le parafoudre n’est raccordé qu’au sectionneur de terre, on crée une longueur de raccordement trop longue. Il en découle un niveau de protection moins favorable.

Lors de la mesure de la résistance d’isolement, une tension de 500V ou supérieure est placée sur l’installation. Le parafoudre dérivera cette surtension vers la prise de terre et influencera la mesure d’isolement. Le courant de fuite vers la prise de terre provoquera une résistance d’isolement
défavorable. La dissociation des modules de protection pendant la mesure constitue donc un must!

Non, tant que la capacité maximale de la varistance interne n’est pas dépassée, le parafoudre revient à sa situation originale.
Un parafoudre peut donc dériver à plusieurs reprises son intensité de pointe de décharge nominale (20kA 8/20μs).