Le principe de protection contre les surtensions de l'alimentation à découpage
Le dispositif de protection contre les surtensions (SPD), également connu sous le nom de parasurtenseur, est un dispositif de protection non linéaire utilisé dans les systèmes sous tension pour limiter les surtensions transitoires et guider le courant de surtension de décharge. Il est utilisé pour protéger les systèmes électriques ou électroniques présentant des niveaux de tenue à basse tension contre la foudre, les impulsions électromagnétiques ou les dommages liés aux surtensions de fonctionnement. Ces dernières années, les systèmes d'information électroniques (tels que la télévision, le téléphone, les communications, les réseaux informatiques, etc.) se sont développés rapidement et un grand nombre de dispositifs d'information électroniques ont vu le jour et se sont popularisés. Ces types de systèmes et d'équipements sont souvent coûteux et importants, avec de faibles niveaux de tension de fonctionnement et de tenue en tension, ce qui les rend très sensibles aux impulsions électromagnétiques de foudre. Par conséquent, le SPD doit être utilisé pour la protection contre les surtensions.
En raison des différentes normes suivies par différents pays, les spécifications des produits ne sont pas unifiées et l'identification des paramètres a également sa propre importance, ce qui est bien inférieur aux autres spécifications de produits électriques, ce qui apporte de grands inconvénients à la conception et à la sélection. Dans la conception technique, les marques courantes peuvent être principalement divisées en produits nationaux, produits européens et produits américains en fonction de leur lieu d'origine. Les réglages des paramètres des produits nationaux sont chaotiques, avec des spécifications diverses et une tension résiduelle élevée. Certains modèles de produits standardisés sont conçus pour imiter les produits européens, tandis que d'autres suivent les paramètres des normes nationales. La plupart des produits sont étiquetés In et Imax. En raison des faibles exigences des produits nationaux pour les sites d'application, des faibles niveaux de construction et des valeurs élevées de tension de tenue des équipements, certaines exigences de paramètres peuvent être assouplies de manière appropriée.
Les produits européens sont généralement étiquetés avec le courant de décharge maximum, et le modèle de produit est également défini en fonction de ce paramètre. Par exemple, une marque européenne bien connue XXX65 et XXX40, où les valeurs 65 et 40 sont Imax. Cependant, les normes chinoises stipulent clairement que le courant de décharge nominal In doit être utilisé pour la sélection, ce qui constitue une situation délicate rencontrée actuellement dans la conception technique. Après avoir vérifié les informations sur le produit, la valeur In de XX65 ne dépasse pas 20 kA et la valeur In de XX40 ne dépasse pas 15 kA. Si les valeurs recommandées du GB50343 sont respectées, ces deux produits ne peuvent être utilisés que pour une protection à trois niveaux à l'extrémité de l'équipement. Cependant, dans la conception actuelle, ils sont installés aux premier et deuxième niveaux, ce qui est clairement incompatible avec les paramètres de sélection des normes nationales, et la tension résiduelle est élevée. Les modèles ordinaires dépassent généralement les 1200V. Une fois que l'environnement de câblage n'est pas bon, il est facile de dépasser la valeur de tension de tenue de l'équipement. En général, les produits européens ont une valeur Uc relativement faible et sont opportunistes en matière d'étiquetage de la tension de ligne, ce qui facilite la tromperie lors de la sélection des modèles.
Le principe de fonctionnement du SPD
Le parasurtenseur convient à la protection de l'alimentation basse tension 220/380 V et est un composant non linéaire. Selon les normes CEI, le parasurtenseur est un dispositif principalement utilisé pour supprimer les surtensions et les surintensités de la ligne de transmission. L'exigence de base pour qu'un parasurtenseur joue un rôle protecteur est de résister au courant de foudre attendu et d'éteindre efficacement le courant continu à fréquence industrielle généré après le passage de la foudre à travers la tension de serrage maximale de la surtension. Il limite la surtension instantanée qui pénètre dans la ligne électrique ou la ligne de transmission de signaux à la plage de tension que l'équipement ou le système peut supporter, ou décharge un fort courant de foudre dans le sol pour protéger l'équipement ou le système protégé des dommages causés par un impact.
Les types et les structures des parasurtenseurs varient en fonction de leurs différentes utilisations, mais ils contiennent au moins un élément limiteur de tension non linéaire. Les parasurtenseurs couramment utilisés comprennent les MOV (MetalOxideVaristors) et les tubes à décharge à gaz. Les surtensions électriques contiennent une énergie puissante et ne peuvent pas être arrêtées. Pour cette raison, la stratégie visant à protéger les équipements électriques sensibles contre les dommages causés par les surtensions consiste à détourner la surtension de l'équipement, puis à la déverser dans le sol.
Le parasurtenseur MOV se compose de trois parties : un matériau en oxyde métallique au milieu, connecté par deux semi-conducteurs à l'alimentation et au fil de terre. Lorsqu'une surtension se produit, le MOV agit immédiatement avec un temps de réponse de 1-3 nanosecondes. Le "V" dans MOV est un rhéostat. Au moment de la réponse, la résistance du MOV chute de sa valeur maximale à presque zéro ohm et une surintensité s'écoule dans le sol à travers le MOV. L'équipement électrique protégé continue de fonctionner à la tension de fonctionnement normale. Ses composants semi-conducteurs ont la propriété de changer de résistance avec les changements de tension. Lorsque la tension descend en dessous d’une valeur spécifique, le mouvement des électrons dans un semi-conducteur génère une résistance élevée. Au contraire, lorsque la tension dépasse cette valeur spécifique, le mouvement des électrons change et la résistance du semi-conducteur diminue jusqu’à presque zéro ohm. La tension est normale et le parasurtenseur MOV est inactif sur le côté, sans affecter la ligne électrique.
