[PDF] Parafoudres sans destruction (15 chocs en

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www.citel.fr

Parafoudres

Edition 9.4

Basse Tension

Photovoltaïque

Éclairages LED

Téléphonie

Informatique

Radio Communication

Eclateurs à gaz

PARAFOUDRES MODULAIRES BT

C OFFRE T

S ET BOÎTIERS PARAFOUDRES BT

P

ARAFOUDRES TÉLÉCOM - DATA

PARAFOUDRES COAXIAUX HF

E C

LATEURS À GAZ

Catalogue Général

édition 9-4

ACCESSOIRES - BALISAGE

Catalogue édition 9-4- 2018 - Ce document peut être sujet à modiµcation sans préavis.

PARAFOUDRES POUR RÉSEAUX INFORMATIQUES

PARAFOUDRES POUR ECLAIRAGE LED

1 CITEL Usine

Laboratoires de tests

Distributeurs - Représentants

Une présence internationale.....

2

France

Sèvres :

- Siège Social - Dir ection Générale - Servic es Administratif et Financier - Servic es Commerciaux France et Export - Servic e Marketing et Communication - Bur eau d"Études Reims - Production et Expédition Filiales

Citel Electronics GmbH

- Bochum (Allemagne)

Citel Inc.

- Miramar (USA)

Shanghai Citel Electronics Co., Ltd

- Shanghai (Chine)

OOO Citel Vostok

- Moscou (Russie)

Citel India

- New Delhi (Inde)

Citel Thaïlande

- Bangkok (Thaïlande) 3

Une longue histoire......

1937

Fondation de CITEL.

F abrication de lampes tubulaires d"éclairage 1944
Le pr emier composant "parasurtension» est fabriqué 1976

Acquisition de Cit

el par l"actuelle direction. La f abrication de lampes est abandonnée. 1985
F ondation de Citel America à Miami 1988
F ondation de Citel Electronics Gmbh à Düsseldorf 1992

Acquisition de CLAUDE, départ

ement "parasurtensions» de GTE Sylvania sit e de Reims et d"OBSTA 1996
F ondation de Shanghaï Citel Electronics Co., Ltd 2000
Nouv elle technologie pour parafoudre Basse Tension (série VG) 2005
Nouv elle JV pour la fabrication des parafoudres coaxiaux (CITEL Tong Da). 2007

Les par

afoudres Basse Tension deviennent la première gamme CITEL 2010
F ondation de Citel Russie à Moscou 2012
F ondation de Citel Inde à New Delhi

2012-2013

Implant

ation d"un laboratoire de test sur le site de Reims 2017
F ondation de Citel Thaïlande à Bangkok 2017
Nouv eau générateur 240 kA à Citel Shanghaï

Présentation de Citel

4

Le spécialiste de la protection contre

les surtensions foudre....

Toute l"activité et l"expertise de CITEL sont concentrées dans le domaine de la protection des réseaux et des équipements contre les sur-

tensions transitoires créées, notamment, par la foudre. Pour cela, CITEL fabrique deux types de produits essentiels et complémentaires :

- Les Eclat eurs à Gaz (ou Parasurtensions) sont des composants passifs du type "tube de décharge

à gaz rare». Elements de base pour protéger les centraux et équipements téléphoniques contre les

surtensions, ils sont généralement installés sur les réseaux téléphoniques par les opérateurs de

télécommunication. - Les Parafoudres (ou dispositifs de protection contre les surtensions transitoires) sont des sous-

ensembles, associant plusieurs composants de protection, pouvant être utilisés par l"installateur

ou par le client nal. Ils sont destinés à s"intégrer dans l"installation pour protéger tout équipement

électrique, électronique ou informatique contre les surtensions transitoires.

Laboratoires de tests......

An de tester ses produits en conformité aux normes et les faire évoluer vers toujours plus de abilité, CITEL dispose de plusieurs sites d"essais (France, USA, Chine) équipés de :

Génér

ateurs d"onde de courant 8/20s jusqu"à 100 kA

Génér

ateurs d"onde de courant 10/350s jusqu"à 100 kA

Génér

ateurs d"onde hybride 1.2/50-8/20s jusqu"à 20 kV/10 kA

Réseau bas

se tension triphasé 400Vac-Icc 1.5 kA/phase pour couplage avec cou rant impulsionnel

Diél

ectrimètres HT, Oscilloscope numériques rapides Mat ériels pour test environnement (chaleur humide, climatique, choc)

Camér

a ultra-rapide Le laboratoire d"essai de Reims (LER) est équipé notamment du générateur G100K : cet équipement exceptionnel peut développer des courants impulsionnels de 100 kA en onde 10/350s, permettant de tester l"ensemble des systèmes parafoudre, ainsi que les structures paratonnerre. Le laboratoire d"essai de Shanghai s"est équipé en 2017 d"un générateur très haute énergie pouvant atteindre 240 kA en onde 8/20 s. 5

X. Delorme

Les utilisateurs des équipements électriques, électroniques, des sys- tèmes téléphoniques et informatiques sont confrontés au problème de la abilit é de ces matériels face aux surtensions transitoires générées par la Foudre.

Plusieurs raisons :

Intégration électronique dense donc équipement plus "fragile».

Interruptions de services inacceptables.

Réseaux de transmission d"informations étendus pouvant être affectés par une multitude de perturbations.

Origine des surtensions transitoires

Les surtensions transitoires ont 4 causes principales : La f oudre

Les surt

ensions industrielles ou de manoeuvre

Les surt

ensions électrostatiques (ESD)

Les impulsions él

ectromagnétiques nucléaires (IEMN) En fonction de ces origines, elles vont différer dans leurs amplitudes, leurs énergies, leurs formes ou leurs taux d"occurrence. Alors que la protection contre les surtensions d"origine foudre ou de manoeuvre vont nécessiter l"usage des systèmes parafoudre, les pertur bations "ESD» ou "IEMN» sont beaucoup plus spéciques et requièrent d"autr es solutions appropriées.

Les Surtensions Transitoires

La foudre

La foudre, étudiée depuis Benjamin Franklin (1749), devient paradoxale- ment une menace croissante dans notre société hautement "électroni- sée». F ormation de la foudre Fondamentalement, l'éclair prend naissance entre deux zones de charges opposées, il s'agit souvent de deux nuages orageux ou d'un nuage et le sol. L'éclair peut avoir un parcours de plusieurs kilomètres progressant par bonds successifs vers le sol : le précurseur (ou leader) crée un canal for tement ionisé. Une fois le sol atteint, le véritable éclair ou "arc en retour» a lieu. C'es t un courant de plusieurs dizaines de milliers d'ampères qui va circuler du sol vers le nuage ou inversement via le canal ionisé.

Effets directs

Ils se caractérisent par l'écoulement au moment de la décharge d'un cou rant impulsionnel, variant alors de 5000 à 200000 ampères en crête avec un t emps de montée de l'ordre de quelques microsecondes. Cet effet direct peut être actuellement considéré comme intervenant pour une faible part dans les destructions occasionnées aux systèmes électriques ou électro niques car il est très localisé. La f açon de se prémunir reste encore les systèmes Paratonnerre ou la cage maillée dont le rôle est de capter et de canaliser, en un point donné, le courant de décharge. 6 bla bla sülzschwafelsabber Les effets indirects dans le domaine électrique sont de 3 types :

Impact sur les lignes aériennes

Celles-ci étant très exposées, elles peuvent être frappées directement par la foudre, ce qui causera premièrement une destruction totale ou partielle des câbles, et ensuite une onde de tension importante qui se propagera naturellement le long des conducteurs jusqu"aux équipements raccordés à la ligne. L"importance de l"agression sera, bien sûr, fonction de la dis tance entre l"équipement et l"impact. Remon tée du potentiel de terre L"écoulement du courant de foudre dans le sol crée des élévations des potentiels de terre qui sont fonction de l"intensité du courant et de l"impé dance de la terre locale. En cas d"installation pouvant être connectée à des t erres différentes (exemple : liaison inter-bâtiments), des différences de potentiel très importantes apparaîtront lors d"un tel phénomène et les équipements connectés aux réseaux sollicités seront, soit détruits, soit fortement perturbés.

Rayonnement électromagnétique

L"éclair peut être assimilé à une antenne de plusieurs kilomètres de hau teur parcourue par un courant impulsionnel de plusieurs dizaines de kilo- ampèr es, donc qui rayonne des champs électromagnétiques intenses (plusieurs kV/m à plus d"un kilomètre). Ceux-ci vont induire des tensions et des courants élevés sur les lignes proches ou sur les équipements en fonction de la proximité et des carac téristiques de la liaison. Impact surLignes AériennesCouplage parrayonnement

Remontées

de Terre

Equipement ou Réseau

sollicité

Impact direct

Surtensions de Manoeuvre

P hénomènes engendrés par la mise en route ou l"interruption de puis- sances électriques. Les c auses de surtensions de manoeuvre sont :

Démarr

age de moteurs/transformateurs St arters d"éclairage

Commut

ation de réseaux d"alimentation "Rebond» d"int errupteur dans circuit inductif F onctionnement du fusible ou du disjoncteur Chut e de lignes... Ces phénomènes très fréquents vont générer des surtensions transitoires de plusieurs kV avec des temps de montée de l"ordre de la microseconde qui vont perturber les équipements de réseaux sur lesquels le système perturbateur est connecté.

Surtensions Électrostatiques (ESD)

L"être humain est assimilable électriquement à une capacité de 100 à

300 picofarads : en se déplaçant sur une moquette synthétique par ex., il

peut se "charger» jusqu"à 15 kV et, en touchant un élément conducteur, se décharger en quelques nanosecondes avec un courant d"une dizaine d"ampères. Tous les circuits intégrés (CMOS,...) sont très sensibles à ce type de perturbation. La réduction de cette perturbation est généralement réalisée par le blin dage et la mise à la masse. L e phénomène IEMN (Impulsion électromagnétique nucléaire) L"explosion nucléaire exo-atmosphérique en haute altitude provoque un champ électromagnétique intense (jusqu"à 50 kV/m en 10 ns) qui rayonne sur une zone au sol pouvant atteindre 1200 km de rayon. Au sol, ce champ va induire des surtensions transitoires très élevées sur les lignes d"énergie, de transmission et sur les antennes... et donc détruire les équipements terminaux (circuits d"alimentation, terminaux informatiques, équipements téléphoniques...). L"augmentation du champ peut atteindre plusieurs kV/ns. Bien qu"il soit difcile d"éliminer toutes les surtensions induites par une impulsion élec tromagnétique, il existe des moyens pour les réduire en "durcissant» le sys tème à protéger. Malgré l"amplitude du phénomène, des solutions de protections peuvent être adoptées telles que le blindage, le ltrage/protection surtension adaptés au phénomène IEMN. 7

X. Delorme

Conséquences des Surtensions

Les effets des surtensions sur les équipements électroniques sont de plu sieurs types, par ordre décroissant :

Destruction

Claquage en t

ension des jonctions semi-conducteurs Des truction des métallisations des composants Des truction des pistes de C.I. ou des contacts Des truction des Triacs/Thyristors par dV/dt.

Perturbations de fonctionnement :

F onctionnement aléatoire des bascules, thyristors ou triacs Eff acement de mémoires Err eur ou blocage de programmes informatiques Err eur de données ou de transmission

Vieillissement des matériels

Les parafoudres

Pour résoudre le problème des surtensions, le Parafoudre, nom générique désignant tout dispositif de protection contre les surtensions transitoires, est la solution reconnue et performante, qui doit cependant être choisi en fonction du risque et installé selon les règles de l"art an de procurer une efcacité maximale.

Normes

Du fait de la diversité et de l"importance des phénomènes transitoires, les organismes de normalisation ont édité des spécications an de tester la susceptibilité des équipements soumis aux surtensions. Après la caractérisation des phénomènes, qui a abouti à une série d"o ndes normalisées (onde de tension 1,2/50s et ondes de courant 8/20s,

10/350s), sont apparues différentes normes dénissant les performances

des parafoudres, telles que :

Parafoudres pour installations Basse Tension :

NF EN 61643-11 (F

rance)

DIN EN 61643-11

(Allemagne)

EN 61643-11 (Eur

ope)

UL 1449 (USA)

CEI 61643-11 (Int

ernational)

Parafoudres pour équipements de communication:

CEI 61643-21 (Int

ernational) Rec ommandations UIT-T K11, K12, K17, K20, K21, K36 (International)

UL 497 A/B (USA)

8

Parafoudres modulaires

Basse Tension

9 1.4 1.1 1.2 Ft t°

Normes

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