Samad Khan, Global Product and Standardisation Manager chez Furse, explique comment les installateurs électriques peuvent réagir aux nouvelles évolutions des exigences et des normes d’essais relatives à la protection contre les surtensions, qui entrent en vigueur avec la 18e édition des règles de câblage de l’IET.
Pourquoi les exigences et les normes d’essais en matière de protection contre les surtensions évoluent-elles ?
Les normes mondiales de protection contre les surtensions ainsi que les conceptions associées ont été mises à jour afin de refléter les grandes tendances liées à la dépendance croissante aux systèmes électroniques et aux énergies renouvelables.
La société s’appuie de plus en plus sur des dispositifs et systèmes électroniques sophistiqués pour soutenir la vie quotidienne. Dans le même temps, les systèmes électroniques deviennent plus compacts, rendant leurs composants plus vulnérables aux dommages causés par les surtensions électriques. Il en résulte un besoin accru de protection contre les surtensions.
Un autre facteur clé est l’intégration des énergies renouvelables. Les installations solaires et éoliennes reposent fortement sur l’électronique, notamment dans les onduleurs, convertisseurs et systèmes de surveillance de condition – qui doivent être protégés contre les surtensions électriques générées par la foudre.
Que sont les surtensions électriques ?
Les surtensions électriques, également appelées surtensions transitoires, sont des pics de tension apparaissant sur les lignes d’alimentation, de signal ou de télécommunications, susceptibles de surcharger les composants et d’entraîner leur défaillance.
Les surtensions dues à la foudre peuvent atteindre 6 000 V dans une installation électrique, avec des conséquences dévastatrices – même lorsque la foudre frappe jusqu’à un kilomètre de la structure ! Toutefois, les surtensions peuvent également être générées par des équipements de grande puissance raccordés au réseau, tels que les moteurs. Les opérations de mise sous tension ou hors tension provoquent des transitoires de commutation, plus faibles mais beaucoup plus fréquents que les surtensions liées à la foudre, sollicitant fortement les composants électroniques. Il en résulte des perturbations, une dégradation progressive, des dommages et des temps d’arrêt.
Comment la réglementation évolue-t-elle ?
Des changements importants seront introduits dans le chapitre 44 de la 18e édition des règles de câblage de l’IET (BS 7671:2018). Ce chapitre traite de la protection contre les perturbations de tension et électromagnétiques, y compris la protection contre les surtensions transitoires dues à la foudre ou aux manœuvres de commutation.
Avant la 18e édition, le « critère AQ » était utilisé pour déterminer si une protection contre les surtensions transitoires était requise. Ce critère prenait en compte les conditions externes influençant le risque de foudre. Toutefois, la méthode AQ a été supprimée dans la 18e édition.
Désormais, les installateurs électriques devront s’assurer que les systèmes électroniques sont équipés de dispositifs de protection contre les surtensions (DPS) lorsqu’il existe un risque de conséquences graves. Cela inclut les blessures graves, la perte de vies humaines, l’interruption des services publics ou des activités commerciales, les dommages au patrimoine culturel ou l’impact sur des sites accueillant un grand nombre de personnes.
Dans tous les autres cas, une évaluation simplifiée des risques permettra de déterminer si des DPS sont nécessaires – à l’exception de certaines situations concernant les habitations individuelles.
Les sites à haut risque, tels que les installations nucléaires ou chimiques, nécessitent une analyse de risque complète, conformément à la norme BS EN 62305-2.
De manière générale, la 18e édition des règles de câblage de l’IET impose l’installation de DPS conformément à la norme BS EN 62305 lorsqu’il existe un risque d’impact direct de foudre sur une structure ou sur les lignes aériennes qui y sont raccordées.
Des évolutions sont également prévues pour les normes BS EN et IEC 62305, relatives à la protection contre la foudre. La Commission électrotechnique internationale (IEC) prévoit de publier la troisième édition de la norme IEC 62305 avant la fin de l’année 2018. La version BS EN, utilisée sur les marchés britannique et européens, devrait être publiée ultérieurement, une fois que le CENELEC (Comité européen de normalisation électrotechnique) aura examiné la norme IEC et l’aura adaptée aux exigences du Royaume-Uni et de l’Europe.
Que devront faire les installateurs électriques ?
Les nouvelles règles de câblage impliquent que les professionnels de l’électricité devront spécifier des DPS pour protéger les équipements électroniques dans les applications d’alimentation, de signal et de télécommunications, notamment dans les projets commerciaux, publics et industriels. Il est essentiel d’utiliser des DPS adaptés, conformes aux dernières normes produits, en particulier en matière de sécurité. Cela garantit une protection efficace contre des surtensions répétées dans des conditions de « pire cas ».
Trois types de DPS sont disponibles (types 1, 2 et 3), constituant ensemble un système de DPS coordonné. Il existe également des DPS combinés (par exemple type 1+2+3) capables d’écouler des courants de surtension élevés tout en assurant des niveaux de protection en tension sûrs pour les équipements sensibles. Ces solutions présentent des avantages techniques, pratiques et économiques par rapport à l’utilisation de plusieurs DPS de types simples.
Les DPS de type 1 doivent être installés à l’origine de l’installation afin de protéger contre les risques de perte de vie ou de blessures graves en cas d’impact direct de foudre. Ils protègent contre les amorçages dangereux lorsque la tension d’une surtension dépasse la tenue aux chocs de l’isolement des équipements ou des câbles. Les DPS de type 1 sont également appelés DPS d’équipotentialité. Il est important de noter qu’ils n’offrent aucune protection efficace pour les systèmes électriques ou électroniques sensibles.
En conséquence, des DPS de type 2 et de type 3 supplémentaires sont nécessaires à l’intérieur des structures contenant des systèmes électriques et électroniques. Ces DPS de surtension réduisent davantage l’amplitude des surtensions transitoires à des niveaux sûrs.
Les DPS de type 2 assurent la protection contre les surtensions pour les équipements fixes, tandis que les DPS de type 3 sont utilisés pour protéger les charges sensibles ou critiques, en particulier contre les transitoires de commutation.
Face à la multitude de DPS disponibles sur le marché, le choix des produits appropriés peut sembler complexe – c’est pourquoi les installateurs peuvent trouver des conseils et des recommandations sur le site web de Furse.