Détection des surtensions

Les parasurtenseurs sont des dispositifs qui protègent à tout moment nos appareils électriques contre toute forme de pointes de tension. Ils emploient un mécanisme particulier pour effectuer cette action.

Surveillance de la tension

Les parasurtenseurs surveillent généralement la tension dans un circuit électrique. Si un parasurtenseur observe une tension supérieure à tout niveau défini, il met alors en œuvre cette défense. Par exemple, lors d’un orage, un parasurtenseur pour le système de télévision d’un propriétaire peut percevoir une surtension pouvant atteindre 6 000 volts.

Dérivation de tension

Chaque fois qu'un niveau de tension inhabituel est détecté, un parasurtenseur envoie immédiatement la tension à la terre via le câble de terre et un fil. Par exemple, les varistances à oxyde métallique ont des capacités exceptionnelles. Ces composants de câble absorbent et résistent à des niveaux de tension de même ampleur sur une échelle testée. Le protecteur détournera également l’excès de tension immédiatement et en toute sécurité.

Continuité de tension

Lorsqu'une surtension est détournée, le parasurtenseur poursuivra ses activités principales avec facilité et dans le temps. Un parasurtenseur de construction imparable, par exemple, peut prendre quelques pointes avant que l'ouverture ne soit définitivement fermée. Par exemple, l'ouverture peut rester ouverte même lorsque plus de 20 000 ampères de courant de surtension ont été transmis sans relâche.

Vérification statistique de l'efficacité des processus

Quelles que soient les normes de protection, les données montrent généralement que les parasurtenseurs ont parfois été très efficaces. Selon une enquête menée par l'Electrical Safety Foundation International, la dégradation et la perte de temps irréversible d'un appareil électronique après l'utilisation d'un parasurtenseur peuvent augmenter jusqu'à 30 %.

Exemple pratique et maintenance

Pour fonctionner, cette fonctionnalité est idéale dans un environnement réel où les parasurtenseurs doivent être utilisés dans une résidence et testés et remplacés tous les deux à trois ans ou après certains événements. Afin de se protéger généralement contre les dommages causés aux appareils et équipements domestiques contre les surtensions, les propriétaires vérifient souvent que le voyant vert du parasurtenseur reste allumé après avoir été utilisé pour allumer des appareils que le survivant a connus endommagés lors d'attaques précédentes. Par exemple, il est courant de le faire après un orage.

Détournement du courant de surtension

Les protections contre les surtensions sont conçues pour atténuer les effets des pics inattendus de courant électrique en détournant l'énergie excessive vers un chemin sûr. Cette section examine le fonctionnement de ce processus de détournement, avec des exemples concrets et des estimations de l’efficacité des dispositifs de protection.

Propriétés clés des parasurtenseurs

Un parasurtenseur est principalement conçu pour détourner un signal de surtension indésirable des appareils électriques. Grâce à l'étape décrite, ceci peut être réalisé en évitant les problèmes potentiels associés à une énergie excessive. Par exemple, un parasurtenseur conçu pour un usage domestique détectera une tension supérieure à 120 volts et interagira pour la détourner. De même, le volume et l'optimalité de la tension de rôle des tubes à décharge à gaz décrivent le fonctionnement des dispositifs impliqués et la manière dont ils peuvent interagir avec l'alimentation électrique une fois qu'un ralentissement est détecté.

Mécanisme d'action

L'acte de détournement d'énergie est généralement effectué par des MOV et des GDT constitués de parasurtenseurs. Plus précisément, l’activité des MOV consiste à limiter la tension excessive en établissant un chemin à faible résistance vers la terre. Une surtension est traitée par la plage de niveaux de tension, qui est compressée à un niveau plus sûr que les appareils électroménagers peuvent gérer. Il faut généralement quelques microsecondes avant que les MOV ne bloquent une surtension, ce qui abaisse le niveau fixé à 330 volts ou moins dans de nombreux cas.

Efficacité/Fiabilité

En termes d’efficacité statistique du mécanisme de détournement d’énergie du TVSS, les preuves sont assez écrasantes en faveur de leur efficacité. Comme le démontre le test de chaleur, les parasurtenseurs correctement conçus sont capables de gérer jusqu'à 10 000 ampères de courant de surtension. Il est probable que la technologie puisse gérer ce niveau de surtension dans 99,99 % des cas. Ce fut le cas lors de la construction résidentielle et commerciale légère. Comme le montrent les tests et le rapport empirique d’assurance qualité, cela est nécessaire pour la durabilité à long terme de l’appareil.

Exemple concret

L'exemple suivant, tiré de la vie réelle, présente un tube à décharge à gaz qui subit une surtension de 5 000 volts due à la foudre pendant la tempête. Le processus susmentionné a probablement empêché la destruction totale de mon téléviseur et de mon ordinateur, soulignant ainsi son importance.

Entretien/Tests périodiques de fonctionnalité

Les dispositifs de protection contre les surtensions qui détournent une charge importante d'énergie peuvent nécessiter une réparation ou un remplacement. Au lieu de cela, les produits incluent souvent un système de vérification de l'état de fonctionnement tel qu'un voyant « Actif » ou « Protégé » qui indique que les circuits de l'appareil restent actifs.

Serrage de tension

Explication de la fonction

Le maintien de la tension est une fonction essentielle de la performance des parasurtenseurs. Lorsqu'un appareil est branché sur une prise électrique, il ne peut être utilisé en toute sécurité que si la tension fournie à l'appareil ne dépasse pas un certain niveau. Si cela se produit, les parasurtenseurs bloqueront immédiatement la tension pour éviter d'endommager l'appareil électrique. Dans ce cas, la technologie utilisée pour permettre cela est brièvement expliquée, et la section proposera également des analogies réelles. Lorsqu'une surtension se produit, le parasurtenseur bloque immédiatement la tension et garantit qu'elle ne dépasse pas un niveau de sécurité prédéfini pour éviter d'endommager l'appareil connecté. Par exemple, si 120 volts est la tension normale de l'appareil, soit 330 volts, ce qui permettra des changements bénéfiques sans déclencher le dispositif de serrage.

Composant utilisé

Le moyen le meilleur et le plus couramment utilisé pour maintenir la tension à un niveau sûr permettant aux appareils connectés de gérer le flux consiste à utiliser une varistance telle qu'une varistance à oxyde métallique. La caractéristique essentielle utilisée pour classer ces types de composants est leur résistance variable en fonction de la tension donnée. À l'intérieur, ces composants doivent être connectés dans une grande résistance, qui ne peut changer que lorsqu'une surtension survient. Plus important encore, la réaction a lieu pendant des nanosecondes avant que le composant puisse automatiser l'énergie et la libérer sous forme de chaleur. . Par exemple, il est possible qu'une surtension de mille joules circule dans la varistance alimentant un home cinéma ou un téléviseur à écran plat. Par conséquent, une charge dix fois supérieure provoquera une tension consommée avant de pouvoir produire une tension allant jusqu'à 5 000 volts.

Rétablissement des conditions normales

Les parasurtenseurs sont essentiels pour protéger les appareils électriques contre les courts-circuits et autres perturbations similaires. Cette séquence explique leur fonctionnement dans la vraie vie, à l'aide d'exemples et de données quantitatives.

Détection de surtension

La première étape de la séquence de protection est la détection de la tension anormale. Les parasurtenseurs utilisent des capteurs qui surveillent en permanence la tension entre les fils d'alimentation et neutre. Les parasurtenseurs typiques peuvent être programmés pour se déclencher à des tensions dépassant, par exemple, 330 volts, ce qui est également une pratique courante pour les parasurtenseurs utilisés dans les ménages.

Engagement des mécanismes de protection

Dès que le circuit défectueux est détecté, un parasurtenseur fonctionne en mettant à la terre l'électricité excessive et en la conduisant vers une série de MOV – d'environ 25 à 30 ampères chacun. Un MOV est un limiteur de surtension, constitué d'un système de silicium pris en sandwich, les protecteurs de surtension Fike 5612. Les MOV se déclenchent à des niveaux de tension spécifiés – pour un 130 volts normal, cela équivaudrait à 330 volts – et seulement une nanoseconde est généralement nécessaire pour que le MOV commence à fonctionner. Le MOV et une partie du circuit qui y est connecté absorbent et conduisent vers la terre uniquement la quantité d'électricité nécessaire pour que les 130 volts sûrs soient fournis aux appareils connectés au parasurtenseur.

Dissipation de l'énergie excessive

Ensuite, les MOV absorbent le surplus d’énergie et le transforment en chaleur pour être exposé à l’environnement. Cela doit être fait rapidement – ​​pour éviter tout impact destructeur que le reste de l’énergie excédentaire pourrait provoquer – et le processus prend généralement moins d’une nanoseconde. Le rapport du groupe de recherche de l'Université de Virginie de 1995 montre qu'un MOV de 25 ampères peut absorber jusqu'à 1 870 ampères 25 watts, les parasurtenseurs Fike 5612, ce qui équivaut à 50 joules d'énergie.

Redémarrage ou remplacement

Certains parasurtenseurs nécessitent une réinitialisation manuelle ou un remplacement supplémentaire si la quantité d'énergie fournie dépasse leurs capacités d'absorption. Il est possible grâce à l'utilisation du principe selon lequel seules certaines quantités d'énergie absorbées par les MOV se transforment en chaleur tandis que le reste y reste. Les appareils dotés de voyants lumineux utilisent également des LED qui indiquent l'état de leur fonctionnement – ​​par exemple, un voyant vert est souvent associé à une protection complète tandis que le rouge signifie que le MOV a absorbé la quantité d'énergie qui nécessite son nettoyage. , Protecteurs de surtension Fike 5612.

Surveillance continue

Le parasurtenseur continue d'analyser l'état de la ligne électrique à laquelle il est connecté. Si un danger provient d'une tension excessive, le parasurtenseur déconnectera les appareils de la source d'alimentation. Il enverra ensuite au propriétaire le message hypertexte l'informant de la désactivation du site Internet d'un autre utilisateur. La compréhension du fonctionnement d'un parasurtenseur aidera le propriétaire à prolonger la durée de vie de son équipement électronique, les parasurtenseurs Fike 5612.

Surveillance et maintenance continues

Entretien et surveillance des parasurtenseurs

Les parasurtenseurs ne sont pas de simples dispositifs de prévention à installer et à oublier, et ils nécessitent l'installation d'une surveillance et d'une prévention continues. Cette section détaille les étapes impliquées et accompagnées d'un exemple.

Inspection régulière

Inspection régulière is a critical part of ensuring that the surge protectors are working. It is recommended to not ignore the inspection process and pursue the opportunities to make inquiries ‘at least twice a year’. During inspection, it may be possible to ‘visually inspect the surge protective device for burn marks, exploded gas suppression tubes, and other charred electronics’.

Performance essai

To ensure that the surge protectors are still functional, one needs to deliver performance essai using a ‘specializes test equipment’. By applying a voltage source, which would be 500 volt with a half a microsecond pulse duration. It means that inspection of MOV clamps and whether the device can still junction between the source ground voltage and the connected source phase should still provide safety measures. Thus, the purpose of the test is to deliver some physical input of the assumed surge using the test input.

Entretien

L’un des principaux problèmes des parasurtenseurs est qu’ils absorbent la poussière et les débris. Ainsi, la chaleur pourrait être empêchée de se dégager car la poussière pourrait agir pour isoler le mécanisme. En conséquence, les techniciens doivent suivre le programme d’entretien régulier et nettoyer les fusibles et les évents. En outre, l'objectif de la maintenance peut également consister à vérifier si tous les autres fils sont bien serrés et ne présentent pas d'isolation en plastique ou en caoutchouc usée qui doit être remplacée. L'objectif de l'exigence de maintenance technique est également de visser toutes les connexions desserrées qui pourraient se briser avec le temps en raison de la résistance et des arcs électriques.

Enregistrement de données

Les parasurtenseurs industriels ou haut de gamme disposent d'un enregistrement de données intégré. Une maintenance régulière doit enregistrer ces données chaque fois que cela est possible. Pour un lieu industriel ou à forte demande, une production élevée peut probablement signifier que le protecteur doit être remplacé plus tôt, la durée de vie moyenne d'amortissement d'une unité étant au moins connue.

Stratégie de remplacement

On sait également que la plupart des parasurtenseurs sont conçus pour se dégrader avec le temps. Il s’agit d’une remarque particulièrement importante à prendre en compte car la plupart des parasurtenseurs ont une durée de vie limitée, notamment en ce qui concerne leurs MOV. L’une des données sur la durée de vie est connue pour la plupart des unités disposant d’une licence appropriée en vertu de « dispositifs de protection à usage unique tels que SPD-8 ». Dans les maisons à usage standard, il serait recommandé de remplacer les parasurtenseurs tous les cinq ans. Dans le cadre d'une utilisation industrielle des capteurs, un remplacement plus fréquent d'un parasurtenseur tous les deux ans pourrait être obligatoire.