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Les parafoudres à boîtier en porcelaine limitent les tensions transitoires excessives et déchargent en toute sécurité les courants de surtension vers la terre.

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Parafoudre à boîtier en porcelaine

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Le parafoudre à boîtier en porcelaine, également appelé « parafoudre à porcelaine » ou « parafoudre à oxyde métallique (MOA) », est un dispositif de protection utilisé dans les réseaux électriques pour protéger les transformateurs, les appareillages de commutation, les lignes de transport d’énergie et autres équipements haute tension contre les surtensions dues à la foudre et aux opérations de commutation.

Il utilise des éléments à base de varistances à oxyde métallique (MOV) à l’oxyde de zinc (ZnO) logés dans un boîtier isolant en porcelaine afin de limiter les tensions transitoires excessives et de décharger en toute sécurité les courants de surtension vers la terre.

Fonctions principales
·Protection contre les surtensions : limite les surtensions induites par la foudre et les surtensions de commutation.
· Protection des équipements : protège les systèmes d’isolation des transformateurs, des disjoncteurs, des transformateurs de courant (TC), des transformateurs de tension (TV) et des câbles.
· Dissipation de l’énergie de surtension : conduit les courants de surtension élevés vers la terre en toute sécurité.
· Amélioration de la fiabilité du système : réduit les défaillances des équipements causées par des surtensions transitoires.

Applications typiques
·Postes de transformation extérieurs
·Réseaux de transport et de distribution
·Protection des transformateurs
·Protection des générateurs
·Protection des appareillages de commutation
·Protection des terminaisons de câbles
·Postes de traction ferroviaire
·Centrales d’énergie renouvelable

Caractéristiques techniques typiques
·Tension nominale : 3 kV – 420 kV
·Tension maximale de fonctionnement continu (MCOV) : en fonction de la tension du système
·Courant de décharge nominal : 5 kA / 10 kA / 20 kA
·Classe de courant de choc : Classes 1, 2, 3, 4
·Matériau du boîtier : porcelaine
·Élément de protection : MOV à l’oxyde de zinc (ZnO)
·Installation : en extérieur
·Fréquence : 50 Hz / 60 Hz
·Montage : installation verticale

Construction
Un parafoudre à boîtier en porcelaine type se compose des éléments suivants :
1. Boîtier isolant en porcelaine
·Assure l’isolation externe
·Résistant aux intempéries et à la pollution
·Haute résistance mécanique
·Adapté aux environnements extérieurs
2. Éléments à valve en oxyde de zinc (ZnO)
·Caractéristiques tension-courant non linéaires
·Conduit le courant de surtension en cas de surtension
·Revient à une résistance élevée une fois la surtension disparue
3. Composants de gradation internes
·Assurent une répartition uniforme de la tension
·Améliorent les performances du parafoudre à des niveaux de tension élevés
4. Système d’étanchéité
·Empêche la pénétration de l’humidité
·Préserve la fiabilité de l’isolation interne
5. Système de décompression
·Assure une protection sûre en cas de défaillance interne

Principe de fonctionnement
En fonctionnement normal du système :
·Le parafoudre reste dans un état de haute résistance.
·Seul un faible courant de fuite circule.

En cas de surtension :
·Un coup de foudre ou une surtension de commutation provoque une élévation de tension.
·Les éléments en ZnO deviennent hautement conducteurs.
·Le courant de surtension circule à travers le parafoudre vers la terre.
·La tension aux bornes de l’équipement protégé est limitée à un niveau sûr.
·Le parafoudre revient à son état normal de haute résistance après la surtension.

Avantages
·Excellente résistance mécanique
·Haute résistance au vieillissement dû aux conditions environnementales
·Bonnes performances d’isolation en extérieur
·Longue durée de vie
·Caractéristiques électriques stables
·Adapté aux applications haute tension
·Performances fiables en conditions de pollution
·Forte résistance aux rayons ultraviolets

Types courants
Parafoudre en porcelaine de classe « distribution »
·Utilisé dans les réseaux de distribution
·Généralement en dessous de 36 kV
Parafoudre en porcelaine de classe intermédiaire
·Utilisé pour les applications industrielles et dans les postes de transformation
Parafoudre en porcelaine de classe de poste
·Utilisé pour les postes de transformation haute tension et les réseaux de transport
Parafoudre à oxyde métallique sans éclateur
·Conception la plus moderne
·Pas d’éclateurs en série
·Réponse plus rapide et meilleures performances de protection

Applications typiques par niveau de tension
·6–12 kV Transformateurs de distribution, appareillages de commutation
·24–36 kV Sous-stations moyenne tension
·66–145 kV Protection des équipements de sous-station
·220–420 kV Protection des réseaux de transport

Normes applicables
·CEI 60099-4 – Parafoudres à oxyde métallique sans intervalle pour les réseaux à courant alternatif
·IEEE C62.11 – Parafoudres à oxyde métallique pour circuits d’alimentation en courant alternatif
·CEI 60099-5 – Recommandations pour la sélection et l’application des parafoudres

Caractéristiques principales
·Boîtier extérieur à isolation en porcelaine
·Technologie de résistance non linéaire à l’oxyde de zinc (ZnO)
·Capacité de décharge élevée
·Excellente coordination d’isolation
·Faible tension résiduelle
·Protection fiable contre la foudre et les surtensions de commutation
·Adapté aux sous-stations, aux transformateurs et aux réseaux de transport
·Longue durée de vie sans entretien