Les multiprises parafoudre et parasurtenseur

nina67

Nina67 - Le 17 févr. 2017 12:07
Mise à jour : Le 17 févr. 2017 12:07

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Les multiprises parasurtenseur et parafoudre contiennent des varistances et des éclateurs à gaz entre phase et neutre, ainsi qu'entre phase et terre, et encore neutre et terre. Ces composants servent à écrêter les surtensions importantes qui surviennent sur les réseaux électriques domestiques (les prises de courant).

UTILITÉ DES MULTIPRISES PARAFOUDRE ET PARASURTENSEUR

Ces multiprises plus grandes et plus chères servent à limiter les surtensions qui surviennent sur le réseau électrique lors de phénomènes transitoires. Le mot "parafoudre" évoque la protection contre la foudre. Lorsque la foudre tombe sur une ligne électrique, une surtension se produit et se propage sur la ligne. Plus la foudre tombe loin de votre prise de courant, moins la surtension sera élevée. La prise parafoudre permet de limiter à 600V ou 800V instantané la surtension qui peut se produire. Le courant que peut absorber l'élément peut aller de 100A à plus de 1000A ! La surtension ne dure que quelques microsecondes ou dizaines de microsecondes.

Le parasurtenseur évoque les autres surtensions possibles dues à la commutation de moteurs, de transformateurs ou autres éléments inductifs.

Le branchement intempestif sur du 400V n'est pas une surtension vu qu'il s'agit de quelque chose de permanent et non transitoire. Les multiprises ne pourront en aucun cas protéger un appareil prévu pour du 230V (chargeur de téléphone, sèche-cheveux, four micro-ondes, réveil, matériel hifi, etc) si on le branche sur du 400V ou qu'accidentellement, du 400V se retrouve sur la prise de courant : erreur de branchement d'une installation électrique ou erreur de la part du distributeur d'électricité. Dans ces cas, de nombreux appareils seront détruits, et vous aurez au moins la consolation de constater que vous n'êtes pas seul.e.s à être concerné.e.s : le même tableau dramatique sera chez les voisins (réfrigérateur grillé, etc).

En outre, les multiprises parasurtenseur et parafoudre (disons que ces deux fonctions ne forment qu'une seule : limiter les surtensions aux bornes des prises de la multiprise) ont souvent un petit disjoncteur ("circuit breaker") et même une ou deux LED indiquant l'état de la multiprise. Bien souvent, cette fonction est gadget mais peut être un argument de vente : une fonction supplémentaire qui aide le client à acheter...

Si la foudre tombe directement sur le parafoudre, il explosera. Les parasurtenseurs ne sont efficaces que pour absorber une énergie limitée. Par temps d'orage, il est bien plus prudent de débrancher les appareils qu'on n'utilise pas (ordinateur fixe, etc)

SURTENSIONS : PHASE, NEUTRE ET TERRE

On parle de surtension, mais entre quoi et quoi au juste se trouve la surtension ?

La surtension différentielle se situe entre phase et neutre.La surtension de mode commun se situe entre phase et neutre d'une part, et la terre d'autre part.

Si la foudre tombe sur la phase d'un réseau, elle tombe aussi sur le neutre qui est juste à côté. On a donc une surtension de mode commun pur. En pratique, il existe toujours un déséquilibre des impédances vues entre phase et terre d'une part, et entre neutre et terre d'autre part. Les deux surtensions n'étant pas égales, la différence des deux correspond à une surtension différentielle.

Exemple : une surtension de 20 microsecondes donne à son maximum instantané 3000V sur la phase et 4000V sur le neutre.

On dira qu'il y a 3500V de mode commun (tension de mode commun = la moyenne entre 3000V et 4000V) et qu'il y a 1000V de mode différentiel (1000V entre phase et neutre). En tous les cas, les surtensions sont dangereuses pour les appareils et pour les personnes humaines (et nos amis les animaux).

En pratique, les deux types de surtension se produisent. Les parafoudres sont donc étudiés pour écrêter les deux types de surtension.

Il est logique de faire un schéma de parafoudre parasurtenseur de ce type :

composants multiprise parafoudre

Composants d'une multiprise parafoudre parasurtenseur

Les varistances écrêtent la tension au delà d'une certaine valeur et sont isolantes au dessous du seuil. Leur comportement rappelle celui des diodes zener. Par exemple une varistance qui est prévue pour un réseau 230V doit être bien isolante à 230V (230V à ses bornes) mais doit écrêter lorsqu'une surtension se produit. En pratique, la tension qui s'établit à ses bornes dépend du courant à absorber. Plus la varistance doit absorber de courant, plus la tension à ses bornes augmente. En pratique, pour des courants allant de 100A à 1000A, la plupart des varistances prévues pour 230V écrêteront autour de 600V à 700V. La puissance instantanée fait plusieurs kilowatts mais le phénomène ne dure que quelques dizaines de microsecondes. Il ne faut pas dépasser l'énergie maximum admissible sinon la varistance sera détruite (explosion possible).

surtension réseau 230V

Allure d'une surtension de 1000V environ entre phase et neutre (impact indirect de la foudre)

A l'échelle de la fréquence du réseau 50Hz, la surtension est extrêmement courte (10 - 100us typiquement) mais peut atteindre 1000V et plus.

Pour la conception d'un étage de protection, voici un exemple typique de varistance si vous souhaitez ajouter une varistance sur vos circuits électroniques :

varistance parafoudre 230V

Exemple de varistance : la référence S20K275 ou B72220S271K101 est une varistance qui supporte 275VAC (donc adaptées aux réseaux 230V) et qui encaisse jusqu'à 10000A sur une durée de 20 microsecondes !

MULTIPRISE PARAFOUDRE PARASURTENSEUR OUVERTE

On a démonté une multiprise parasurtenseur parafoudre pour voir ce qu'il y avait à l'intérieur. On retrouve les varistances entre phase-neutre, phase-terre et neutre-terre :

varistance parafoudre multiprise

Le petit circuit électronique sur la droite de la multiprise contient les éléments anti surtension : varistances et éclateurs à gaz. Ils sont branchés :

- entre phase et neutre (surtension différentielle)- entre phase et terre (surtension de mode commun)- entre neutre et terre (surtension de mode commun)

multiprise parasurtenseur ouverte

Eléments qui protègent contre les surtensions

Les éclateurs à gaz ont la même fonction mais encaissent davantage d'énergie tout en réagissant moins vite. Ils sont complémentaires.

varistance parasurtenseur

Varistances (oranges) de la multiprise

eclateur a gaz parafoudre

Eclateur à gaz de la multiprise parafoudre

Les barrettes en laiton distribuent phase, neutre et terre pour les prises de la multiprise :

multiprises parafoudre barrette

De plus, cette multiprise comporte aussi une protection pour les lignes télphoniques et antenne. Ces circuits sont complètement indépendants :

parasurtenseur ligne téléphonique

Protection contre les surtensions pour ligne téléphonique

parasurtenseur antenne tv

Protection pour l'antenne : le chassis est simplement relié à la terre

Ces fonctions sont indépendantes de la multiprise pour le 230V.

LES MULTIPRISES PARAFOUDRE ET PARASURTENSEUR : MOT DE LA FIN

Les multiprises parafoudre parasurtenseur sont destinées à protéger les appareils contre les surtensions qui apparaissent sur les lignes électriques lors de chocs de foudre à distance ou de surtensions dues à la commutation de machines électriques. Il y a dans ce type de multiprise des varistances et des éclateurs à gaz entre phase, neutre et terre.

Une multiprise parafoudre parasurtenseur s'avère parfois bien utile, mais autant que possible par temps orageux, mieux vaut simplement débrancher les appareils qu'on n'utilise pas.