Les perturbations de la tension électrique sont des variations indésirables de la tension habituelle d’un réseau électrique. Elles peuvent avoir diverses origines et provoquer des dysfonctionnements ou des dommages aux équipements électriques. Ces perturbations sont encadrées par les normes de la série NF EN 50160 qui définissent les caractéristiques de la tension du réseau public de distribution.
Les tensions nominales
Le domaine de la BT concerne les tensions :
- Courant alternatives : moins de 1 000 V
- Courant continues moins de 1 500 V.
Aussi appelées « tensions assignées »,
Dans le monde, et jusqu’en 2003, on trouvera encore diverses tensions nominales :
- Algérie : 230/400 V, 50 Hz,
- Européenne : 230/400 V, 50 Hz,
- Anglaise : 240/415 V, 50 Hz,
- USA : 120/240 V et 480 V, 60 Hz,
- Japon : 100/200 V, 50 et 60 Hz.
Mais ces tensions varient autour de la tension nominale en fonction de la structure et de la charge du réseau (longueur des conducteurs et variation de la charge) et des systèmes régulateurs du réseau public (ou privé).
La variation de tension
La variation de tension du réseau tolérée par les normes en régime permanent et declarée par les fournisseurs d’energie est : Un ± 10 %,
Chutes de tension dans les installations
La chute de tension entre l’origine d’une installation et tout point d’utilisation ne doit pas être supérieure aux valeurs du tableau 52W de la NFC 15 100 ou Tableau FA de l’UTE 15 105 exprimées par rapport à la valeur de la tension nominale de l’installation
Les différentes type de perturbations de la tension Électrique
On distingue plusieurs types de perturbations liées à la tension qu’on peut différencier en fonction de leurs amplitudes et de la durée de la perturbation
La surtension transitoire
Ces surtensions se produisent généralement en raison de la foudre ou de la commutation de charges importantes. Elles peuvent endommager les équipements sensibles. Selon la norme NF EN 50160, les surtensions transitoires sont définies comme des “variations momentanées de la tension, caractérisées par une augmentation instantanée de la valeur efficace de la tension.”
Quatre types de surtension peuvent perturber les installations électriques et les récepteurs :
Surtensions de manœuvre
Surtensions à haute fréquence ou oscillatoire amortie (voir la figure ci dessus ) causées par une modification du régime établi dans un réseau électrique (lors d’une manœuvre d’appareillage).
Les surtensions à fréquence industrielle
Surtensions à la même fréquence que le réseau (50, 60 ou 400 Hz) causées par un changement d’état permanent du réseau (suite à un défaut : défaut d’isolement, rupture conducteur neutre, .).
Surtensions causées par des décharges électrostatiques
Les surtensions causées par des décharges électrostatiques sont des fluctuations brèves mais intenses de la tension électrique, provoquées par la décharge soudaine d’électricité statique accumulée dans un matériau isolant. Ces surtensions peuvent se produire lorsqu’une personne touche un objet après s’être chargée en électricité statique, ou lorsque des matériaux isolants entrent en contact et se déchargent brusquement. Elles peuvent endommager les équipements électroniques sensibles et nécessitent des mesures de protection appropriées, telles que l’utilisation de dispositifs de décharge électrostatique (ESD) pour prévenir ces décharges.
Surtensions d’origine atmosphérique
Les coups de foudre en quelques chiffres : les éclairs produisent une énergie électrique impulsionnelle extrêmement importante
- de plusieurs milliers d’ampères (et de plusieurs milliers de volts),
- de haute fréquence (de l’ordre du mégahertz),
- de courte durée (de la microseconde à la milliseconde).
Source (Schneider électrique )
Les différents modes de propagation de la surtension d'origine atmosphérique
Le mode commun
Les surtensions en mode commun apparaissent entre les conducteurs actifs et la terre : phase/terre ou neutre/terre (voir image a coté). Elles sont dangereuses surtout pour les appareils dont la masse est connectée à la terre en raison des risques de claquage diélectrique
Le mode différentiel
Les surtensions en mode différentiel apparaissent entre conducteurs actifs phase/phase ou phase/neutre (voir figure a coté). Elles sont particulièrement dangereuses pour les équipements électroniques, les matériels sensibles de type informatique, etc.
Surtensions permanente
Ce type de perturbation peut résulter de la charge du réseau ou de la défaillance d’équipements. Bien que moins dommageable que les surtensions transitoires, elle peut également entraîner des dysfonctionnements.
Les creux de tension
Les creux de tension sont des chutes brèves et significatives de la tension. Ils peuvent être causés par des démarrages de moteurs ou des défauts de réseau. Ces creux peuvent provoquer l’arrêt ou le dysfonctionnement des équipements sensibles. La norme NF EN 50160 définit les creux de tension comme des “diminutions brèves de la tension ayant une durée comprise entre une demi-période et une minute.”
La coupure brève
Il s’agit d’une interruption de la tension d’une durée très courte. Les coupures brèves(microcoupure) peuvent être causées par des commutations de charges ou des défauts momentanés.
Il s’agit de chutes de tension profondes ou totales, d’une durée de quelques millisecondes. Les microcoupures sont dues à deux causes :
- Courts-circuits proches du point de consommation, éliminés ultérieurement par la protection correspondante.
- Interruptions de la fourniture dues à la commutation de lignes et déclenchement de protections avec réenclenchement automatique.
La coupure longue
Contrairement à la coupure brève, la coupure longue se caractérise par une interruption prolongée de la tension. Elle peut être causée par des pannes générales du réseau ou des défauts majeurs. Pour faire face à ce type de perturbation
Solution contre les perturbations de tension électrique
protéger efficacement contre les différentes perturbations, nous pouvons les diviser en deux catégories en fonction de leur durée et de leur intensité. Voici des solutions pour se protéger contre les perturbations intenses :
Perturbations intenses de courte durée (transitoires) :
Parafoudres
Utiliser des parafoudres conformes à la norme NF EN 61643-11 pour protéger les équipements contre les surtensions transitoires.
il y a 3 types de parafoudres :
- Type 1 a l’origine de l’installations
- Type 2 dans les tableaux secondaires
- Type 3 dans les équipements.
La NFC 15 100 impose l’utilisation des parafoudres quand le bâtiment est équiper d’un paratonnerre ,et même s’il n’est pas imposer il est recommander
Perturbations moins intenses de longue durée :
Dispositifs de régulation de tension
installer des régulateurs de tension conformes à la norme pour stabiliser la tension en cas varriation de tension transitoire.
Onduleurs
Pour maintenir l’alimentation des équipements critiques pendant les coupures de longue durée même pour les coupure de courte durée, des onduleurs conformes à la norme peuvent être utilisés a cet effet.
Groupes électrogènes
En cas de coupure prolongée, des groupes électrogènes conformes à la norme peuvent servir de source d’alimentation de secours.
Voir mon articles sur le calcul de la puissance d’un groupe électrogène cliquer ICI
Protecteur de tension
Il s’agit d’un dispositif qui protègent nos équipements des chutes et élévation de tension ,contrairement aux autres solutions ,ce dispositif va isoler notre installation du réseaux dans le cas ou ils détecte une variation de tension selon son réglage.
generalement utiliser dans l’habitat
Relais controleur de phase
Il s’agit d’un dispositif qui protègent nos équipements des:
- chutes et élévation de tension ,
- la rupture du neutre ,
- changement de la rotation des phases
- et autres
contrairement aux autres solutions ,ce dispositif va isoler notre installation du réseaux dans le cas ou ils détecte un des problèmes suscités selon son réglage.
contrairement au protecteur de tension il ne coupe pas directement le circuit ,mais il actionne un contacteur.
En combinant ces solutions et en les adaptant à vos besoins spécifiques, vous pourrez réduire les risques liés aux perturbations de la tension électrique et garantir le bon fonctionnement de vos équipements électriques.
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