Varistor de protection contre les surtensions : essentiel pour protéger vos systèmes électriques

Comment fonctionne la varistance de protection contre les surtensions dues à la foudre

Afin de comprendre comment un varistance de protection contre les surtensions dues à la foudre fonctionne, il est important de décomposer le processus en plusieurs étapes clés :

Fonctionnement normal

Dans des conditions de tension normales, une varistance se comporte comme un isolant à très haute résistance, ce qui signifie qu'elle ne conduit pas de courant significatif. Elle reste ainsi transparente au circuit et n'interfère pas avec le fonctionnement normal du dispositif ou du système. Sa fonction principale en conditions normales est de rester inactive, garantissant qu'aucun courant inutile ne la traverse.

Événement de surtension

Lorsqu'une surtension transitoire, telle qu'une surtension due à la foudre, frappe le système électrique, la tension à l'entrée dépasse le seuil de la varistance. Celle-ci devient alors conductrice, réduisant rapidement son impédance. Ce phénomène permet au courant de surtension de traverser la varistance, limitant la tension à un niveau sûr et protégeant les composants électroniques sensibles en aval de tout dommage potentiel. La varistance reste conductrice jusqu'à la fin de la surtension.

Absorption d'énergie

La varistance joue un rôle crucial dans l'absorption et la dissipation de l'énergie de surtension. Lorsque le courant de surtension traverse le dispositif, la varistance absorbe cet excès d'énergie, ce qui contribue à éviter que les composants en aval ne subissent des surtensions dommageables. L'énergie est généralement dissipée sous forme de chaleur, et la varistance est conçue pour résister à ces brèves impulsions de forte énergie sans dégrader ses performances globales.

Récupération

Une fois la surtension atténuée, la varistance retrouve son état de haute résistance. Elle reste ainsi en mode de protection, prête à affronter la prochaine surtension potentielle. Ce processus de récupération est rapide, permettant au système de poursuivre son fonctionnement normal sans retard ni interruption.

Types de varistances utilisées dans la protection contre les surtensions dues à la foudre

Il existe plusieurs types de varistances conçues pour différentes applications dans le domaine de protection contre les surtensions dues à la foudre. Les types les plus courants incluent :

Varistance de protection contre les surtensions du disque contre la foudre

Les varistances à disque sont le type de varistance le plus couramment utilisé pour protection contre les surtensions dues à la foudreCes varistances sont idéales pour les courants de surtension de 100 A à 25 kA et sont couramment utilisées dans l'électronique grand public, les alimentations et autres applications de faible à moyenne puissance. Leur compacité et leur faible coût en font un choix populaire pour la protection contre les surtensions d'une large gamme d'appareils.

Varistances à bloc et à sangle

Les varistances à bloc et à barrette sont conçues pour supporter des courants de surtension beaucoup plus élevés, généralement supérieurs à 25 kA. Elles sont utilisées dans les alimentations électriques industrielles, les sous-stations et les systèmes de communication où des niveaux d'énergie élevés peuvent être rencontrés. Robustes et capables de résister aux surtensions les plus extrêmes, ces varistances sont essentielles à la protection des infrastructures critiques.

Varistances à puce

Les varistances à puce sont généralement utilisées pour la protection contre les surtensions à faible consommation d'énergie, comme dans les systèmes d'éclairage LED, la protection DES des circuits sensibles et l'électronique basse consommation. Ces varistances compactes sont idéales pour protéger les composants semi-conducteurs fragiles contre les surtensions soudaines.

Tableau récapitulatif des types de varistances pour la protection contre les surtensions dues à la foudre

Combinaison avec d'autres dispositifs de protection contre les surtensions dues à la foudre

Dans de nombreux systèmes de protection contre les surtensions, les varistances sont associées à d'autres dispositifs, tels que des parafoudres, des tubes à décharge de gaz (GDT) et des transformateurs de protection contre la foudre, afin d'améliorer les capacités de protection globales. Cette combinaison offre plusieurs niveaux de défense, garantissant une protection efficace du système électrique contre divers événements de surtension, notamment la foudre, les surtensions et les transitoires de commutation.

Applications de la varistance de protection contre les surtensions dues à la foudre

Varistances conçues pour protection contre les surtensions dues à la foudre Ils sont utilisés dans un large éventail d'applications, de l'électronique grand public aux systèmes industriels critiques. Parmi les utilisations les plus courantes, on peut citer :

Alimentations à découpage

Les alimentations à découpage sont vulnérables à la foudre et aux surtensions. Des varistances sont couramment utilisées dans ces systèmes pour protéger l'étage d'entrée de la foudre et des surtensions de commutation. Elles sont souvent placées avant les filtres de compatibilité électromagnétique (CEM) pour offrir une protection primaire contre les surtensions.

Systèmes d'éclairage à DEL

Les systèmes d'éclairage LED sont de plus en plus utilisés dans les environnements résidentiels et industriels. Cependant, ces systèmes peuvent être sensibles aux surtensions électriques. Des varistances sont utilisées pour protéger les LED à semi-conducteurs des décharges électrostatiques (DES) et des dommages causés par les surtensions. Sans ces dispositifs de protection, une seule surtension pourrait endommager définitivement les LED et rendre le système inutilisable.

Charges inductives

Les charges inductives, telles que les moteurs, les solénoïdes et les électrovannes, génèrent des surtensions lorsqu'elles sont éteintes. Ces surtensions peuvent endommager les dispositifs de commande et les autres équipements connectés. En plaçant une varistance aux bornes de l'interrupteur, vous pouvez limiter efficacement ces tensions et protéger la charge et l'interrupteur de commande contre les surtensions.

Systèmes d'énergie solaire

Les systèmes d'énergie solaire, notamment dans les zones reculées, sont très sensibles aux surtensions provoquées par la foudre. Des varistances sont utilisées dans ces systèmes pour protéger les boîtiers de jonction et les conditionneurs d'énergie des surtensions causées par la foudre. Cette protection garantit la fiabilité du système et la longévité de ses composants.

Équipements industriels

Les équipements industriels, notamment les tableaux électriques, les systèmes de signalisation ferroviaire et les dispositifs de communication critiques, nécessitent une protection renforcée contre les surtensions. Des varistances conçues pour supporter des charges élevées sont utilisées pour garantir le fonctionnement continu de ces systèmes pendant et après la foudre ou les surtensions.

Centres de données et télécommunications

Les centres de données et les systèmes de télécommunications abritent des équipements critiques qui ne peuvent pas être endommagés par les surtensions dues à la foudre. Les varistances, associées aux transformateurs de protection contre la foudre, offrent une protection fiable pour protéger les équipements sensibles et garantir un service ininterrompu.

Tableau récapitulatif des applications

Avantages de l'utilisation d'une varistance de protection contre les surtensions

L’utilisation de varistances dans le cadre de votre protection contre les surtensions dues à la foudre stratégie:

• Temps de réponse rapide : Les varistances réagissent quasi instantanément aux surtensions, offrant une protection rapide et sans délai. Contrairement aux éclateurs ou aux thyristors, dont le temps de réponse peut être plus lent, les varistances offrent une protection immédiate aux systèmes électroniques sensibles.
• Absorption d'énergie élevée : Les varistances peuvent absorber de grandes quantités d'énergie de surtension, empêchant ainsi la circulation de surtensions dans le système. Cette capacité est essentielle pour protéger les équipements sensibles.
• Longue durée de vie opérationnelle : Les varistances ont une longue durée de vie lorsqu'elles sont correctement entretenues et présentent un mode de défaillance prévisible. Dans la plupart des cas, la défaillance d'une varistance résulte d'un court-circuit, un mode de défaillance facilement détectable qui évite les dommages inaperçus.
• Rentable: Comparées à d’autres technologies de protection contre les surtensions, les varistances sont relativement peu coûteuses, ce qui en fait une solution rentable pour une large gamme d’applications.
• Disponible en différentes tailles et configurations : Les varistances sont disponibles dans différentes tailles, tensions nominales et capacités de courant de surtension pour s'adapter à différents types de systèmes électriques, des petits appareils aux grandes installations industrielles.

Conclusion

En conclusion, les varistances de protection contre les surtensions sont des composants essentiels pour protéger les systèmes électroniques et électriques des effets néfastes de la foudre et autres surtensions. Leur réactivité, leur forte absorption d'énergie et leur polyvalence d'application en font des solutions idéales pour une large gamme d'appareils, de l'électronique grand public aux systèmes industriels critiques. La capacité des varistances à protéger les composants sensibles des surtensions transitoires garantit la longévité et la fiabilité des équipements qu'elles protègent, ce qui en fait un investissement précieux pour les systèmes domestiques comme industriels.