Parasurtenseur ou fusible : des défauts différents, des protections différentes
Publié le : Auteur : Rachel
Un parasurtenseur limite les surtensions transitoires ; un fusible coupe le circuit en cas de courant excessif. C'est là la différence fondamentale entre un parasurtenseur et un fusible. Ils répondent à des contraintes électriques différentes ; par conséquent, le choix de l'un n'exclut pas automatiquement la nécessité de l'autre. Un circuit équipé d'un fusible peut tout à fait nécessiter une protection contre les surtensions, et un circuit doté d'un parasurtenseur doit tout de même bénéficier d'une protection appropriée contre les surintensités.
Pour un acheteur de tableaux électriques ou un responsable de la maintenance, la question pertinente est de savoir quel type de défaut chaque composant couvre. Ce guide compare les fusibles à surintensité classiques à usage unique aux dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) des circuits d'alimentation. Il explique également pourquoi un fusible thermique interne, un fusible de secours d'un SPD et un fusible de circuit de charge ne doivent pas être considérés comme des pièces interchangeables.
Comparez les types de défaillances pour lesquelles chaque appareil est conçu
Commencez par examiner la situation électrique plutôt que le nom de l'appareil. Une surtension transitoire est une brève perturbation de tension. Une surintensité correspond à un courant dépassant les limites prévues du circuit, comme une surcharge ou un court-circuit. Un même événement peut impliquer les deux, mais la limitation de tension et l'interruption du courant restent des tâches de protection distinctes.
Comparaison
Dispositif de protection contre les surtensions
Fusible de surintensité classique
Tâche principale
Limiter la tension transitoire aux bornes des conducteurs protégés
Couper le courant excessif circulant dans son circuit
Mesures de protection
Faire passer le courant de surtension par un circuit de protection afin de limiter la tension
Faites fondre son composant et éliminez l'arc qui se forme pour ouvrir le circuit
Disposition type
Les SPD de puissance sont généralement raccordés en dérivation de protection parallèle
Se connecte en série avec le circuit qu'il protège
Après un événement
Peut rester en état de fonctionnement dans les limites prévues par sa conception ; vérifier son état
Un fusible à usage unique qui a été déclenché doit être remplacé une fois le problème résolu.
Ce que cela n'établit pas
Une protection adéquate contre les surcharges ou les courts-circuits pour la charge
Un niveau de tension contrôlé sur les équipements sensibles en cas de surtension
Explications d'Eaton sur les parasurtenseurs établit la même distinction fonctionnelle : les fusibles et les disjoncteurs protègent contre les surintensités, tandis que les parasurtenseurs protègent contre les pics de tension. Ne transformez pas cette distinction en une affirmation générale selon laquelle un dispositif serait “ plus rapide ” ou “ meilleur ”. Comparez chaque dispositif au type de perturbation qu’il est censé gérer.
Il s'agit uniquement de représentations schématiques ; elles ne sont pas à l'échelle et ne constituent pas un schéma de câblage.
Pourquoi un fusible ne peut pas remplacer un dispositif de protection contre les surtensions
Un fusible peut se déclencher lors d'une perturbation si le courant qui le traverse est suffisant pour respecter sa courbe caractéristique. Cependant, cela ne fait pas de lui un dispositif de limitation de tension. Un équipement peut subir un transitoire dommageable sans qu'il y ait d'impulsion de courant associée provoquant le déclenchement du fusible. Un fusible intact ne prouve donc pas qu'aucune surtension ne s'est produite.
Imaginez un tableau de commande qui reste sous tension après un orage, mais dont l'entrée électronique est défectueuse. Le fait que le fusible soit intact indique seulement que son élément n'a pas sauté. Cela ne permet pas de déterminer la tension qui s'est présentée aux bornes d'entrée. De même, le moment où la panne s'est produite ne prouve pas que la foudre en soit la cause ; le diagnostic nécessite toujours des preuves.
Une deuxième source de confusion est l'expression fusible anti-surtension. Dans le domaine des fusibles, ce terme désigne généralement un fusible à temporisation conçu pour supporter des impulsions de courant courtes bien définies, telles que les pics de courant au démarrage. Cela ne signifie pas pour autant que ce fusible atténue les pics de tension. Foire aux questions sur les fusibles Eaton Expliquez le rôle des caractéristiques de temporisation pour éviter toute ouverture inutile pendant un courant d'appel admissible.
Lorsque vous examinez un devis, demandez si le terme “ surtension ” fait référence à une impulsion de courant autorisée ou à une tension transitoire à limiter. Il s'agit en effet de deux exigences différentes. Le remplacement d'un fusible par un autre présentant une caractéristique de vitesse différente doit respecter les spécifications du fabricant de l'équipement, et non reposer sur une hypothèse fondée sur le terme “ surtension ”.”
Pourquoi un SPD ne peut pas remplacer un fusible de charge
Supposons que trop de charges soient raccordées à un circuit alors que la tension d'alimentation reste dans sa plage normale. Un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) à limitation de tension n'est pas un dispositif qui mesure le courant de charge et déconnecte ce circuit en surcharge. De même, un court-circuit nécessite un dispositif de protection contre les surintensités correctement choisi et doté d'une capacité de coupure suffisante.
Les fusibles remplissent cette fonction de coupure. Leur performance dépend de leur classe, de leur intensité nominale et de leurs caractéristiques de fonctionnement. Certains types de fusibles n'assurent qu'une partie de la protection contre les surintensités requise et doivent être coordonnés avec d'autres dispositifs. Le Guide sur les principes fondamentaux des fusibles Littelfuse traite la protection contre les surintensités comme un sujet de conception à part entière.
Un produit intégrant à la fois un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) et un fusible peut remplir plusieurs fonctions au sein d’un même boîtier. Ces fonctions découlent des composants et de leur coordination vérifiée, et non de la dénomination du boîtier. Un fusible intégré à un dispositif de protection contre les surtensions peut protéger la branche du SPD plutôt que la charge en aval.
Pour l'achat, déterminez l'usage prévu du fusible avant de choisir parmi une Gamme de fusibles CA ou CC. Précisez s'il s'agit de protéger un circuit de charge, un composant ou le parasurtenseur lui-même. Une demande se limitant à indiquer “ fusible inclus ” laisse cette question importante sans réponse.
Comment ces deux fonctions fonctionnent-elles au sein d'une même installation ?
Séparer le circuit de charge de la protection de secours SPD
Dans une configuration classique en parallèle avec un parafoudre, la charge est alimentée via son circuit de protection habituel, tandis que le parafoudre offre un chemin distinct pour le courant de surtension. La branche du parafoudre peut nécessiter une protection de secours contre les surintensités afin de la déconnecter en cas de défaut. Ce dispositif de secours a une fonction différente de celle d'un fusible protégeant un circuit de charge.
La nécessité d'un dispositif de secours distinct dépend des instructions du SPD et du dispositif de protection en place. Recommandations de Schneider Electric concernant les SPD de type 2 aux États-Unis renvoie les installateurs aux exigences du fabricant en matière de protection contre les surintensités et aux contraintes relatives aux conducteurs. Son contexte de classification ne doit pas être transposé automatiquement à tous les produits ou installations conformes à la norme CEI.
Ne choisissez pas un fusible de secours en vous basant uniquement sur la comparaison entre son intensité nominale et la valeur du courant de surtension indiquée sur le dispositif de protection contre les surtensions (SPD). Tenez compte de la combinaison spécifiée et des conditions de courant de défaut applicables. La discussion détaillée relative à la sélection figure dans le document existant Guide sur les fusibles ou disjoncteurs de secours SPD; l'essentiel ici est de comprendre que la protection par batterie de secours et la protection contre les surtensions se complètent mutuellement.
Distinguer la coupure thermique de l'interruption due à un défaut
De nombreux dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) à limitation de tension utilisent des varistances à oxyde métallique (MOV). Dans certaines conditions anormales de tension prolongée, une MOV peut surchauffer. Un sectionneur thermique a pour fonction de déconnecter un élément en surchauffe. Il ne remplace pas automatiquement le fusible de charge ni toutes les fonctions de protection contre les courts-circuits requises.
Note d'application de Littelfuse sur les MOV à protection thermique explique ce mécanisme de défaillance thermique. L'analyse des composants qu'il présente est utile pour comprendre cette distinction ; les exigences relatives à l'assemblage final restent toutefois celles indiquées dans la documentation officielle du SPD.
Certains SPD intègrent une protection de secours dans le cadre d'une conception testée. Cela peut rendre inutile l'utilisation d'un dispositif de secours externe, dans les limites d'application indiquées. Cela n'autorise toutefois pas la suppression d'une protection de charge non liée. Demandez au fournisseur de préciser la fonction de protection interne et les conditions d'installation qu'elle couvre.
Utilisez le scénario de défaut pour identifier les lacunes en matière de protection
Les exemples suivants constituent des cas d'analyse conceptuelle et ne constituent ni des diagnostics ni des instructions de câblage. Ils vous aident à poser la bonne question complémentaire avant de commander un autre composant.
L'équipement tombe en panne alors que le fusible reste intact : Enquêter sur une éventuelle exposition transitoire, parallèlement à d'autres causes de défaillance. Vérifier si une protection appropriée contre les surtensions était installée et opérationnelle. Ne pas supposer qu'un fusible de plus faible intensité aurait permis d'éviter la défaillance.
Un fusible saute à plusieurs reprises au démarrage de l'équipement : étudier le comportement de la charge, les défauts et la caractéristique spécifiée du fusible. Un parasurtenseur ne corrige pas une surcharge. N'augmentez pas l'intensité nominale du fusible et ne modifiez pas sa vitesse de coupure dans le seul but de maintenir l'équipement en fonctionnement.
La charge fonctionne, mais le SPD signale qu'elle a atteint sa fin de vie : La disponibilité de l'alimentation électrique et celle de la protection contre les surtensions sont deux aspects distincts. Organisez l'inspection et la remise en état de la protection conformément aux instructions du dispositif.
Pour les équipements solaires ou autres équipements à courant continu, il convient tout d'abord d'établir cette même distinction fonctionnelle, puis de vérifier la compatibilité des applications. Un dispositif de protection prévu pour le courant alternatif ne peut pas être utilisé dans un circuit à courant continu au seul motif que la tension indiquée sur sa plaque signalétique semble suffisamment élevée. Les caractéristiques nominales requises en courant continu, les conditions de défaut et le schéma de raccordement homologué doivent être documentés.
Cette approche permet également d'éviter une erreur courante lors de la conception : tenter de remédier à une défaillance inexpliquée en ajoutant le dispositif de protection le moins cher. Il convient d'identifier la contrainte présumée, de déterminer la fonction manquante et de faire vérifier la sélection par rapport aux données d'installation.
Vérifiez les classifications respectives avant d'approuver un cahier des charges
Le fait qu’une unité soit commune ne signifie pas que deux valeurs nominales soient équivalentes. La tension nominale d’un fusible correspond à son application d’interruption autorisée ; il ne s’agit pas d’un seuil de limitation de tension. De même, la valeur en kiloampères utilisée pour un essai de surtension sur un parafoudre n’est pas interchangeable avec la capacité de coupure en court-circuit d’un fusible. Référence sur la technologie des fusibles d'Eaton explique la tension des fusibles, leur fonctionnement en cas de coupure et leurs caractéristiques temps-courant.
Procedez à une analyse du cahier des charges en fournissant des éléments justificatifs distincts pour chaque fonction :
Données système : Alimentation en courant alternatif ou continu, tension de service, emplacement d'installation et courant de défaut admissible.
Protection contre les surintensités : classe de fusible requise, intensité nominale, courbe temps-intensité, pouvoir de coupure et consignes d'utilisation de l'équipement.
Protection contre les surtensions : une configuration système adaptée, une capacité de tension continue, un niveau de protection et des caractéristiques d'essai de résistance aux surtensions.
Coordination : la protection de secours autorisée par le fabricant du SPD et les conditions de court-circuit applicables.
Entretien : comment l'ensemble installé signale une perte de protection et quels composants doivent être remplacés.
Une multiprise à fusible est-elle nécessairement équipée d'une protection contre les surtensions ?
Non. La présence d'un fusible ou d'un dispositif de protection contre les surintensités réarmable ne garantit pas que l'appareil dispose d'une protection contre les surtensions. Vérifiez la fonction de protection contre les surtensions et les caractéristiques techniques indiquées sur le produit. Le nombre de prises, la présence d'un interrupteur d'alimentation ou la mention “ protégé ” sur l'étiquette marketing ne constituent pas à eux seuls des preuves suffisantes.
Le fait que le voyant vert soit allumé prouve-t-il que le SPD fonctionne toujours ?
Uniquement si le manuel précise que cet indicateur sert à surveiller la fonction de protection concernée. Un voyant d'alimentation et un indicateur d'état de protection peuvent avoir des significations différentes. Le Guide sur les indicateurs de défaillance du SPD explique pourquoi la signification propre à chaque modèle est importante.
Une tension nominale de fusible plus élevée permet-elle une meilleure protection contre les surtensions ?
Non. Il n'ajoute pas de fonction de limitation de tension. Choisissez la tension nominale du fusible et ses autres caractéristiques en fonction de l'application pour laquelle il est homologué ; choisissez séparément une protection contre les surtensions pour répondre aux exigences en matière de tensions transitoires.
L'un ou l'autre de ces appareils est-il capable de corriger une tension d'alimentation anormale persistante ?
Il ne faut pas partir de ce principe. Une surtension prolongée est un problème distinct d'un bref phénomène transitoire ou d'une surintensité. Une conception peut nécessiter une surveillance de la tension et une coupure, en plus d'une protection contre les surtensions et les surintensités. Tout produit combiné doit assurer explicitement la fonction requise.
Spécifier une protection complémentaire
Pour choisir entre un parasurtenseur et un fusible, il faut commencer par se poser deux questions : qu’est-ce qui limite les tensions transitoires au niveau de l’équipement, et qu’est-ce qui coupe le passage d’un courant inacceptable ? Un cahier des charges complet répond à ces deux questions, identifie toute protection de secours par parasurtenseur et définit comment un composant défectueux sera détecté et remplacé.
Le choix d'un dispositif de protection contre les surtensions inadapté constitue l'une des erreurs de spécification les plus courantes et les plus coûteuses dans les installations basse tension. Le dispositif peut fonctionner, l'installation peut passer l'inspection, mais le système restera néanmoins insuffisamment protégé face au risque réel auquel il est exposé — car les dispositifs de type 1, de type 2 et de type 3 ne sont pas […]
Le déclenchement d'un fusible solaire peut être soit le signe d'un véritable défaut en cours de résolution, soit un déclenchement intempestif. Découvrez comment distinguer ces deux cas, les causes qui les sous-tendent, les mesures permettant de les confirmer, et pourquoi remplacer le fusible sans établir de diagnostic constitue une mauvaise réaction.
Comparaison spécifique au courant continu (CC) entre les fusibles et les disjoncteurs dans les installations photovoltaïques solaires : extinction de l'arc sans passage à zéro du courant, vitesse de déclenchement, énergie laissée passer, sélectivité, réarmement et maintenance, avec une matrice de décision pour les positions « chaîne », « boîte de raccordement », « entrée CC de l'onduleur », « batterie/BESS » et « ligne principale CC ».
