Connaissance du secteur

Le dispositif de protection anti-foudre est utilisé pour réduire les dommages matériels et les pertes humaines causés par les coups de foudre ; il constitue un aspect important des mesures de sécurité au travail. L’installation globale et systématique de dispositifs de protection anti-foudre peut réduire efficacement les risques potentiels liés à la foudre. Alors, quels sont les composants d’un dispositif de protection anti-foudre ?

La foudre est une catastrophe naturelle, dont la tension de décharge est extrêmement élevée. Elle endommage non seulement les équipements ou les installations, provoque des coupures de courant à grande échelle, mais aussi des incendies ou des explosions, et peut même mettre en danger la sécurité humaine. Les mesures efficaces pour prévenir les coups de foudre directs sont le paratonnerre, le fil anti-foudre, la bande anti-foudre et l’arrestateur anti-foudre.

L’élément de capture de la foudre

L’élément de capture de la foudre — qui inclut le paratonnerre, la bande anti-foudre et le filet anti-foudre — est une mesure efficace pour prévenir les coups de foudre directs. Sa fonction consiste à attirer la foudre vers lui-même, puis à la diriger vers le conducteur de descente qui y est connecté. Enfin, le courant de foudre est évacué vers la terre via les dispositifs de mise à la terre (tels que les câbles de mise à la terre), protégeant ainsi les équipements électriques, les lignes et les bâtiments dans sa zone d’action des coups de foudre. Les paratonnerres se divisent en paratonnerres indépendants (installés séparément du bâtiment) et en paratonnerres accolés (fixés au sommet du bâtiment). Les bandes anti-foudre et les filets anti-foudre sont généralement installés autour du sommet du bâtiment pour assurer sa protection.

Le fil anti-foudre

Le fil anti-foudre est composé d’un fil de mise à la terre horizontal suspendu dans l’air, d’un conducteur de mise à la terre et d’une électrode de mise à la terre. La distorsion du champ électrique des nuages orageux causée par le fil anti-foudre est plus faible que celle du paratonnerre ; par conséquent, sa capacité à attirer la foudre et sa largeur de protection sont inférieures à celles du paratonnerre, mais cela permet de réduire le nombre de coups de foudre. La longueur de protection du fil anti-foudre est identique à celle du câble électrique, donc il est particulièrement adapté à la protection des lignes aériennes et des grands bâtiments. Ces dernières années, la plupart des pays du monde ont adopté les fils anti-foudre pour protéger les grandes substations haute tension de 500 kV. Lors de la détermination de la hauteur du fil anti-foudre aérien, il faut tenir compte de sa flèche (dépression sous l’effet du poids). Si la flèche ne peut pas être déterminée précisément, elle doit être estimée à 2 m pour le point médian du fil anti-foudre aérien lorsque la distance entre les poteaux de support est inférieure à 120 m, et à 3 m lorsque cette distance est comprise entre 120 et 150 m.

L’arrestateur anti-foudre

L’arrestateur anti-foudre est un dispositif de protection qui prévient les dommages causés par les ondes de foudre envahissantes. Lorsque une onde de foudre envahissante progresse le long de la ligne, l’arrestateur anti-foudre peut diriger le courant de foudre vers la terre en temps opportun, empêchant ainsi les équipements électriques d’être touchés par la foudre. L’arrestateur anti-foudre est un dispositif de limitation de surtension. Au début, il était principalement utilisé pour limiter l’amplitude des surtensions dues à la foudre transmises par la ligne ; plus tard, il a été développé pour limiter certaines surtensions de commutation à faible énergie. Ces dernières années, il a été étendu au domaine de la protection anti-foudre des lignes et à la limitation poussée des surtensions de commutation, donc il peut également être appelé limiteur de tension. Lors de son utilisation, le limiteur de tension est installé à proximité de l’équipement protégé et connecté entre la ligne de phase de cet équipement et la terre.

En régime normal, lorsque la tension appliquée au limiteur de tension correspond à la tension par rapport à la terre du système de mise à la terre, le limiteur de tension n’est pas conducteur (seulement un courant de fuite de niveau microampère peut y circuler). En cas de surtension, lorsque la tension appliquée au limiteur de tension atteint sa tension d’action, le limiteur devient conducteur, libère l’énergie de surtension via un courant intense et limite la surtension à un niveau admissible, atteignant ainsi l’objectif de protection de l’équipement. Après la libération de l’énergie de surtension, le limiteur de tension doit pouvoir revenir automatiquement à l’état non conducteur, permettant au système de reprendre son fonctionnement normal. Les limiteurs de surtension utilisés dans les systèmes électriques comprennent l’espace de protection, l’arrestateur à tube (arrestateur à évacuation de gaz) et l’arrestateur à valve, parmi lesquels l’arrestateur à valve est le plus largement utilisé.

En résumé, les paratonnerres sont principalement utilisés pour protéger les unités de production et de distribution d’énergie en plein air ainsi que les bâtiments. Les fils anti-foudre sont les plus adaptés aux protections longues, telles que les lignes électriques. Les filets anti-foudre et les bandes anti-foudre sont principalement utilisés pour protéger les bâtiments. L’arrestateur anti-foudre, quant à lui, est utilisé pour protéger les équipements électriques.