Présentation
Auteur(s)
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Michel GRACIET : Docteur ès sciences physiques - Ingénieur au Laboratoire central de recherches de Thomson-CSF
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Joseph PINEL : Docteur ès sciences physiques - Chef de service des Technologies Avancées Thomson-CSF DCSCentre électronique Toulouse
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Lire l’articleINTRODUCTION
Dans cet article sont présentés les critères de choix des composants de protection ainsi que les différents types de composants :
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les composants semi-conducteurs [diodes et thyristors qui assurent les protections dites fines (faibles temps de réponse et tension résiduelle)] ;
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les varistances céramiques, très utilisées en électronique et en électrotechnique ;
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les éclateurs à gaz, protections brutales contre de fortes perturbations et, à ce titre, rarement employées seules ;
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enfin les thermistances, bien qu’un peu à part dans ce domaine, mais souvent employées en protection contre des perturbations de longue durée et de faible niveau, contre lesquelles les composants précédents sont sans effet ; de plus en association avec un tel composant, elles permettent de fiabiliser la protection.
Les mécanismes électriques et physiques responsables du comportement non linéaire de ces composants sont expliqués pour une bonne compréhension de la protection. Les conditions générales d’emploi de ces composants sont précisées face aux différentes perturbations données dans la partie théorique.
Les différents moyens et leur durée de vie sont évalués face à ces perturbations, ce qui conduit à un tableau général de comparaison des composants.
Enfin sont indiquées les associations possibles de composants, qui améliorent grandement la protection : dans une telle association, chaque composant protège contre une gamme d’énergie et (ou) une gamme de temps de montée particulières.
Pour de plus amples renseignements, le lecteur se reportera à l’article D 5 170 de ce traité, intitulé « Protection contre les perturbations. Origine des perturbations », et qui passe en revue les différents types de perturbations rencontrés.
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Critères de la protection idéale7. Précautions à prendre dans l’emploi de composants de protection
Pour ne pas nuire à la qualité de la protection, il convient de respecter certaines règles lors de l’implantation de ces composants.
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Ne jamais oublier que ces composants ne sont efficaces que vis-à-vis de surtensions transitoires et que l’emploi de fusibles ou de disjoncteurs est toujours obligatoire pour la sauvegarde du circuit en cas de variations de la tension ou de court-circuit.
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Installer le composant au plus près de l’équipement et ce pour trois raisons.
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La surtension est directement proportionnelle à l’inductance du circuit d’accès : l’inductance L des fils de connexion est donc fonction de leur longueur ; en effet, pour une longueur
![]()
de connexion et un fil de rayon r0, il vient :![]()
Le rayon d’intégration r1 n’est définissable que si le fil est blindé. En revanche, si le fil n’est pas blindé, les valeurs couramment admises pour r1 varient entre 10 cm et 1 m.
Exemplesi r0 = 0,5 mm et
![]()
= 20 cm, en choisissant r1 = 40 cm, on obtient :![]()
Notons que pour r1 = 10 cmL = 0,21 µH
et pour r1 = 1 mL = 0,30 µH
Avec L » 0,3 µH et une vitesse de montée du courant di /dt = 104 A/µs, la surtension induite est :
v = – L di /dt = 3 × 10–7 × 1010 = 3 000 V
- ...
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de connexion et un fil de rayon r0, il vient :
= 20 cm, en choisissant r1 = 40 cm, on obtient :
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