Protection complète contre les surtensions Solutions pour l'éclairage LED et le photovoltaïque solaire

Les solutions de protection contre les surtensions existent car il n’est pas nécessaire qu’un coup de foudre frappe directement l’équipement pour l’endommager. Un coup de foudre sur un poteau ou une ligne aérienne à proximité se propage dans le câble d’alimentation, et la surtension qui en résulte atteint l’entrée du driver LED ou de l’onduleur sous la forme d’une brève pointe de 8/20 microsecondes. PVLinkTech adapte ses solutions de protection contre les surtensions aux projets d’éclairage extérieur et d’énergie solaire en fonction de la classe d’exposition, les installe au bon endroit dans la chaîne d’alimentation et fournit le dispositif de protection contre les surtensions (SPD) accompagné des connecteurs étanches, des boîtes de jonction et des câbles pré-raccordés nécessaires au point de raccordement. Un parafoudre limite la surtension et dérive l’énergie vers la terre ; le reste de cette page traite de l’ensemble complet des composants qui doivent l’entourer dans le cadre d’une installation en extérieur.

Pourquoi les systèmes d'éclairage extérieur et les installations solaires ont besoin d'une protection contre les surtensions

Deux types différents de surtensions affectent les équipements extérieurs. Les surtensions induites par la foudre proviennent de coups de foudre à proximité qui se propagent le long de longs câbles ; c'est pourquoi les câbles extérieurs utilisés dans l'éclairage public et dans installations photovoltaïques On les observe très souvent. Les transitoires de commutation proviennent du réseau : batteries de condensateurs, prises de transformateur, démarrages de moteurs et élimination des défauts sur la ligne de distribution. Ces deux types de transitoires se manifestent sous forme de brèves pointes de surtension et sont tous deux mesurés dans les fiches techniques des parafoudres à l’aide de la courbe de 8/20 microsecondes. Comme ces deux sources sont toujours présentes sur les circuits extérieurs, l’efficacité des solutions de protection contre les surtensions est évaluée en fonction de leur emplacement dans le circuit d’alimentation et de la quantité d’énergie de surtension qu’elles sont capables d’absorber.

L'ampleur des dommages dépend de ce qui est raccordé. Les drivers LED sont des alimentations à découpage basées sur des MOSFET et des circuits intégrés de commande ; une surtension supérieure à la valeur nominale d'entrée peut les endommager immédiatement, tandis que des transitoires répétés de moindre ampleur réduisent leur durée de vie sans symptômes visibles. Les onduleurs, chargeurs et cartes de gestion de batterie des systèmes solaires et de stockage intègrent la même catégorie de composants semi-conducteurs sensibles au niveau de leurs entrées de commande et d’alimentation. C’est pourquoi l’immunité aux surtensions est désormais une exigence explicitement mentionnée dans les spécifications d’éclairage extérieur, plutôt qu’une option proposée par le fabricant. La norme ANSI C136.2 relative aux luminaires définit deux niveaux d’exposition applicables aux lampadaires et aux éclairages de zone à LED : « Enhanced » (renforcé) à 10 kV / 5 kA et « Extreme » (extrême) à 20 kV / 10 kA. Un cahier des charges de projet mentionnant l’une ou l’autre de ces classes implique que le luminaire ou son circuit de dérivation soit équipé d’un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) conforme à ce niveau.

Du côté de la tension de fonctionnement, la situation est différente mais liée : le dispositif de protection doit lui-même supporter la tension continue du réseau sans conduire de courant, puis limiter la surtension lorsqu'elle survient. Sur les alimentations à 277 V CA, cette tension nominale continue (Uc) est de 320 V pour la gamme de SPD décrite sur cette page, ce qui explique pourquoi le même dispositif ne peut pas être simplement transposé d’une architecture d’alimentation à une autre.

Où installer la protection contre les surtensions : luminaire, boîte de dérivation et onduleur

Les solutions de protection contre les surtensions doivent être installées au point d'entrée des perturbations dans l'équipement, et non à un endroit quelconque du local électrique. Pour l'éclairage extérieur et les sites alimentés par énergie solaire, cela implique trois emplacements dans la chaîne d'alimentation, chacun avec son propre schéma de câblage.

Pour un réseau d’éclairage public, cela signifie que des solutions de protection contre les surtensions sont nécessaires au niveau de chaque poteau équipé de composants électroniques, et pas seulement au niveau de la tête d’alimentation. La protection au niveau du luminaire constitue la dernière couche de protection avant le ballast, et pour de nombreux lampadaires, c’est la seule. Les normes classent les SPD en trois catégories selon leur point d’installation : Type 1 au niveau de l’entrée de service, Type 2 au niveau des tableaux de distribution et Type 3 au niveau des équipements. Cette gamme correspond au Type 3, avec un montage aussi proche du ballast que le boîtier le permet. Le GSPD1 est livré avec des câbles déjà raccordés : SJOW 3x18 AWG sur la version 10 kV et UL3239 20 AWG sur la version 20 kV ; son installation ne nécessite donc pas d’ouvrir le boîtier.

Les coffrets de dérivation et de distribution entrent en jeu lorsqu’un seul coffret alimente plusieurs luminaires ou lorsqu’un tableau d’éclairage extérieur protège le périmètre d’un site. La même tension nominale de 10 kV ou 20 kV qui protège un seul ballast peut protéger toute une dérivation lorsqu’elle est montée dans un coffret. Les armoires d’onduleurs, de chargeurs et de commande sur les sites solaires et de stockage constituent le troisième cas de figure : leur entrée d’alimentation CA, ainsi que les circuits d’éclairage CA qui parcourent l’installation, présentent le même risque de surtension induite que n’importe quel câblage extérieur. Ces trois types d’installations nécessitent rarement la même configuration ; c’est pourquoi les solutions de protection contre les surtensions sont proposées par point de protection plutôt que par site. Les circuits CC côté générateur solaire obéissent à leur propre logique de calibrage, abordée dans la FAQ ci-dessous.

Solutions de protection contre les surtensions des séries GSPD et M pour chaque point d'installation

La gamme SPD s'articule autour de différentes configurations de montage plutôt que d'un format fixe, ce qui permet d'adapter les solutions de protection contre les surtensions à l'espace disponible et au type de câblage d'un luminaire, d'un boîtier ou d'une carte linéaire. Chaque série est disponible en versions 10 kV et 20 kV, et toutes sont conformes à la norme IP67, avec une protection thermique et un voyant de défaillance. Les paramètres électriques complets et les certifications de la gamme sont disponibles sur le Page consacrée aux dispositifs de protection contre les surtensions à LED; le tableau ci-dessous présente les dimensions par point de fixation.

Le choix des solutions de protection contre les surtensions se fait en fonction du niveau d'exposition avant même que le prix n'entre en ligne de compte ; les niveaux 10 kV et 20 kV permettent d'adapter la puissance nominale au site. La version 10 kV offre une tension de sortie (Uoc) de 10 kV avec un courant de décharge nominal de 5 kA et un courant de décharge maximal de 10 kA ; la version 20 kV double la capacité de décharge pour atteindre une tension de sortie (Uoc) de 20 kV, avec des courants de décharge de 10 kA et 20 kA. Les parkings, les tunnels et les sites urbains abrités se situent généralement au niveau d’exposition « Enhanced » et nécessitent l’unité 10 kV. Les routes à ciel ouvert, les ponts, les stades, les aéroports et les régions soumises à de fréquents orages nécessitent l’unité de 20 kV, qui correspond au niveau « extrême » de la norme ANSI C136.2. Ces deux modèles fonctionnent sur des systèmes de classe 277 V CA / 320 V ; passer à un niveau supérieur ne modifie donc ni les exigences d’alimentation ni le câblage.

Kits coordonnés : connecteurs, boîtes de jonction et parafoudres livrés en une seule fois

Un parafoudre ne protège que le circuit dans lequel il est correctement raccordé, et dans le cadre d’une installation extérieure, chaque point de raccordement doit être étanchéifié. C’est pourquoi les solutions de protection contre les surtensions que nous proposons incluent le matériel de raccordement autour du parafoudre, et non pas uniquement le parafoudre lui-même. La série « en ligne » se termine au niveau du chemin de câbles du luminaire, la série « en boîtier » se monte à côté du câblage de dérivation, et chaque entrée de câble nécessite un joint étanche conforme à la norme IP si le boîtier est exposé aux intempéries. Les solutions standard de protection contre les surtensions que nous concevons suivent les quatre profils ci-dessous ; chacune peut être adaptée à un luminaire, un boîtier ou un plan de chantier spécifique sans qu’il soit nécessaire de recommencer la conception.

Le connecteur étanche sans vis et connecteur étanche à vis Ces deux gammes font partie de ces offres, car chaque projet a ses propres préférences en matière de raccordement par emboîtement sans outil ou d'assemblage fileté ; les Boîtier de raccordement IP68 Ce dispositif couvre les points de dérivation où plusieurs circuits d'éclairage se rejoignent. Pour les travaux de modernisation, les solutions de protection contre les surtensions en ligne constituent la solution la plus rapide, car elles s'installent entre le réseau électrique et le ballast sans qu'il soit nécessaire d'ouvrir le boîtier du luminaire. Lorsqu'un projet solaire ou de stockage nécessite également des composants de raccordement côté courant continu, les connecteurs destinés au câblage des modules, des chaînes et des racks sont proposés à partir du solutions de raccordement pour installations photovoltaïques et solutions de raccordement pour le stockage par batterie programmes ; ainsi, l'ensemble du site dispose d'un seul dossier technique et d'un seul calendrier de livraison.

Du cahier des charges au chantier

Chaque solution de protection contre les surtensions que nous livrons repose sur un ensemble de paramètres succincts ; c'est à nous, et non à vous, de trouver la solution adaptée. Les cinq éléments qui définissent une offre sont les suivants : la tension d'alimentation et la configuration des phases, le lieu d'installation, le niveau d'exposition ou les spécifications du projet, les détails relatifs aux câbles et au boîtier, ainsi que la quantité.

Envoyez-nous les spécifications du luminaire ou du ballast, les modalités d'alimentation et l'emplacement d'installation, et nous vous proposerons un ensemble de solutions de protection contre les surtensions adaptées, avec l'alimentation, le point d'installation et la classe d'exposition indiqués dans le devis. Si le cahier des charges du site mentionne une classe d'exposition conforme à la norme ANSI C136.2 ou une norme propre au client, veuillez l'indiquer : nous dimensionnerons alors les solutions en fonction de ce document plutôt que d'une règle générique.

La qualité au cœur de la solution

La qualité de ces solutions de protection contre les surtensions se joue dès la fabrication, car ce sont la varistance et le circuit de protection thermique qui déterminent si un appareil est encore en mesure d'assurer une protection après un troisième événement de surtension. PVLinkTech exploite cette usine de 6 800 m² située à Shenzhen depuis 2015, conformément aux normes de qualité ISO 9001, IATF 16949 et ISO 13485. Les varistances et les éléments thermiques sont achetés auprès de marques de composants reconnues plutôt que de stocks sans marque, et chaque lot de production est soumis à des tests de fonctionnement avant expédition. L'échantillon que vous approuvez provient de la même chaîne de production que la commande en série. Les étapes de contrôle qualité qui sous-tendent ce processus sont décrites sur notre Contrôle qualité page, et les certificats TÜV, CE, ETL, CQC, UKCA et RoHS relatifs à la gamme SPD sont répertoriés sur notre Certificats page.

Des solutions fondées sur notre expertise en matière d'éclairage extérieur

Du point de vue du câblage, ces solutions de protection contre les surtensions sont déjà utilisées sur le terrain dans le cadre de projets d’éclairage extérieur, car les connecteurs étanches qui acheminent le courant vers les luminaires appartiennent à la même gamme que celle que nous fournissons en grande quantité pour l’éclairage public à LED. Deux exemples concrets illustrent cette expertise :

Livraison de connecteurs étanches pour lampadaires : commande de 2025 unités conformes à la norme IP68 à l'échelle du conteneur: fourniture de connecteurs étanches IP68 au niveau du conteneur destinés à l'éclairage public municipal, livrés sous forme de lot complet pour une installation sur site.

Programme « Smart Pole Connector » : Éclairage municipal de Los Angeles: fourniture de connecteurs pour un programme municipal d'éclairage public « intelligent », dans le cadre duquel les poteaux intègrent, outre l'éclairage, des équipements de commande et de communication qui nécessitent également une protection contre les surtensions au niveau de l'entrée du boîtier.

Pour un nouveau projet, nous examinons ensemble la puissance nominale (SPD), la série de connecteurs et le schéma de câblage avant d'établir notre devis, afin que la solution proposée soit adaptée au site et non à la page de catalogue la plus proche.

Ryan

Blogueur technique et expert du secteur

Je pense que le véritable savoir-faire ne doit pas se limiter à l'atelier. À travers mon blog, je partage des informations sur le secteur et je traduis des normes industrielles complexes en solutions techniques claires et pratiques — aborder la technologie par écrit et garantir la qualité de la production.