• Avantages techniques fondamentaux de CRESIN CSCB
• Comparaison de trois solutions de protection de secours
• Défauts critiques et risques cachés
• Protecteur de secours SPD dédié de la série CRESIN CSCB (SCB, solution d’adaptation standard recommandée)
• Avantages techniques fondamentaux de CRESIN CSCB
• Protection contre les courts-circuits et principe de déclenchement sélectif du CSCB de la SPD
• Quatre erreurs courantes de câblage de secours des SPD et les risques pour la sécurité correspondants
• Application sur le marché mondial et services techniques d’assistance de CRESIN
• Scénarios d’application de la série CSCB
• Questions fréquentes (FAQ) concernant la protection de sauvegarde SPD
• Conclusion

GUIDE TECHNIQUE | SÉCURITÉ ÉLECTRIQUE

Les surtensions de foudre, les transitoires de commutation en courant continu et les surtensions anormales du réseau peuvent endommager progressivement les dispositifs de protection contre les surtensions (SPD). Lorsqu’un SPD tombe en panne en raison d’une défaillance thermique ou d’un court-circuit, un courant de suivi continu peut entraîner des incendies dans le coffret, des dommages aux barres collectrices et des coupures de service, engendrant de graves risques pour la sécurité dans les boîtes de raccordement photovoltaïques, les tableaux de distribution basse tension et les armoires de commande industrielles.

Selon CEI 61643-12 et aux normes GB/T 18802, un dispositif de protection de secours contre les courts-circuits (SCPD) indépendant est requis en amont de chaque parafoudre. Cet article explique le rôle essentiel de la protection de secours des parafoudres, les erreurs courantes d’installation, et présente CRESIN. CSCB Protecteur de secours dédié de la série, solution fiable pour les applications SPD de classe I et de classe II. 

Objectif principal de la protection de secours SPD 

Le disjoncteur principal et la protection de secours assument des missions de protection totalement distinctes et ne peuvent se substituer l’un à l’autre :

Fonction principale du parafoudre : dévier le courant de surtension d’origine foudre à l’échelle des microsecondes vers le conducteur de protection PE, limiter les surtensions transitoires et protéger les onduleurs, les automates programmables (PLC), les équipements en courant continu ainsi que les appareillages de distribution. Le parafoudre n’est pas capable de couper un court-circuit durable à la fréquence du réseau.

Fonction principale de la protection de secours : dès qu’un parafoudre (SPD) est victime d’une dérive thermique ou d’un court-circuit, isoler rapidement le SPD défectueux, interrompre l’arc électrique persistant du courant de suivi, éliminer les risques d’incendie dans l’armoire et prévenir toute coupure de l’alimentation de l’ensemble du circuit due à l’endommagement du SPD.

Par conséquent, un système complet de protection contre les surtensions nécessite à la fois un parafoudre (SPD) et une protection de secours dédiée fonctionnant de concert. Le parafoudre est chargé d’absorber et de limiter l’énergie des surtensions transitoires, tandis que la protection de secours assure une coupure sécurisée lorsque le parafoudre atteint la fin de sa durée de vie ou subit une défaillance interne.

La série CSCB de CRESIN a été spécialement conçue comme un dispositif de protection de secours dédié aux parafoudres, assurant une coordination précise entre la décharge des surtensions et l’isolation des défauts. En cas de surtension d’origine foudre normale, le CSCB demeure stable sans déclenchements intempestifs, garantissant ainsi une protection continue contre les surtensions. Lorsque le parafoudre tombe en panne et génère un courant de suivi dangereux, le CSCB sectionne rapidement la branche défectueuse, supprime les arcs de défaut en courant alternatif et continu, et prévient les dommages secondaires aux systèmes électriques.

En associant le parafoudre (SPD) au disjoncteur de sécurité contre les surtensions (CSCB), le système de protection offre une solution de sécurité complète : il protège les équipements en aval contre les surtensions transitoires tout en prévenant les risques d’incendie et les coupures de service dues à la défaillance du parafoudre. Cette approche de protection coordonnée s’applique largement aux systèmes photovoltaïques en courant continu, aux réseaux de distribution en courant alternatif basse tension, aux armoires de commande industrielles, aux systèmes de stockage d’énergie ainsi qu’à d’autres applications électriques critiques. 

Sans une protection de secours adéquate, trois accidents graves sur site se produiront : 

Le SPD défectueux continue de faire circuler un courant à la fréquence du réseau, générant des arcs à haute température et provoquant l’inflammation du boîtier d’armoire ignifugé ;

Le courant de court-circuit brûle les barres omnibus principales, entraînant l’arrêt complet de l’alimentation électrique des installations industrielles ou des systèmes électriques et des pertes économiques considérables ;

Les surintensités se propagent en amont jusqu’aux transformateurs, déclenchant le déclenchement du disjoncteur principal et des coupures de courant plus étendues. 

Comparaison de trois solutions de protection de secours 

Fusible ordinaire gG/gL (fusible de secours pour parafoudre) 

Principe de fonctionnement : coupure du circuit par fusion d’un métal fusible sous l’effet d’une surintensité continue ; faible inductance et absence de surtension résiduelle lors de la décharge d’une surtension.

Avantages : faible coût d’acquisition, bonne sélectivité en courant, faible tension résiduelle incrémentale lors des surtensions, haute capacité de coupure en court-circuit.

Inconvénients : composant à usage unique, devant être remplacé après une décharge ; alarme de défaut distante indisponible ; risque élevé de mauvais alignement avec le courant nominal du parafoudre.

Limitation d’application : Convient uniquement aux petits scénarios de distribution caractérisés par un faible courant de court-circuit ; ne permet pas de distinguer pleinement le courant d’impulsion de foudre du courant de défaut à fréquence industrielle, et risque de déclencher de manière intempestive en cas de fortes surtensions dues à la foudre. 

Disjoncteur miniature ordinaire (MCB, disjoncteur SPD) 

Principe de fonctionnement : bande bimétallique pour la protection contre les surcharges et bobine électromagnétique pour le déclenchement instantané en cas de court-circuit ; réutilisable par remise à zéro manuelle après la disparition du défaut.

Avantages : Réinitialisable sans remplacement, indication mécanique de déclenchement visible pour une maintenance quotidienne aisée.

Inconvénients : Les composants électromagnétiques internes introduisent une inductance supplémentaire, ce qui peut accroître la tension résiduelle lors d’une décharge de surtension et réduire les performances de protection du parafoudre. Les disjoncteurs magnéto‑thermiques ordinaires ne sont pas spécifiquement conçus pour assurer la coordination avec un parafoudre et peuvent présenter une capacité insuffisante d’extinction de l’arc en cas de défaut de court-circuit impliquant le parafoudre.

Limitation d’application : Il n’est pas recommandé d’utiliser cet appareil comme dispositif de protection de secours dédié contre les surtensions dans des applications à haut risque, telles que les systèmes photovoltaïques et la distribution industrielle de l’énergie, où une coordination précise entre le courant de surtension et le courant de défaut est indispensable. 

Protecteur de secours SPD dédié de la série CRESIN CSCB (SCB) 

Principe de fonctionnement : Il utilise la technologie de déclenchement sélectif thermomagnétique pour distinguer les courants de surtension d’origine foudre, normaux, des courants de suivi à fréquence industrielle, dangereux. Le CSCB demeure conducteur pendant la décharge de surtension et coupe la branche du parafoudre défectueuse en cas de défaut de court-circuit.

Avantages : Assure une coordination précise des parafoudres sans déclenchement intempestif, isole rapidement les défauts des parafoudres, supprime les arcs de défaut en courant alternatif et continu, prévient les risques d’incendie dans le coffret et améliore la sécurité globale du système.

Inconvénients : Par rapport aux fusibles ordinaires et aux disjoncteurs différentiels, les dispositifs de protection de secours dédiés contre les surtensions nécessitent une sélection professionnelle effectuée en fonction des paramètres du parafoudre et des conditions d’application.

Limitation d’application : Une correspondance correcte entre le modèle et la classe de protection SPD, la tension du système ainsi que le courant de décharge est requise pour obtenir des performances de protection optimales. 

Défauts critiques et risques cachés 

La bobine interne présente une inductance élevée ; lors d’une décharge de surtension due à la foudre, cette inductance ajoute une tension résiduelle supplémentaire d’environ 1,1 à 1,25 fois, ce qui réduit l’efficacité de la protection par le dispositif de dérivation (SPD) et met en danger les équipements de précision tels que les onduleurs et les systèmes de commande.

Sujet à des déclenchements intempestifs sous l’effet de fortes impulsions de courant 8/20 μs ou 10/350 μs, ce qui entraîne la coupure de l’ensemble de la boucle de protection contre la foudre lors des orages.

Mauvaise coordination avec le sectionneur thermique SPD, vitesse de déclenchement trop lente en cas de défauts de court-circuit du SPD, capacité insuffisante d’extinction d’arc pour les armoires DC photovoltaïques à fort courant. 

Protecteur de secours SPD dédié de la série CRESIN CSCB (SCB, solution d’adaptation standard recommandée) 

Logique de conception principale : les surtensions de foudre passent sans déclencher, tandis que les courants de défaut sont coupés en quelques millisecondes.

Adopter un mécanisme de déclenchement sélectif bimodal thermique‑magnétique afin de distinguer avec précision, à l’échelle de la microseconde, le courant d’impulsion de foudre et, à l’échelle de la milliseconde, le courant de défaut en régime de fréquence industrielle :

Lorsque le SPD décharge des surtensions de foudre normales (forme d’onde 8/20 μs / 10/350 μs), le CSCB demeure entièrement conducteur, sans déclenchement intempestif ni augmentation supplémentaire de la tension résiduelle.

Lorsque le SPD vieillit et subit un court-circuit, générant un courant de suivi continu ≥ 3 A, le CSCB déclenche en quelques millisecondes afin d’isoler le circuit défectueux et d’éteindre complètement les arcs alternatifs et continus.

Pour consulter le tableau officiel complet des paramètres techniques de la CSCB, incluant les spécifications électriques détaillées, les données de performance, les informations d’application et les caractéristiques du produit, veuillez visiter le Page de détail du produit CSCB . Tous les documents techniques ainsi que les informations relatives aux produits sont disponibles à titre de référence. 

Avantages techniques fondamentaux de CRESIN CSCB 

Couverture complète des modèles : modèles d’adaptation T1 CSCB‑SA15S/SA25S pour les parafoudres de classe I ; modèles d’adaptation T2 CSCB‑S20S/S40S/S60S/S80S/S100S pour les parafoudres de classe II, prenant en charge l’ensemble des configurations de pôles 1P/2P/3P/4P.

Forte capacité de tenue aux courts-circuits : capacité de coupure maximale jusqu’à 50 kA, compatible avec les environnements à fort courant de court-circuit des systèmes de distribution en courant continu de grande puissance.

Contacts de signalisation à distance optionnels : connectables aux systèmes de supervision SCADA de l’usine pour transmettre en temps réel les signaux d’alarme de défaut des parafoudres.

Montage standard sur rail DIN de 35 mm ; chaque module T2 ne mesure que 18 mm de largeur, ce qui permet d’économiser de l’espace dans le cabinet ; indice de protection IP20, plage de température de fonctionnement de -25 °C à 60 °C, adaptabilité aux environnements sévères tels que les installations photovoltaïques en toiture, les centrales solaires au sol et les armoires de commande industrielles.

Conforme à la norme NB/T 42150-2021, parfaitement compatible avec l’ensemble des séries SPD CRESIN, y compris les dispositifs de protection contre les surtensions CC pour installations photovoltaïques CSMS‑B40. 

Protection contre les courts-circuits et principe de déclenchement sélectif du CSCB de la SPD 

Le CSCB CRESIN intègre une structure de déclenchement de sécurité à double couche afin d’assurer une protection complète contre les défauts pour les parafoudres :

Déclenchement par surcharge thermique (module à lame bimétallique) Simule la courbe de capacité thermique de la varistance intégrée au dispositif de protection contre les surtensions. Lorsque le courant de fuite à long terme s’accumule et entraîne un vieillissement thermique lent du dispositif, la lame bimétallique se déforme sous l’effet de la chaleur et ouvre le circuit avant que la varistance n’atteigne sa température d’allumage, éliminant ainsi les risques cachés d’incendie liés à une montée lente de la température.

Déclenchement magnétique par court-circuit instantané (module à bobine électromagnétique) Lorsque le dispositif de protection contre les surtensions (SPD) subit une défaillance et provoque un court-circuit générant un courant de défaut élevé et instantané, le mécanisme électromagnétique ouvre rapidement le circuit en moins de 0,1 seconde, éteignant complètement les arcs à fréquence industrielle en courant alternatif ou continu et empêchant la propagation du défaut.

Paramètre clé unifié pour tous les modèles CSCB : un courant de déclenchement à la fréquence du réseau, de qualité industrielle, de 3±1 A, qui identifie avec précision le courant de suivi dangereux généré par des dispositifs de protection contre les surtensions défectueux, tout en ignorant le courant transitoire d’impulsion de foudre, résolvant ainsi le problème récurrent du secteur lié aux déclenchements intempestifs des fusibles et des disjoncteurs ordinaires. 

Quatre erreurs courantes de câblage de secours des SPD et les risques pour la sécurité correspondants 

Selon les enquêtes de terrain menées par les équipes après‑vente mondiales de CRESIN, couvrant des projets photovoltaïques et de distribution en Europe, en Asie du Sud‑Est et au Moyen‑Orient, plus de 60 % des incendies d’armoires sont dus à un câblage de protection de secours non conforme : 

Erreur n° 1 : Installer une protection de secours en aval du parafoudre (côté PE)

Risque : Après le court-circuitage du parafoudre, le courant de défaut circule directement vers la barre de mise à la terre PE sans isolation ; des câblages longs peuvent engendrer une tension induite en cas de surtension due à la foudre, ce qui augmente considérablement la tension résiduelle Up et peut endommager les équipements électriques situés en aval. Règle standard : Le disjoncteur différentiel (CSCB), le fusible et le disjoncteur miniature (MCB) doivent être connectés en série au niveau de la borne d’entrée d’alimentation amont du parafoudre (côté pôle positif/négatif), entre la barre principale et le parafoudre. 

Erreur 2 : Câbles de connexion SPD trop longs et en boucle

Risque : Chaque mètre de câble introduit environ 1 μH d’inductance ; en présence d’un courant de surtension de 20 kA, une tension induite supplémentaire pouvant atteindre 2 kV se superpose aux bornes des équipements, annulant totalement l’effet de limitation de tension du parafoudre. Règle standard : La longueur totale des conducteurs d’arrivée du parafoudre et des câbles de protection contre les foudres (PE) doit être limitée à 0,5 m, sans boucles et en minimisant les coudes à angle droit. 

Erreur 3 : Inadéquation du calibre de courant de la protection de secours

Péril 1 : Fusible ou disjoncteur excessivement dimensionné : le courant de défaut de court-circuit du parafoudre ne parvient pas à faire sauter le fusible ni à déclencher le disjoncteur, et des arcs électriques continus enflamment l’armoire. Péril 2 : Dispositif de protection de secours sous-dimensionné : une impulsion d’orage normale entraîne un déclenchement intempestif, et l’ensemble du système perd sa protection contre les surtensions lors d’épisodes orageux. Référence correspondante : Le parafoudre DC pour installation photovoltaïque CRESIN CSMS‑B40 accepte un fusible de secours maximal de 125 A gG/gL ; le modèle CSCB correspondant doit être choisi en fonction du courant maximal de décharge du parafoudre (un parafoudre de 40 kA s’associe au CSCB‑S40S, un parafoudre de 80 kA au CSCB‑S80S). 

Erreur 4 : Un même ensemble de protection de secours partagé par plusieurs modules parallèles de dispositifs de protection contre les surtensions (SPD)

Risque : Si un seul parafoudre SPD tombe en panne, la protection de secours partagée ne peut pas isoler la branche défectueuse indépendante ; le courant de court-circuit se propage à toutes les boucles parallèles des SPD, entraînant une coupure complète de l’alimentation du cabinet. Règle standard : Chaque unité SPD indépendante ou chaque pôle individuel d’un SPD doit être équipé d’un dispositif de protection de secours CSCB dédié ; il est interdit de partager un seul SCPD entre plusieurs groupes de SPD. 

Application sur le marché mondial et services techniques d’assistance de CRESIN 

CRESIN fournit des dispositifs de protection contre les surtensions (SPD), des protecteurs de secours CSCB ainsi que des solutions complètes de protection contre les surtensions aux distributeurs mondiaux, aux entreprises d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction (EPC) spécialisées dans l’énergie solaire, aux fabricants de modules et aux clients OEM, couvrant les marchés d’Europe, d’Asie du Sud‑Est, d’Amérique latine, d’Afrique et du Moyen‑Orient. 

Scénarios d’application de la série CSCB 

Systèmes d’alimentation en courant continu : pour les systèmes de distribution en courant continu 600 V/1000 V/1200 V/1500 V, associés aux parafoudres DC CSMS‑B40.

Distribution en courant alternatif basse tension : applicable aux armoires de distribution principales, aux tableaux secondaires et aux systèmes d’alimentation sur toiture à usage commercial, associée aux parafoudres AC de classe I CSMS‑A15 et aux parafoudres AC de classe II CSMS‑B40.

Solutions intégrées de protection contre les surtensions pour l’automatisation industrielle, les armoires de télécommunication et les systèmes de stockage d’énergie.

Si vous avez besoin des fiches techniques complètes de CSCB, des spécifications d’installation, des catalogues de produits et d’autres documents connexes, veuillez consulter notre… Page du catalogue de produits pour accéder à tous les fichiers modifiables. 

Questions fréquentes (FAQ) concernant la protection de sauvegarde SPD

Pourquoi un dispositif de protection différentielle (DDR) nécessite-t-il une protection de secours ?

Un parafoudre est conçu pour dissiper les courants de surtension dus à la foudre et limiter les surtensions transitoires, mais il ne peut pas interrompre le courant de court-circuit continu à la fréquence du réseau. Lorsqu’un parafoudre tombe en panne en raison d’un vieillissement thermique ou d’un court-circuit interne, un dispositif de protection de secours dédié est nécessaire afin d’isoler rapidement le parafoudre défectueux, de prévenir les risques d’arc électrique et d’incendie, et de garantir la sécurité du système. 

Les fusibles ou disjoncteurs ordinaires peuvent-ils remplacer un dispositif de protection de secours à base de parafoudre (SPD) ?

Non. Les fusibles et disjoncteurs ordinaires ne sont pas spécifiquement conçus pour assurer la coordination de la protection des parafoudres. Ils peuvent entraîner des déclenchements intempestifs lors d’ondes de foudre, augmenter la tension résiduelle ou offrir une suppression insuffisante de l’arc en cas de défauts de court-circuit du parafoudre. Un dispositif de protection de secours dédié aux parafoudres est capable de distinguer avec précision les courants de surtension des courants de suivi dangereux. 

Quelle est la différence entre un fusible de secours pour parafoudre et un disjoncteur pour parafoudre ?

Un fusible de secours d’un parafoudre (SPD) coupe le courant de défaut en faisant fondre l’élément fusible. Il assure une protection fiable contre les courts-circuits, mais doit être remplacé après chaque déclenchement. Un disjoncteur pour SPD peut être réarmé après un déclenchement, mais les disjoncteurs ordinaires peuvent altérer les performances de protection du SPD en raison de leur inductance interne. Un protecteur de secours SCB dédié offre une meilleure coordination avec les systèmes SPD. 

Comment le CRESIN CSCB assure-t-il la protection de secours du SPD ?

Le CSCB de CRESIN intègre une technologie de déclenchement thermomagnétique sélectif. En présence d’une décharge de surtension due à la foudre, le CSCB demeure conducteur sans déclencher de manière intempestive. Lorsqu’un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) génère un courant de suivi continu en raison de son vieillissement ou d’un court-circuit, le CSCB coupe rapidement le circuit défectueux en quelques millisecondes, limitant ainsi les arcs et renforçant la sécurité du système. 

Où doit-on installer un dispositif de protection de secours SPD ?

Le dispositif de protection de secours SPD doit être installé en série du côté amont de l’alimentation, entre la barre omnibus principale et la borne d’entrée du SPD. Une installation incorrecte en aval du SPD ou du côté du conducteur de protection PE peut empêcher une isolation efficace des défauts et accroître les risques de dommages aux équipements. 

Comment choisir le modèle CSCB approprié pour un SPD ?

Le modèle CSCB doit être choisi en fonction du type de parafoudre, de la classe de protection, du courant maximal de décharge et des exigences de tension du système. CRESIN propose divers modèles de CSCB compatibles avec les parafoudres de classe I et de classe II, répondant à des applications telles que les systèmes photovoltaïques en courant continu, la distribution en courant alternatif basse tension et les systèmes de commande industrielle. 

Conclusion 

Les fusibles ordinaires et les disjoncteurs miniatures ne peuvent pas satisfaire aux exigences de coordination sélective de la protection de secours des parafoudres dans des environnements électriques photovoltaïques et industriels complexes, présentant des défauts évidents tels que des déclenchements intempestifs, une tension résiduelle élevée et des performances insuffisantes en matière d’extinction d’arc.

Comme le montre le tableau des paramètres techniques du CSCB, le CRESIN CSCB est un dispositif de protection de secours dédié aux parafoudres, conçu pour la protection contre la foudre. Il assure une isolation sélective entre les surintensités de surtension et les défauts à fréquence industrielle, prévenant ainsi les risques d’incendie liés à la défaillance des parafoudres.

Pour les systèmes photovoltaïques, les modernisations du réseau de distribution et la fabrication de panneaux, CSCB propose une solution de protection par dispositifs de dérivation (SPD) sûre, standardisée et rentable, conforme aux normes IEC et aux normes nationales.

Pour la mise en relation de projets, les essais d’échantillons ou les solutions sur mesure, veuillez visiter notre… Page de contact Nos ingénieurs offrent des conseils pour le choix des SPD et des CSCB, ainsi que du support en matière de câblage et une assistance technique. Nous accueillons également les collaborations avec des distributeurs et des OEM/ODM.