Protection
Les parafoudres et les parasurtenseurs limitent les surtensions transitoires causées par la foudre et les manœuvres avant qu’elles ne percent l’isolation. L’essai sur place combine inspection, vérification des connexions et de la terre, mesures d’isolement et, pour les parafoudres de classe poste, une comparaison des pertes en watts, afin de démontrer que le dispositif est intact et prêt à agir.
Les parafoudres et les parasurtenseurs se branchent entre un conducteur sous tension et la terre et restent presque inactifs en service normal. Quand une surtension transitoire arrive, par la foudre ou par une manœuvre, ils conduisent, limitent la tension à un niveau que l’équipement protégé peut supporter, puis retrouvent leur état de haute résistance. L’essai vise les parafoudres de moyenne et haute tension sur les transformateurs, jeux de barres, lignes et extrémités de câble, les parafoudres et condensateurs antisurtension des machines tournantes, et les parasurtenseurs basse tension installés dans les tableaux et l’appareillage. Le travail comprend l’inspection visuelle et mécanique, la vérification des connexions boulonnées et du chemin de mise à la terre, des mesures d’isolement sur l’élément du parafoudre quand la conception le permet, et une comparaison des pertes en watts ou du courant de fuite sur les unités de classe poste. Comme un parafoudre est un dispositif de protection que l’on voit rarement agir, ces essais sont la seule façon de connaître son état.
Un parafoudre qui a failli ne protège rien, et souvent personne ne le sait. L’entrée d’humidité par un joint endommagé, un boîtier fissuré, la contamination, la dégradation interne de l’élément après des surtensions répétées et un chemin de terre lâche ou corrodé peuvent laisser le dispositif incapable de limiter le transitoire suivant. La surtension suivante, causée par la foudre ou une manœuvre, atteint alors le transformateur, le moteur ou l’appareillage qu’il devait protéger, et il en résulte une défaillance d’isolation et une panne. Un parafoudre dégradé peut aussi défaillir en service par emballement thermique, ce qui, dans le pire des cas, fait éclater le boîtier et cause un défaut en soi. Les parasurtenseurs basse tension s’usent en absorbant des surtensions et portent souvent un indicateur ou un contact d’état, mais l’indicateur lui-même doit être confirmé. L’essai périodique décèle ces problèmes avant qu’une surtension ne le fasse.
Un bloc de parafoudre à oxyde métallique est une résistance non linéaire. À la tension normale de service, il ne conduit qu’un très faible courant de fuite, surtout capacitif avec une petite part résistive. Quand la tension dépasse un coude de sa caractéristique, la résistance s’effondre et le bloc écoule la surtension vers la terre. Les pertes en watts mesurent la composante résistive du courant de fuite. À mesure qu’un bloc vieillit, absorbe de l’humidité ou subit un dommage partiel, cette part résistive augmente même si le courant total bouge à peine; une lecture des pertes est donc plus sensible à la détérioration qu’une simple lecture de courant. La résistance d’isolement révèle une contamination ou un chemin conducteur sur le boîtier, bien qu’elle dise peu de l’élément interne à basse tension d’essai. La résistance des connexions et la continuité du chemin de terre comptent parce que le courant de la surtension doit les parcourir rapidement, et toute impédance sur ce chemin augmente la tension que voit l’équipement protégé. Les parasurtenseurs basse tension utilisent des éléments non linéaires semblables, avec sectionneurs ou fusibles; leurs vérifications portent donc sur les indicateurs d’état, le câblage et la mise à la terre.
Le parafoudre est mis hors tension, isolé et mis à la terre selon le plan de sécurité du propriétaire, et les connexions du côté ligne et du côté terre sont rendues accessibles. Le technicien inspecte le boîtier à la recherche de fissures, d’éclats, de contamination, de traces de brûlure et de corrosion, ainsi que la quincaillerie de fixation et de mise à la terre pour son serrage et son état. Les données de la plaque signalétique, la classe et la valeur nominale sont consignées et comparées à la conception. Les connexions boulonnées se mesurent avec un micro-ohmmètre à la borne de ligne et à la borne de terre, et l’on compare les connexions semblables. On confirme la continuité du chemin de terre jusqu’à la terre du poste ou de l’équipement. La résistance d’isolement se mesure de la borne à la terre à un niveau adapté à la classe du parafoudre, celui-ci étant isolé de la ligne, et les lectures se comparent entre phases. Sur les unités de classe poste, un appareil d’essai en courant alternatif applique une tension à chaque unité de phase et mesure les pertes en watts, qui se comparent à celles des autres phases et aux résultats antérieurs, en tenant compte de la température et de l’état de surface au moment de l’essai. Si l’équipement comporte un moniteur de courant de fuite ou un compteur, sa lecture est consignée. Pour les parasurtenseurs basse tension, on vérifie l’indicateur d’état, les fusibles, le câblage et la mise à la terre, et les instructions du fabricant régissent tout essai électrique, car les tensions d’essai peuvent endommager le dispositif.
Le relevé comprend l’identification, la classe et la valeur nominale du parafoudre ou du parasurtenseur, l’état visuel constaté, les mesures des connexions et du chemin de terre, les lectures d’isolement par phase, les résultats de pertes en watts ou de fuite lorsqu’ils ont été pris, la lecture de tout compteur ou indicateur, la température et les conditions météorologiques, l’appareillage d’essai et son état d’étalonnage ainsi que l’état, à l’arrivée et au départ, des connexions.
Les résultats se jugent par comparaison, puisqu’aucune valeur unique ne décrit un parafoudre sain. La résistance des connexions se compare entre connexions semblables d’une même installation, et un joint qui affiche nettement plus que ses voisins est suspect. La résistance d’isolement et les pertes en watts se comparent entre phases, et l’unité qui se démarque de ses sœurs est celle qu’il faut examiner. Les tendances par rapport aux essais antérieurs comptent plus que toute lecture isolée, et les données du fabricant ainsi que les tableaux publiés régissent les limites absolues, y compris la correction des lectures selon la température et l’état de surface. Un boîtier visiblement endommagé, un indicateur défaillant ou un chemin de terre ouvert constitue une constatation quels que soient les chiffres électriques. Les essais figurent dans ANSI/NETA ATS-2025 pour la réception et dans ANSI/NETA MTS-2023 pour l’entretien; pour les valeurs et critères réels, reportez-vous à vos propres exemplaires sous licence des deux et aux instructions du fabricant.
La méthode dépend du type de parafoudre et de la tension. Les parafoudres de classe poste et de classe intermédiaire dans les postes et sur les gros transformateurs justifient l’essai des pertes en watts, alors que les unités de classe distribution se jugent souvent par la seule inspection, la vérification de la terre et les lectures d’isolement, et sont fréquemment remplacées plutôt qu’essayées. Les parafoudres des machines tournantes sont petits et situés près des bornes d’enroulement; ils s’essaient donc avec la machine et ses condensateurs antisurtension, et l’essai d’isolement de la machine est organisé de façon que le parafoudre ne le fausse pas. Dans l’appareillage, les parafoudres de la ligne d’arrivée ou des extrémités de câble sont isolés avant l’essai du jeu de barres. Les parasurtenseurs basse tension se vérifient par les indicateurs, les fusibles et le câblage, non par contrainte électrique. L’essai de réception établit des valeurs de référence pour les tendances ultérieures, tandis que l’essai d’entretien s’appuie sur la tendance et sur l’inspection après de fortes tempêtes ou après un défaut près de l’équipement.
Les catégories d’équipement et les articles de norme qui exigent cet essai, et les formulaires de UltraDb qui le comportent.
Aucun signe ne suffit à lui seul. Des fissures, des traces de brûlure ou un boîtier bombé sont des constatations évidentes, mais une défaillance interne peut ne se manifester que par une lecture de pertes en watts ou de fuite plus élevée que celle des autres phases ou des résultats antérieurs. Un sectionneur déclenché ou un indicateur défaillant sur un parasurtenseur signale aussi une unité défectueuse.
Il isole la composante résistive du courant de fuite, qui augmente quand l’humidité, la contamination ou un dommage à l’élément se développent. Il est donc plus sensible à la détérioration qu’une simple lecture de courant ou d’isolement, et il se compare facilement d’une phase à l’autre.
Pas sans consulter d’abord les instructions du fabricant. La tension d’essai peut dépasser le niveau d’écrêtage du dispositif et l’endommager ou le dégrader. Les parasurtenseurs sont habituellement déconnectés du circuit avant tout essai d’isolement de l’équipement environnant, et se vérifient par l’indicateur, le câblage et la mise à la terre.
Le courant de la surtension doit parcourir le conducteur de terre et ses connexions, et toute résistance ou inductance sur ce chemin ajoute une tension que voit l’équipement protégé. Une terre lâche ou corrodée peut annuler un parafoudre parfaitement sain; le chemin est donc inspecté et mesuré.
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