Les causes les plus courantes de défaillance des SPD sont les contraintes répétées dues aux surtensions, les surtensions temporaires, un mauvais choix de valeurs Uc ou Ucpv, des erreurs de câblage, une protection de secours inadaptée, une température excessive, l'humidité et l'utilisation d'un dispositif de protection contre les surtensions inadapté au système.
La foudre n'est qu'une cause possible parmi d'autres. Un dispositif de protection contre les surtensions peut également tomber en panne prématurément si la tension de service réelle est supérieure à celle prévue, si un défaut sur le neutre génère une tension anormale, si un générateur photovoltaïque dépasse la valeur Ucpv sélectionnée, ou si le dispositif de protection contre les surtensions est installé dans des conditions électriques ou environnementales inadaptées.
Pour les équipes de maintenance, la question importante n'est pas seulement « Le SPD a-t-il échoué ? » C'est également « Pourquoi a-t-il cessé de fonctionner, et le SPD de remplacement va-t-il à nouveau tomber en panne ? »
Champ d'application du présent guide : Cette page explique les causes de défaillance des SPD et les raisons pour lesquelles les modules de remplacement tombent parfois à nouveau en panne. Pour connaître les procédures d'inspection étape par étape, consultez Comment vérifier si un SPD est défectueux . Pour remplacer une cartouche enfichable, suivez le guide de remplacement correspondant.
Table des matières
Quelles sont les causes de défaillance d'un SPD ?
Un SPD peut tomber en panne après une exposition répétée à des surtensions, un événement dépassant sa capacité de décharge, une surtension temporaire ou toute autre condition de tension anormale prolongée, une tension Uc ou Ucpv sélectionnée inférieure à la tension réelle du système, un câblage incorrect, une protection de secours contre les courants de défaut inadaptée, une température élevée dans le boîtier, de l’humidité ou une application incorrecte en courant alternatif (CA) ou en courant continu photovoltaïque (CC).
Si un nouveau SPD de remplacement tombe à nouveau en panne, ne continuez pas à changer les cartouches sans avoir examiné le système. Mesurez la tension réelle, vérifiez l'étiquette du SPD et son application, contrôlez le neutre et le câblage, inspectez le fusible de secours ou le disjoncteur différentiel, et vérifiez l'état du socle, des bornes et du boîtier.
| Cause possible | Ce qui pourrait se passer | Ce que les équipes de maintenance doivent vérifier |
|---|---|---|
| Exposition répétée à des pics de tension | Les composants MOV subissent un vieillissement progressif sous l'effet des contraintes électriques et thermiques accumulées. | Exposition à la foudre, événements de commutation, historique des surtensions et registres de remplacement. |
| Dépasser les capacités du SPD | Un événement grave peut entraîner une dégradation immédiate ou déclencher le sectionneur interne. | Type de SPD, In, Imax ou Iimp, position de montage et concept de protection contre la foudre. |
| Surtension temporaire ou anormale | Le SPD peut fonctionner trop longtemps, générer de la chaleur et se déconnecter. | Tension L-N, L-PE, N-PE ou continue, état du neutre, transformateur, générateur et anomalies du réseau. |
| Valeur Uc ou Ucpv trop faible | Une tension de fonctionnement normale ou les variations prévisibles peuvent accélérer le vieillissement des varistances. | Tension continue maximale, configuration de mise à la terre, tension Voc photovoltaïque et correction à basse température . |
| Câblage ou utilisation incorrects | Il peut arriver qu’un mode de protection présente une tension anormale ou que le circuit de protection prévu ne fonctionne pas correctement. | Affectation des bornes, polarité, configuration des pôles, disposition N-PE et application CA par rapport à l'application CC photovoltaïque. |
| Protection par sauvegarde incorrecte | Un défaut à la fréquence du réseau peut ne pas être éliminé correctement, ou le dispositif en amont peut se déclencher inutilement. | Intensité nominale du fusible ou du disjoncteur, pouvoir de coupure, courant de court-circuit et exigences du fabricant. |
| Câbles trop longs ou mauvaise mise à la terre | Les performances de protection peuvent être réduites et l'équipement peut être soumis à une tension résiduelle effective plus élevée. | Continuité du PE, liaison équipotentielle, longueur des conducteurs, cheminement et étanchéité des bornes. |
| Température élevée ou humidité | Le vieillissement thermique, la corrosion, la détérioration de l'isolation et l'échauffement des bornes peuvent être accélérés. | Température du boîtier, ventilation, rayonnement solaire, condensation, indice de protection IP et bornes mal fixées. |
| Problème lié au produit ou au lot | Il se peut que les composants, les raccordements ou les mécanismes de déconnexion ne fonctionnent pas conformément aux spécifications. | Que des défaillances similaires surviennent dans un même lot de production ou dans des conditions normales vérifiées dans différentes installations. |
La cause, le mécanisme de défaillance et le résultat visible ne sont pas identiques
Une analyse efficace des causes profondes d'un SPD distingue quatre niveaux différents. L'indicateur rouge visible correspond généralement au résultat final, et non à la cause initiale.
| Cause profonde | Mécanisme de défaillance | Réaction de défense | Résultat visible |
|---|---|---|---|
| Neutre déconnecté ou instable | La tension appliquée dépasse la plage de fonctionnement normale et le MOV reste conducteur pendant trop longtemps. | La température interne augmente et le coupe-circuit thermique s'ouvre. | La fenêtre d'état change, le contact distant change d'état ou le SPD se déconnecte. |
| Exposition répétée à des pics de tension | Les caractéristiques du MOV évoluent progressivement à la suite de contraintes électriques et thermiques cumulées. | Les fuites et l'échauffement s'intensifient jusqu'à ce que l'élément de protection soit mis hors circuit. | L'indication de fin de vie s'affiche après un événement ultérieur ou pendant le fonctionnement. |
| Un événement dépassant les capacités du SPD | Le dispositif de protection est soumis à une énergie d'impulsion excessive. | Le sectionneur se déclenche ou la protection contre les défauts en amont coupe le circuit. | Cela peut se traduire par un signal d'alerte immédiat, le déclenchement d'un dispositif de protection ou l'apparition de dommages visibles. |
Un voyant rouge signale l'état SPD, et non la cause première
Le personnel de maintenance doit encore déterminer si la cause initiale était un vieillissement normal dû à l'accumulation de surtensions, une tension anormale du réseau, un mauvais choix, les conditions d'installation ou un éventuel problème lié au produit.
1. Les surtensions répétées provoquent un vieillissement progressif du SPD
De nombreux dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) à limitation de tension utilisent des varistances à oxyde métallique. Lors d'une surtension, la varistance passe d'un état à haute impédance à un état conducteur et limite la tension transitoire aux bornes du circuit protégé.
Toute opération importante génère des contraintes électriques et thermiques. Un événement mineur peut avoir un effet à peine mesurable, tandis que des événements répétés ou de plus forte intensité peuvent progressivement modifier les caractéristiques du MOV, augmenter le courant de fuite et réduire la marge de fonctionnement restante.
À terme, le sectionneur thermique interne peut isoler le composant de protection et l'indicateur visuel ou le contact à distance peut changer d'état.
Il n'existe pas de nombre universel de coups de foudre pour un SPD
La durée de vie d'un parafoudre ne peut être estimée en se basant uniquement sur le nombre d'événements de foudre. Un transitoire de commutation de faible énergie et un courant de foudre de forte énergie n'exercent pas la même contrainte sur le dispositif. La forme d'onde, l'amplitude, la durée, la répartition du courant, la capacité nominale du parafoudre, la position d'installation et la dégradation antérieure sont autant de facteurs qui influencent le résultat.
Un SPD relativement neuf peut tomber en panne lors d’un seul événement de forte intensité. Un SPD plus ancien peut, quant à lui, rester opérationnel après de nombreux événements de moindre ampleur. Un compteur de surtensions ne peut donc pas fournir de pourcentage exact de la durée de vie restante du SPD.
2. Une seule surtension peut dépasser la capacité de décharge du SPD
Un SPD n'est pas un absorbeur d'énergie illimité. Ses intensités nominales indiquées décrivent ses performances dans des conditions et avec des formes d'onde d'essai spécifiées.
Les SPD de type 2 indiquent généralement un courant de décharge nominal En et le courant de décharge maximal Imax. Les SPD de type 1 indiquent le courant de coup de foudre Iimp.
Si un événement réel s'avère plus intense que ce que l'appareil, sa position d'installation ou le concept de protection peuvent supporter, le SPD peut se déconnecter immédiatement, subir une dégradation interne ou perdre sa capacité de protection sans pour autant présenter de dommages externes importants.
Un SPD de type 2 qui se déclenche à proximité du point d'entrée du réseau n'est pas nécessairement défectueux. Le projet aurait pu nécessiter un SPD de type 1 ou de type 1+2, un calibre de courant différent, des conducteurs plus courts ou une meilleure coordination avec d'autres niveaux de protection.
Ne vous fiez pas uniquement à la valeur Imax pour évaluer la capacité de pointe.
Le type et la puissance nominale appropriés du parasurtenseur dépendent de la position d'installation, de l'exposition à la foudre, de la présence d'un système externe de protection contre la foudre, du type d'alimentation électrique et de la coordination avec les parasurtenseurs en aval. Voir le Guide de sélection de l'Imax SPD. .
3. Une surtension temporaire n'est pas la même chose qu'une surtension due à la foudre
De nombreux dysfonctionnements prématurés ou répétés des SPD sont attribués à la foudre, alors que la cause réelle est une surtension temporaire ou une autre anomalie de tension qui persiste bien plus longtemps qu’une surtension transitoire.
Une surtension transitoire peut présenter un pic très élevé, mais ne durer que quelques microsecondes. Une surtension temporaire a généralement un pic moins élevé qu'une impulsion de foudre, mais elle persiste pendant beaucoup plus longtemps.
Un dispositif de protection contre les surtensions est conçu pour limiter les surtensions transitoires de courte durée. Il n'est pas destiné à fonctionner en continu comme régulateur de tension.
Si la tension appliquée reste supérieure à la plage de fonctionnement en continu du SPD, le composant de limitation de tension risque de rester conducteur trop longtemps, de générer de la chaleur et de déclencher son disjoncteur thermique.
Un SPD conforme doit présenter une réponse définie face à des conditions spécifiées de surtension temporaire. En fonction de sa conception déclarée, il peut soit résister à ces conditions, soit atteindre un état de fin de vie contrôlé. Cela ne signifie pas pour autant qu’il soit capable de limiter en toute sécurité toute tension anormale persistante indéfiniment.
Sources possibles de tensions anormales
- Conducteur neutre mal fixé, endommagé ou déconnecté.
- Réglage incorrect des prises du transformateur.
- Problème de régulation de la tension du générateur.
- Un déséquilibre de phase ou un autre défaut du réseau.
- Raccordement incorrect de la phase, du neutre ou du conducteur de protection.
- Défaut à la terre du système photovoltaïque, défaut d'isolation ou tension inattendue entre un conducteur et la terre.
- La tension du système est systématiquement supérieure à celle prise en compte lors du choix du dispositif de protection contre les surtensions (SPD).
Le remplacement de la cartouche ne permet pas d'éliminer la tension anormale.
Si la défaillance initiale a été causée par un problème au niveau du neutre, un TOV ou une autre situation de tension anormale prolongée, une cartouche de remplacement de même puissance peut également surchauffer et se déclencher. Mesurez et corrigez l'état du système avant de procéder à des remplacements répétés de cartouches.
4. La valeur Uc ou Ucpv a été choisie inférieure à la tension de fonctionnement réelle
Uc Il s'agit de la tension de service continue maximale déclarée pour un parafoudre CA. Pour les parafoudres photovoltaïques, le paramètre CC correspondant est généralement indiqué comme suit : Ucpv.
Lorsque la valeur Uc ou Ucpv est trop faible, une variation normale de tension ou une condition de fonctionnement normale peut, à plusieurs reprises, amener le composant de protection à se rapprocher de l'état de conduction.
Cela peut entraîner une augmentation du courant de fuite, un échauffement supplémentaire, un vieillissement accéléré du MOV et un déclenchement prématuré du disjoncteur thermique interne.
Le choix de la valeur Uc la plus faible disponible ne garantit pas automatiquement la meilleure protection. La tension nominale continue doit tout d'abord être suffisamment élevée pour tenir compte de la tension réelle du système, des variations prévues et du schéma de mise à la terre.
Systèmes de distribution CA
Ne déterminez pas la valeur Uc uniquement à partir de la tension nominale entre phases. Vérifiez entre quels conducteurs chaque mode de protection est raccordé. Les réseaux TN, TT et IT peuvent entraîner des conditions de tension différentes entre les différents modes de protection du parafoudre.
Pour connaître l'ensemble du processus de sélection des climatiseurs, consultez le Guide de sélection SPD Uc .
Systèmes photovoltaïques solaires en courant continu
La tension en circuit ouvert d’un module photovoltaïque augmente à basse température. La longueur de la chaîne, les caractéristiques du module et la température minimale prévue sur site doivent donc être prises en compte lors du calcul de la tension maximale du champ photovoltaïque.
Le SPD doit également correspondre à la topologie photovoltaïque et à la tension maximale de chaque conducteur actif par rapport à la terre. Pour le processus de calcul photovoltaïque distinct, voir le Guide de sélection des SPD Ucpv à courant continu .
5. Un câblage incorrect modifie le chemin de protection prévu
Un SPD peut afficher un voyant vert tout en étant mal installé. Le voyant indique normalement l'état d'un composant de protection interne surveillé. Il ne vérifie pas chaque conducteur externe, chaque borne et chaque mode de protection.
Parmi les problèmes courants liés au câblage et à l'utilisation, on peut citer :
- La phase, le neutre ou le conducteur de protection (PE) sont raccordés à la borne incorrecte.
- Configuration incorrecte du réseau : 1P+N, 2P, 3P+N ou 4P.
- Configuration incorrecte de la protection N-PE dans un réseau en tension-tension.
- Des bornes mal fixées provoquent un échauffement par résistance.
- Conducteurs de raccordement acheminés en formant une grande boucle.
- Ligne très longue et conducteurs en PE.
- Les circuits de protection CC (positif, négatif et PE) sont mal raccordés.
- Un parafoudre CA installé côté courant continu du système photovoltaïque.
- Une cartouche installée dans un socle incompatible.
Un câblage incorrect n'entraîne pas toujours la destruction immédiate du SPD. Dans certaines installations, cela se traduit plus directement par une protection insuffisante des équipements. Dans d'autres cas, un mode de protection peut être exposé à une tension ou à une condition de défaut ne correspondant pas à son application prévue.
Vous avez besoin d'un schéma de câblage ?
Utilisez le Guide de câblage du SPD triphasé ou le Guide des schémas de câblage des SPD monophasés . L'installation et la mesure de la tension doivent être effectuées par du personnel électricien qualifié.
6. Le fusible de secours ou le disjoncteur différentiel (MCB) est manquant ou mal coordonné
Le fusible ou le disjoncteur en amont ne limite généralement pas une surtension de l'ordre de la microseconde. Son rôle principal dans la branche du dispositif de protection contre les surtensions (SPD) est d'évacuer le courant de défaut à la fréquence du réseau si le SPD ou son raccordement présente un défaut.
Une bonne coordination doit tenir compte de la protection de secours maximale déclarée par le fabricant du SPD, du conducteur, du dispositif en amont, du courant de court-circuit prévisible et du pouvoir de coupure requis.
Si le dispositif de protection n'est pas adapté :
- Il se peut qu'un défaut interne du SPD ne soit pas isolé de manière suffisamment sûre ou rapide.
- Un fusible sous-dimensionné ou un disjoncteur différentiel inadapté peut se déclencher lors de surtensions normales.
- La branche SPD peut rester déconnectée sans que cela ne soit remarqué.
- La capacité de coupure pourrait s'avérer insuffisante pour le niveau de défaut du tableau.
- Le simple remplacement du SPD peut ne pas résoudre le problème de coordination initial.
Ne copiez pas la valeur nominale d'un fusible de secours provenant d'un autre SPD.
Deux disjoncteurs SPD présentant des valeurs Uc, In ou Imax similaires peuvent avoir des exigences de protection de secours différentes. Consultez la documentation relative au modèle précis et aux conditions réelles de court-circuit du tableau.
7. Les câbles trop longs et une mauvaise connexion réduisent principalement les performances de protection
Lors d'une surtension rapide, l'inductance du conducteur joue un rôle important. Un conducteur de raccordement long peut générer une tension supplémentaire lorsque le courant de surtension circule.
Cette tension s'ajoute à la tension de protection propre au SPD et peut augmenter la tension subie par les équipements en aval.
Des connexions en PE mal fixées, une liaison équipotentielle déficiente, la corrosion et des conducteurs inutilement longs peuvent donc réduire l'efficacité de l'ensemble du système de protection.
La longueur des conducteurs n'implique pas automatiquement que le SPD lui-même va tomber en panne.
L'effet le plus direct d'une longueur de raccordement excessive ou d'un raccordement de mauvaise qualité se traduit généralement par une diminution des performances de protection et une tension effective plus élevée au niveau de l'équipement. Ces conditions peuvent contribuer à une répartition anormale du courant ou à des contraintes supplémentaires, mais elles ne doivent pas être considérées comme une cause directe et automatique de défaillance du parafoudre.
Vérifiez le chemin d'accès complet
- Raccordement de la phase ou du neutre entre le jeu de barres et le parafoudre.
- Raccordement du SPD au PE, au PEN ou à la barre de liaison équipotentielle.
- Longueur totale du conducteur, et non pas uniquement d’un côté de la connexion.
- Boucles et séparation entre les conducteurs d'alimentation et les conducteurs protégés.
- Couple de serrage des bornes, corrosion et section des conducteurs.
- Coordination avec les SPD en amont et en aval.
8. Une température élevée à l'intérieur du boîtier accélère le vieillissement des SPD
Les composants SPD sont déjà soumis à des contraintes thermiques lors de pics de tension et de conditions de tension anormales. Une température ambiante élevée réduit la marge thermique disponible et peut accélérer le vieillissement des varistances, de l’isolation, des bornes et des composants de déconnexion.
Situations courantes impliquant des températures élevées
- Boîtiers de raccordement solaires extérieurs exposés à la lumière directe du soleil.
- Armoires hermétiques à ventilation limitée.
- Les SPD installés à proximité de contacteurs, d'alimentations électriques ou d'autres sources de chaleur.
- Des bornes mal fixées provoquant un échauffement par résistance localisé.
- Des conducteurs à courant élevé qui chauffent le même boîtier.
- Température ambiante hors de la plage de fonctionnement indiquée pour le produit.
L'humidité et la condensation peuvent entraîner de la corrosion, une contamination et une détérioration de l'isolation. Pour les installations photovoltaïques, de télécommunications et industrielles en extérieur, vérifiez les presse-étoupes, l'étanchéité des boîtiers, le drainage et le contrôle de la condensation — et pas seulement le module enfichable.
9. Les défaillances des SPD solaires et à courant continu doivent faire l'objet d'un examen distinct
Un système photovoltaïque en courant continu n'est pas simplement un tableau de distribution en courant alternatif portant une étiquette de tension différente. Les longs câbles de chaîne, l'élévation de tension à basse température, la tension conducteur-terre, la surveillance de l'isolation et l'interruption des défauts en courant continu sont autant de facteurs qui influent sur le choix des parafoudres.
| Problème spécifique à DC | Pourquoi c'est important | Ce qu'il faut confirmer |
|---|---|---|
| Ucpv inférieure à la tension maximale du générateur | Le SPD peut rester exposé à une tension continue excessive au lieu de subir uniquement de brefs événements transitoires. | Valeur Voc maximale corrigée de la chaîne à la température la plus basse prévue sur le site. |
| SPD CA utilisé du côté CC | Il se peut que l'appareil ne dispose pas de la tension continue requise, d'un dispositif de déconnexion ou d'une conception permettant de résister aux arcs électriques . | Déclaration relative aux systèmes photovoltaïques en courant continu, application du produit et exigences pertinentes de la norme CEI 61643-31. |
| Hypothèse erronée concernant la topologie du système photovoltaïque | La tension entre le conducteur et la terre, qu'elle soit positive ou négative, peut différer de la valeur prévue lors du choix. | Installation photovoltaïque flottante, reliée à la terre ou autre. |
| Mode de protection incorrect | Un mode de protection interne peut transmettre une tension ou une surtension dépassant les limites prévues lors de sa conception. | Configuration « positif vers PE », « négatif vers PE » et « positif vers négatif ». |
| Contraintes thermiques en extérieur | Une température élevée du boîtier de raccordement réduit la marge thermique et accélère le vieillissement. | Exposition directe au soleil, température intérieure, ventilation et espacement des installations. |
| Longues itinéraires de câble DC | Les surtensions peuvent provenir de différents points et nécessitent une protection coordonnée à proximité des panneaux, des boîtiers de regroupement et des entrées des onduleurs. | Tracé des câbles, emplacements des SPD et coordination entre les niveaux de protection. |
Il ne faut pas appliquer une seule règle de polarité à tous les SPD à courant continu.
Les circuits de protection internes des SPD à courant continu varient d'un modèle à l'autre. Certains produits utilisent des dispositifs de protection symétriques, tandis que d'autres imposent des exigences précises en matière de bornes ou de polarité. Respectez le schéma correspondant au modèle précis plutôt que d'appliquer une règle générale issue d'un autre produit.
10. Des problèmes liés à la qualité du produit ou des défauts de fabrication sont également possibles
La tension du réseau, le choix et l'installation doivent faire l'objet d'une analyse minutieuse, en particulier lorsque des SPD de remplacement tombent en panne à plusieurs reprises au même endroit. Toutefois, on ne peut pas exclure d'emblée l'existence de problèmes liés à la qualité des produits.
Parmi les causes possibles liées au produit, on peut citer des caractéristiques de MOV irrégulières, une déconnexion thermique inadaptée, des connexions internes défaillantes, un mauvais contact au niveau des bornes, des matériaux inappropriés, une étanchéité insuffisante, des étiquettes erronées ou un manque d’uniformité au sein d’un même lot.
Un problème lié à un produit ou à un lot est plus susceptible de se produire lorsque :
- Les défaillances de ce type se concentrent dans le même lot de production.
- Les appareils présentent des défaillances dans des conditions de tension et de température normales et vérifiées.
- Le même type inhabituel de dommages apparaît dans des installations sans aucun lien entre elles.
- Le câblage, la coordination des protections et la tension du réseau ont fait l'objet d'une vérification indépendante.
- La défaillance survient bien plus tôt que sur des appareils comparables dans des conditions similaires.
- L'étiquette ou la cartouche de rechange fournie ne correspond pas aux spécifications approuvées.
Une analyse équilibrée des causes profondes protège à la fois l'acheteur et le fournisseur
Tous les SPD défaillants ne sont pas nécessairement défectueux, mais toutes les défaillances ne doivent pas pour autant être imputées à l’ installation. Le fait de consigner les étiquettes des produits, les informations relatives aux lots, les conditions de fonctionnement, le câblage et les types de dommages permet d’aboutir à une conclusion plus fiable.
11. Pourquoi le SPD de remplacement tombe-t-il à nouveau en panne ?
Une défaillance répétée peu après le remplacement est un signe fort indiquant que la cause initiale pourrait toujours être présente. Le remplacement de la cartouche ne rétablit la protection que si la base, le câblage et l'état du système restent satisfaisants.
Causes fréquentes des pannes répétées du SPD
- La pièce de rechange présente les mêmes valeurs Uc ou Ucpv inadaptées que la pièce d'origine.
- Un défaut au neutre ou une tension anormale du réseau n'a pas été corrigé(e).
- La cartouche a été remplacée, mais la base ou la borne a été endommagée par la chaleur.
- Le fusible de secours ou le disjoncteur différentiel n'est toujours pas correctement sélectionné.
- Les câbles mal fixés continuent de provoquer un échauffement localisé.
- Le boîtier reste trop chaud ou présente de la condensation.
- Un SPD de type 2 est soumis à une application nécessitant une protection de type 1.
- La tension du parc photovoltaïque dépasse les hypothèses de conception initiales.
- Un seul poteau a été remplacé, bien que tous les modules aient été touchés par le même incident.
- Une cartouche de rechange incompatible a été installée dans la base existante.
Ne continuez pas à remplacer les cartouches sans avoir mesuré le système
Une deuxième défaillance devrait donner lieu à une analyse des causes profondes. Le fait de continuer à installer le même SPD sans vérifier la tension de fonctionnement, le neutre, la tension Voc des panneaux photovoltaïques, le câblage, la base et le boîtier peut entraîner la réapparition de la même défaillance.
12. À quel moment faut-il contrôler ou remplacer plusieurs modules SPD ?
La défaillance d'une cartouche ne signifie pas automatiquement que tous les SPD de l'installation doivent être remplacés. La décision doit être prise en fonction de l'incident, de l'historique de l'installation, de l'exposition générale, de la criticité du système et de la possibilité de vérifier l'état de protection résiduel.
Remédier à la cause courante avant de remplacer un lot entier
Le remplacement par lots sans corriger les tensions anormales, des valeurs Uc ou Ucpv inadaptées, un câblage incorrect, la chaleur ou l'humidité peut entraîner la réapparition de la même défaillance sur les nouveaux modules.
13. Liste de contrôle des causes profondes avant de commander des SPD de rechange
Les informations suivantes aident les équipes de maintenance et les fournisseurs à faire la distinction entre un remplacement normal en fin de vie et un problème lié au système, au choix du produit, à l'installation ou éventuellement au lot.
Informations sur le produit
- Modèle SPD complet et photo nette de l'étiquette.
- Type 1, Type 2 ou Type 1+2.
- Uc ou Ucpv.
- Dans Imax ou Iimp.
- Configuration « Up and pole ».
- Cartouche enfichable et modèle de base.
- Lot de fabrication et date d'installation.
Informations système
- Tension nominale et tension de fonctionnement mesurée.
- Système de mise à la terre CA ou topologie photovoltaïque.
- Tension de sortie maximale corrigée de la chaîne photovoltaïque.
- Modèle et calibre du fusible de secours ou du disjoncteur différentiel.
- Courant de court-circuit prévisionnel, si disponible.
- Emplacement d'installation dans le système de protection.
- Disposition des SPD en amont et en aval.
Preuves de défaillance
- État des voyants et des contacts à distance.
- Fissures, décoloration ou brûlures.
- Dégâts thermiques au niveau de la base ou du terminal.
- Nombre d'unités défectueuses.
- Date de la défaillance et conditions de fonctionnement.
- Coup de foudre, coupure de courant ou incident sur le réseau survenu récemment.
- Si la pièce de rechange a elle aussi présenté un dysfonctionnement.
Environnement d'installation
- Photos du tableau électrique et du câblage.
- Longueur approximative du conducteur SPD.
- PE et dispositif de liaison équipotentielle.
- Température ambiante et température à l'intérieur du boîtier.
- La lumière directe du soleil, l'humidité ou la condensation.
- Équipements générateurs de chaleur situés à proximité.
- Type de boîtier et indice de protection.
Vous ne savez pas pourquoi plusieurs SPD ont cessé de fonctionner ?
Veuillez nous envoyer l'étiquette SPD, la tension mesurée du système, une photo du câblage du tableau électrique, la protection de secours, le nombre d'unités défectueuses et l'état de la base. LEEYEE peut vous aider à comparer le modèle défectueux avec l' application réelle et vous recommander une spécification de remplacement adaptée pour la maintenance, la fabrication de tableaux électriques ou les commandes OEM.
Questions fréquemment posées
Quelle est la cause la plus fréquente de l'échec du SPD ?
Il n'existe pas de cause unique valable pour toutes les installations. Les contraintes répétées dues aux surtensions et les tensions anormales du réseau sont des causes électriques courantes. Des valeurs Uc ou Ucpv incorrectes, des erreurs de câblage, une protection de secours inadaptée, une température élevée et une mauvaise utilisation expliquent souvent les défaillances prématurées ou répétées des dispositifs de protection contre les surtensions (SPD).
La défaillance de la SPD est-elle toujours causée par la foudre ?
Non. La foudre n'est qu'une cause parmi d'autres. Un neutre déconnecté, une surtension temporaire, une tension nominale incorrecte, une erreur de câblage, une surchauffe, l'humidité, une configuration du système inadaptée ou un éventuel défaut du produit peuvent également entraîner la déconnexion ou la défaillance prématurée d'un parafoudre.
Pourquoi un SPD continue-t-il à échouer après son remplacement ?
Des défaillances répétées indiquent généralement que la cause initiale persiste. Parmi les causes possibles, on peut citer une tension du système anormale, des valeurs Uc ou Ucpv trop faibles, un câblage incorrect, une protection de secours inadaptée, un socle d'enfichage endommagé, une température élevée ou une cartouche de rechange incompatible.
Les surtensions répétées de foudre peuvent-elles user un DPA ?
Oui. Les surintensités répétées génèrent des contraintes électriques et thermiques au niveau des composants de protection. Le taux de dégradation dépend de l'énergie de l'événement, de la forme d'onde, des caractéristiques du parafoudre, des conditions d'installation et du vieillissement antérieur. Il n'existe pas de nombre fixe d'événements de foudre valable pour tous les parafoudres.
Une tension secteur élevée peut-elle endommager un parafoudre ?
Oui. Si la tension reste supérieure à la plage de fonctionnement continu du SPD, le composant de limitation de tension risque de rester conducteur trop longtemps, de générer de la chaleur et de déclencher son disjoncteur thermique.
Que se passe-t-il si la valeur SPD Uc est trop faible ?
La tension de fonctionnement normale ou les variations de tension attendues peuvent soumettre le SPD à des contraintes répétées. Cela peut entraîner une augmentation du courant de fuite, un échauffement et un vieillissement du MOV, et conduire à une coupure prématurée.
Une mise à la terre défectueuse peut-elle entraîner une défaillance du SPD ?
Une mauvaise liaison, des connexions PE desserrées et des conducteurs trop longs réduisent principalement les performances globales de protection et augmentent la tension effective au niveau de l'équipement. Ils peuvent contribuer à des contraintes anormales, mais ne doivent pas être considérés comme une cause directe et automatique de défaillance des parafoudres.
Un tableau de distribution électrique (SPD) doit-il être équipé d'un fusible de secours ou d'un disjoncteur différentiel (MCB) ?
Cette exigence dépend du SPD, du dispositif de protection en amont et de l'installation. Le cas échéant, la protection de secours élimine le courant de défaut à fréquence industrielle dans la branche du SPD. Ses caractéristiques nominales et son pouvoir de coupure doivent respecter scrupuleusement la documentation du produit et le niveau de défaut du tableau.
Pourquoi un SPD solaire en courant continu tombe-t-il en panne à plusieurs reprises ?
Parmi les causes courantes, on peut citer une tension Ucpv inférieure à la tension Voc maximale corrigée du générateur photovoltaïque, l'utilisation d'un SPD CA côté CC, une topologie photovoltaïque incorrecte, des modes de protection inadaptés, une température élevée du boîtier de regroupement, la présence d'humidité ou des défauts d'isolation et de mise à la terre non résolus.
Faut-il remplacer tous les modules SPD lorsqu'un module tombe en panne ?
Pas systématiquement. Inspectez les poteaux restants, la base, les bornes, l'historique des incidents et l'état du système. Un remplacement plus étendu peut s'avérer nécessaire après un incident grave, des défaillances répétées ou lorsque l'état des éléments restants ne peut pas être vérifié.
Puis-je remplacer uniquement la cartouche SPD enfichable ?
Oui, à condition que la cartouche de rechange soit parfaitement compatible et que la base, les contacts, les bornes et le câblage ne soient pas endommagés. Remplacez l'ensemble de l'unité ou examinez-la de plus près en cas de traces de fusion, de décoloration, de fissures, de contacts desserrés ou de pannes répétées.
Un voyant vert indique-t-il que le SPD est correctement installé ?
Non. Un voyant vert indique généralement l'état d'un composant interne surveillé. Il ne confirme pas le câblage correct, une tension Uc ou Ucpv appropriée, une protection de secours adéquate, l'absence de courts-circuits entre les conducteurs ou l'efficacité de la liaison équipotentielle.
Documents techniques et notes d'application
L'analyse des défaillances des SPD doit s'appuyer sur la documentation exacte du produit, les mesures effectuées sur le système et les exigences d'installation applicables. Les normes suivantes sont particulièrement pertinentes au regard des thèmes abordés dans ce guide :
- IEC 61643-11: exigences et méthodes d'essai applicables aux dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) raccordés à des réseaux électriques à courant alternatif basse tension.
- IEC 61643-31: exigences et méthodes d'essai applicables aux dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) utilisés dans les installations photovoltaïques.
- IEC 60364-5-53: exigences relatives au choix et à la mise en œuvre des dispositifs d’isolement, de coupure, de commande et de protection contre les surtensions dans les installations basse tension.
- Les valeurs Uc ou Ucpv déclarées par le fabricant, le comportement en cas de surtension transitoire (TOV), la protection de secours, les informations relatives à la résistance aux courts-circuits et les instructions d'installation spécifiques au modèle de SPD concerné.
Les normes et les règles d'installation locales peuvent faire l'objet de révisions. Les ingénieurs chargés du projet doivent vérifier l'édition et les exigences régionales applicables à l'installation en question.
Remarque relative à la sécurité : l'inspection des parafoudres, la mesure de la tension sous charge et leur remplacement doivent être effectués par du personnel électricien qualifié, en respectant les procédures appropriées d'isolation, de vérification et de protection individuelle. Les caractéristiques techniques du produit et les décisions de remplacement doivent être vérifiées à l'aide de la documentation relative au modèle exact de parafoudre et des règles d'installation applicables.
