Le câblage du dispositif de protection contre les surtensions (SPD) TN-C-S dépend avant tout du point de séparation du conducteur PEN, et non pas uniquement du fait qu'un produit soit désigné comme 3P, 4P ou 3P+N.
Ce guide aide les fabricants de tableaux électriques, les entrepreneurs en électricité, les consultants, les distributeurs et les acheteurs OEM à déterminer si le dispositif de protection contre les surtensions (SPD) doit être installé sur la section TN-C ou sur la section TN-S séparée.
Table des matières
Réponse rapide : où connecter le parafoudre ?
Un réseau d'alimentation TN-C-S comprend deux sections électriquement distinctes :
- Avant la séparation du stylo : Les fonctions de neutre et de terre de protection partagent le conducteur PEN. Il s'agit de la section TN-C.
- Après la séparation du PEN : Les circuits N et PE sont séparés. Ce tronçon en aval est considéré comme un système TN-S.
| Emplacement du SPD | Chefs d'orchestre présents | Sens de sélection |
|---|---|---|
| Avant la scission | L1, L2, L3, PEN | Utilisez une configuration 3P ou 3+0 homologuée TN-C, reliant les phases au conducteur de protection (PEN). |
| À la bifurcation | PEN passe à une structure séparée entre N et PE | Vérifiez le tracé exact du raccordement, les limites de propriété et la réglementation nationale à partir des documents du projet. |
| Après la séparation | L1, L2, L3, N, PE | Utilisez un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) homologué pour la section TN-S. Selon la conception, celui-ci peut fonctionner selon les modes de protection 4+0 ou 3+1. |
| Panneau aval | Séparer N et PE | Considérez le point de protection comme un système TN-S et assurez sa coordination avec le parafoudre en amont. |
Le nombre de pôles ne suffit pas à lui seul à confirmer la présence d'un circuit de protection interne.
En quoi le système TN-C-S évolue-t-il au niveau de la dérivation PEN ?
PEN Il s'agit d'un conducteur qui assure à la fois la fonction de terre de protection et celle de neutre. Avant la séparation, une section triphasée de type TN-C comporte normalement les conducteurs L1, L2, L3 et PEN.
Au point de séparation prévu, le PEN se divise en :
- N : le conducteur neutre utilisé pour le retour du courant de charge normal.
- PE : le conducteur de protection utilisé pour la mise à la terre et les circuits de dérivation des courants de défaut.
Une fois séparés, N et PE ont des fonctions différentes et doivent rester distincts tout au long de l'installation en aval. La norme CEI 60364-1 fournit le cadre de référence et la terminologie relatifs aux dispositifs de mise à la terre basse tension.[1]
Schneider Electric fait également la distinction entre la partie TN-C avant la séparation et la partie TN-S après la séparation lorsqu'il explique l'adéquation des SPD dans un réseau TN-C-S.[2]
Une description de projet se limitant à la mention « TN-C-S » est insuffisante pour le choix d'un parafoudre. Le schéma unifilaire doit indiquer à quel endroit le conducteur PEN se divise en N et PE, ainsi que l'emplacement d'installation du parafoudre.
Le SPD doit-il être installé avant ou après la séparation des PEN ?
Il n'existe pas de position d'installation unique valable pour tous les projets TN-C-S.
Dans de nombreux tableaux électriques côté client, le dispositif de protection contre les surtensions (SPD) est installé après la séparation du conducteur de protection (PEN). Le point de protection se trouve alors sur la partie TN-S du réseau d'alimentation.
Un SPD peut également être installé sur le circuit TN-C lorsque la conception du projet, les limites de l'alimentation et la réglementation locale le permettent. Le produit doit alors être homologué pour un raccordement entre les conducteurs de phase et le PEN.
Schneider Electric précise qu'un parafoudre compatible avec le système TN-S peut être utilisé sur la partie TN-S d'un réseau TN-C-S, tandis qu'un parafoudre triphasé compatible avec le système TN-C est requis sur la partie TN-C.[2]
Avant la séparation des conducteurs PEN : section TN-C
Les conducteurs disponibles sont généralement L1, L2, L3 et PEN. Il n'y a pas de conducteur N ni de conducteur PE distincts à cet endroit.
Une configuration de protection classique de type « 3+0 » relie :
- L1 to PEN
- L2 to PEN
- L3 to PEN
DEHN publie un exemple d'installation TN-C utilisant une configuration 3+0.[3]
Avant d'approuver le modèle, assurez-vous qu'il est expressément adapté à une utilisation en système TN-C, que son schéma permet le raccordement au conducteur PEN et que l'emplacement d'installation est autorisé par l'autorité compétente en matière de projet ou d'alimentation électrique.
Après séparation du PEN : section TN-S
Les conducteurs disponibles sont L1, L2, L3, N et PE. Le parafoudre est désormais installé sur la partie TN-S séparée du système TN-C-S.
Les documents techniques des fabricants montrent que les solutions TN-S homologuées peuvent présenter différentes configurations internes. DEHN publie un exemple d'installation TN-S utilisant la configuration 4+0 et propose également des produits 3+1 pour les systèmes TT et TN-S.[3]
Le choix final entre la configuration 4+0 et la configuration 3+1 dépend de la conception approuvée du produit, de la réglementation nationale, des exigences TOV, de la coordination RCD et du cahier des charges du projet.
Une disposition particulière près de la bifurcation ne constitue pas une règle générale
Un livre blanc de DEHN consacré aux installations électriques présente une configuration spécifique dans laquelle un autre parafoudre de type 3+0 peut être installé à une distance maximale de 0,5 m du point de séparation du conducteur de neutre (PEN).[4]
Il s'agit d'un exemple d'application fourni par le fabricant dans des conditions bien définies. Ne vous fiez pas uniquement à la distance pour valider une règle générale de câblage TN-C-S. Vérifiez la norme nationale, les limites de propriété, la documentation du produit et les plans du projet.
3P, 4P ou 3P+N : que doit vérifier l'acheteur ?
Le nombre de modules visibles ne reflète pas toujours la configuration interne du SPD.
La terminologie utilisée par les fournisseurs peut varier. Le schéma de circuit interne fait foi.
| Description | Signification possible | Vérification requise |
|---|---|---|
| SPD 3P | Trois poteaux de protection, souvent utilisés pour la configuration « 3+0 ». | S'il s'agit de chemins L-PEN ou L-PE, et quel type de réseau est autorisé. |
| 4P SPD | Quatre poteaux de protection, souvent utilisés pour la configuration 4+0. | Comment les bus L1, L2, L3, N et PE sont reliés à l'intérieur du produit. |
| 3P+N | Souvent utilisé dans le commerce pour un produit de type « 3+1 ». | Qu'il comporte trois voies L-N et un élément de protection N-PE dédié. |
| 3+0 | Trois modes de protection « conducteur actif vers référence ». | Que la référence soit « PEN » ou « PE » et que la demande de raccordement au réseau ait été approuvée. |
| 4+0 | Quatre modes de protection « conducteur actif vers PE ». | Uc, Up, comportement TOV, caractéristiques de fuite et homologation pour une application TN-S. |
| 3+1 | Trois modes de protection L-N, plus un mode N-PE. | La technologie N-PE, le courant nominal de décharge, Uc et le niveau de protection combiné L-PE. |
Demandez le schéma électrique interne, la fiche technique et la notice d'installation avant l'homologation du modèle.
Comment gérer les actions ordinaires (N) et les actions privilégiées (PE) après la scission ?
En aval du point de séparation homologué, le conducteur N achemine le courant de retour en charge normale. Le conducteur PE assure la liaison de protection et sert de chemin de circulation pour les courants de défaut.
Un élément de protection N-PE intégré à un parafoudre n'est pas la même chose qu'un pont en cuivre permanent entre les barres de neutre et de terre.
Vérifications correctes
- Veillez à séparer les barres N et PE situées en aval.
- Respectez le schéma de câblage SPD sélectionné.
- Utilisez une connexion PE courte et directe.
- Réalisez la mise à la terre du boîtier conformément au schéma approuvé.
- Vérifiez l'isolation du neutre lorsque cela est nécessaire.
Erreurs courantes
- Ajout d'une liaison N-PE permanente au niveau du SPD.
- Utilisation d'un bornier SPD comme barre de neutre.
- On continue à désigner le PE en aval sous le nom de PEN.
- Raccordement de la borne N et de la borne PE dans un tableau de dérivation.
- En supposant que chaque module neutre soit un élément N-PE.
Une connexion N-PE involontaire peut modifier les chemins de courant et affecter le fonctionnement des dispositifs de protection. La configuration finale de la liaison doit correspondre au schéma de mise à la terre approuvé.
Détails d'installation ayant une incidence sur les performances réelles des SPD
Veillez à ce que le chemin de connexion soit court
Les conducteurs longs génèrent une tension inductive lors d'une surtension. La tension atteignant l'équipement peut donc être supérieure à ce que laisse supposer la seule valeur « Up » indiquée pour le dispositif de protection contre les surtensions (SPD).
Le guide d'installation officiel de Weidmüller précise que les câbles de raccordement aux SPD ne doivent pas dépasser 0,5 m de longueur et explique que le raccordement en V peut réduire la tension supplémentaire sur le conducteur.[6]
- Placez le SPD à proximité des conducteurs d'alimentation et de la barre PE ou PEN.
- Évitez les boucles, les détours et les virages inutiles.
- Ne placez pas le SPD à l'extrémité du rail DIN simplement parce qu'il y a de la place.
- Vérifiez si le raccordement en V ou le câblage en dérivation est autorisé pour ce modèle.
Coordonner la protection de secours et la capacité de court-circuit
Le dispositif de protection contre les surintensités en amont, les conducteurs de dérivation du parafoudre et la capacité de court-circuit du parafoudre doivent être évalués conjointement.
Weidmüller précise qu'une protection de secours supplémentaire est nécessaire lorsque le dispositif de protection côté système dépasse la valeur maximale spécifiée pour le SPD.[6] DEHN précise également que l'Isccr requis doit être au moins égal au courant de court-circuit au point de raccordement.[4]
- Courant de court-circuit prévisionnel au point d'installation.
- SPD Isccr ou capacité de court-circuit indiquée.
- Valeur maximale autorisée pour le fusible ou le disjoncteur de secours.
- Type et caractéristiques techniques du dispositif de protection en amont.
- Section et tracé des conducteurs de dérivation.
- Si une fonction de sauvegarde est intégrée.
Vérifiez toutes les caractéristiques électriques
Le fait de disposer d’un circuit de protection adapté ne garantit pas automatiquement que les caractéristiques électriques soient correctes.
- Uc : tension de fonctionnement continue maximale.
- Up: niveau de protection contre les surtensions.
- Dans Imax ou Iimp : selon la classification et l'application SPD.
- Comportement TOV : comportement en cas de surtension temporaire liée à la fréquence du réseau.
- Classifications N-PE : lorsqu'un mode de protection N-PE dédié est utilisé.
La norme CEI 60364-5-53 définit les exigences relatives au choix et à la mise en place des dispositifs de protection dans les installations à basse tension, y compris les dispositions relatives aux dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) figurant dans la clause 534.[5] La norme CEI 61643-11:2025 définit les exigences et les méthodes d'essai applicables aux dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) raccordés à des réseaux basse tension en courant alternatif.[8]
Confirmer la coordination des RCD
La position et l'immunité d'un disjoncteur différentiel dépendent du réseau, du circuit de protection contre les surtensions (SPD), du comportement en cas de fuite, du type de disjoncteur différentiel, des exigences de sélectivité et des réglementations nationales.
Ne pas appliquer une configuration universelle de disjoncteur différentiel (RCD) à tous les projets TN-C-S. Examiner le schéma de protection complet ainsi que les instructions relatives aux deux dispositifs.
Un SPD protège-t-il contre la casse d’un PEN ?
Non. Un SPD standard n'est pas un dispositif complet de protection de type « open-PEN ».
Un SPD limite les surtensions transitoires. Une rupture du conducteur PEN constitue un défaut du réseau à fréquence industrielle pouvant entraîner un décalage du neutre, une dérivation de courant et une tension de contact dangereuse.
L'IET explique qu'un PEN ouvert peut induire une tension dangereuse sur les structures métalliques reliées à la terre et peut provoquer une surtension sur certaines charges et une sous-tension sur d'autres.[7]
Il ne faut pas confondre ces deux fonctions de protection distinctes
- SPD : limite les surtensions liées à la foudre et aux transitoires de commutation.
- Protection Open-PEN : détecte, déconnecte ou gère d'une autre manière un défaut PEN dangereux, conformément aux règles de conception applicables.
Sept erreurs courantes concernant les SPD TN-C-S
- Sélectionner uniquement « TN-C-S ». Le nom du système n'indique pas de quel côté de la division PEN se trouve le SPD.
- Utilisation d'un parafoudre de type TN-S uniquement sur la section TN-C. Un produit conçu pour une séparation entre N et PE ne doit pas être automatiquement raccordé au PEN.
- En partant du principe que chaque projet TN-C-S nécessite une configuration 3+1. Les solutions TN-S homologuées peuvent utiliser une configuration 4+0 ou 3+1 selon leur conception.
- En partant du principe que chaque SPD à quatre modules est de type 3+1. Le circuit interne pourrait plutôt être de type 4+0.
- Ajout d'un pont N-PE en aval. Cela modifie le schéma de mise à la terre prévu.
- Sans tenir compte de la durée de la connexion ni de la protection par sauvegarde. Ces deux éléments peuvent modifier le niveau de protection effectif et l'homologation du panneau.
- Considérer le SPD comme une protection de type « open-PEN ». Ces dispositifs permettent de prévenir différents risques électriques.
Processus de sélection technique des dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) TN-C-S
Le processus de décision doit commencer par le schéma électrique, et non par le nombre de modules indiqué par le fournisseur.
- Repérez le point de séparation du stylo. Indiquez-le clairement sur le schéma unifilaire.
- Précisez le poste proposé au sein du SPD. Vérifiez s'il s'agit d'une section TN-C ou d'une section TN-S séparée.
- Valider le circuit interne. Vérifiez s'il s'agit d'une configuration 3+0, 4+0 ou 3+1 dans la documentation du produit.
- Vérifiez la classification SPD et les caractéristiques techniques. Vérifier les paramètres Type, Uc, Up, In, Imax, Iimp, le cas échéant, ainsi que le comportement TOV.
- Coordonner l'installation. Vérifiez l'Isccr, la protection de secours, le tracé des conducteurs, la longueur des connexions et les spécifications des bornes.
- Enregistrez le modèle approuvé. Conservez la fiche technique, le schéma de câblage, le champ d'application du certificat et la référence de remplacement dans la documentation du tableau électrique.
Que doit-on confirmer avant de commander ?
Liste de contrôle pour les demandes concernant les panneaux et les équipementiers
- Pays et norme d'installation applicable.
- Tension nominale du réseau.
- Alimentation monophasée ou triphasée.
- Disposition des conducteurs entrants.
- Point de séparation exact du PEN.
- Emplacement proposé pour l'installation du SPD.
- Schéma unifilaire annoté.
- Type de SPD requis.
- Circuit 3+0, 4+0 ou 3+1 obligatoire.
- Exigences relatives aux valeurs Uc, Up et au courant de décharge.
- Courant de court-circuit potentiel.
- Caractéristiques nominales du dispositif de protection en amont.
- Exigence relative à la signalisation à distance.
- Exigence relative à un certificat ou à un rapport d'essai.
- Exigences relatives à la quantité, à l'étiquetage et au conditionnement.
Un schéma unifilaire annoté est plus utile que la phrase « il nous faut un parafoudre à quatre pôles pour un réseau TN-C-S ».
Vous avez besoin de vérifier la configuration d'un SPD TN-C-S ?
Veuillez nous transmettre la tension du réseau, le point de séparation PEN, l'emplacement proposé pour le SPD, le niveau de court-circuit et le schéma unifilaire. LEEYEE peut examiner le circuit de protection requis et établir une liste de validation des modèles pour les projets de tableaux électriques, de distribution ou destinés aux équipementiers (OEM).
Partagez les informations relatives à votre système afin que nous puissions les examinerLEEYEE est un fournisseur spécialisé dans la protection contre les surtensions et la protection basse tension. CNSPD est la plateforme de LEEYEE dédiée à la protection contre les surtensions pour les acheteurs techniques internationaux. Conçu pour protéger. Fiable pour durer.
Questions fréquemment posées
Peut-on utiliser un SPD triphasé dans un réseau TN-C-S ?
Oui, lorsqu'il est installé sur la section TN-C et qu'il est expressément homologué pour le raccordement des phases L1, L2 et L3 au conducteur de protection PEN.
Le SPD doit-il toujours être installé après la séparation du PEN ?
Non. Les parafoudres installés côté client sont souvent mis en place après la séparation, mais un parafoudre TN-C homologué peut être utilisé avant la séparation lorsque le projet et la réglementation locale le permettent.
Est-ce que chaque installation TN-C-S nécessite un dispositif de protection contre les surtensions de type « 3+1 » ?
Non. Après la séparation, les solutions TN-S homologuées peuvent utiliser une configuration 4+0 ou 3+1 selon le produit, le projet et la réglementation en vigueur.
Un SPD 4P est-il identique à un SPD 3P+N ?
Pas nécessairement. Un SPD 4P peut utiliser un circuit 4+0, tandis qu'un produit 3P+N peut utiliser trois voies L-N ainsi qu'un élément N-PE dédié.
Est-il possible de relier les bornes N et PE au SPD ?
N'ajoutez pas de nouveau pont N-PE permanent en aval du point de séparation PEN homologué. Utilisez les modes de protection prévus à l'intérieur d'un parafoudre homologué.
Quel est le document le plus utile pour la sélection d'un modèle ?
Un schéma unifilaire annoté indiquant la dérivation PEN, l'emplacement du SPD, la disposition des conducteurs et la protection en amont.
Guides techniques connexes
Références
- Commission électrotechnique internationale, IEC 60364-1:2025 — Installations électriques à basse tension — Partie 1 : Principes fondamentaux, évaluation des caractéristiques générales et définitions. Page de publication officielle de l'IEC.
- Schneider Electric Royaume-Uni, Serait-il possible d'installer un parafoudre TNS sur un réseau TN-C-S ?, FAQ000270719. Ce document établit une distinction entre les parties TN-C et TN-S d'un réseau TN-C-S. FAQ officielle de Schneider Electric.
- DEHN, Sécurité renforcée pour les armoires électriques. Les informations publiées concernant les applications comprennent un modèle TN-C 3+0, un modèle TN-S 4+0 et des produits 3+1 destinés aux systèmes TT et TN-S. Document technique officiel de DEHN.
- DEHN, Protection contre les surtensions dans les ensembles d'appareillage basse tension, WPX004/E. Ce livre blanc traite de la chute de tension dans les conducteurs, de l’Isccr et d’une application « 3+0 » définie à proximité d’un point de séparation PEN. Livre blanc officiel de DEHN.
- Commission électrotechnique internationale, IEC 60364-5-53:2019+AMD1:2020+AMD2:2024 CSV — Installations électriques à basse tension — Partie 5-53 : Choix et mise en œuvre des équipements électriques. Page officielle de la version consolidée de la CEI.
- Weidmüller, Informations et exigences relatives à l'installation — Protection contre la foudre et les surtensions dans les systèmes énergétiques. Ces recommandations portent sur l'installation conforme, l'emplacement des dispositifs de protection contre les surtensions (SPD), la longueur des câbles de raccordement, le raccordement en V et la protection de secours. Recommandations officielles de Weidmüller.
- L'Institution of Engineering and Technology, Stylo cassé, « Wiring Matters ». L'article explique ce que sont le courant de neutre détourné, la tension de contact dangereuse et le décalage de tension liés à un conducteur PEN ouvert. Article officiel de l'IET.
- Commission électrotechnique internationale, IEC 61643-11:2025 — Dispositifs de protection contre les surtensions à basse tension — Partie 11 : Dispositifs de protection contre les surtensions raccordés aux réseaux d'alimentation à basse tension en courant alternatif — Exigences et méthodes d'essai. Page de publication officielle de l'IEC.
