Composition et principe de fonctionnement d'un système de protection contre la foudre
Principe de protection contre la foudre et de mise à la terre :
Dans un système de mise à la terre, la mise à la terre est l'élément essentiel de la protection contre la foudre. Qu'il s'agisse de foudre directe, induite ou d'autres formes de foudre, le courant électrique est inévitablement dirigé vers la terre. Par conséquent, une mise à la terre adéquate est indispensable pour se prémunir efficacement contre la foudre. Plus la résistance de mise à la terre est faible, plus la dissipation du courant est rapide, plus la durée de maintien du potentiel élevé de l'objet frappé par la foudre est courte et moins le danger est grand.
Le dispositif de mise à la terre pour la protection contre la foudre comprend les éléments suivants :
1) Dispositifs de réception de la foudre : poteaux métalliques (dispositifs de terminaison aérienne) qui reçoivent directement ou indirectement la foudre, tels que les paratonnerres, les ceintures (filets) de protection contre la foudre, les fils de terre aériens et les parafoudres, etc.
2) Fil de mise à la terre (fil de descente) : le conducteur métallique utilisé pour connecter le dispositif de réception de la foudre et le dispositif de mise à la terre.
3) Dispositif de mise à la terre : ensemble du fil de terre et du corps de mise à la terre. Le corps de mise à la terre peut être un agent réducteur de résistance, une électrode de mise à la terre ionique, une plaque d’acier, etc.
Composition du système de protection contre la foudre :
Le système de protection contre la foudre se compose principalement de paratonnerres (paratonnerres, bandes paratonnerres, câbles et filets de protection), de conducteurs de descente et de dispositifs de mise à la terre. Le niveau de résistance à la foudre d'un bâtiment correspond à l'intensité (en kA) à laquelle son système de protection peut résister sans dommage, pour laquelle il est capable de supporter l'impact maximal du courant de foudre.
Paratonnerre: Adapté à la protection des bâtiments ou structures de faible épaisseur, des transformateurs et équipements de distribution extérieurs, des lignes électriques, etc., ce paratonnerre peut être fabriqué en acier galvanisé Ф25 ou en tube d'acier SC40. L'extrémité supérieure de l'aiguille est aplatie et étamée pour faciliter la décharge. Les paratonnerres indépendants conviennent à la protection des entrepôts et usines de faible hauteur, notamment lorsque les conducteurs de protection contre la foudre doivent être isolés des différents éléments métalliques et canalisations des bâtiments. Des paratonnerres multi-aiguilles en forme d'oursin peuvent également être utilisés.
Ceinture et filet de protection contre la foudre : La ceinture de protection contre la foudre désigne les fils posés le long du faîtage, du pignon, des conduits de ventilation et du bord des toitures plates, zones les plus exposées à la foudre. Pour les grandes surfaces de toiture, il est recommandé d'utiliser des filets de protection contre la foudre. Ces filets et ceintures doivent être en acier galvanisé, rond ou plat. L'acier rond est préférable. Son diamètre ne doit pas être inférieur à 8 mm et sa largeur à 12 mm. L'épaisseur des fils plats ne doit pas dépasser 4 mm. Le câble de protection contre la foudre est adapté à la protection des lignes électriques haute tension sur de longues distances. Les câbles et filets de protection contre la foudre aériens doivent être constitués de torons en acier galvanisé d'une section supérieure à 35 mm².
Conducteur descendant : Il existe deux types d'installation de conducteurs de descente : encastrée et apparente. Les conducteurs de descente encastrés utilisent généralement les barres d'armature des poteaux, dont le diamètre ne doit pas être inférieur à 12 mm. Lorsque l'armature principale du poteau sert de conducteur de descente, la norme CEI précise qu'« il n'est généralement pas nécessaire d'installer un conducteur annulaire spécial pour le raccordement, car les barres d'armature intégrées à la poutre horizontale en béton armé remplissent cette fonction ». Dans les immeubles de grande hauteur, l'utilisation de profilés plats spéciaux comme conducteurs de descente présente des difficultés de pose et réduit leur nombre, ce qui entraîne une intensité de courant relativement élevée et un risque d'électrocution important. Cette solution est donc déconseillée pour les immeubles de grande hauteur.
Dispositif de mise à la terre : L'électrode de terre du dispositif de mise à la terre est généralement constituée d'un tube rond en acier de Ф19 ou Ф25, ou d'un cornière en acier L40x4 ou L50x5. Pour les tubes en acier, on utilise du G50. La profondeur d'enfouissement de l'électrode de terre est d'au moins 0,6 m ; la longueur du conducteur de terre vertical est d'au moins 2,5 m et l'espacement entre les conducteurs est d'au moins 5 m. Entre les deux conducteurs de terre, on utilise une barre omnibus de terre, généralement en acier plat soudé. Afin de prévenir les risques de surtension, la distance entre le conducteur de terre et le mur extérieur doit être d'au moins 3 m, et d'au moins 1,5 m du trottoir.
L'électrode de mise à la terre Il est également possible de réaliser une mise à la terre circulaire verticale autour du bâtiment, c'est-à-dire une méthode de mise à la terre périphérique. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de laisser un espace de 3 m entre le mur extérieur et le sol, et il est judicieux de placer le bord extérieur de la tranchée près des fondations du bâtiment. La proximité de l'armature de base permet d'égaliser le potentiel. Cependant, si l'armature principale du bâtiment peut servir de dispositif de mise à la terre, le résultat est meilleur, permettant non seulement d'économiser de l'acier, mais aussi de réduire la résistance à la terre.