A quelle distance un parafoudre doit-il être placé d'un transformateur avec une marge de protection suffisante assurée ? La réponse n'est pas si simple et nécessite quelques explications. La règle de base est"placer le parafoudre aussi près que possible de la traversée du transformateur." En effet, c'est ce que je recommande habituellement, même si ce n'est pas toujours possible, surtout à des tensions système plus élevées.
À 400 kV et des tensions supérieures, le parafoudre devient trop grand pour être facilement supporté par le corps principal du transformateur, il doit donc être installé sur une base séparée. Dans les cas où le transformateur doit être facilement déplacé pour l'entretien, ce"prolongé" la distance de séparation est également requise. A cet effet, les surtensions peuvent entraîner une distance maximale de 30 m entre le parafoudre et le transformateur.
Malheureusement, lorsqu'une surtension à augmentation rapide provenant d'une ligne aérienne pénètre dans un poste de transformation à une vitesse proche de la vitesse de la lumière, une distance de séparation (ou zone de protection) aussi importante entraînera une diminution de la fonction de protection. Lorsque la surtension frappe le parafoudre, la tension chute, mais elle ne chutera pas à zéro, et tout au plus elle ne chutera pas à la tension de décharge du parafoudre. La surtension traversant le parafoudre sera réfléchie sur le transformateur, et si la distance de séparation est suffisamment grande, cela peut faire doubler la tension. Dans la plupart des cas, la tension réfléchie n'augmentera la surtension d'entrée que de quelques pour cent, et ce phénomène d'onde progressive et le coefficient de réflexion associé soulignent l'importance de la distance de séparation.
ÉclairLe guide d'application du parafoudre C62.22 de l'IEEE fournit de l'aide et certaines suggestions sont fournies dans la CEI 60099-5. Une formule en C62.22 permet de déterminer la distance maximale sur laquelle le parafoudre peut être installé avec une marge de protection de 15% obtenue. Pour illustrer graphiquement le fonctionnement de cette formule à partir de mon programme transitoire préféré ATP, les parafoudres du poste du simulateur sont situés à 1 m (Fig. 2), 15 m (Fig. 3) et 30 m (Fig. 4) du parafoudre. Tous les autres paramètres sont les mêmes, et la raison pour laquelle ces nombres sont choisis est uniquement pour démontrer une coordination d'isolement simple dans la sous-station. Le parafoudre est installé sur un socle qui se trouve à 5 mètres du sol et dont le sommet est à 1 mètre de la ligne d'arrivée.
Pour les autres équipements de la sous-station, la distance de séparation est également à prendre en compte. Par exemple, si CCVT, CVT, PT ou un disjoncteur est situé à l'extrémité d'une ligne courte, ils résisteront à la même tension transitoire excessive que celle illustrée dans l'exemple de transformateur. Par conséquent, des parafoudres devraient idéalement être installés pour les protéger. En effet, la protection des actifs de grande valeur contre les dommages causés par les transitoires est une partie importante de la conception des sous-stations, et les parafoudres doivent être maintenus à une distance appropriée de l'équipement qu'ils desservent. Ceci est essentiel pour assurer une protection adéquate dans toutes les situations.