Catalogue Principal Paratonnerres Hélita Protection .
Catalogue principalParatonnerres hélita Protection externe contre la foudre
Paratonnerres hélita Protection externe contre la foudrePrésentations du Pôle FoudreNotre savoir-faire2Tests et recherche3Exemples de références en France4Mécanisme et localisation de la foudre5Protection contre les surtensions6Analyse des risques pour la protection contre la foudre7Technologies de protection contre la foudre812Les dispositifs de captureVue d'ensemble des solutions14Gammes de paratonnerres15Procédure d'évaluation de l'efficacité d'un paratonnerreà dispositif d'amorçage selon la NF C 17-102 - Annexe C20Inspection / maintenance PDA21Étude technique pour la protection contre la foudre22Cages maillées23Descentes24Équipotentialités27Prises de terre29Gammes de paratonnerres1TXH000376C0302 - Édition juillet 2018Paratonnerres à dispositif d'amorçage - PDA31Paratonnerre à tige simple - PTS32Cages maillées33Mâts rallonges - Installation34Mâts rallonges - Déport cheminée industrielle et support35Accessoires de fixation des mâts en toiture36Fixations latérales des mâts37Conducteurs et accessoires de raccordement38Accessoires de fixation des conducteurs39Liaisons équipotentielles et compteurs de coup de foudre41Prises de terre : accessoires de raccordement42Différents types de prises de terre43Prises de terre : piquets et mesures44Pylônes et balisage45Étude préalable d'une protection foudre47Fiche de renseignements parafoudre49Index50Réseau commercial53ABB Protection externe contre la foudre 1
Notre savoir-faireLa maîtrise des courants de forte amplitude et de courte duréePourquoi se protéger contre la foudre ?La foudre s'abat plus de 2 millions de fois sur la France chaqueannée. Elle peut frapper directement la toiture d'un bâtiment,un élément à proximité ou une ligne électrique aérienne enprovoquant un incendie et des surtensions transitoires. Cessurtensions vont ensuite se propager dans le bâtiment par lescâbles et endommager le matériel sensible comme le systèmed'alarme ou de chauffage, les ordinateurs et les lignes téléphoniques et ADSL. Ainsi, anticiper les risques en protégeant sonbâtiment et ses équipements électriques est le meilleur moyende limiter les pertes matérielles et financières.Plus de 80 ans d'expérience en protection foudreFrançois Soulécrée lesÉtablissementsSoulé, atelierde menuiserieébénisterie.1862Création de lasociété Hélita.Invention du premierparatonnerreà dispositifd'amorçage Pulsar(brevet Hélita CNRS).19321878Son fils, DominiqueSoulé, oriente l'entreprisefamiliale vers la fabricationde pièces électriques etferroviaires, puis dans lafabrication intégrale detramways, autobus etwagons.1960Soulé se recentre surle matériel électriquevia plusieurs acquisitions comme Claude,Bardin, Pommieret Anpico.19841982Invention duparatonnerreionisant électrique.19802 ABB Protection externe contre la foudre19911989Soulé faitl'acquisition dela société Hélita1984Le groupe ABBrachète Entrelec,le Pôle Foudre Soulé& Hélita devient lecentre d'excellencefoudre mondialpour ABB.Cession del'activité moyennetension à Alstomet réorganisationde l'activité hautetension.19991998Investissement de15 millions d'eurosdans la rechercheet l'innovation.200020012000L'activité de protectionsurtensions de Souléest rachetée parEntrelec.2004L'indicateurde capture decoup de foudreRodCheck estprésent sur tousles Paratonnerreshélita .Lancementdu parafoudreéclairage public.20112010Lancementdes parafoudresautoprotégésPM Compact.20142013Lancement 0112015Lancement dela gamme desparafoudresQuicksafe .2015
Tests et rechercheObjectifsLe Pôle Foudre ABB investit depuis de nombreuses annéesdans la recherche sur les moyens de protection contre la foudre,afin d'améliorer sans cesse les performances de ses produits.Tests dans les conditions de laboratoireDepuis 2003, notre usine de Bagnères de Bigorre (France)dispose d'un laboratoire haute technologie permettantde tester nos parafoudres dans des formes d'onde de10/350 µs et 8/20 µs ainsi que notre gamme de paratonnerres avec des courants de foudre pouvant atteindre 100 kA.Nous testons également nos paratonnerres dans un laboratoirehaute tension dédié proche de notre usine et proposant destests normatifs grâce à un générateur pouvant atteindre 3 MV.Le "Pic du Midi", réputé pour son observatoire astronomique,propose un environnement scientifique unique pour observerla foudre.Objet de l'expérimentation :– – Mesurer l'écoulement des courants de foudre captés parles paratonnerres vers les parafoudres basse tension via unréseau de terre approprié– – Tester la tenue des matériels aux chocs de foudre et à descontraintes climatologiques extrêmes.Le Laboratoire en chiffresSur une superficie de plus de 600 m², le laboratoire Soulé estéquipé afin de pouvoir procéder principalement aux essais suivant la norme : CEI 61643-/EN 61643-11:2012.Générateur haute énergieOndes normalisées 8/20 et 10/350Courant de choc maximum 100 kA pour les deux ondes, superposé au réseau électrique.Énergie stockée 800 kJGénérateur 200 kVOnde normalisée 1.2/50Tension maximale 200 kVÉnergie stockée 10 kJTests in situ au Pic du MidiUn site expérimental dédié à l'étude des impacts de foudredirects sur un paratonnerre a été retenu et installé au sommet du "Pic du Midi" dans les Pyrénées françaises pour saforte densité de foudroiement (30 jours d'orages par an).Les recherches in situ que mène aujourd'hui ABB en France età l'étranger ont trois objectifs :–– Améliorer les modèles de protection–– Faire évoluer nos produits pour améliorer leur efficacité–– Valider le dimensionnement des matériels en conditionsréelles de foudroiement.Générateurs hybridesOnde normalisé "Biwave" 8/20 – 1.2/5030 kV au maximum30 kA au maximumÉnergie stockée 5 kJEssais électriquesEssai de court-circuit jusqu'à 440 V et jusqu'à 18 000 ABanc d'essai de parafoudres photovoltaïquesEssais mécaniquesEssais d'environnementABB Protection externe contre la foudre 3
Exemples de références en FranceRésidentiel, tertiaire, industrie, eau, patrimoine, énergiesrenouvelablesIndustrie / Tertiaire–– Site EADS Sogerma (17)–– Centre national de formation RTE (69)–– Site de stockage d'engrais SICA (77)–– Usine de papeterie ICT (45)–– Cimenteries Calcia (30 et 26)–– Site nucléaire Eurodif (26)–– Site pharmaceutique Sanofi (34)–– Centrale hydroélectrique (81)–– Bâtiments Philips France (94)–– Paris Expo Villepinte (93)4 ABB Protection externe contre la foudreSites publics– – Tour Eiffel (75)– – Hôpital Necker (75)– – Hôpital d'Arcachon (33)– – France Télévisions (75)– – Pont de Normandie (76)– – Pic du Jers (65)– – Pic du Midi (65)– – Château de Vignory (52)– – Église de Serignac-sur-Garonne (47)Sites militaires–– Arsenal de Brest (29)–– Bâtiments pyrotechniques (29)–– Direction Générale des Armées (24)–– Caserne CRS de Briançon (05)Habitat et loisirs–– Chalets de standing à Courchevel (73)–– Refuge du plan de l'Aar (73)–– Disneyland Paris (77)–– Parc du Puy de Fou (85)
Mécanisme et localisation de la foudreLes oragesLa présence de masses d'air instables, humides et chaudesentraîne la formation de nuages orageux : les cumulo-nimbus.Ce type de nuage est très développé, tant horizontalement(environ 10 km de diamètre) que verticalement (jusqu'à 15 km).Sa forme, très caractéristique, est souvent comparée au profild'une enclume, dont il possède les plans inférieurs et supérieurs horizontaux. L'existence dans un cumulo-nimbus degradients de température très importants (la température peutdescendre jusqu'à -65 C en partie supérieure) entraîne descourants d'air ascendants très rapides ; il s'ensuit une électrisation des particules d'eau glacées par frottement.Dans un nuage orageux typique, la partie supérieure, constituée de cristaux de glace, est chargée généralement positivement, tandis que la partie inférieure, constituée de gouttelettes d'eau est chargée négativement. Par influence, la partieinférieure du nuage entraîne le développement de charges designes opposés positives sur la partie du sol qui se trouve sousle nuage.Le cumulo-nimbus implique donc la mise en place d'un gigantesque condensateur plan nuage-sol dont la distance médianeatteint souvent 1 à 2 km. Le champ électrique atmosphériqueau sol, qui est de l'ordre de -600 V/m par beau temps peutatteindre en valeur absolue 15 à 20 kV/m lorsqu'une déchargeau sol est imminente (juste avant le coup de foudre).Avant et pendant l'apparition du coup de foudre, on peut observer des décharges intra nuage ou inter nuages.- - - --- -La foudreSelon le sens de développement de la décharge électrique(descendant ou ascendant) et selon la polarité des chargesqu'il développe (négative ou positive), on peut distinguer quatrecatégories de coupe de foudre nuage-sol. Pratiquement, lescoups de foudre du type descendant et négatif sont de loin lesplus fréquents : on considère qu'ils représentent en plaine etdans nos régions tempérées 96 % des cas.Mécanisme du coup de foudreLa simple observation à l'œil ne permet pas de discerner lesdifférentes phases de l'éclair : il faut faire appel à des camérashaute vitesse. On dégage alors les phénomènes suivants dansla plupart des coups de foudre : d'une poche du nuage part untraceur qui s'avance par bonds d'environ 50 m à une vitessede l'ordre de 50 000 km/s. Un second traceur part ensuite dumême point, suit le chemin précédent avec une vitesse comparable, dépasse le point d'arrêt du premier d'une distance àpeu près identique.Le processus se renouvelle ainsi jusqu'à ce que la tête du dernier traceur arrive à quelques dizaines de mètres au-dessusdu sol.Des traceurs ascendants convergent vers ce traceur descendant jusqu'à établir la jonction, ce qui produit l'arc en retourpendant lequel le courant électrique circule : la rencontre desdeux phénomènes constitue la décharge principale, qui peutêtre suivie d'une série de décharges secondaires parcourant lecanal ionisé créé par la décharge principale.Dans un coup de foudre négatif moyen, la valeur maximale del'intensité du courant est voisine de 35 000 ampères. - - ABB Protection externe contre la foudre 5
Protection contre les surtensionsQuand doit-on se protéger ?Critères pris en compteCet aspect comporte des éléments normalisés (C 15 100,1er juin 2003) ainsi que des recommandations basées surnotre savoir-faire. Les critères pris en compte dans cettepartie sont l'évaluation du risque d'un coup de foudre direct sur le bâtiment ou à proximité avec l'aspect financierd'une destruction ou une perte d'exploitation.Même si la protection n'est pas indispensable, il est à noterque le risque zéro n'existant pas, une protection n'est jamaisinutile.Recommandations d'installation d'un parafoudreCritères environnementauxContexteRecommandation d'installationd'un parafoudreType de parafoudreContexteRecommandation d'installationd'un parafoudreType de parafoudreLe bâtiment est équipéd'un paratonnerreUn parafoudre est obligatoireType 1Ng 2.5 et lignes électriques aériennesUn parafoudre est fortementrecommandéType 1 ou type 2Le bâtiment est situé dansun environnement montagneuxUn parafoudre est recommandéType 1 ou type 2 (80 kA)Présence d'un élément supérieur à 20 mMoins de 500 m séparent le paratonnerreet à moins de 50 m du bâtiment à protéger du tableau principal d'alimentation dubâtiment à protégerLe parafoudre est recommandéLe parafoudre est recommandéLe parafoudre est recommandéType 1 ou type 2Type 1 ou type 2 (80 kA)Type 1 ou type 2Moins de 50 m séparent le paratonnerredu bâtiment à protégerCritères opérationnelsCritères de riorité à la continuité de service (pour des raisons économiques et de sécurité)Sites industriels, bureaux, banques, aéroports, commissariats, pharmacies,systèmes de surveillance, etc.Hôpitaux, maisons de retraite, centres de dialyse, etc. Priorité à la sécurité du systèmeÉquipements de hautes valeurs 150 000 Équipements de grandes valeurs 15 000 Équipements de faibles valeurs 150 Absolumentrecommandé Fréquence d'impact foudre dans la régionNg 2.5 Ng 2.5 Zone isolée Type d'alimentation électrique du bâtimentLignes aériennesLignes souterraines Des fréquentes surtensions transitoires provoquées par la foudre provoquent d'importantes pertes économiques, bien supérieur aux coûts du matériel pour protéger l'installation.6 ABB Protection externe contre la foudre
Analyse des risques pour la protection contre la foudreAnalyse des risquesToutes les normes de protection contre la foudre recommandent d'effectuer une analyse des risques de foudre avantde dimensionner la protection qui se calcule en trois parties :– – Évaluation des risques de foudre– – Choix du niveau de protection– – Définition du dispositif de protection.Définition du dispositif de protectionIl est recommandé de tenir compte des contraintes techniqueset architecturales pour déterminer l'implantation des différentscomposants du dispositif de protection.Pour simplifier les études préliminaires, nous fournissons unquestionnaire dans lequel peuvent être saisies les informationsminimum requises, permettant à notre service technique defaire le calcul.Nous avons développé un logiciel basé sur les calculs de lanorme NF EN 62305-2 ou NF C 17-102 (annexe A) afin deproposer une solution simple et précise pour l'analyse desrisques d'une installation à protéger.Carte de densité de foudroiement (coup de foudre par km² par LVADOS69MORBIHAN7ILLE-ET- ITIME151924AINPUY-DE-DÔME LOIRE28272627LANDESGERS21PYRENEESATLANTIQUES24Ng RONNE2121ARIEGE21GARD2719HAUTESPYRENEES34 ARDECHE44 E-ET-LOIRE23DORDOGNEDOUBS23TERRITOIREDE BELFORTJURA21CREUSECHARENTE 3MAINE-ETLOIRE8EURE- IS15PARISHAUTSDE-SEINE 74433VAR34HAUTECORSE34CORSEDU-SUD37Ng 25ABB Protection externe contre la foudre 7
Technologies de protection contre la foudreLes effets de la foudreLes effets de la foudre sont ceux d'un courant impulsionnelde forte intensité se propageant d'abord dans un milieu gazeux (l'atmosphère), puis dans un milieu solide plus ou moinsconducteur (le sol) :–– Effets visuels (éclairs) : dûs au mécanisme de l'avalanche deTownsend–– Effets acoustiques (tonnerre) : dûs à la propagation d'uneonde de choc (élévation de pression) dont l'origine est lecanal de décharge ; la perception de cet effet est limitée àune dizaine de kilomètres–– Effets thermiques : dégagements de chaleur par effet Jouledans le canal ionisé–– Effets électrodynamiques : ce sont les forces mécaniquesappliquées aux conducteurs placés dans le champ magnétique créé par la circulation de courant intense. Ils peuventavoir pour résultat des déformations–– Effets électrochimiques : relativement mineurs, ces effets setraduisent par une décomposition électrolytique par application de la loi de Faraday–– Effets d'induction : créant un champ électromagnétique variable, tout conducteur est le siège de courants induits–– Effets sur un être vivant (humain ou animal) : le passage d'uncourant transitoire d'une certaine intensité suffit à provoquerdes risques d'électrocution par arrêt cardiaque ou arrêt respiratoire. À cela s'ajoutent les dangers de brûlures.Systèmes de protectionParatonnerres à dispositif d'amorçage - PDAParatonnerres à tige simple - PTSCages mailléesFils tendus8 ABB Protection externe contre la foudreIl existe deux grands types d'accidents dûs à la foudre :– – Ceux causés par un coup direct lorsque la foudre frappeun bâtiment ou une zone déterminée. La foudre peut alorsentraîner de nombreux dégâts dont l'incendie est le pluscourant (50 % des cas). Contre ce fléau, les moyens de protection sont les systèmes de paratonnerres.– – Ceux causés indirectement, par exemple lorsque la foudrefrappe ou induit des surtensions dans les câbles d'énergieou les liaisons de transmission. Il faut alors protéger avecdes parafoudres les appareils susceptibles d'être détérioréspar les surtensions et les courants indirects ainsi créés.La protection contre l'atteinte directe de la foudrePour protéger une structure contre les coups de foudre directs, il convient de privilégier un point d'impact possible afind'épargner le reste de la structure et de faciliter l'écoulementdu courant électrique vers le sol en minimisant l'impédancedu parcours utilisé par la foudre. Quatre familles de protectionrépondent à ces préoccupations.– – Les paratonnerres de type PDA– – Les paratonnerres à tige simple– – Les protections de type cages maillées– – Les protections de types fils tendus.Normes et guide applicablesNF C 17-102 (édition septembre 2011)NF EN 62 305-3NF EN 62 305-3NF EN 62 305-3
Technologies de protection contre la foudreProtection contre les effets directs de la foudreLes paratonnerres à dispositif d'amorçage (PDA)Ces technologies modernes ont été conçues à partir de plusieurs brevets déposés conjointement par HÉLITA et le CNRS.Le Pulsar est pourvu d'une électronique qui lui permet de générer sur sa pointe un signal haute tension de fréquence etd'amplitude déterminées et contrôlées permettant la formationanticipée d'un traceur ascendant et la propagation de celui-cide façon continue vers le traceur descendant.Cette anticipation de la formation du traceur ascendant est essentielle par rapport aux dernières connaissances scientifiquessur l'attachement de la foudre qui constatent qu'elle résulted'une compétition des traceurs ascendants.Aujourd'hui, la compétition des traceurs ascendants estmondialement reconnue grâce aux nombreuses images des caméras haute vitesse qui enregistrent ce phénomène mais aussigrâce à la simulation numérique de modélisation de la foudre.Le Pulsar puise son énergie dans le champ électrique existantlors de l'orage. Après avoir capté la foudre, le Pulsar la conduitvers les conducteurs de descente à la terre où elle va se dissiper.Attachement de la foudre à un PDA12ABB Protection externe contre la foudre 9
Technologies de protection contre la foudreProtection contre les effets directs de la foudreLe concept de l'avance à l'amorçageAu cours d'un orage, lorsque les conditions de champ de propagation sont réunies, le Pulsar crée, le premier, un traceurascendant. Ce traceur issu de la pointe du Pulsar se propagevers le traceur descendant du nuage à la vitesse moyenne de1 m/µs.L'avance à l'amorçage, ΔT(μs), est définie comme le gainmoyen en instant d'amorçage (instant de propagation continuedu traceur ascendant) du traceur ascendant du paratonnerre àdispositif d'amorçage (PDA) par rapport à celui d'un paratonnerre à tige simple (PTS) situé dans les mêmes conditions. ΔTest mesurée en laboratoire haute tension, tous les tests sontdéfinis selon l'annexe C de la norme NF C 17-102.Conditions d'installationUne installation PDA comporte :–– Un paratonnerre à dispositif d'amorçage et son mât rallonge–– Deux conducteurs de descente, ou un conducteur par PDAsi plusieurs PDA sont utilisés, ou si le PDA installé est isolé–– Une barrette de coupure ou joint de contrôle par descentepermettant la vérification de la résistance de la prise de terre–– Un tube de protection protégeant les deux derniers mètresde chaque descente au-dessus du sol–– Une prise de terre destinée à écouler les courants de foudreau pied de chaque descente–– Une liaison équipotentielle déconnectable ent
Analyse des risques pour la protection contre la foudre 7 Technologies de protection contre la foudre 8 Les dispositifs de capture 12 Vue d'ensemble des solutions 14 Gammes de paratonnerres 15 Procédure d'évaluation de l'efficacité d'un paratonnerre à dispositif d'amorçage selon la NF C
Computational Fluid Dynamics, CFD and Experimental methods. Det blir åttahundra grader. Du kan lita på mej. du kan lita på mej. (Ebba Grön) LTH / Kraftverksteknik / JK 1. Control Volume or large scale analyses 2. Differential analyses (NS-equations) . D. C. Wilcox, “Turbulence Modeling for CFD .
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The GSA Standards Catalogue is a register of National Standards found in the GSA Library and on the GSA website which have been listed systematically. GSA publishes the main Standards Catalogue once a year and publishes supplementary copies to the main catalogue periodically. The Catalogue provid
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