Parafoudre - Ch. Schaub SA

Parafoudre
● L‘homme contre la nature
● Management des risques
● Le risque de surtension
● Analyse de danger
● Les origines
● Guide de choix
● Couplage
● Phénomène foudre
● Classifications et normes
● Technique
● Concept de protection
● Niveau de protection
● Zone de protection
● Planifier un concept de protection
● Éclateur
● Variateur
● L’offre de Schneider Electric
● Paramètres caractéristiques
● Type 1
● Collaboration du technique
● Type 1 + type 2
● Application
● Coordination
● Type 2
● Type 3
● Photovoltaïque
● Déconnecter
● Installation
● Sécurité supplémentaire
Schneider Electric
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L‘homme contre la Nature
● Le risque de surtension
● Les origines
● Couplage
● Phénomènes de foudre
● Classification et standards
Schneider Electric
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Le risque de surtension
L‘homme contre la nature
Pourquoi utiliser un parafoudre ?
● Le parafoudre limite les surtensions transitoires dans un réseau
● De ce fait, il minimise le risque d’incendie et il augmente la durée de vie des appareilles
électriques
● Il est important de protéger l’appareillage faible contre la surtension
Aujourd’hui, 90% des consommateurs possèdent des appareils électriques
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Les origines
L‘homme contre la nature
Surtension temporaire (50Hz)
● Les surtensions proviennent en cas de:
● Déconnexion du neutre
● Faute d’isolement (entre L et N)
● Caractéristiques :
● Fréquence du réseau (montée de courant très
lente)
● Surtension tarde a rentrer
● Surtension et max. 400V (réseau normal)
Il faut protéger l’installation avec un
déclencheur avec un seuil tension (MSU)
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Couplage
L‘homme contre la nature
Galvanique
● Les surtensions se propagent par conducteurs
● Des surtensions de couplage galvanique dans le réseau :
● Surtensions en raison de manœuvre
● Surtensions temporaires
● Foudre directement sur la ligne
● Foudre prés de la ligne => montée du potentiel de la prise de terre
● Conséquences
● Grandes différences de potentiel entre les conducteurs polaires
● Grandes différence de potentiel entre les conducteurs et la terre
● Il y a une très grande énergie à écouler
Le problème essentiel est d’écouler cette énergie
vers la terre
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Phénomènes de foudre
L‘homme contre la nature
Des origines de surtension par la foudre
Coup directement sur le bâtiment
Coup directement sur la ligne
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Coup près du bâtiment
Coup près de la ligne
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Classification et standards
L‘homme contre la nature
Protections contre la foudre sur les bâtiments
● Installations extérieures de protection contre la foudre :
● Elles protègent les installations contre les coups de foudre directs
● Ces protections permettent de capter et d’écouler le courant de foudre vers le sol
● Leur but est de prévenir l’incendie et la destruction des bâtiments
● Cette protection est réalisée par le paratonnerre, le fils tendu et la cage de Faraday
● Installations internes de protection contre la foudre:
● Compensation du potentiel, prise de terre de masse d’utilisation
Schneider
Electric 
Schneider Electric
● Parafoudre, consiste en type 1, type 2 et type 3
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Classification et standards
L‘homme contre la nature
Classification des parafoudres selon EN 61643-11
Type 3
Type 2
Type 1
EN 61643-11
Class III
Class II
Class I
IEC 61643-1
Cat D
Cat C
Cat B
VDE 0675-6
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Technologie
● Éclateur
● Varistance
● Paramètres caractéristiques
● Collaboration du technique
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Éclateur
Technologie
La technologie pour des parafoudres type 1
● Éclateur
● Avec chambre de coupure
● Il faut installer cet éclateur dans un boîtier séparé
● Ancienne technologie
● Éclateur capsulé
● Pas de chambre de coupure
● On peut installer cet éclateur dans la distribution basse tension
● Nouvelle technologie
La caractéristique principale est un fort pouvoir de
dissipation d’énergie
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Varistance
Technologie
La technologie pour des parafoudres type 2
● Pour des réseaux TN et IT
● La varistance à oxyde de zinc
● Touts les pôles sont connectés à la terre par varistance
● Pour des réseaux TT et TN-C-S
● La varistance à oxyde de zinc
● Les phases sont connectés au neutre par varistance
● Le neutre est connecté à la terre par éclateur
La caractéristique principale est un temps de
réponse très faible
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Paramètres caractéristiques
Technologie
Caractéristiques d‘un parafoudre
● Up (niveau de protection) :
jusqu’à ce niveau de tension le parafoudre protège
(0,9/1,2/1,5 kV) lors de In
● Uc :
Tension maximale de régime permanent. Un (230V) doit être
au-dessous de Uc.
● In (courant nominal) :
Le courant (Ipk) nominal de décharge avec la
caractéristique 8/20µs. Le parafoudre est testé par 15 coups
avec ce courant
● Imax (courant maximale) :
Le courant (Ipk) maximal de décharge avec la
caractéristique 8/20µs. Le parafoudre est testé par 1 coup de
ce courant. Cette valeur sert de classification des parafoudres
type 2
● Iimp (Impulsstrom) :
Le courant (Ipk) maximal de décharge avec la
caractéristique 10/350µs. Le parafoudre est testé par 1 coup
de ce courant. Cette valeur sert de classification des
parafoudres type 1
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Collaboration du technique
Technologie
Comparaisons des caractéristiques
Caractéristiques
Type 2
Type 1
Temps de réponse
rapide
lente
Tension a seuil
faible
élevée
Pouvoir de
dissipation d’energie
faible
élevé
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Application
● Mode de connexion
● Coordination
● Déconnecteur
● Interrupteur différentiel
● Installation
● Sécurité supplémentaire
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Coordination
Application
Technique moderne
Touts les parafoudres type 1 (PRF1, PRD1, PRF1Master, PRD1Master) de
Schneider Electric ont des éclateurs déclenchés
Ce n’est pas nécessaire de coordonner les parafoudres de
Schneider Electric. On peut les installer directement à côté des
parafoudres type 2.
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Déconnecteur
Application
Solution avec déconnecteur
Solution sans déconnecteur
● Pas toujours applicable
● Selon In (IEC 60 364 § 534.2.4)
● Coupure de tout le réseau si « fin de vie »
● Le défaut du parafoudre est tout de suite noté
Le risque du coupure de réseau est plus
haut que le risque de surtension
loads
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● Toujours applicable
● Jamais une coupure de tout le réseau
● On peut signaliser le défaut du parafoudre
avec un contact de signalisation
Meilleure solution, plus fiable
loads
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Déconnecteur
Application
La solution la plus facile
● Schneider Electric offre une gamme de parafoudres, qui ont intégré le disjoncteur
● La coordination entre parafoudres et disjoncteurs est garantie
● Le câble entre le parafoudre et le disjoncteur est 0 m
● Section des câbles respectée
● Installation facile
● Economie d’espace
● Ces appareils sont disponibles comme type2 et type3 (Imax = 8kA bis 40kA)
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Installation
Application
Longueur du câble totale <50cm
● Les résistances de la lignes ont des différences de potentiel très grandes
● La tension sur le consommateur est la totalité de ces différences de potentiel
● Les consommateurs sont fabriqués pour le niveau de protection (du parafoudre) Up
L
Last
N
I
U1
SPD
Up
Ur
Ur=U1+Up+U2
I
U2
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Installation
Application
Séparation des câbles protégés et pas protégés
● Il faut séparer les zones protégés, des zones pas protégées
● Séparer les câbles en amont et en aval du parafoudre
● Sinon, les surtensions se propagent
Le parafoudre serait sans effet
faux
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correct
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Installation
Application
Placement du parafoudre
● Le parafoudre type 1 + type 2 directement à cote de l’alimentation du TGBT
● Parafoudre type 3 (protection de consommateur) doit être aussi près que possible du consommateur
● Dans tous les cas, dans le dernier distributeur
● Plus courte sera la distance, moins le danger sera élevé (probabilité plus petite pour un couplage de surtension)
Distance de
danger
Type 3
Type 1 +
Type 2
Répartiteur principal
Répartiteur d’étage
Répartiteur secondaire
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Installation
Application
Sections minimales de câbles (IEC 60 364 - §534.2.10)
● Câblage d’alimentation
● 16 mm² si parafoudre type1
● 4 mm² si parafoudres types 2 et 3
● Connexion du parafoudre à la terre
● 16 mm² si parafoudre type1
● 4 mm² si parafoudres types 2 et 3
● Compensation de potentiel (IEC 61024) (NIN 5.4)
● 16 mm² pour cuivre (CU)
● 25 mm² pour aluminium (AI)
● 50 mm² pour fer (FE)
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Sécurité ajoutée
Application
Protection supplémentaire
● Le parafoudre est un point de rupture théorétique
● Il est normal qu’il faille le changer de temps en temps
● à cause de l’écoulement
● par vieillesse
● C’est pourquoi c’est important de surveiller le parafoudre
● Les parafoudres avec la marquage « r » ont un contact de signalisation qui signale autant le défaut
dû au fait que le parafoudre a fait son effet ou qu’il est en fin de vie.
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Management des Risques
● Analyse des dangers
● Guide de choix
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Analyse de danger
Management des risques
Pour quels risques faut-il installer un parafoudre ?
Analyse de danger selon IEC 60364-4-443
1.
Un effet sur la vie humaine (sécurité, hôpital, etc.)
2.
Un effet sur la publicité (téléphone, administration, etc.)
3.
Un effet sur l’industrie (banque, production, centre commercial, etc.)
4.
Un effet sur des accumulations des personnes (école, bureau)
5.
Un effet sur l’individu (résidentiel, petit bureau)
S’il y a un risque selon les points 1-3, une protection contre la surtension est
obligatoire
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Guide de choix
Management des risques
1. Valeurs à protéger
Valeurs des consommateurs et coût de perte de la production
Equipements domestiques
Equipements du bâtiment
ordinateur, audio, électroménager
ascenseur, chauffage
Equipements sensibles
Equipements lourds
contrôle d’admission, alarme automatique
infrastructure médicale et de la production
Equipements industriels
imprimante, serveur
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Guide de choix
Management des risques
2. Architecture du bâtiment
●
Maison individuelle
●
Immeuble collectif
●
Local à usage professionnel
●
Parties communes d’immeuble
●
Bâtiment industriel
● Tableau général
● Tableau divisionnaire
● Longueur de la ligne (TG-TD) plus que 30 m
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Guide de choix
Management des risques
3. Le risque d’impact de la foudre
En zone urbaine
En zone à risques particuliers
pylône, arbre, zone de montagne,
En zone rurale
En zone exceptionnellement exposée
paratonnerre sur bâtiment à moins de 50 mètres
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Guide de choix
Management des risques
Equipements
à protéger
L‘architecture du
bâtiment
Equipements domestiques
(ordinateur, audio, électroménager)
Maison
individuelle,
Local à usage
professionnel
Immmeuble collectif
Parties communes
d’immeuble
Risque d’impact
de la foudre
Typ1 Typ1
25kA 25kA
Typ1 Typ1
25kA 25kA
Parafoudre
Typ2 Typ2 Typ2 Typ2
10kA 40kA 40kA 40kA
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Typ2
10kA
Typ2 Typ2 Typ2 Typ2
40kA 65kA 40kA 40kA
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Guide de choix
Management des risques
Equipements
à protéger
L’architecture du
bâtiment
Equipements
sensibles
Equipements du
bâtiment
contrôle d’admission, alarme
automatique
Tableau général
ascenseur, chauffage
Tableau divisionnaire
Longueur de la ligne
(TG-TD) > 30m
Risque d’impact
de la foudre
Typ2 Typ2 Typ2
20kA 40kA 40kA
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Typ2
40kA
Typ2
20kA
Typ3
8kA
Prés du
consommateur
Parafoudre
Additionelle au TD
Typ1
35kA
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Guide de choix
Management des risques
Equipements industriels
Equipements
à protéger
L’architecture du
bâtiment
imprimeur, serveur
Tableau général
Tableau divisionnaire
Longueur de la ligne
(TG-TD) > 30m
Risque d’impact
de la foudre
Typ2 Typ2 Typ2 Typ2
40kA 65kA 65kA 40kA
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Typ2
20kA
Typ3
8kA
Prés du
consommateur
Parafoudre
Additionelle au TD
Typ1
35kA
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Guide de choix
Management des risques
Equipements lourds
Equipements
à protéger
L’architecture du
bâtiment
infrastructure médicale et de production
Tableau général
Tableau divisionnaire
Longueur de la ligne
(TG-TD) > 30m
Risque d’impact
de la foudre
Typ2 Typ2 Typ2 Typ2
65kA 40kA 40kA 40kA
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Typ2
20kA
Typ3
8kA
Prés du
consommateur
Parafoudre
Additionelle au TD
Typ1 Typ1 Typ1
25kA 35kA 35kA
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Concept de protection
• Niveau de protection
• Zone de protection
• Planifier un concept de protection
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Niveau de protection
concept de protection
Resistance de tension selon IEC 60 364
Catégorie
I
II
III
IV
Tension impulsion
(Un 230/400V)
1.5 kV
2.5 kV
4 kV
6 kV
Appareils
Appareils
sensibles
Electroménager
Appareillage
d’installation
électrique
Appareillage
spécial
(compteur)
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Zone de protection
concept de protection
Parafoudre Typ1
PRF/PRF Master
LPZ0A >6kV
• Compteur
• Parafoudre
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Parafoudre Typ2
Parafoudre Typ3
PRD/ QuickPRD
PRD8/Quick PRD8
LPZ1 4kV
• Appareils d‘installation
• Tableau
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LPZ2 2.5kV
• Electroménager
• Lumière
LPZ3 1.5kV
• Appareils sensibles
• Informatique
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Planifier un concept de protection
concept de protection
Un concept de protection
Kombi T1/T2
LPZ0A – LPZ2
Typ2
LPZ0B – LPZ2
Typ3
LPZ1 – LPZ2
Typ2
LPZ1 – LPZ2
Typ2
LPZ1 – LPZ2
Typ1
Typ1
LPZ0A – LPZ 1
LPZ0A – LPZ 1
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Planifier un concept de protection
concept de protection
Un concept de protection
De quoi doit-on tenir compte à l’extérieur ?
Paratonnerre
SEV 4022:2008 (6.1)
cheminements des
feuillards
SEV 4022:2008 (6.2)
Prise de terre
SEV 4133 (13)
Compensation
potentielle
SEV 4022:2008 (7)
SEV 1000:2005 (NIN 5.4)
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L‘offre de Schneider Electric
• Parafoudre type 1
• Parafoudre type 1 + type 2
• Parafoudre type 2
• Parafoudre type 3
• Photovoltaïque
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Parafoudre type 1
L‘offre de Schneider Electric
PRF1 25kA/Pol
● Eclateur capsulé
● Eclateur déclenché
1P
● Appareils unipolaires
● 1P L-N, N-PE ou L-PE
● Eclateurs N-PE
● Appareils multipolaires
● 1P+N, 3P, 3P+N
1P+N
● Niveau de protection Up = 1.5kV
● Sans courant de fuite excepté 16621
3P+N
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Parafoudre type 1
L‘offre de Schneider Electric
PRF1 Master 35kA
● Eclateur avec chambre de coupure
● Respecter le mode d’installation
● Eclateur déclenché
● Seulement unipolaire
● LED d’indication
● Niveau de protection Up = 1.5kV
Schneider Electric
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Parafoudre type 1
L‘offre de Schneider Electric
PRD1 Master 25kA
● Eclateur capsulé
● Eclateur déclenché
● Débrochable
● Des appareils unipolaires et multipolaires
● 1P/1P+N/3P/3P+N
● Cartouches à changer
● Iimp = 25kA L-N, resp. 100kA N-PE
● LED d’indication
● Niveau de protection Up = 1.5kV
Schneider Electric
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Parafoudre type 1
L‘offre de Schneider Electric
● Combi PRF
● Eclateur capsulé
● Eclateur déclenché
● Appareils multipolaires
● 1P+N/3P+N
● Iimp = 25kA L-N, resp. 50kA N-PE
● LED d’indication
● Niveau de protection Up = 1.3kV
Schneider Electric
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Parafoudre type 1 + type 2
L‘offre de Schneider Electric
PRF1 12.5r
● Parafoudre combiné de type 1 et type 2
● Eclateur capsulé
● Appareils multipolaires
● 1P+N, 3P, 3P+N
● Iimp = 12.5kA L-N/50kA N-PE
● Imax = 50kA
● LED d’indication
● Contact de signalisation
● Niveau de protection Up = 1.5kV
Schneider Electric
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Parafoudre type 1 + type 2
L‘offre de Schneider Electric
PRD1 25r
● Eclateur capsulé
● Parafoudre combiné de type 1 et type 2
● Débrochable
● Appareils unipolaire et multipolaire
● 1P
● 1P+N, 3P, 3P+N
● cartouches (T1&T2)
● Iimp = 25kA L-N/100kA N-PE
● Imax = 40kA
● LED dindication
● Contact de signalisation
● Niveau de protection Up = 1.5kV
Schneider Electric
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Parafoudre type 2
L‘offre de Schneider Electric
PRD
● Débrochable
• Unipolaire et multipolaire
•
1P, 2P, 3P, 4P, 1P+N, 3P+N
• Caractéristiques techniques :
•
•
•
•
Type:
PRD40/PRD65
Imax (kA):
40 /65
Up (kV):
1,4 /1,5
Uc (L-PE/N):
340 VAC
• Disponible avec contact de signalisation
• Déclenchement thermique
•
Déclenche si « fin de vie » en raison du vieillissement
• Signalisation mécanique
•
Schneider Electric
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blanc = OK / rouge = défectueux
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Parafoudre type 2
L‘offre de Schneider Electric
Serie Quick PRD :
● Débrochable
• Avec disjoncteur intégré :
•
•
•
Déclenche si une cartouche est défectueuse (fin de vie en raison du vieillissement)
Déclenche si une cartouche est défectueuse (fin de vie en raison d’écoulement)
Déclenche si une cartouche n’est pas installée correctement
• Unipolaire et multipolaire
•
1P, 2P, 3P, 4P, 1P+N, 3P+N
• Caractéristiques techniques :
•
•
•
•
Type :
PRD40/PRD65
Imax (kA) :
40 /65
Up (kV) :
1,4 /1,5
Uc (L-PE/N) :
340 VAC
• Contact de signalisation en standard
• Déclenchement thermique
•
Déclenche si « fin de vie » en raison du vieillissement
•
blanc = OK / rouge = défectueux
• Signalisation mécanique
Schneider Electric
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Parafoudre type 2
L‘offre de Schneider Electric
Avantages avec QuickPRD :
● Economisant l’espace
● Continuité en cas d’accident (court-circuit et écoulement)
● Unipolaire et multipolaire
● 1P+N / 3P / 3P+N
● Icu: 25 kA
Schema
● filiation pour Icu>25kA
Contact de signalaisation
Combinaison du disjoncteur et
duparafoudre
Varistore L-N
Ausführung „3+1“
Schneider Electric
Eclateur N-PE
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Parafoudre type 2
L‘offre de Schneider Electric
Gamme Quick PF :
● Parafoudre pour domestique (distributeurs résidentiel)
• Avec disjoncteur intégré :
•
•
•
Déclenche si une cartouche est défectueuse (fin de vie en raison du vieillissement)
Déclenche si une cartouche est défectueuse (fin de vie en raison d’écoulement)
Déclenche si une cartouche n’est pas installée correctement
• Déclenchement thermique
•
Déclenche si « fin de vie » en raison du vieillissement
● Imax = 10 kA; In = 5 kA
● Icu du disjoncteur selon EN 60898. Icn = 6 kA
● Multipolaire: 1P+N / 3P+N
N 1
Quick
PF
FI
LS LS LS LS
N 2
Schneider Electric
● Livré avec peigne et câble de terre
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Parafoudre type 3
L‘offre de Schneider Electric
● Les parafoudres PRD8 et QuickPRD8 sont testés selon les critères de type 3
● Donc ils sont marqué comme type 2/3
● Caractéristiques techniques Quick PRD8 :
Imax (kA) :
In (kA ) :
Up (kV) :
Uc (L-PE/N) :
8
2
1,2
340 VAC
● Caractéristiques techniques PRD8 :
Imax (kA) :
In (kA) :
Up (kV) :
Uc (L-PE/N) :
Schneider Electric
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8
2,5
1,0
340 VAC
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Photovoltaïque
L‘offre de Schneider Electric
● PRD 40 pour des applications en courant continu
● Pour protéger les installations photovoltaïques
● Parafoudre type 2
● 2 pôles
● Débrochable avec cartouches
● 600VDC ou 1000VDC
● Caractéristiques techniques PRD40DC
Imax (kA) :
In (kA) :
Up (kV) :
Uc (L-PE/N) :
Schneider Electric
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40
15
1,6 (600V) /3.9 (1000VDC)
600VDC / 1230VDC
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