Outdoor Installation 2: Protection anti

Outdoor Installation 2:
Protection anti-foudre et
mise à la terre
Matériel de formation pour les formateurs
du sans fil
Objectifs
‣ Comprendre l'importance de la protection contre la
foudre et une bonne mise à la terre
‣ Présenter des exemples concrets de la façon
d'installer correctement et mettre a terre
l'équipement radio
‣ Apprécier les risques (pour le personnel et matériel)
d’une mise a la terre incorrecte
Photo by flickr user phatman
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Dégât electrostatique
‣ Produit lorsque le courant passe d'un objet à un autre, le
plus souvent dans des climats très secs.
‣ Habituellement en tension élevée, mais à courant.
‣ Un arc électrostatique typique de 1 cm provenant d'un
doigt à une poignée de porte est d’environ 19.000 volts!
‣ Bien que les dommages ne sont généralement pas visibles
dans le cas de décharge électrostatique, c’est la cause
principale de défaillance de l'équipement électronique.
‣ L’humidité et la température peuvent aider à contrôler
l’énergie électrostatique mais la protection physique doit
aussi être déployée pour prévenir tout dégât.
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Photo by flickr user Brujo+
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Lightning impulse characteristics
kA
30kA
typical
1!s
Long tail
flow
high voltage
and di/dt
VERY fast
rise time
fhigh
High Energy
5
!s
Grounding & Bonding
Pourquoi use bonne mise à la terre?
‣ Protéger le matériel contre la haute tension provoquée par la
foudre et les fautes de puissance
‣ Protéger le personnel contre les conditions dangereuses
‣ Dissiper les charges
électrostatiques
‣ Fournir une référence
zéro volt
‣ Réduire le bruit et les
interférences
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Definition de la mise à la terre
La terre: Une connexion conductrice, qu'elle soit
intentionnelle ou accidentelle, entre un circuit électrique
ou l'équipement et la terre, ou un corps conducteur qui
remplace la terre.
--John Cadick, Electrical Safety Handbook
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Definition du collage (Bonding)
Collage: L'assemblage permanent des pièces métalliques
pour former un chemin électrique conducteur assurant une
continuité électrique et la capacité de conduire en toute
sécurité le courant devra vraisemblablement être imposé.
--John Cadick, Electrical Safety Handbook
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Grounding system components
Les deux domaines de la mise à la terre qui se rapportent aux
équipements de télécommunications sont les suivants:
‣ système de mise à la terre d'équipement (sécurité de terre)
‣ Mise à la terre du système d'électrodes (système de mise à
la terre)
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Défaillances de L’ électricité
Types de défaillances du système
électrique:
‣
‣
‣
Défaillances phase-à-phase
‣
Une défaillance phase-à-phase ou phase-à-neutre pourra presque
toujours déclencher le dispositif de surintensité (disjoncteur ou
fusible)
‣
Une défaillance phase-à-terre ne saura pas déclencher le
dispositif de surintensité si l'impédance du système de mise à la
terre de l'équipement est trop élevée.
Défaillances phase-à-neutre
Défaillances phase-à-terre: plus de 90% des défaillances du système
électrique sont des défaillances phase-à-terre.
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What should be grounded?
Si elle est faite de métal, elle devrait être mise à la terre
‣ Les boîtiers électriques
‣ Les conduits électriques
‣ Les caisses d'équipement
et les portes
‣ Les antennes
‣ Les paratonnerres
‣ Les tours
‣ Les fils Guy
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Composantes du système de mise à la terre
Le système d'électrodes de mise à la terre se compose de:
conducteur de
liaison électrode
électrode
terre
Terrain de mise
à la terre
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Électrodes
Les électrodes spécialement conçues et installées pour mise
a la terre:
‣ Tiges enfouis dans le sol
‣ Anneaux enfouis dans le sol
‣ Plaques métalliques enterrés
‣ Electrodes recouvertes de béton
‣ Tiges de terre chimique
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Systeme d’electrodes de mise a la terre
Électrode de terre:
‣ Conducteur métallique,
tuyau, plaque ou un anneau
(ou tout autre objet métallique)
en contact avec la terre utilisée
pour établir un chemin de faible
résistance au courant vers la terre.
Le système d'électrodes de mise a la terre:
‣ réseau d'électrodes reliées électriquement au sol utilisé
pour réaliser la plus faible résistance à la terre.
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Mise à la terre des tours
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Mise à la terre des tours
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Installation d’un anneau de mise
à la terre
Un anneau de mise à la terre se compose de conducteurs
en forme d’anneau non isolés enfouis dans le sol.
‣ Enfoui à une profondeur minimale de 80 cm
‣ Taille minimale de 2 AWG (7,91 mm) et 6 m de longueur
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Installation d’un anneau de mise
à la terre
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Utilisation des tuyaux d’eau froide
‣ Historiquement, le premier choix pour la
mise a la terre qui fournit une faible
résistance à la terre
‣ Doit être électriquement en continu: pas
de tuyaux en plastique ou coupleurs.
Toutes les discontinuités doivent être
reliées à travers.
‣ Devraient être utilisés pour diminuer la
résistance du système à la terre.
‣ Ne doit pas être utilisée comme la seule
source de mise a la terre, mais seulement
en liaison avec une électrode primaire.
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!
Potentiel Électrolytique
Lorsque deux métaux différents sont en contact humide, leur
potentiel électrolytique doit être aussi proche que possible
afin de minimiser la corrosion électrolytique des métaux.
Les métaux dissimilaires produisent une différence de potentiel
électrique, qui va attaquer le matériel métallique.
Photo by Flickr user s8
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Metal corrosion
Le cuivre ne doit jamais toucher matériaux galvanisés directement,
sans protection adéquate commune. Eau excrétion du cuivre
contient des ions qui seront laver les galvanisé (zinc) couvrant tour.
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Resistance de terre
De manière générale, "la résistance de terre" est la
résistance du sol au passage du courant électrique.
La terre est un conducteur d'électricité relativement
faible par rapport à des conducteurs normaux, comme
un câble en cuivre.
Mais si le chemin pour le courant est assez grand, la
résistance peut être très faible et la terre peut être un
bon conducteur.
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Dopage du Sol
La terre est un conducteur en raison du nombre de sels ioniques
présents dans le sol. Sa conductivité peut être améliorée en
ajoutant plus d'ions au sol.
Le dopage du sol peut être effectué soit par addition d'eau ou
une solution saline dans le sol aux alentours du système de mise à
la terre. Si le sol a déjà une quantité suffisante de sels naturels,
l’ajout de l'eau libérera les ions et améliorera la conductivité.
Si quelques ions naturels sont disponibles, les
sels d'Epsom peuvent être ajoutés au sol pour
augmenter la conductivité.
En fonction de la quantité de pluie, le dopage du
système de mise a la terre avec 10 kg de sel par
tige peut durer environ deux ans.
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Bobines et pigtails
Les bobines et pigtails introduisent une inductance dans la liaison à la terre.
L’inductance résiste aux changements dans le courant. S’il ya trop d’inductance
dans votre ligne de terre, alors une surcharge pourra trouver plus facile de
passer par l'équipement plutôt que la liaison à la terre maintenant restrictive.
Éviter les coudes aigues dans les conducteurs du sol. L’effet Corona dans les
courbes pourra chauffer et fondre le fil.
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Paratonneres
‣ Les paratonnerres de type coaxiaux détournent les
haute tensions sur une ligne d'antenne vers la terre.
‣ Les paratonnerres de type UTP permettront de
protéger les lignes Ethernet contre les surtensions.
‣ Les fusibles de surtension proprement mis a la terre
(fusibles électriques) peuvent aider à protéger les
équipements AC.
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Les paratonnerres
Un paratonnerre est un conducteur installé au sommet
d'une tour ou un grand bâtiment, destiné à détourner la foudre
des équipements électroniques fragiles et diriger la foudre
directement vers la terre.
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Photo of Eiffel Tower lightning rod
by Flickr user elbragon
Conclusions
‣ Les équipements de plein air doivent être correctement
montés et protégés contre les intempéries.
‣
La mise a la terre adéquate est essentielle pour éviter les
dommages causés par les charges électrostatiques et la foudre.
‣
Un câblage incorrect peut endommager le matériel et mettre
en danger des vies.
‣
Une protection des sols est un système actif qui nécessite de
l'ingénierie et de maintenance.
‣
Afin de maximiser la durée de vie du système de mise a la
terre, évitez le contact direct entre les métaux différents.
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Merci pour votre attention
Pour plus de détails sur les sujets abordés dans
cette leçon, veuillez, s'il vous plaît, vous référer
au livre « Réseaux sans fil dans les Pays
en Développement », disponible en
téléchargement gratuit dans de nombreuses
langues sur http://wndw.net/