La surtension, souvent appelée " houle " dans le jargon technique, est une augmentation temporaire de la tension dans votre installation électrique. Bien que les baisses de tension (sags) soient plus courantes, les hausses sont potentiellement beaucoup plus dommageables. Une baisse de tension entraîne souvent des temps d'arrêt, tandis qu'une hausse de tension provoque des dommages physiques directs aux composants, des défauts d'isolation et la défaillance irrémédiable d'équipements sensibles.
Pour les directeurs d'usine et les responsables techniques de l'industrie, des centres de données et du secteur médical, il est essentiel non seulement de reconnaître ce phénomène, mais aussi de le prévenir de manière proactive. Alors qu'un creux a souvent une origine externe, la cause d'un gonflement se trouve souvent dans l'installation interne ou au point de transfert.
Qu'est-ce que c'est : une augmentation temporaire de la tension efficace (>110%) pendant plusieurs périodes de temps allant jusqu'à une minute.
Risque : dommages directs aux blocs d'alimentation, aux cartes de circuits imprimés, aux variateurs de vitesse et à l'isolation des moteurs.
Cause : souvent l'arrêt soudain de charges importantes, la mise en marche ou l'arrêt de batteries de condensateurs ou un défaut dans le réseau d'alimentation.
Action : Mesurer, c'est savoir. Analyser les données relatives à la qualité de l'énergie pour déterminer si la cause est interne ou externe.
Cet article s'adresse aux professionnels responsables de la fiabilité opérationnelle et de la sécurité des installations électriques :
Selon les normes internationales (telles que EN 50160 et IEC 61000-4-30), on parle d'augmentation de tension lorsque la valeur efficace (RMS) de la tension dépasse 110 % de la tension nominale, avec une durée allant de 10 millisecondes (une demi-période à 50 Hz) à 1 minute. L'augmentation dure plus d'une minute ? On parle alors de surtension structurelle(overvoltage), qui est un autre phénomène.
Imaginez une conduite d'eau dans laquelle l'eau s'écoule à une pression constante. Si vous fermez soudainement un grand robinet alors que l'eau coule à pleine vitesse, la pression augmente énormément juste derrière le robinet car l'eau ne peut pas libérer son énergie cinétique.
Il se passe la même chose dans une installation électrique. Si une charge importante (par exemple, un gros moteur ou un four) est soudainement arrêtée, l'énergie du réseau n'a nulle part où aller. Il en résulte une augmentation soudaine de la tension sur les jeux de barres, qui se propage dans l'installation comme une vague et exerce une pression sur les équipements connectés.
L'impact d'une surtension est souvent sous-estimé parce que l'événement est bref. Cependant, le contenu énergétique d'une surtension peut être dévastateur. Alors qu'un creux crée une "pénurie", une houle crée une "surdose" d'énergie que les composants doivent absorber.
Nuance : La plupart des équipements modernes sont robustes, mais l'impact cumulé des variations régulières est souvent à l'origine de ce que l'on appelle à tort "l'usure naturelle".
Étant donné qu'une houle est souvent brève (de quelques millisecondes à quelques secondes), elle est rarement visible sur un voltmètre analogique. Vous reconnaîtrez le phénomène à ses effets et à ses schémas dans votre installation :
1. Mise hors tension de charges importantes
C'est la cause interne la plus fréquente. Selon la loi d'Ohm, un courant traversant l'impédance des câbles et du transformateur crée une chute de tension. Lorsqu'un gros consommateur de courant (gros moteur, élément chauffant) chute soudainement, cette chute de tension disparaît brusquement. En conséquence, la tension sur la barre omnibus augmente temporairement jusqu'à atteindre ou dépasser la tension à vide.
Il s'agit d'un phénomène plus complexe. Dans un réseau triphasé, lorsqu'un court-circuit se produit entre une phase et la terre, la tension sur cette phase particulière s'effondre(creux). Toutefois, dans les réseaux qui ne sont pas efficacement mis à la terre (tels que les réseaux informatiques ou les réseaux avec une mise à la terre à haute impédance), la tension sur les deux phases saines peut en fait augmenter de façon spectaculaire par rapport à la terre.
La mise en marche d'une batterie de condensateurs pour la compensation du courant réactif peut entrer en résonance avec l'inductance du transformateur. Cela provoque souvent un transitoire oscillant qui peut se transformer en une augmentation momentanée de la tension.
Lorsqu'une grande partie de la charge d'un quartier ou d'une zone industrielle est interrompue (par exemple, après une panne de courant ailleurs), alors qu'une grande quantité d'énergie solaire photovoltaïque (PV) est produite localement, la tension peut augmenter rapidement avant que les onduleurs solaires ne puissent s'ajuster ou s'éteindre.
La résolution des problèmes de qualité de l'énergie nécessite une approche structurée. Il n'y a pas de "taille unique" à laquelle il suffit de se brancher. La solution dépend de la source.
Sans données, vous naviguez à l'aveuglette. Une analyse de la qualité de l'énergie (avec un équipement conforme à la norme IEC 61000-4-30 Classe A) est nécessaire pour établir :
Les ingénieurs d'HyTEPS analysent ces données pour trouver la cause première. S'agit-il de la batterie de condensateurs? De la prise du transformateur ? Ou d'une défaillance du réseau externe ?
Confusion avec les transitoires : Une houle n'est pas la même chose qu'un pic (pic/transitoire). Un transitoire dure des microsecondes, une houle des millisecondes à des secondes. La protection contre les transitoires (SPD) n'est d'aucune utilité contre une houle ; au contraire, le SPD brûlera en raison de l'énergie excessive contenue dans une houle.
Aveuglé par la tension moyenne : les multimètres mesurent souvent une moyenne dans le temps. Une houle de 200 ms passe complètement inaperçue, mais elle est suffisamment longue pour faire planter votre automate. Vous avez besoin d'un multimètre avec enregistrement cycle par cycle.
Gestion des symptômes : remplacer une alimentation électrique défectueuse sans en rechercher la cause. Si le gonflement revient, il faut continuer à remplacer les composants.
Se concentrer uniquement sur les baisses de tension : De nombreux systèmes ASI sont conçus pour gérer les baisses de tension (fonctionnement sur batterie). Tous les systèmes ASI ne sont pas en mesure de faire face à une tension d'entrée trop élevée et s'éteignent alors eux-mêmes pour se protéger.
Sous-estimer les réactions du réseau : Penser que l'opérateur du réseau fournit toujours une tension parfaite de 230V/400V. Dans le cadre de la transition énergétique, la tension du réseau fluctue plus fortement qu'auparavant.
Vous soupçonnez une dérive de tension ? Suivez les étapes suivantes :
Toutes les dip ne nécessitent pas une aide extérieure. Toutefois, dans les situations suivantes, il est conseillé de s'adresser à un ingénieur d'HyTEPS :
Résoudre soi-même les problèmes de tension est possible dans les installations simples. Cependant, dans les environnements complexes, des connaissances spécialisées sont nécessaires. Faites appel à nos ingénieurs lorsque :
En savoir plus sur la tension et la qualité de l'énergie :
Baisse de tension (Voltage Sag) : La contrepartie de la houle, souvent causée par des courants d'appel.
Pollution harmonique : distorsion de la forme d'onde sinusoïdale due à des charges non linéaires.
Transitoires : Pointes de tension à haute fréquence de très courte durée.
EN 50160 : la norme pour la qualité de la tension dans le réseau public.
Mesure de la qualité de l'énergie : Comment nous cartographions votre installation.
Les symptômes sont souvent subtils jusqu'à ce que les choses tournent mal. Soyez attentif aux pannes de machines inexpliquées, aux lumières vacillantes, aux câbles qui chauffent ou aux transformateurs qui bourdonnent. De même, si l'électronique (automates, pilotes) tombe en panne plus tôt que ne l'indique sa durée de vie, il y a de fortes chances que la qualité de l'alimentation soit insuffisante. Une mesure de la qualité de l'énergie apporte la réponse.
C'est possible, à condition de disposer d'un analyseur de qualité d'énergie de haute qualité (conforme à la norme CEI 61000-4-30 classe A) et des connaissances nécessaires pour interpréter les données. La collecte de données est facile ; l'analyse de la corrélation entre les événements, les harmoniques et vos processus d'entreprise spécifiques nécessite des connaissances techniques spécialisées. Nous nous ferons un plaisir de vous aider dans cette analyse.
Pas par définition. La norme NEN-EN 50160 décrit les exigences minimales en matière de tension au point de transfert de l'opérateur du réseau. Toutefois, les équipements modernes peuvent être plus sensibles et présenter des dysfonctionnements même si la tension est conforme à cette norme. C'est pourquoi nous allons au-delà de la norme : nous examinons la compatibilité entre votre alimentation électrique et la charge connectée.
Tranquillité d'esprit, certitude et compréhension. Vous obtenez un diagnostic clair de la "santé" de votre installation électrique. Nous identifions la cause des défaillances, ce qui vous permet d'éviter les temps d'arrêt imprévus et de réduire les risques d'incendie ou les pertes d'énergie inutiles. Vous recevez un rapport consultatif concret contenant des points d'amélioration pratiques.
Non, c'est une idée fausse. Un filtre est un outil puissant, mais pas une panacée. Parfois, la solution consiste à modifier les réglages du transformateur, à redistribuer les charges ou à ajuster le câblage. HyTEPS recommande toujours une analyse et une simulation approfondies avant de recommander du matériel, afin d'éviter les investissements inutiles.
Oui, de manière significative. Les onduleurs de panneaux solaires et les pilotes d'éclairage LED sont des charges non linéaires qui produisent des harmoniques et parfois des supra-harmoniques. Cela peut entraîner des interférences avec d'autres équipements ou une surcharge du conducteur neutre. Lors d'une rénovation ou d'une conservation, un contrôle de la qualité de l'énergie est essentiel pour garantir la fiabilité opérationnelle.
Nous appelons ce phénomène "déclenchement intempestif". Souvent, la cause n'est pas la quantité totale de courant, mais la distorsion du courant (harmoniques) ou les courtes pointes de courant que votre équipement de mesure ne détecte pas. Cette contamination peut provoquer un échauffement supplémentaire des protections thermiques ou une confusion des protections électroniques, entraînant leur désactivation à tort. Une mesure spécialisée permet de déterminer exactement la raison pour laquelle une protection réagit.
Pour obtenir une image fiable, nous mesurons généralement au moins une à deux semaines. Cela est nécessaire pour saisir un cycle de fonctionnement complet, y compris les week-ends et les charges de pointe. Pour les pannes aiguës spécifiques, nous pouvons également prendre des mesures à court terme ou déployer un "enregistrement continu de la forme d'onde" pour capturer les transitoires.
Votre installateur est un expert en matière d'installation et de maintenance (le "médecin généraliste"). HyTEPS est le spécialiste (le "médecin de la qualité de l'énergie"). Nous disposons d'équipements de mesure avancés, de logiciels de simulation et d'une connaissance approfondie de l'ingénierie électrique théorique et des réglementations. Nous collaborons souvent avec les installateurs pour résoudre des problèmes complexes qui dépassent les connaissances habituelles.
Après la mesure, vous recevez un rapport contenant des conclusions dans un langage compréhensible ainsi que des détails techniques. Si nécessaire, nous simulons les solutions possibles dans notre logiciel. Ainsi, vous savez exactement à l'avance quel sera l'effet d'une mesure. Nous supervisons ensuite la mise en œuvre et vérifions le résultat par une mesure de suivi.
N'essayez pas de deviner la cause des pannes. Nos ingénieurs vous aideront à établir un diagnostic clair et à trouver une solution efficace.
HyTEPS
Beemdstraat 3
5653 MA Eindhoven
