Comment un système UPS protège contre les surtensions électriques

Les surtensions sont des événements probables si vous dépendez de l'électricité fournie par les lignes électriques. Une action simple comme allumer votre télévision sur une prise branchée peut déclencher une surtension. Même les coupures de courant inattendues de temps en temps favorisent les surtensions.

Les systèmes UPS utilisent divers mécanismes pour se protéger contre les pics de tension. Certains de ces mécanismes incluent la régulation de la tension entrante, l'utilisation de parasurtenseurs intégrés et la présence de batteries de secours. 

Comprenez en détail le concept de surtension grâce à cet article, et découvrez les mécanismes de protection qui permettent aux systèmes UPS de gérer efficacement les surtensions. 

Comprendre les surtensions

Une surtension se produit lorsque le courant circulant dans un circuit électrique augmente brusquement au-delà du maximum fixé. Votre domicile ou bureau peut subir une surtension pour de nombreuses raisons. 

Courts-circuits  

Comme son nom l'indique, un court-circuit électrique se produit lorsque le courant suit le chemin le plus court. Normalement, le courant circule de la source vers l'appareil via la borne sous tension. Le courant retourne ensuite à la source par la borne neutre pour compléter le circuit.

Ainsi, si le fil sous tension entre en contact avec le fil neutre avant d'atteindre l'appareil cible, le courant contourne l'appareil et retourne à la source par la borne neutre, ce qui crée un court-circuit. 

Vous devez noter que les courts-circuits forcent généralement un grand courant à s'écouler vers la terre via la borne de terre. Dans de tels cas, la quantité d'énergie circulant dans votre circuit augmente, provoquant une surtension. 

Coups de foudre 

Les coups de foudre sont fréquents pendant la saison des pluies et peuvent provoquer des surtensions de deux manières différentes. Premièrement, le courant de la foudre peut atteindre des connexions exposées dans votre système de câblage, entraînant un flux de tension très élevée. Cette montée soudaine du niveau de tension constitue une surtension.

En plus de frapper les connexions exposées, la foudre peut générer un courant important dans les fils par induction, et votre onduleur doit être capable de le gérer, sinon vos composants risquent de subir des dommages graves. 

Surcharges électriques 

Une surcharge électrique est une situation dans laquelle une source d'alimentation ne peut pas fournir suffisamment d'énergie à vos appareils. Les surcharges se produisent également lors de la mise en marche d'appareils nécessitant un courant de démarrage extrêmement élevé. 

Ainsi, si vous allumez un appareil qui consomme beaucoup d'énergie au démarrage, un courant plus important circule dans le système, entraînant des surtensions qui peuvent causer des pertes de plusieurs milliers de dollars. 

Coupures de courant et pics de tension 

Beaucoup de gens se demandent si les coupures de courant peuvent provoquer des surtensions, et nous les comprenons car une telle possibilité semble vraiment étrange. En réalité, lorsque le courant est coupé, la tension dans les circuits électriques chute rapidement, provoquant des pics.

L'autre considération concerne la restauration de l'alimentation. Nous constatons que le réseau électrique a tendance à revenir à des tensions supérieures à la normale immédiatement après la restauration. De telles surtensions peuvent détruire la plupart des appareils électriques de votre maison ou bureau à moins que des mesures de protection appropriées ne soient en place. 

Dommages potentiels causés par les surtensions

Selon l'ampleur, les surtensions peuvent causer divers dommages à votre système électrique, parmi lesquels :

Dommages aux appareils électriques

La plupart des appareils électriques sont conçus pour tolérer une alimentation dans une plage de tension définie. Cela signifie que si la tension descend en dessous du minimum, vos appareils ne fonctionneront pas du tout, ou fonctionneront mal. Une tension excessive, en revanche, endommagera vos appareils et vous obligera à les réparer si possible ou même à les remplacer complètement. 

Perte et corruption de données

Des pertes de données peuvent survenir à cause d'une surtension si vous utilisez des appareils sensibles à l'alimentation, comme les ordinateurs. La perte de données est l'un des pires dégâts liés aux surtensions car, contrairement à d'autres, vous ne pouvez pas récupérer ou réparer facilement les informations perdues. Il en va de même pour les données corrompues à la suite d'une très forte puissance circulant dans le circuit. 

Durée de vie réduite des appareils

Les surtensions provoquent un flux excessif d'énergie électrique dans votre système. Une puissance supérieure au niveau maximal défini sollicite les composants de votre appareil, au moins si elle ne les endommage pas. Dans de telles situations, les mécanismes de refroidissement, comme les ventilateurs, seront surchargés, ce qui limite la durée de vie globale de vos appareils électriques. 

Qu'est-ce exactement qu'un système UPS ?

Un système d'alimentation sans coupure (UPS) est une unité dont les composants travaillent ensemble pour maintenir un approvisionnement électrique stable dans votre domicile ou votre lieu de travail. 

Les systèmes UPS traitent l'alimentation provenant du réseau électrique en régulant la tension si nécessaire et en éliminant les parasites électriques, s'il y en a, avant de l'alimenter dans votre système de câblage. De plus, Unités UPS assurer que l'alimentation reste disponible même en cas de coupure.

Cependant, l'émergence d'appareils électriques plus sophistiqués et la découverte du courant alternatif (CA) ont exigé des systèmes d'onduleurs (UPS) plus fiables et efficaces. Cela a donné naissance aux systèmes UPS modernes et plus avancés qui utilisent la technologie de l'onde sinusoïdale pure. 

Brève histoire des systèmes UPS

Les premières formes de systèmes UPS étaient principalement utilisées pour fournir une alimentation de secours en cas d'absence de courant. Elles étaient donc moins complexes et n'impliquaient aucune technologie avancée. Une autre caractéristique des premières formes de systèmes UPS était la production de courant continu (DC).

Avec le courant continu (DC), le transport d'énergie sur de longues distances était impossible en raison des pertes potentielles d'énergie. De plus, le DC ne pouvait pas être transformé en tension plus élevée ou plus basse pour différents usages. En conséquence, son adoption a été lente et largement locale. 

Types de systèmes UPS

Jusqu'à présent, votre système UPS peut appartenir à l'un des trois groupes suivants. 

UPS en veille

Les systèmes UPS en veille fournissent principalement une source d'énergie alternative lors des interruptions. Ils ne disposent pas de capacités de régulation de la tension et n'offrent donc aucune protection aux appareils électriques. Les solutions UPS en veille sont idéales pour une utilisation à petite échelle, par exemple à la maison ou dans un petit bureau. 

UPS interactif en ligne

Les unités UPS interactives en ligne sont plus avancées et fiables que leurs homologues en veille. Elles contrôlent la quantité d'énergie entrant dans vos locaux et produisent une sortie plus raffinée et stable. Les alimentations de secours interactives en ligne servent également de sources d'énergie alternatives en cas de coupures dans votre région. Elles conviennent aux locaux commerciaux de taille moyenne. 

UPS en ligne (double conversion)

Les systèmes UPS en ligne ou à double conversion sont les meilleurs dans l'ensemble, avec des fonctionnalités plus avancées, une sortie électrique de premier ordre et la capacité de desservir de grandes organisations commerciales. Ils reçoivent du courant alternatif (AC) du réseau électrique, le convertissent en courant continu (DC), puis le reconvertissent en AC. 

L'énergie propre et stable résultante est ensuite fournie à vos appareils électriques. Les unités UPS en ligne offrent la meilleure protection aux appareils électriques et gèrent les surtensions de manière plus efficace. 

Mécanismes de protection dans les systèmes UPS

Les surtensions étaient un problème majeur à l'époque où la technologie n'était pas aussi avancée qu'aujourd'hui. Les systèmes UPS utilisent les mécanismes suivants pour contenir les surtensions.

Régulation de la tension 

Les systèmes UPS disponibles sur le marché aujourd'hui sont bien plus que ce que l'on peut voir à l'œil nu. Ces unités sont équipées de plusieurs dispositifs de sécurité pour vous offrir la meilleure expérience tout en garantissant la sécurité de vos appareils.

Grâce à la régulation automatique de la tension, les systèmes UPS peuvent détecter lorsque l'alimentation entrante est trop élevée pour vos appareils, puis la réduire aux niveaux souhaités avant de la laisser entrer dans votre câblage électrique.

De même, une unité UPS détectera si la tension entrante est inférieure à la plage spécifiée, puis l'augmentera en conséquence pour de meilleures performances. Cela empêche toute possibilité de surtensions et protège vos appareils. 

Suppression des surtensions

Les fabricants comprennent à quel point les surtensions peuvent être destructrices, c'est pourquoi ils ont conçu des composants de sécurité très fiables tels que les varistances à oxyde métallique (MOV) et les ont intégrés dans les systèmes UPS.

Ces parafoudres peuvent détecter si la tension est trop élevée dans votre système électrique, puis évacuer l'excès vers la terre via la prise de terre. L'évacuation de l'excès d'énergie protège les appareils des dommages et les rend durables. 

Sauvegarde par batterie  

La batterie est l'un des composants principaux de votre unité UPS. Elle se recharge grâce à l'alimentation secteur lorsqu'il n'y a pas de coupure. En cas de panne, c'est elle qui batterie qui fournit le courant à l'onduleur qui le convertit en courant alternatif pour l'utilisation dans votre système électrique.

C'est crucial pour protéger vos appareils contre les surtensions. Par exemple, lors d'une coupure de courant, la batterie facilite une transition en douceur vers une source d'alimentation alternative, réduisant ainsi les risques de pic de tension. La batterie empêche également la perte de données en évitant une coupure totale ou en permettant aux utilisateurs de sauvegarder leur travail en cours. 

Filtrage et réduction du bruit 

Le bruit électrique est une perturbation électromagnétique qui se développe autour des câbles électriques transportant une alimentation aux caractéristiques instables. Le bruit électrique est nuisible à tout appareil sensible à proximité et pourrait les endommager gravement avec le temps s'il n'est pas bien géré. 

Heureusement, tous les systèmes UPS modernes utilisent la technologie de l'onde sinusoïdale pure. Une onde sinusoïdale pure est une véritable révolution car elle garantit que les onduleurs fournissent une alimentation propre avec très peu de bruit électrique. La qualité d'alimentation améliorée et le bruit minimal empêchent les surtensions d'entrer dans le système. 

À retenir

Les systèmes UPS protègent efficacement les appareils électriques contre les surtensions. Bien que ce ne soit pas leur fonction principale, ces avantages sont essentiels pour l'utilisation sécurisée des appareils électroniques et justifient que l'UPS soit aussi précieux et important que l'achat d'un ordinateur portable.

La plupart des gens pensent que les onduleurs (UPS) sont utiles dans les environnements de bureau et les projets liés à l'informatique. Finalement, vous reconnaîtrez que vos appareils domestiques méritent de fonctionner avec un onduleur en place. Procurez-vous-en un pour protéger vos appareils électriques et leur assurer une longue durée de vie.