Protection contre la foudre pour les installations radioamateurs

La plupart des radioamateurs ne savent probablement pas quelles seront les conséquences d'un coup de foudre sur leur installation d'antennes. Les mesures prises sont-elles suffisantes ?

Si l'on considère les bâtiments d'habitation habituels et que l'on tient compte du fait que la foudre frappe de préférence les structures métalliques dépassant du toit, comme les installations d'antennes, on peut dire que la mise à la terre des antennes de toit constitue de facto une protection contre la foudre "light" (minmale) pour le bâtiment abritant le shack. C'est une motivation supplémentaire pour effectuer la mise à la terre d'une antenne de toit.

header-contesting

Articles 1-10 sur 15

Filtre
  1. SP3000P Parafoudre Nf/Nm 400W
    SP3000P Parafoudre Nf/Nm 400W

    Diamond SP-3000P Protection contre la foudre (parafoudre), prise N/fiche N, maximum 400W

    En stock, expedié sous 1 à 2 jours

    Voir les accessoires
    39,50 €
    TVA inclus, frais de port non inclus 33,19 €
    REF 21043.10
  2. Bandes de masse cuivre, étamées, avec terminaux à anneaux
    Bandes de masse cuivre, étamées, avec terminaux à anneaux

    section au choix 25.4x1.1 mm ou 12.7x0.76 mm, différentes longueurs

    En stock, expedié sous 1 à 2 jours

    Prix à partir de: 23,50 €
    TVA inclus, frais de port non inclus 19,75 €
  3. Supports pour la mise à la terre des câbles coaxiaux au mât
    Supports pour la mise à la terre des câbles coaxiaux au mât

    Pour un diamètre de mât jusqu'à 38 ou 50 mm, acier inoxydable

    En stock, expedié sous 1 à 2 jours

    Prix à partir de: 22,00 €
    TVA inclus, frais de port non inclus 18,49 €
  4. Collier de mise à la terre pour pied Tower, différents diamètres
    Collier de mise à la terre pour pied Tower, différents diamètres

    Pour diamètre max. 35/54/82 mm, acier inoxydable

    En stock, expedié sous 1 à 2 jours

    Voir les accessoires
    Prix à partir de: 10,90 €
    TVA inclus, frais de port non inclus 9,16 €
  5. Kit de boîtier pour composants de protection contre les surtensions
    Kit de boîtier pour composants de protection contre les surtensions

    Pour le montage résistant aux intempéries de plusieurs composants de protection contre la foudre dans un seul boîtier

    En stock, expedié sous 1 à 2 jours

    89,90 €
    TVA inclus, frais de port non inclus 75,55 €
    REF 21062

Articles 1-10 sur 15

Filtre

FAQ

Pourquoi ai-je besoin d'une protection contre la foudre pour mon antenne?
Une protection contre la foudre est nécessaire pour protéger votre antenne contre les effets néfastes des éclairs. Cela peut éviter les dommages aux équipements et les pertes de données ou de signaux.
Comment installer une protection contre la foudre pour mon antenne?
L'installation d'une protection contre la foudre pour votre antenne doit être réalisée par un professionnel qualifié. La protection contre la foudre sera connectée directement à l'entrée de l'antenne et reliée au système de mise à la terre pour assurer la protection.
Quel type de protection contre la foudre convient le mieux à mon antenne?
Le type de protection contre la foudre qui convient le mieux à votre antenne dépend de différents facteurs, tels que le type et la taille de l'antenne, la zone de réception et les conditions météorologiques locales.
header-contesting

La norme DIN VDE 0800-300 "Systèmes d'émission/réception radioélectriques pour des puissances de sortie d'émetteur jusqu'à 1 kW - Partie 300 : exigences de sécurité", qui fait autorité pour les radioamateurs (dans les bâtiments sans système de protection contre la foudre), est actuellement en cours de révision avec la collaboration de certains auteurs de cet article.

Les explications suivantes se basent sur le projet de norme actuel, non encore publié, qui devrait l'être en 2024.

Cet article introduit les mesures techniques et organisationnelles pour réaliser la mise à la terre de l'antenne et la protection contre la foudre pour les stations radioamateurs fixes. Des mesures supplémentaires de protection contre les surtensions sont utiles si des appareils électriques doivent être protégés dans le shack et, le cas échéant, dans le bâtiment du shack.

Termes

  • Installation radioélectrique (station radioamateur) :

    Une installation radio est l'ensemble de l'installation d'antennes fixes, des appareils radio, des câbles d'antenne et d'alimentation, de l'alimentation électrique, de la technique de système et de l'infrastructure correspondante.

  • Mise à la terre de l'antenne :

    Connexion électrique d'une installation d'antenne à une installation de mise à la terre, afin que les courants de foudre apparaissant lors d'un coup de foudre sur l'installation d'antenne soient conduits à la terre.

  • Équilibrage de potentiel :

    Établissement de connexions électriques entre des éléments conducteurs tels que le mât d'une antenne, les blindages de câbles coaxiaux, les boîtiers métalliques d'appareils radio, afin d'obtenir une égalité de potentiel. Si cela est fait pour protéger les personnes, les mesures sont appelées égalisation de potentiel de protection.

  • Protection contre la foudre, système de protection contre la foudre :

    Mesures de protection contre les effets des décharges de foudre sur les personnes, les constructions et les installations techniques. Les mesures de protection coordonnées entre elles sont appelées système de protection contre la foudre.

  • Protection contre les surtensions :

    Mesures de protection contre les effets des surtensions. En font partie l'utilisation d'appareils de protection contre les surtensions ou le blindage des appareils et des câbles.

Ces définitions permettent déjà de tirer des conclusions importantes :

  • Antenna earthing:

    La mise à la terre de l'antenne n'est ni une protection contre la foudre ni une équipotentialité (de protection), mais le passage des courants de foudre de l'antenne vers la terre ; cela permet de réduire les incendies et les dommages corporels dus aux courants de foudre. Mais des dommages matériels, par exemple sur des appareils électriques, sont néanmoins probables.

  • Potential equalisation:

    L'égalisation de potentiels réduit la tension de contact et constitue donc la mesure la plus importante pour la protection des personnes ; les dommages matériels, par exemple sur les appareils électriques, sont néanmoins probables.

  • Surge protection:

    La protection antisurtension protège les appareils + la technique ; d'un point de vue technique, une compensation de potentiel est établie pour les conducteurs actifs avec des appareils de protection antisurtension.

Remarque

Cet article contient des informations techniques générales sur la mise à la terre des antennes et la protection contre la foudre. Une vérification personnelle de la manière d'agir requise dans chaque cas par la personne qui l'applique reste donc toujours indispensable. Les auteurs ont rédigé cette information avec le plus grand soin. Ils ne peuvent toutefois pas garantir, explicitement ou implicitement, l'exactitude, l'exhaustivité ou l'actualité du document. L'application se fait en sachant que les auteurs ne peuvent être tenus responsables de dommages ou de pertes de quelque nature que ce soit.

La protection contre la foudre ne nécessite pas de conseils juridiques. Il faut faire appel à des experts !

Paratonnerres pour antennes : La sécurité par la mise à la terre

Remarque importante :ce texte ne concerne que les bâtiments sans système de protection contre la foudre. Pour ceux qui utilisent une installation radio dans un bâtiment avec un système de protection contre la foudre, voir la partie 3.

Les antennes radioamateurs sont souvent installées au-dessus des toits des bâtiments et sont donc des points d'impact privilégiés de la foudre. L'installation d'antennes doit donc être conçue de manière à ce que la foudre ne crée pas de risque d'incendie supplémentaire et qu'aucun élément ne puisse être projeté et mettre en danger des personnes ou des biens.

Figure 2 : Mise à la terre d'une antenne / DARC AK Mise à la terre d'une antenne

Figure 4 : Antenne dans une zone protégée contre la foudre : (a) piquet de réception, (b) sur le mur du bâtiment, (c) à l'extérieur du bâtiment, (d) à l'intérieur du bâtiment / DARC AK Mise à la terre de l'antenne

Antenne

  1. Utilisation d'antennes pouvant supporter le courant de foudre - inhabituel dans le domaine du radioamateurisme.
  2. Installation d'antennes dans des zones protégées contre la foudre - possible pour les liaisons locales, les liaisons relais ou les antennes QO100 (image)
  3. Autoriser les impacts de foudre sur les antennes si les dommages matériels sont acceptables.

La dernière procédure sera la plus fréquente en radioamateurisme. Il se produit alors des décharges de foudre entre les antennes et les éléments les plus proches mis à la terre, en général le câble d'antenne et le mât d'antenne. Attention : réduire le risque d'incendie en enlevant les matériaux inflammables !

Conducteur de mise à la terre

Le conducteur de terre établit une connexion électriquement conductrice entre les antennes et une installation de mise à la terre. Pour ce faire, on utilise généralement un conducteur en cuivre d'au moins 16 mm² de section. Dans la mesure du possible, il doit être amené à l'extérieur du bâtiment par le chemin le plus court entre le mât de l'antenne et l'installation de mise à la terre.

Installation de mise à la terre

Dans le cas le plus simple, on utilise l'installation de mise à la terre du bâtiment. Pour plus d'informations, voir la partie 5.

Figure 5 : Equilibrage de potentiel avec parasurtenseurs pour câbles d'antenne coaxiaux / DF4KJ

Focus sur l'équipotentialité : comprendre les mesures de protection

L "équipotentialité" est la mesure la plus importante pour la protection des personnes et de la technique : tout ce qui est métallique est relié directement ou indirectement par des conducteurs ou des appareils de protection contre les surtensions entre eux et, le cas échéant, avec la terre (le potentiel terrestre, la "terre lointaine"). Pour la protection des personnes, on considère tout ce qui est métallique, qui peut être touché avec les bras tendus et qui peut conduire des potentiels différents.

Conducteur d'équipotentialité= conducteur en cuivre d'au moins 4 mm² de section (en cas de pose protégée, p. ex. dans un tube de protection de câble de 2,5 mm²) utilisé, pour les conducteurs entre les barres d'équipotentialité et la barre principale de mise à la terre, 6 mm².

Figure 6 : Equilibrage de potentiels à plusieurs endroits / DARC AK Mise à la terre des antennes

En raison des courants de foudre élevés, l'équipotentialité au niveau de la barre principale de mise à la terre (dans la cave) ne suffit pas ! C'est pourquoi il faut également réaliser une équipotentialité locale (photo), par ex.

  1. au niveau de la fixation de l'antenne
  2. à l'entrée des câbles de l'antenne dans le bâtiment du shack
  3. à l'intérieur du shack
  4. pour les mâts d'antennes isolés et les câbles longs, au pied du mât.
    1. Ces barres d'égalisation de potentiel supplémentaires sont reliées à la barre principale de mise à la terre.

Equilibrage de potentiel dans le shack

Figure 7 : Equilibrage de potentiel dans le shack / DARC AK Mise à la terre de l'antenne

Bâtiment Shack : Installation optimale de protection contre la foudre

Figure 9 : Composants d'un système de protection contre la foudre selon VDE 0185-305-3 / VDE

cas d'utilisation

1 système de protection contre la foudre exigé par les autorités, mât d'antenne isolé
Mât d'antenne
mise à la terre de l'antenne + équipotentialité
Bâtiment Shack
  • Equilibrage de potentiel avec SPD*.
  • uniquement par un spécialiste de la protection contre la foudre
2 système de protection contre la foudre exigé par les autorités, par ex. immeuble de grande hauteur
Pire cas : uniquement par un spécialiste de la protection contre la foudre
Mât d'antenne
Protéger les antennes contre la foudre à l'aide de paratonneres de capture.
Bâtiment Shack
  • Le cas échéant, utiliser des parafoudres isolés.
  • Installation temporaire d'antennes
3système de protection contre la foudre mis en place volontairement, radioamateur seul utilisateur
Une réduction de l'effet protecteur du paratonnerre est-elle acceptée ? Minimum : mise à la terre de l'antenne + compensation de potentiel selon VDE 0855-300.
4système de protection contre la foudre mis en place volontairement, immeuble à plusieurs appartements
Comme 3, coordonner la procédure avec les autres parties. Conseil : faire appel à un spécialiste de la protection contre la foudre

Pour plus d'informations générales sur la protection contre la foudre, voir par exemple VDE e.V. :

*SPD = (surge protection device) dispositif de protection contre les surtensions

Protection contre les surtensions : protéger la technique radio

Figure 10 : Appareils de protection antisurtension pour câbles d'antenne coaxiaux au pied du mât / DF4KJ

Les appareils de protection contre les surtensions (abréviation SPD = (en) Surge Protective Device) doivent être choisis et installés de manière appropriée pour chaque cas d'application :

  1. Des courants de foudre directs ou indirects se produisent-ils ? → Courant 10/350 µs ou 8/20 µs pertinent.
  2. Quelle est la valeur estimée du courant de foudre à cet endroit ?
  3. Quel est le courant nominal maximal ou la puissance nominale ?
  4. Quelle est la tension de fonctionnement maximale ?
  5. Quelles connexions (fiche/prise) le parasurtenseur doit-il avoir ?
  6. Quelle est la surtension maximale autorisée (rigidité diélectrique) ?

Les SPD de type 1 / D1 = parafoudre :

dévient les courants de foudre vers la terre / le conducteur de protection ; la tension de réponse est relativement élevée ; respecter le niveau maximal du courant de choc (10/350 µs ou 8/20 µs) selon la fiche technique.

SPDs type 2 / D2 = parafoudre : dérive les surtensions vers la terre / le conducteur de protection ; dérive les courants de foudre faibles (8/20 µs) vers la terre / le conducteur de protection ; destruction en cas de courants de foudre plus élevés.

SPD de type 3 / D3 = parasurtensions : avec des tensions de réponse plus faibles, généralement en combinaison avec un SPD de type 2 / D2.

Conseil

si un appareil doit être protégé, il faut prévoir une protection contre les surtensions pour tous les câbles reliés à l'appareil.

Wichtig

Installation de mise à la terre : une ou plusieurs ?

Dans le cas d'un mât d'antenne isolé, un fer plat est généralement inséré dans les fondations en tant qu'électrode de terre de fondation. Cette électrode de terre est reliée à la barre principale de mise à la terre au moyen d'une ligne d'équipotentialité.

Pour les mâts d'antennes installés sur des bâtiments, le conducteur de terre est avantageusement installé sur le bâtiment à l'extérieur (sinon dans le bâtiment). 3 possibilités de raccordement à une installation de mise à la terre :

  1. Prise de terre du bâtiment, par exemple via une languette de raccordement déjà existante sur le mur extérieur.
  2. barre principale de mise à la terre, à laquelle est reliée la prise de terre du bâtiment
  3. installation de mise à la terre séparée ; celle-ci est reliée à la barre principale de mise à la terre du bâtiment Shack par une ligne d'équipotentialité

Figure 11 : Installations de mise à la terre pour la mise à la terre d'antennes / DARC AK Antenna Grounding

Les normes VDE :
Pourquoi elles assurent la sécurité

Figure 12 : Page de garde de la norme DIN VDE 0855-300:2008 Systèmes d'émission/réception radio pour des puissances de sortie d'émetteur jusqu'à 1 kW - partie 300 : exigences de sécurité / DKE.

Il n'existe aucune loi, aucun décret stipulant que la mise à la terre des antennes est une obligation nécessaire. Cependant, le principe est que les normes VDE reflètent l'état reconnu de la technique. Celui qui s'en écarte doit, le cas échéant, prouver en cas de dommage que toutes les mesures nécessaires et raisonnables ont été prises pour éviter les dommages à autrui. On entend par là les mesures qu'une personne prudente et raisonnablement avisée considère comme nécessaires et suffisantes pour protéger les autres des dommages (voir Wikipedia - obligation d'assurer la sécurité). Cette condition est remplie si les mesures de protection habituelles telles que la mise à la terre des antennes et l'équipotentialité sont réalisées. Un tel bâtiment est en principe mieux protégé contre les effets de la foudre qu'en l'absence d'installation radioélectrique.

Reconnaissant le caractère expérimental du radioamateurisme, la norme VDE 0855-300:2023-xx a noté dans la section 7 que les mesures de protection formulées dans la norme ne doivent pas nécessairement être respectées dans leur intégralité ; les mesures d'équipotentialité de protection doivent toutefois être mises en œuvre de préférence. On entend par là les types d'antennes pour lesquelles la mise à la terre de l'antenne n'est pas possible. Ou alors, une antenne que l'on vient de construire soi-même est testée dans un montage temporaire. Néanmoins, les objectifs de protection - réduction des risques pour les personnes et incendie après un coup de foudre - doivent être pris en compte et des mesures alternatives doivent être prises. Il convient au moins d'y réfléchir et de le documenter par écrit.

Conclusion :

la mise à la terre des antennes selon la norme VDE 0855-300 n'est pas - à quelques exceptions près - une obligation légale / administrative, mais elle constitue l'état reconnu de la technique et doit donc être appliquée par principe. Les écarts doivent être bien justifiés et, si possible, documentés.

Normes importantes concernant la mise à la terre des antennes et la protection contre la foudre

DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2019-02 Réseaux de câbles pour signaux de télévision, signaux sonores et services interactifs - Partie 11 : Exigences de sécurité (IEC 60728-11:2016 + COR1:2016) ; Version allemande EN 60728-11:2017 + A11:2018

DIN VDE 0855-300 (VDE 0855-300):2008-08 Systèmes d'émission/réception radio pour des puissances de sortie d'émetteur jusqu'à 1 kW - Partie 300 : exigences de sécurité

DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3):2011-10 Protection contre la foudre - Partie 3 : Protection des structures et des personnes (IEC 62305-3:2010, modifié) ; Version allemande EN 62305-3:201

Informations complémentaires, littérature

Baumanns, H.: Der falsch verstandene Überspannungsschutz. Funkamateur 10/2009, Box73 Amateurfunkservice

Bissinger, N.: Schutzmaßnahmen verstehen und anwenden. cq DL 8/2017, DARC-Verlag

Blauermel, R.: Blitzschutz für Antennenanlagen. Funkamateur 7/2019, Box73 Amateurfunkservice

Block, R.: Lightning Protection and Grounding Project at W2MMD. QST 7/2022

Ellison, T.: Grounding Systems in the Ham Shack – Paradigms, Facts and Fallacies. https://helpdesk.flexradio.com/hc/en-us/articles/204779159-Grounding-Systems-in-the-Ham-Shack-Paradigms-Facts-and-Fallacies (abgerufen am 20.02.2023)

Friese, W.: Blitze und Gewitter funktechnisch betrachtet (1)+(2). Funkamateur 4+5/2005, Box73 Amateurfunkservice

Hann, W.: Überspannungsschutz bei KW-Antennen. Funkamateur 11/2006, Box73 Amateurfunkservice

Heidler, F.; Stimper, K.: Blitz und Blitzschutz. VDE Schriftenreihe 128. VDE Verlag, 2009

Krischke, A.: Rothammels Antennenbuch, Kapitel 34.3 Blitz- und Erdungsgrundlagen. 13. Auflage, 2014. DARC-Verlag

Lechner, D.: Blitzschlag - sind Sie gerüstet?. Funkamateur 1/1972, Box73 Amateurfunkservice

Maneck, H.-J.: Blitzschutzsystem für die Amateurfunkstation. Funkamateur 3/1996, Box73 Amateurfunkservice

OBO Bettermann: Sicherer Blitz- und Überspannungsschutz (Video) https://www.youtube.com/watch?v=8basjDr0Ik0 (abgerufen 30.05.2023)

Österreichischer Verband für Elektrotechnik: Blitz- und Überspannungsschutz sowie Erdung von Antennen und Antennenanlagen. OVE-Fachinformation BL02. 2021-02-01

Patterson, R.: Lightning in Super Slow Motion (Video) https://www.youtube.com/watch?v=RLWIBrweSU8 (abgerufen 30.05.2023)

Raphael, T.: Blitzschutz und Antennenerdung. Funkamateur 1/2010, Box73 Amateurfunkservice

Roth, W.-D.: Blitzschutz - eine sinnvolle Basis für die Funkanlage. Funkamateur 6/2010, Box73 Amateurfunkservice

Schröder R.; Müller, K.-P.: Blitz-/Überspannungsschutz von Funkanlagen. cq DL 3/1992, DARC-Verlag

Sichla, F.: Blitz- und Überspannungsschutz: Für Antennen, Geräte und Anlagen. vth Verlag, 2011

Sichla, F.: Blitz- und Überspannungsschutz für Amateurfunkanlagen. Funkamateur 7/2009, Box73 Amateurfunkservice

Sichla, F.: Blitzschutz & Co: Funken – aber sicher! cq DL 5/1999, DARC-Verlag

Sichla, F.: Blitzschutz im Shack. cq DL 8/2017, DARC-Verlag

VDE e.V.: Schutz von Funkanlagen auf Gebäuden bei Blitzschlag - Leitfaden für die Anwendung von DIN VDE 0855-300 (Antennenerdung) und DIN EN 62305 (Blitzschutz). VDE Information Blitzschutz. www.vde.com/blitzschutz-funkanlagen (abgerufen am 20.01.2023)