IEC 62305-1:2006

NORME CEI
INTERNATIONALE 62305-1
Première édition
2006-01
Protection contre la foudre –
Partie 1:
Principes généraux
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INTERNATIONALE 62305-1
Première édition
2006-01
Protection contre la foudre –
Partie 1:
Principes généraux
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XB
Commission Electrotechnique Internationale
International Electrotechnical Commission
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– 2 – 62305-1  CEI:2006
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.8

INTRODUCTION.12

1 Domaine d’application .14

2 Références normatives.14

3 Termes et définitions .14

4 Paramètres du courant de foudre .26
5 Dommages dus à la foudre.26
5.1 Dommages sur la structure.26
5.2 Dommages pour les services.32
5.3 Types de pertes .34
6 Nécessité et besoin économique d’une protection contre la foudre .38
6.1 Nécessité d’une protection contre la foudre.38
6.2 Besoin économique d’une protection contre la foudre.40
7 Mesures de protection .40
7.1 Mesures de protection pour réduire les blessures des personnes dues aux
tensions de contact et de pas .40
7.2 Mesures de protection pour réduire les dommages physiques .40
7.3 Mesures de protection pour réduire les défaillances des réseaux de
puissance et de communication.42
7.4 Choix des mesures de protection .42
8 Critère de base pour la protection des structures et des services .42
8.1 Niveaux de protection contre la foudre (NPF) .44
8.2 Zones de protection contre la foudre (ZPF) .52
8.3 Protection des structures.54
8.4 Protection des services .56

Annexe A (informative) Paramètres du courant de foudre .58
Annexe B (informative) Fonctions temporelles du courant de foudre à des fins d’analyse .74
Annexe C (informative) Simulation du courant de foudre aux fins d'essais .86

Annexe D (informative) Paramètres d’essais simulant les effets de la foudre sur les
composants des systèmes de protection contre la foudre (SPF) .94
Annexe E (informative) Chocs dus à la foudre en divers points de l’installation.124

Bibliographie.134

– 4 – 62305-1  CEI:2006
Figure 1 – Types de pertes et risques correspondants dus à différents types de dommages.38

Figure 2 – Zones de protection contre la foudre (ZPF) définies par un SPF (CEI 62305-3).48

Figure 3 – ZPF définies par les mesures de protection contre l’IEMF (CEI 62305-4) .50

Figure A.1 − Définitions des paramètres d’un choc court (typiquement T <2 ms ) .58
Figure A.2 – Définitions des paramètres d’un choc long (typiquement 2 ms
long
Figure A.3 – Composantes possibles d’éclairs descendants (typiques en plaine et sur des

structures peu élevées).60

Figure A.4 – Composantes possibles d’éclairs ascendants (typiques sur des structures

exposées et/ou élevées) .62
Figure A.5 − Fréquence de distribution cumulative des paramètres du courant de foudre
(valeurs de 95 % à 5 %).68
Figure B.1 – Forme d’onde du courant de montée du premier coup court.76
Figure B.2 – Forme d’onde du courant de queue du premier coup court.78
Figure B.3 – Forme d’onde du courant de montée des coups consécutifs .80
Figure B.4 – Forme d’onde du courant de queue des coups consécutifs .82
Figure B.5 – Densité du courant de foudre pour le niveau de protection I.84
Figure C.1 – Exemple de générateur d’essai pour la simulation de l’énergie spécifique du
premier coup de foudre de courte durée et pour la charge du coup de foudre de longue
durée .88
Figure C.2 – Définition de la raideur du courant conformément au Tableau C.3 .90
Figure C.3 – Exemple de générateur d’essai pour la simulation de la raideur du front
du premier coup de foudre court pour des appareils d’essais importants.92
Figure C.4 – Exemple de générateur d’essai pour la simulation de la raideur du front
des coups de foudre consécutifs courts pour des matériels importants .92
Figure D.1 – Disposition générale de deux conducteurs pour le calcul des forces
électrodynamiques.108
Figure D.2 – Disposition typique des conducteurs d'une installation de protection
contre la foudre .108
Figure D.3 – Diagramme des contraintes pour la configuration de la Figure D.2.110
Figure D.4 – Force par unité de longueur le long du conducteur horizontal de la Figure D.2 . 110

Tableau 1 – Effets de la foudre sur des structures habituelles .28

Tableau 2 – Effets de la foudre sur des services typiques.32
Tableau 3 – Dommages et pertes en divers points d’impact de la foudre .36
Tableau 4 – Dommages et pertes dans un service selon les points d’impact de la foudre .36
Tableau 5 – Valeurs maximales des paramètres de foudre correspondant aux niveaux
de protection contre la foudre .46
Tableau 6 – Valeurs minimales des paramètres de foudre et rayon de sphère fictive
associé correspondant aux niveaux de protection .52
Tableau 7 – Probabilités des limites des paramètres du courant de foudre .52
o
Tableau A.1 − Valeurs des paramètres du courant de foudre de la CIGRE (Electra N
o [3], [4]
41 ou N 69*) .64
Tableau A.2 − Distribution logarithmique normale des paramètres de courant de
foudre – Valeurs moyennes µ et de dispersion σ calculées pour 95 % et 5 % à
log
o o [3], [4]
partir de CIGRE (Electra N 41 ou N 69) .66

– 6 – 62305-1  CEI:2006
Tableau B.1 – Paramètres pour l’Equation B.1.74

Tableau C.1 – Paramètres du premier coup de foudre de courte durée .88

Tableau C.2 – Paramètres d’essais d’un coup de foudre de longue durée.88

Tableau C.3 – Paramètres d’essai de coups de foudre de courte durée .90

Tableau D.1 – Synthèse des paramètres de foudre à considérer pour le calcul des

valeurs d’essais pour divers composants des SPF et pour divers niveaux de protection .96

Tableau D.2 – Caractéristiques physiques de matériaux typiques utilisés dans les
composants des SPF .102

Tableau D.3 – Elévation de température de conducteurs de diverses sections en

fonction de W/R .102
Tableau E.1 – Valeurs conventionnelles de résistance de terre Z et Z suivant la
résistivité du sol.126
Tableau E.2 – Surintensités de foudre susceptibles d’apparaître lors des impacts de
foudre .128

– 8 – 62305-1  CEI:2006
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

____________
PROTECTION CONTRE LA FOUDRE –
Partie 1: Principes généraux
AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI – entre autres activités – publie des Normes
internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). Leur élaboration est confiée à des
comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent
également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO),
selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Le
...

IEC 62305-1
Edition 1.0 2006-01
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Protection against lightning –
Part 1: General principles
Protection contre la foudre –
Partie 1: Principes généraux
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Protection against lightning –
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Protection contre la foudre –
Partie 1: Principes généraux
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62305-1  IEC:2006 – 3 – – 2 – 62305-1 © IEC:2006

CONTENTS
FOREWORD.5

INTRODUCTION.7

1 Scope.8

2 Normative references.8

3 Terms and definitions .8

4 Lightning current parameters .14

5 Damage due to lightning .14
5.1 Damage to a structure .14
5.2 Damage to a service.17
5.3 Types of loss .18
6 Need and economic convenience for lightning protection.20
6.1 Need for lightning protection .20
6.2 Economic convenience of lightning protection .21
7 Protection measures .21
7.1 Protection measures to reduce injury of living beings due to touch and step
voltages.21
7.2 Protection measures to reduce physical damage.21
7.3 Protection measures to reduce failure of electrical and electronic systems .22
7.4 Protection measures selection .22
8 Basic criteria for protection of structures and services.22
8.1 Lightning protection levels (LPL) .23
8.2 Lightning protection zones (LPZ).27
8.3 Protection of structures.28
8.4 Protection of services .29

Annex A (informative) Parameters of lightning current .30
Annex B (informative) Time functions of the lightning current for analysis purposes .38
Annex C (informative) Simulation of the lightning current for test purposes .44
Annex D (informative) Test parameters simulating the effects of lightning on LPS
components .48

Annex E (informative) Surges due to lightning at different installation points .63

Bibliography .68

62305-1 © IEC:200662305-1  IEC:2006 – 5 – – 3 –

Figure 1 – Types of loss and corresponding risks resulting from different types of

damage.20

Figure 2 – LPZ defined by an LPS (IEC 62305-3).25

Figure 3 – LPZ defined by protection measures against LEMP (IEC 62305-4) .26

Figure A.1 – Definitions of short stroke parameters (typically T <2 ms).30
Figure A.2 – Definitions of long stroke parameters (typically 2 ms long
Figure A.3 – Possible components of downward flashes (typical in flat territory and to

lower structures) .31

Figure A.4 – Possible components of upward flashes (typical to exposed and/or higher
structures) .32
Figure A.5 – Cumulative frequency distribution of lightning current parameters (lines
through 95 % and 5 % value).35
Figure B.1 – Waveshape of the current rise of the first short stroke .39
Figure B.2 – Waveshape of the current tail of the first short stroke .40
Figure B.3 – Waveshape of the current rise of the subsequent short strokes.41
Figure B.4 – Waveshape of the current tail of the subsequent short strokes.42
Figure B.5 – Amplitude density of the lightning current according to LPL I .43
Figure C.1 – Example test generator for the simulation of the specific energy of the first
short stroke and the charge of the long stroke .45
Figure C.2 – Definition for the current steepness in accordance with Table C.3.46
Figure C.3 – Example test generator for the simulation of the front steepness of the
first short stroke for large test items .47
Figure C.4 – Example test generator for the simulation of the front steepness of the
subsequent short strokes for large test items.47
Figure D.1 – General arrangement of two conductors for the calculation of
electrodynamic force .55
Figure D.2 – Typical conductor arrangement in an LPS.55
Figure D.3 – Diagram of the stresses for the configuration of Figure D.2.56
Figure D.4 – Force per unit length along the horizontal conductor of Figure D.2 .56

Table 1 – Effects of lightning on typical structures .15
Table 2 – Effects of lightning on typical services.17
Table 3 – Damages and loss in a structure according to different points of strike of

lightning .19
Table 4 – Damages and loss in a service according to different points of strike of
lightning .19
Table 5 – Maximum values of lightning parameters according to LPL.24
Table 6 – Minimum values of lightning parameters and related rolling sphere radius
corresponding to LPL .27
Table 7 – Probabilities for the limits of the lightning current parameters .27
Table A.1 – Tabulated values of lightning current parameters taken from CIGRE
[3], [4]
(Electra No. 41 or No. 69*) .33
Table A.2 – Logarithmic normal distribution of lightning current parameters –
µ
Mean and dispersion σ calculated from 95 % and 5 % values from CIGRE (Electra
log
[3], [4]
No. 41 or No. 69) .34

62305-1  IEC:2006 – 7 – – 4 – 62305-1 © IEC:2006

Table B.1 – Parameters for Equation B.1.38

Table C.1 – Test parameters of the first short stroke .45

Table C.2 – Test parameters of the long stroke .45

Table C.3 – Test parameters of the short strokes .46

Table D.1 – Summary of the lightning threat parameters to be considered in the

calculation of the test values for the different LPS components and for the different LPL.49

Table D.2 – Physical characteristics of typical materials used in LPS components .52

Table D.3 – Temperature rise for conductors of different sections as a function of W/R .52

Table E.1 – Conventional earthing impedan
...