FR3066040A1 - Liaison electrique comprenant un dispositif de protection electrique - polarisation en tension - Google Patents

Liaison electrique comprenant un dispositif de protection electrique - polarisation en tension Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une liaison électrique (290) adaptée à relier une source d'énergie haute tension à courant continu (270) à un équipement utilisateur (250), la liaison électrique comprenant un conducteur électrique (240) entouré d'une enveloppe isolante. La liaison électrique (290) comprend un dispositif de protection (200) électrique comprenant : - une gaine conductrice (280) arrangée autour de l'enveloppe isolante, - un module de polarisation (245) configuré pour polariser en tension la gaine conductrice (280) ; - un coupe-circuit (210) arrangé sur le conducteur (240) et configuré pour couper un courant transitant via le conducteur (240), et - un module de détection (220) connecté à la gaine conductrice (280) configuré pour détecter une fuite de courant hors du conducteur (240) et pour commander le coupe-circuit (210) en fonction de la détection. L'invention concerne aussi un procédé de fourniture sécurisée d'énergie électrique.

Description

LIAISON ELECTRIQUE COMPRENANT UN DISPOSITIL DE PROTECTION ELECTRIQUE - POLARISATION EN TENSION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne une liaison électrique pour la transmission d’une haute tension à courant continu à un équipement utilisateur, ladite liaison comprenant un dispositif de protection électrique pour fournir l’énergie électrique de manière sécurisée. L’invention concerne également un procédé de fourniture sécurisée d’énergie électrique à un équipement utilisateur d’un véhicule via la liaison électrique.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Une installation électrique d’un aéronef comprend classiquement une source d’alimentation électrique reliée à un équipement utilisateur à alimenter en énergie électrique via une liaison électrique formée d’un conducteur électrique recouvert d’une enveloppe isolante. La liaison électrique comprend un dispositif de type disjoncteur pour surveiller les paramètres du signal électrique transitant via la liaison entre la source d’alimentation et l’équipement utilisateur afin d'interrompre un courant de surcharge ou un courant de court-circuit dans le conducteur.
La puissance électrique consommée dans les aéronefs est en constante augmentation. Cette évolution conduit inévitablement à une élévation des niveaux de tension des systèmes d’alimentation électrique dans les aéronefs qui étaient classiquement de 115 AC (AC pour alternative current : courant alternatif) et 28 Volts DC (DC pour direct current : courant continu).
Des tensions de l’ordre de +/- 270 Volts DC ou 540Volts DC sont aujourd’hui considérées.
De telles valeurs de tensions font apparaître de nouvelles problématiques dans les aéronefs. Par exemple, des arcs électriques séries ou parallèles peuvent apparaître lors d’une fuite de courant hors de la liaison électrique. Un arc parallèle entre un conducteur électrique alimentant un équipement et la structure conductrice d’un aéronef, ou entre deux conducteurs électriques adjacents, pourrait endommager l’équipement utilisateur.
Les dispositifs de type disjoncteur de l’art antérieur ne sont pas optimisés pour sécuriser la transmission d’énergie via les liaisons électriques d’installations utilisant de telles tensions. En effet, à de telles tensions, avec les disjoncteurs de l’art antérieur, il est obligatoire de respecter de fortes distances de sécurité entre un toron comportant des câbles d’alimentation et le châssis de l’aéronef, ou entre un toron comportant des câbles d’alimentation et un autre toron comportant des câbles pour la transmission de données, afin d’éviter qu’un éventuel arc électrique dans le toron comportant des câbles d’alimentation n’endommage par effet thermique la structure conductrice de l’aéronef, ou le toron comportant des câbles pour la transmission de données. Ces obligations de sécurité génèrent de fortes contraintes d’espace dans un aéronef.
EXPOSE DE L’INVENTION
Il existe un besoin de trouver un dispositif de protection électrique d’une liaison électrique permettant de sécuriser la fourniture en énergie électrique à haute tension à un équipement utilisateur d’un véhicule, surmontant tout ou en partie l’inconvénient de l’art antérieur susmentionné. A cet effet, l’invention concerne une liaison électrique adaptée à relier une source d’énergie haute tension à courant continu à un équipement utilisateur, la liaison électrique comprenant un conducteur électrique entouré d’une enveloppe isolante, la liaison électrique comprenant un dispositif de protection électrique comprenant : - une gaine conductrice arrangée autour de l’enveloppe isolante, - un module de polarisation configuré pour polariser en tension la gaine conductrice ; - un coupe-circuit arrangé sur le conducteur et configuré pour couper un courant transitant via le conducteur, et - un module de détection connecté à la gaine conductrice configuré pour détecter une fuite de courant hors du conducteur et pour commander le coupe-circuit. L’invention concerne également un procédé de fourniture sécurisée d’énergie électrique à un équipement utilisateur d’un véhicule via une liaison électrique (290) reliant l’équipement utilisateur à une source d’alimentation fournissant une tension continue, la liaison électrique comprenant : - un conducteur électrique entouré d’une enveloppe isolante ; - un dispositif de protection électrique comprenant : o une gaine conductrice arrangée autour de l’enveloppe isolante ; o un module de polarisation configuré pour polariser en tension la gaine conductrice ; o un coupe-circuit arrangé sur le conducteur et configuré pour couper un courant transitant via le conducteur ; et o un module de détection comprenant un comparateur dont une première entrée est connectée à la gaine conductrice et dont une seconde entrée est connectée à un générateur de tension continue fournissant une tension dite de référence, et un microcontrôleur connecté entre une sortie du comparateur et le coupe-circuit, le microcontrôleur étant configuré pour envoyer un signal de commande au coupe-circuit en fonction d’un signal de sortie reçu du comparateur.
Le procédé comprend les étapes successives suivantes : - injection, par le module de polarisation, d’une tension continue dans la gaine conductrice ; - comparaison, par le comparateur d’une tension sur la gaine conductrice avec la tension de référence ; - surveillance, par le microcontrôleur, de l’état du signal de sortie du comparateur, ledit état étant soit un premier état indicatif d’une fuite de courant hors du conducteur électrique soit un second état sinon - activation du coupe-circuit, par le microcontrôleur, si le signal de sortie du comparateur est dans le premier état.
Ainsi, la présente invention permet de sécuriser la transmission d’énergie via les liaisons électriques d’installations utilisant des tensions élevées en réduisant les contraintes de distance entre une liaison électrique et le châssis du véhicule ou entre deux liaisons électriques.
Selon un mode particulier, le module de détection comprend : - un comparateur dont une première entrée est connectée à la gaine conductrice et dont une seconde entrée est connectée à un générateur de tension continue fournissant une tension dite de référence ; et - un microcontrôleur connecté entre une sortie du comparateur et une entrée du coupe-circuit, le microcontrôleur étant configuré pour envoyer un signal de commande au coupe-circuit en fonction d’un signal de sortie reçu du comparateur.
Selon un mode particulier, le module de polarisation comprend une source de tension continue et un limiteur de courant bidirectionnel.
Selon un mode particulier, la liaison comprend un module de test du module de détection, le module de test comprenant une unité centrale associée à un premier commutateur et à un second commutateur, l’unité centrale étant configurée pour commander la commutation des commutateurs : • le premier commutateur étant connecté à la première entrée du comparateur et pouvant commuter sur une première borne en i’air ou sur une seconde borne reliée au conducteur électrique ou à une troisième borne reliée à une ligne de retour de courant, • le second commutateur étant connecté à la sortie du microcontrôleur du module de détection et pouvant commuter sur une première borne reliée à Γunité centrale de à ce que ce soit l’unité centrale seulement qui reçoive le signal de commande du microcontrôleur ou sur une seconde borne reliée au coupe-circuit de façon à ce que ce soit le coupe-circuit seulement qui reçoive le signal de commande du microcontrôleur.
Selon un mode particulier, le module de détection comprend un filtre passe-bas arrangé entre la gaine conductrice et la première entrée du comparateur.
Selon un mode particulier, une enveloppe isolante entoure la gaine conductrice. Selon un mode particulier, le module de polarisation injecte une tension de signe opposé au signe de la tension fournie par la source d’alimentation.
Selon un mode particulier, le module de détection comprenant en outre un module de test, le module de test comprenant une unité centrale associée à un premier commutateur et à un second commutateur, l’unité centrale étant configurée pour commander la commutation des commutateurs : • le premier commutateur étant connecté à la première entrée du comparateur et pouvant commuter sur une première borne en l’air ou sur une seconde borne reliée au conducteur électrique. • le second commutateur étant connecté à ia sortie du microcontrôleur du module de détection et pouvant oommuter sur une première borne reliée à l’unité centrale de façon à ce que ce soit l’unité centrale seulement qui • reçoive ie signal de commande du microcontrôleur ou sur une seconde borne reliée au coupe-circuit de façon à ce que ce soit le coupe-circuit seulement qui reçoive le signal de commande du microcontrôleur, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de test, mise en œuvre durant un temps prédéterminé, durant laquelle l’unité centrale commande ie premier commutateur pour le faire commuter sur sa seconde borne et commande le second commutateur pour le faire commuter sur sa première borne, et dans laquelle l’unité centrale surveille un changement d’état du signal de commande du microcontrôleur ; lorsque l’étape de test n’est pas mise en œuvre, l’unité centrale commande le premier commutateur pour le faire commuter sur sa première borne et commande le second commutateur pour le faire commuter sur sa seconde borne.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les caractéristiques de l’invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d’autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : - la figure 1 représente un aéronef comportant une installation électrique ayant une source d’alimentation connectée à un équipement utilisateur via une liaison électrique et une ligne de retour de courant et un dispositif de protection électrique de la liaison électrique selon un mode de réalisation de l’invention ; - la figure 2 représente un schéma bloc de l’installation électrique représentée à la figure 1, et une représentation du dispositif de protection électrique de la liaison électrique selon un mode de réalisation de l’invention ; - la figure 3 représente une vue schématique d’une gaine conductrice arrangée sur une liaison électrique et formant une partie du dispositif de protection électrique selon l’invention; - la figure 4 représente un schéma électrique de l’installation électrique représentée à la figure 2; - les figures 5a et 5b sont des diagrammes illustrant l’évolution des tensions sur la gaine conductrice selon la figure 3 lorsque cette dernière est polarisée en courant ; - la figure 6 est une vue similaire à la figure 2 dans laquelle le dispositif de protection électrique du conducteur comprend en outre un module de test selon un mode de réalisation de l’invention ; et - la figure 7 représente un schéma électrique de l’installation électrique représentée à la figure 6.
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION
En relation avec la figure 1, un aéronef 10 comporte une installation électrique ayant une source d’alimentation électrique 270 en haute tension connectée à un équipement utilisateur 250 via une liaison électrique 290 comprenant un dispositif de protection électrique 200 associé à la liaison électrique 290.
La source d’alimentation électrique 270 est en outre reliée à l’équipement utilisateur 250 par une ligne de retour de courant 260.
La source d’alimentation électrique 270 en haute tension fournit une tension HV continue de l’ordre de + ou - 270 Volts DC, ou encore de 540Volts DC. L’aéronef 10 comprend en outre une structure conductrice (non représentée) qui est formée par tout élément métallique/conducteur de l’aéronef qui est au potentiel de référence et forme la masse.
En référence avec les figures 2 à 3, et selon l’invention, la liaison électrique 290 comprend un conducteur électrique 240 entouré d’une enveloppe isolante 320 (par exemple une gaine plastique) et le dispositif de protection électrique 200 comprend une partie arrangée sur l’enveloppe isolante 320 du conducteur 240, et une partie composée de dispositifs électroniques, par exemple arrangés dans un boîtier sécurisé 12.
La partie arrangée sur l’enveloppe isolante 320 comprend une gaine conductrice 280 entourée d’une enveloppe isolante 310, la gaine conductrice 280 entourant l’enveloppe isolante 320 du conducteur 240.
La partie située dans le boîtier 12 (voir la figure 2) comprend : • un coupe-circuit 210 connecté à la source d’alimentation électrique 270 et qui, lorsqu’il est commandé en ce sens, permet d’interrompre la fourniture du signal HV à l’équipement utilisateur 250 via le conducteur électrique 240. De manière connue, le coupe-circuit 210 fonctionne comme un interrupteur qui, lorsqu’il est activé, s’ouvre et met ainsi le conducteur électrique 240 hors tension ; • un module de polarisation 245 pour polariser en tension la gaine conductrice 280 ; et • un module de détection 220 pour détecter une fuite de courant hors du conducteur électrique 240.
Une fuite de courant se produit lorsque la liaison électrique 290 est endommagée. Par exemple, il se produit une fuite de courant lors d’un contact du conducteur 240 avec la gaine conductrice 280 lorsque l’enveloppe isolante 320 est endommagée ou un contact du conducteur 240 avec un élément extérieur à la liaison électrique lorsque les deux enveloppes isolantes 310 et 320 sont endommagées. Une fuite de courant peut entraîner la création d’arc électriques entre le conducteur 240 et la structure conductrice de l’aéronef 10 ou avec un autre conducteur mis à un potentiel diffèrent du conducteur ou avec la ligne de retour de courant 260 si celle-ci est à un potentiel diffèrent de la masse.
La liaison électrique 290 s’étend avantageusement du boîtier 12 jusqu’à l’équipement utilisateur 250 (seule une portion de la liaison électrique a été représentée sur la figure 4).
En référence avec la figure 4, le module de polarisation 245 comprend une source de tension continue 245a fournissant une tension V_PSS pour assurer la fonction de polarisation de la gaine conductrice 280 et un circuit de protection, tel que par exemple un limiteur de courant bidirectionnel 245b, qui a pour fonction de permettre la fluctuation de la tension sur la gaine conductrice 280. La source de tension 245a est connectée entre la ligne de retour de courant 260 et une première terminaison du limiteur de courant bidirectionnel 245a. La seconde terminaison du limiteur de courant bidirectionnel 245a est connectée à la gaine conductrice 280.
La tension V_PSS délivrée par la source de tension 245a est inférieure en valeur absolue à la tension délivrée par la source d’alimentation électrique 270, et il lui est conféré une valeur non dangereuse pour les personnes.
De préférence, le signe de la tension V_PSS délivrée par la source de tension 245a est également inverse de celui de la tension HV délivrée par la source d’alimentation électrique 270, afin de faciliter la détection d’un passage ou d’une fuite de courant hors de la liaison électrique 290. Par exemple, la tension V_PSS délivrée par la source de tension 245a est de -30 Volts pour une tension HV de 540 Volts.
Le module de détection 220 comprend un comparateur 220a ainsi qu’un microcontrôleur 220b reliant la sortie du comparateur 220a à l’entrée du coupe-circuit 210. Le microcontrôleur 220b reçoit un signal de sortie VComp du comparateur 220a et ce dernier fournit un signal de commande au coupe-circuit 210.
Le comparateur 220a est connecté, sur une première entrée, à la gaine conductrice 280, et sur une seconde entrée, à un générateur de tension continue (non représenté) fournissant une tension, dite de référence, Vref.
Le comparateur 220a compare la tension V280 dans la gaine conductrice 280 à la tension de référence Vref de sorte à détecter une fuite de courant hors du conducteur 240. Le signal de sortie VComp du comparateur prend deux états, soit un premier état (par exemple 1 en logique booléenne) indicatif d’une fuite de courant hors du conducteur électrique 240, soit un second état (par exemple 0) sinon.
La tension de référence est choisie en fonction du signe de la tension HV délivrée par la source d’alimentation en haute tension 270 et en fonction du signe de la tension V_PSS.
Dans un exemple où la source d’alimentation en haute tension 270 produit une tension positive, et la source de tension 245a fournit une tension V_PSS de signe négatif, l’entrée négative du comparateur 220a est reliée au générateur de tension continue qui fournit la tension de référence Vref choisie supérieure à la tension V_PSS délivrée par la source de tension 245a. Par exemple, la tension Vref est égale à -25Volts pour V_PSS à -30Volts. Dans cet exemple, le signal de sortie VComp du comparateur passe du second état au premier état (par exemple 1 en logique booléenne) lorsque V280 est supérieur à Vref, et est dans le second état (par exemple 0) lorsque V280 est inférieur à Vref.
En option, le comparateur 220a comprend un filtre passe bas (actif, passif ou hybride) 220c arrangé sur la liaison électrique entre la gaine conductrice 280 et l’entrée du comparateur 220a de sorte à éliminer les signaux d’interférences éventuellement présents sur la gaine conductrice 280 et qui pourrait fausser les résultats des comparaisons effectuées par le comparateur 220a.
En relation avec la figure 5a, il est représenté un exemple d’évolution des signaux Vref, V280, HV (le signal sur le conducteur 240) et VComp au cours du temps, lorsque à partir d’un temps Tl, la liaison électrique 290 présente un défaut (cas d’un défaut/rupture de l’enveloppe isolante 320 du conducteur 240) et qu’une situation de fuite de courant hors du conducteur 240 apparaît.
Dans cet exemple, la source d’alimentation en haute tension 270 produit une tension HV positive: HV=540 Volts (la logique donnée ci-dessous serait inversée pour HV négatif) V_PSS = -30 Volts,
Vref = -25 Volts, A la figure 5a, à partir du temps Tl et pendant une durée T5a, la gaine conductrice 280 est en contact avec le conducteur 240.
Avant le temps Tl, le signal V280 sur la gaine conductrice 280 est égal à la tension continue V_PSS fixée à -30 Volts et donc supérieure en valeur absolue à Vrefl qui est fixée à -25Volts. Le signal de sortie Vcomp du comparateur 220a est donc dans son second état, par exemple à 0. La gaine conductrice 280 n’est pas en contact avec le conducteur 240 ou aucun arc électrique n’existe entre la gaine conductrice 280 et le conducteur 240.
Passé Tl, et pendant la durée notée T5a, la gaine conductrice 280 est en contact avec le conducteur 240 (soit directement soit par formation d’un arc électrique). Le signal V280 sur la gaine conductrice 280 est égal à la tension HV sur le conducteur 240 et est donc supérieur à Vref. Le signal de sortie VComp du comparateur 220a passe donc du second état à son premier état, par exemple passe de 0 à 1. Le microcontrôleur 220b envoie un signal au coupe-circuit 210 pour mettre ainsi le conducteur 240 hors tension.
Après la durée T5a, la fourniture en énergie électrique est interrompue et la tension HV devient nulle.
La durée T5a est déterminée de manière à s’affranchir d’éventuelles impulsions parasites qui pourraient provoquer de fausses détections.
Grâce à la présente invention, dès qu’un contact de la gaine conductrice 280 avec le conducteur électrique 240 est détecté, la fourniture en énergie électrique est interrompue après un bref temps de réaction T5a des circuits électroniques. La gaine conductrice 280 polarisée en tension forme ainsi un détecteur capable de détecter un endommagement de la liaison électrique 290. La coupure rapide (quelques millisecondes) de l’énergie électrique évite la création/propagation d’arcs électriques et ainsi les dommages éventuels par effet thermique qui pourraient survenir aux matériaux environnants ainsi que l’injection de courant dans les matériaux environnants, ainsi que la propagation de la haute tension HV dans d’autres câbles/conducteurs.
En relation avec la figure 5b, il est représenté un exemple d’évolution des signaux Vref, V280, HV (le signal sur le conducteur 240) et VComp au cours du temps, lorsque à partir d’un temps Tl, la liaison électrique 290 est mise en contact avec la ligne de retour de courant 260 et présente un défaut : cas d’un défaut/rupture de l’enveloppe isolante 310 de la gaine conductrice 280. Cet exemple vise à montrer que, grâce à la présente invention, dès qu’un contact de la gaine conductrice 280 avec la ligne de retour de courant 260 ou la structure conductrice de l’aéronef est détecté, la fourniture en énergie électrique est interrompue. 11
Dans cet exemple, la source d’alimentation en haute tension 270 produit une tension HV positive : HV=540 Volts (la logique donnée ci-dessous serait inversée pour HV négatif), V_PSS = -30 Volts,
Vref = -25 Volts Ohms. A partir du temps Tl et pendant une durée T5b, la gaine conductrice 280 est en contact avec la ligne de retour de courant 260, le conducteur 240 et la gaine conductrice étant isolés l’un de l’autre (pas de fuite de courant hors du conducteur).
Avant le temps Tl, le signal V280 sur la gaine conductrice 280 est égal la tension continue V_PSS de -30 Volts et donc supérieur en valeur absolue à Vref fixée à -25Volts. Le signal de sortie VComp du comparateur 220a est donc dans son second état, par exemple à 0. La gaine conductrice 280 n’est pas en contact avec la ligne de retour 260 ou aucun arc électrique n’existe entre la gaine conductrice 280 et la ligne de retour 260.
Pendant la durée T5b, la gaine conductrice 280 est en contact avec la ligne de retour de courant 260. La tension V280 sur la gaine conductrice 280 passe à la tension nulle, supérieure à Vref. Le signal de sortie VComp du comparateur 220a passe donc du second état à son premier état, par exemple passe de 0 à 1. Le microcontrôleur 220b envoie un signal au coupe-circuit 210 pour mettre ainsi le conducteur 240 hors tension.
Après la durée T5b, la fourniture en énergie électrique est interrompue et la tension HV devient nulle.
Ainsi, selon l’invention, lorsque la gaine conductrice 280 polarisée en tension n’est plus en mesure d’assurer sa fonction de détecteur capable de détecter un endommagement de la liaison électrique 290, le conducteur 240 est isolé pour sécuriser totalement l’installation électrique.
La durée T5b est déterminée de manière à s’affranchir d’éventuelles impulsions parasites qui pourraient provoquer de fausses détections.
Dans une variante de réalisation de l’invention représentée aux figures 6 et 7, le dispositif de protection électrique 200 comporte en outre un module de test 230 permettant de vérifier le bon fonctionnement du module de détection 220. Le module de test 230 est, par exemple, constitué d’une unité centrale 230a associée à un premier commutateur SW1 et à un second commutateur SW2.
Le commutateur SW1 est connecté à l’entrée du module de détection 220 et peut commuter sur trois différentes bornes : • une première borne en l’air ; ou • une seconde borne reliée au conducteur 240 ; ou • une troisième borne reliée à la ligne de retour de courant 260.
Le commutateur SW2 est connecté à la sortie du module de détection 220 et peut commuter sur deux différentes bornes : • une première borne reliée à l’unité centrale 230a de façon à ce que ce soit l’unité centrale seulement qui reçoive le signal de commande du microcontrôleur 220b ; ou • une seconde borne reliée à l’entrée du coupe-circuit 210 de façon à ce que ce soit le coupe-circuit seulement qui reçoive le signal de commande du microcontrôleur 220b. L’unité centrale 230a est configurée pour contrôler les commutateurs SW1, SW2 et mettre en œuvre un premier et un second programmes de tests à intervalles réguliers.
Lorsque l’unité centrale 230a ne met pas en œuvre le programme de test, le commutateur SW 1 commute sur sa première borne et le commutateur SW2 commute sur sa seconde borne.
En revanche, lorsque l’unité centrale 230a met en œuvre le premier programme de test : le commutateur SW 1 commute sur sa seconde borne de manière à forcer l’entrée du module de détection 220 avec le conducteur 240 (pour forcer le passage du signal de sortie VComp du comparateur 220a à passer du second état au premier état, cas de la figure 5a par exemple ) et le commutateur SW2 commute sur sa première borne de manière à ne pas activer le coupe-circuit 210 pendant la mise en œuvre du test. Seul le microcontrôleur reçoit un signal du module de détection 220 et peut vérifier si ce dernier est opérant, c'est-à-dire a bien généré un ordre d’activation du coupe-circuit 210 pendant le test. Si, à l’issue d’un temps de test prédéterminé, le module de détection 220 n’a pas généré d’ordre d’interruption de la fourniture énergie électrique, l’unité centrale 230a du module de test 230 émet une alerte à destination d’un opérateur qui peut, suivant son choix, maintenir la fourniture énergie électrique jusqu’à la fin du vol par exemple, soit provoquer l’interruption de la fourniture énergie électrique en actionnant par exemple un coupe circuit dans le cockpit de l’aéronef. Un opérateur devra réparer le module de détection 220 pour que le système de sécurisation de la fourniture en énergie électrique redevienne opérationnel.
Lorsque l’unité centrale 230a met en œuvre le second programme de test : le commutateur SW1 commute sur sa troisième borne de manière à forcer l’entrée du module de détection d’arc et/ou de contact 220 avec la ligne de retour de courant 260 (pour forcer le passage du signal de sortie VComp du comparateur 220a à passer du second état au premier état, cas de la figure 5b par exemple) et le commutateur SW2 commute sur sa première borne de manière à ne pas activer le coupe-circuit 210 pendant la mise en œuvre du test. Seule l’unité centrale 230a reçoit un signal du module de détection 220 et peut vérifier si ce dernier est opérant, c'est-à-dire a bien généré un ordre d’activation du coupe-circuit 210. Si, à l’issue d’un temps de test prédéterminé, le module de détection 220 n’a pas généré d’ordre d’interruption de la fourniture énergie électrique, l’unité centrale 230a du module de test 230 émet une alerte à destination d’un opérateur qui peut, suivant son choix, maintenir la fourniture énergie électrique jusqu’à la fin du vol par exemple, soit provoquer l’interruption de la fourniture énergie électrique en actionnant par exemple un coupe circuit dans le cockpit de l’aéronef. Un opérateur devra réparer le module de détection 220 pour que le système de sécurisation de la fourniture en énergie électrique redevienne opérationnel.
Dans la description ci-dessus, par ligne de retour de courant 260, on entend soit un conducteur de retour soit un réseau de retour de courant. Si la ligne de retour de courant 266 est un conducteur mis à une tension différente de celle de la structure conductrice de l’aéronef, alors un dispositif de protection électrique tel que décrit plus haut devra être associé à la ligne de retour de courant 266 pour sécuriser le retour de courant. L’invention a été décrite pour protéger la transmission d’énergie électrique via une liaison électrique d’une installation électrique d’un aéronef 10. Cependant, l’invention trouve application à tout autre type de véhicule, par exemple un navire ou une automobile. L’invention a été décrite, notamment via les exemples illustrés aux figures 5a et 5b, pour une tension HV positive et une tension V_PSS négative. La modification de l’invention pour prendre en compte d’autres paramètres (tension HV positive ou négative, tension V_PSS positive ou négative) est à la portée de l’homme du métier.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS 1) Liaison électrique (290) adaptée à relier une source d’énergie haute tension à courant continu (270) à un équipement utilisateur (250), la liaison électrique comprenant un conducteur électrique (240) entouré d’une enveloppe isolante (320), caractérisée en ce que la liaison électrique (290) comprend un dispositif de protection (200) électrique comprenant : - une gaine conductrice (280) arrangée autour de l’enveloppe isolante (320), - un module de polarisation (245) configuré pour polariser en tension la gaine conductrice (280) ; - un coupe-circuit (210) arrangé sur le conducteur (240) et configuré pour couper un courant transitant via le conducteur (240), et - un module de détection (220) connecté à la gaine conductrice (280) configuré pour détecter une fuite de courant hors du conducteur (240) et pour commander le coupe-circuit (210).
  2. 2) Liaison (290) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de détection (220) comprend : un comparateur (220a) dont une première entrée est connectée à la gaine conductrice (280) et dont une seconde entrée est connectée à un générateur de tension continue fournissant une tension dite de référence (Vref) ; et un microcontrôleur (220b) connecté entre une sortie du comparateur (220) et une entrée du coupe-circuit (210), le microcontrôleur étant configuré pour envoyer un signal de commande au coupe-circuit en fonction d’un signal de sortie reçu du comparateur (220a).
  3. 3) Liaison (290) selon Tune quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que le module de polarisation (245) comprend une source de tension continue (245a) et un limiteur de courant bidirectionnel (245b).
  4. 4) Liaison (290) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’elle comprend un module de test (230) du module de détection (220), le module de test comprenant une unité centrale (230a) associée à un premier commutateur (SW1) et à un second commutateur (SW2), l’unité centrale étant configurée pour commander la commutation des commutateurs : • le premier commutateur (SW1) étant connecté à la première entrée du comparateur (220a) et pouvant commuter sur une première borne en l’air ou sur une seconde borne reliée au conducteur électrique (240) ou à une troisième borne reliée à une ligne de retour de courant (260), • le second commutateur (SW2) étant connecté à la sortie du microcontrôleur (220b) du module de détection (220) et pouvant commuter sur une première borne reliée à l’unité centrale (230a) de à ce que ce soit l’unité centrale seulement qui reçoive le signal de commande du microcontrôleur (220b) ou sur une seconde borne reliée au coupe-circuit (220) de façon à ce que ce soit le coupe-circuit seulement qui reçoive le signal de commande du microcontrôleur (220b).
  5. 5) Liaison (290) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le module de détection (220) comprend un filtre passe-bas (220c) arrangé entre la gaine conductrice (280) et la première entrée du comparateur (220a).
  6. 6) Liaison (290) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu’une enveloppe isolante (310) entoure la gaine conductrice (280).
  7. 7) Procédé de fourniture sécurisée d’énergie électrique à un équipement utilisateur (250) d’un véhicule (10) via une liaison électrique (290) reliant l’équipement utilisateur (250) à une source d’alimentation (270) fournissant une tension continue (HV), la liaison électrique (290) comprenant: - un conducteur électrique (240) entouré d’une enveloppe isolante (320) ; - un dispositif de protection (200) électrique comprenant : o une gaine conductrice (280) arrangée autour de l’enveloppe isolante (320) ; o un module de polarisation (245) configuré pour polariser en tension la gaine conductrice (280) ; o un coupe-circuit (210) arrangé sur le conducteur et configuré pour couper un courant transitant via le conducteur (240) ; et o un module de détection (200) comprenant un comparateur (220a) dont une première entrée est connectée à la gaine conductrice (280) et dont une seconde entrée est connectée à un générateur de tension continue fournissant une tension dite de référence (Vref), et un microcontrôleur (220b) connecté entre une sortie du comparateur (220a) et au coupe-circuit (210), le microcontrôleur étant configuré pour envoyer un signal de commande au coupe-circuit en fonction d’un signal de sortie reçu du comparateur (220a), o caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes successives suivantes de : - injection, par le module de polarisation (245), d’une tension continue (V_PSS) dans la gaine conductrice (280) ; - comparaison, par le comparateur (220a), d’une tension (V280) sur la gaine conductrice (280) avec la tension de référence (Vref) ; - surveillance, par le microcontrôleur (220b), de l’état du signal de sortie du comparateur (220a), ledit état étant soit un premier état indicatif d’une fuite de courant hors du conducteur électrique (240) soit un second état sinon, - activation du coupe-circuit (210), par le microcontrôleur (220b), si le signal de sortie du comparateur est dans le premier état.
  8. 8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le module de polarisation (245) injecte une tension (V_PSS) de signe opposé au signe de la tension (HV) fournie par la source d’alimentation (270).
  9. 9) Procédé selon la revendication 7, le module de détection (220) comprenant en outre un module de test (230), le module de test comprenant une unité centrale (230a) associée à un premier commutateur (SW1) et à un second commutateur (SW2), l’unité centrale étant configurée pour commander la commutation des commutateurs : • le premier commutateur (SW1) étant connecté à la première entrée du comparateur (220a) et pouvant commuter sur une première borne en l’air ou sur une seconde borne reliée au conducteur électrique (240). • le second commutateur (SW2) étant connecté à la sortie du microcontrôleur (220b) du module de détection (220) et pouvant commuter sur une première borne reliée à l’unité centrale (230a) de façon à ce que ce soit l’unité centrale seulement qui reçoive le signal de commande du microcontrôleur (220b) ou sur une seconde borne reliée au coupe-circuit (220) de façon à ce que ce soit le coupe-circuit seulement qui reçoive le signal de commande du microcontrôleur (220b), caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de test, mise en œuvre durant un temps prédéterminé, durant laquelle l’unité centrale (230a) commande le premier commutateur (SW1) pour le faire commuter sur sa seconde borne et commande le second commutateur (SW2) pour le faire commuter sur sa première borne, et dans laquelle l’unité centrale (230a) surveille un changement d’état du signal de commande du microcontrôleur (220b) ; lorsque l’étape de test n’est pas mise en œuvre, l’unité centrale (230a) commande le premier commutateur (SW1) pour le faire commuter sur sa première borne et commande le second commutateur (SW2) pour le faire commuter sur sa seconde borne.
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