FR2878380A1 - Procede et dispositif pour l'identification d'arcs electriques de courant de defaut dans des circuits electriques - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour l'identification d'arcs électriques de courant de défaut dans des circuits électriques. Selon l'invention, une valeur de tension I(k) est mesurée simultanément à une mesure de courant U(k). Un rapport est calculé entre les valeurs de courant U(k) et les valeurs de tension I(k) détectées en parallèle et 'un signal indicateur pour un arc électrique identifié est généré si des modifications du rapport entre les valeurs de mesure de courant et de tension U(k) et I(k) dépassent des valeurs de seuil prédéfinies.

Description

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour l'identification

d'arcs électriques de courant de défaut dans des circuits électriques, pour des consommateurs présentant une puissance absorbée relativement constante, notamment pour des éléments de

chauffage raccordés. L'invention est utilisée pour l'identification prématurée d'arcs électriques dus à un défaut d'isolation qui se produisent dans des réseaux de tension quelconque, mais notamment dans les réseaux de bord des avions, du fait d'importantes contraintes mécaniques, chimiques, électriques et/ ou thermiques.

Les arcs électriques de courant de défaut qui dans la littérature spécialisée anglaise sont désignés par le terme "Arc Tracking" sont avant tout dangereux dans le câblage des aéronefs, pour des motifs de sécurité.

Les symptômes typiques se produisent par le fait que sur le câblage de consommateurs électriques, notamment d'appareils de chauffage, des défauts d'isolation apparaissent suite à des dommages préalables (pénétration, par exemple par alternance de contrainte mécanique, chimique, et/ ou thermique) et ceux-ci sont à l'origine d'un feu dû à un arc électrique et détruisent souvent tout un secteur de câbles ou de consommateurs.

Ce phénomène génère souvent des dérivations à haute impédance au départ, dites courants de fuite qui, entretenus la plupart du temps par des liquides à effet électrolytique, génèrent des dénommés "Wet Arc Tracking", puis sont à de plus en plus basse impédance au fil du temps, pour créer finalement des arcs de court-circuit à haute énergie. Le problème qui se présente à cet effet est que suite à une combustion des câbles déclenchée de cette façon, l'environnement subit de très fortes répercussions et que des défauts consécutifs du type explosions peuvent être à l'origine d'accidents d'avions catastrophiques.

En variante, une panne du type dit "Dry Arc Tracking" peut se produire et générer des dérivations (courts-circuits) brusquement à basse impédance (par exemple suite à l'abrasion de zones du câble sur des arêtes vives) qui peuvent engendrer le même événement catastrophique.

Lors de la conception de mesures de protection dans le secteur du pilotage d'une charge à courant intensif (par exemple sur un chauffage en continu), on rencontre prioritairement le problème que les courants de départ des arcs de défaut (ci-dessous désignés en abrégé par arcs) peuvent être infimes par rapport aux courants nominaux de la charge utilisée. Dans des essais au cours desquels le courant de défaut d'un arc présentait initialement une valeur Ieff < 50mA pour un courant nominal de 3,5 A, il a été démontré qu'au cours de l'expérience, le courant de défaut a atteint très rapidement des valeurs nettement plus élevées.

D'autre part, lors d'une identification prématurée d'arcs électriques de défaut, il faut aussi prendre en compte le fait que la disponibilité des aéronefs et de leur système est très importante, et qu'il faut exclure absolument un déclenchement intempestif des mesures de protection.

Il existe diverses publications qui se consacrent notamment à ce sujet dans le secteur aéronautique et aérospatial. Jusqu'à ce jour, on n'a pourtant trouvé aucune solution satisfaisante. La nécessité de créer une mesure de protection qui identifie l'apparition d'arcs électriques avant l'activation des fusibles de sécurité (qui par ailleurs ne coupent le courant qu'après le déclenchement d'une combustion de câble) et qui déconnecte le circuit de courant de charge détérioré avant le courtcircuit proprement dit et la naissance d'un dommage plus grave paraît claire.

Ainsi, le document WO 01/90767 Al décrit un procédé et un dispositif d'identification desdits "arcs électriques de défaut" (Arc Tracking) dans lesquels un signal de courant alternatif est détecté par instants discrets dans un câble et à l'aide du signal discret de courant, il est transformé en une fonction trigonométrique de courant alternatif par interpolation d'un nombre précis de valeurs de détection, la comparaison de la fréquence actuelle de courant alternatif ainsi déterminée avec une fréquence de consigne permettant de conclure à un arc de courant de défaut. Des perturbations dues au processus de mise en route d'autres consommateurs se distinguent du fait que leur réponse à la décharge se présente à des fréquences différentes.

Les inconvénients résident dans l'interpolation des signaux de la réponse en fréquence, qui (pour être bref) ne peut s'appuyer que sur un nombre restreint de valeurs de la mesure de courant, ainsi que dans l'analogie avec les perturbations de la tension d'alimentation dues à de nombreux processus de mise en circuit qui occulte toujours un risque relativement élevé de déclenchements intempestifs de la mesure de sécurité. Par ailleurs, le coût de traitement des signaux est relativement élevé, il est exposé aux erreurs et ne peut être utilisé opportunément que sur des réseaux de courant alternatif dont la fréquence réseau est connue et constante.

Le document DE 199 53 354 A 1 divulgue un dispositif de détection des arcs de courant de défaut, notamment pour des circuits électriques ménagers, qui comporte un circuit de commutation spécifique à l'application (ASIC) sur la base d'une mesure de courant et de la corrélation entre le signal de courant actuel et une partie de signal de courant alternatif libérée des bruits, pour conclure à la présence d'un arc de courant de défaut, sur la base de l'écart de corrélation et couper le circuit électrique. À cet effet, le filtrage pour l'élimination de la part de bruit est assuré par traitement numérique des signaux, sous utilisation d'une unité de processeur standard (unité centrale). Le fait que des perturbations dues à des processus de mise en route d'autres consommateurs puissent être distinguées en toute sécurité de celles qui sont dues à des arcs électriques est pour le moins douteux, ce qui ne permet donc pas d'exclure des déclenchements intempestifs du circuit protecteur.

Un chemin un peu différent est emprunté par la solution selon le document DE 698 13 842 T2, en ce que le courant est surveillé dans des tronçons de lignes d'un système de distribution domestique et le taux de modification du courant dl/dt est observé. Un signal d'essai qui représente un signal d'arc de courant de défaut simulé par un générateur de signaux est alimenté par l'intermédiaire du même transformateur. Au résultat d'une comparaison des modifications du signal, les dépassements d'une valeur de seuil sont comptés et utilisés à partir d'une certaine quantité pour le déclenchement d'un signal d'interruption.

C'est également par l'intermédiaire d'un transformateur que dans le document US 2002/0149891 Al un signal de détection d'arcs électriques est enregistré, puis analysé par l'intermédiaire de différentes voies de filtrage. À cet effet, la forme d'ondes ininterrompues est prélevée en tant que tension sur la bobine secondaire du transformateur et répartie en deux voies de filtrage. Dans la première branche de filtrage, la part de fréquence de courant alternatif et dans la deuxième branche de filtrage, la part de haute fréquence à la sortie du transformateur sont séparées du signal d'entrée, la part de haute fréquence étant probante pour la présence d'arcs de courant de défaut. À cet effet, après un filtrage en deux étapes, les signaux des deux voies de filtrage sont redressés et respectivement divisés en valeur de signaux de crête et de signaux moyens, notamment les valeurs de crête dans l'une des deux branches de filtrage conduisant à un déclenchement immédiat du circuit protecteur.

L'inconvénient dans ce procédé réside en ce qu'il n'est adapté que pour des réseaux à courant alternatif et qu'il suppose par ailleurs que la fréquence réseau soit relativement basse. Le traitement analogique dans les voies de filtrage est coûteux et relativement exposé aux signaux perturbateurs et il ne permet donc pas d'exclure en toute sécurité des déclenchements intempestifs du circuit protecteur.

Une solution qui est spécialement conçue pour les avions et également pour les réseaux 400 Hz qui sont spécifiques à ces derniers est divulguée dans le document DE 100 17 238 Al (analogue aux documents US 6, 625,550 Bl; US 6,782,329 B1). Le déclenchement du circuit protecteur est initié après une "signature de courant" spéciale des consommateurs la plupart du temps très spécifiques (pratiquement normalisés) dans un avion, un taux de modification d'un signal caractéristique au circuit électrique étant observé en tant que signal d'entrée, et après des étapes de traitement du signal dans un ASIC, une sélection de caractéristiques de signaux typiques aux consommateurs étant éliminée par filtrage au moyen d'un microprocesseur, pour que seulement des "signatures de courant" du circuit électrique surveillé qui sont à affecter à des arcs de courant de défaut conduisent à un déclenchement immédiat du circuit protecteur.

L'inconvénient de ce traitement des signaux réside en ce que la programmation de "signatures de courant" spécifiques aux consommateurs nécessite l'utilisation d'un processeur et que la part importante d'étapes de traitement analogique (intégrateur, filtre passe- bande, identification du passage de la tension par zéro, détermination de la part de hautes fréquences) augmente le risque de pannes sur le circuit de détection.

Toutes les solutions précitées ont comme point commun qu'à chaque fois, elles n'évaluent sensiblement qu'une dimension de signal équivalente au courant dans le circuit de courant de charge surveillé.

Ce qui ne permet d'identifier que difficilement des arcs de courant de défaut à haute impédance, sans exclure de façon fiable des déclenchements intempestifs des mesures de sécurité qui sont dangereux au vu des exigences en matière de sécurité dans les avions. Par ailleurs, la majeure partie des solutions connues contient prioritairement des circuits d'évaluation analogiques exposés aux pannes.

Le but de l'invention consiste à trouver une nouvelle possibilité d'identification d'arcs de courant de défaut dans des lignes électriques de consommateurs avec une puissance absorbée relativement io constante, qui réduit nettement les déclenchements intempestifs des mesures de sécurité, notamment désavantageux dans les avions, sans porter atteinte à la fiabilité de la mise hors circuit lors de la production effective d'arcs électriques.

Le but est atteint selon l'invention pour un procédé d'identification d'arcs de courant de défaut dans lequel, dans au moins une ligne du circuit de courant de charge, un courant est mesuré et au moyen d'une valeur de courant transformée, un signal de contrôle est généré, des arcs électriques étant détectés par dépassement d'au moins un seuil défini pour le signal de contrôle, en ce qu'une valeur de tension est mesurée simultanément à une mesure de courant, en ce qu'un rapport est calculé entre les valeurs de courant et les valeurs de tension détectées en parallèle et en ce qu'un signal indicateur pour un arc électrique identifié est généré si des modifications du rapport entre les valeurs de mesure de courant et de tension dépassent des valeurs de seuil prédéfinies.

Avantageusement, la valeur de résistance du circuit de courant de charge est calculée en tant que rapport entre les valeurs de mesures de courant et de tension. Mais de façon équivalente, on peut également calculer la conductance (réciproque) à partir des valeurs de mesures de courant et de tension dans le circuit de courant de charge.

Il s'avère avantageux d'additionner le nombre de dépassements des valeurs de seuil prédéfinies pour le rapport entre les valeurs de mesure du courant et de la tension sur des intervalles de temps définis, avant qu'un signal de défaut concernant un arc électrique ne soit délivré.

Pour que le procédé de détection des arcs électriques soit moins exposé aux perturbations individuelles conditionnées par le circuit, un compteur est incrémenté de un de préférence à chaque dépassement des valeurs de seuil prédéfinies et remis à zéro à des intervalles de temps réguliers.

Dans une autre variante pour la diminution de la sensibilité aux perturbations, un compteur est opportunément incrémenté d'une valeur de comptage à chaque dépassement de la valeur de seuil prédéfinie et après des intervalles de temps définis qui se sont déroulés sans incrémentation, il est décrémenté de "un", la décrémentation ne se poursuivant pas à l'atteinte de la valeur de comptage "zéro".

Les intervalles de temps pour une décrémentation au moins partielle du compteur sont fixés de préférence pour les circuits de courant continu et en fonction de la sensibilité souhaitée entre 0,1 ms et 10 secondes.

Pour des circuits de courant de charges exploités avec des tensions alternatives, l'intervalle de temps pour une décrémentation au moins partielle du compteur se situe opportunément entre 1 et 1000 demi-ondes d'une tension alternative du circuit de courant de charge.

Pour les circuits de courant alternatif, il en résulte la variante de détection particulièrement avantageuse, que lors du dépassement des valeurs de seuil pour le rapport courant/tension, une incrémentation est effectuée uniquement si simultanément dans une demi-onde de la tension alternative, une valeur de tension mesurée est supérieure à un seuil de tension prédéfini. À cet effet, le compteur peut être opportunément décrémenté en supplément d'une valeur de comptage lors du dépassement des valeurs de seuil pour le rapport courant/ tension et de la non-atteinte simultanée du seuil de tension prédéfini dans une demi-onde, car si un niveau de tension déterminé n'est pas atteint, il est fort probable qu'il ne s'agit pas d'un arc électrique, mais d'une perturbation d'une autre nature.

Pour réduire encore l'influence des perturbations qui ne relèvent pas d'un arc électrique, il s'avère avantageux d'engager au moins l'une des actions suivantes avant de calculer le rapport entre les valeurs courant/tension: élimination des défauts d'offset dans les signaux de courant et de fréquence mesurés, par soustraction respective de leur valeur moyenne, qui a été déterminée lorsque le circuit de courant de charge n'était pas alimenté en courant; filtrage passe-bas des signaux de courant et des signaux de tension et pour les circuits de courant de charge exploités avec une tension alternative: compensation des phases entre les signaux de courant et de 20 tension, ainsi que détermination des valeurs absolues du signal de courant et du signal de tension.

Par ailleurs, il est avantageux dans le cas d'un circuit de courant de charge exploité avec une tension alternative que le calcul du rapport entre les valeurs de courant et de tension soit effectué à partir de valeurs de mesure sauvegardées dans un tampon si la valeur absolue de la tension alternative du circuit de courant de charge (lors du passage à zéro du signal de tension) ne dépasse pas une tension de seuil inférieure prédéfinie, les valeurs de courant et de tension sauvegardées dans un tampon représentant respectivement le dernier état du signal avant le dépassement de la tension de seuil et n'étant remplacées par des valeurs actuelles pour le courant et la tension qu'après un dépassement renouvelé de la tension de seuil.

On peut utiliser opportunément une valeur constante en tant que valeur de seuil pour l'évaluation du rapport entre les valeurs de courant et de tension. On utilise de préférence à cet effet une valeur déterminée de façon empirique pour le circuit de courant de charge.

Mais il est particulièrement avantageux pour l'évaluation du rapport entre les valeurs de courant et de tension de calculer une valeur io de seuil flottante qui est déterminée par application d'une fonction mathématique sur la valeur moyenne générée en continu de N valeurs précédentes pour ce rapport.

Par ailleurs, le but est atteint pour un dispositif d'identification des arcs de courant de défaut dans des circuits de courant de charge, notamment dans les réseaux de bord d'aéronefs et de spationefs, dans lesquels un capteur de courant est disposé dans au moins une ligne du circuit de courant de charge, un transformateur analogique/numérique pour la génération de valeurs de balayage d'un signal de courant à valeurs discrètes en temps est monté en aval du capteur de courant et une unité fonctionnelle est présente pour l'évaluation de valeurs de balayage sélectionnées, la suppression de perturbations qui ne correspondent pas à des arcs électriques et la génération d'un signal de défaut en cas d'identification de valeurs de balayage de parts et d'autres d'un seuil prédéfini, caractérisé en ce qu'un capteur de tension est disposé en supplément du capteur de courant dans la ligne du circuit de courant de charge, en ce qu'un organe de division pour le calcul de rapports entre des valeurs de courant et de tension respectivement mesurées simultanément est monté en aval du capteur de courant et du capteur de tension et en ce qu'une unité d'évaluation pour la génération d'un signal de défaut pour des arcs électriques inadmissibles identifiés est montée en aval de l'organe de division, l'unité d'évaluation présentant au moins un système d'évaluation d'un seuil pour les rapports déterminés entre les valeurs de courant et de tension pour la délivrance d'un signal de défaut pour les arcs électriques identifiés.

L'organe de division est avantageusement connecté aux capteurs de courant et de tension de façon à ce que le rapport de la valeur de tension soit calculé en tant que dividende et celui de la valeur de courant soit calculé en tant que diviseur, et que le système d'évaluation du seuil présente à sa sortie un signal de décèlement d'un arc électrique potentiel si le rapport calculé n'atteint pas une valeur de seuil prédéfinie pour la résistance.

En variante, l'organe de division est opportunément connecté sur les capteurs de courant et de tension de façon à ce que le rapport de la valeur de tension soit calculé en tant que dividende et celui de la valeur de courant soit calculé en tant que diviseur, et que le système d'évaluation du seuil présente à sa sortie un signal de décèlement d'un arc électrique potentiel si le rapport calculé dépasse une valeur de seuil prédéfinie pour la conductance.

Opportunément, l'unité d'évaluation contient au moins un système de totalisation sélective des signaux de décèlement du système d'évaluation du seuil sur la base d'une fréquence admissible pour les incidents de signaux de décèlement d'arcs électriques potentiels dans un intervalle de temps prédéfini et en cas de dépassement de la fréquence admissible pour les incidents, elle comporte un signal de défaut pour les arcs électriques identifiés.

L'unité d'évaluation contient de préférence au moins un compteur monté en aval du système d'évaluation du seuil, le système d'évaluation du seuil comportant un signal de décèlement d'arcs électriques potentiels et étant posé sur une entrée d'incrémentation du compteur lorsque le rapport dépasse une valeur de seuil prédéfinie.

Plusieurs variantes de solutions sont envisageables pour la totalisation sélective de signaux de décèlement d'arc électrique potentiel.

Selon une première variante, le compteur comporte une entrée de réinitialisation qui est en liaison avec un circuit porte, pour que la valeur de comptage d'arcs électriques potentiels soit remise à zéro après écoulement d'intervalles de temps définis du circuit porte.

Selon une deuxième variante, le compteur est de préférence un compteur positif/négatif et comporte une entrée de décrémentation qui est reliée à un circuit porte, pour qu'à des intervalles de temps définis, le compteur puisse être décrémenté d'un incrément.

Selon une troisième variante pour des circuits de courant de charge exploités avec un courant alternatif, le circuit porte est opportunément en liaison avec un détecteur de passage par zéro pour la détection de demi-ondes de la tension alternative, pour que le compteur puisse être décrémenté d'au moins un incrément après un nombre prédéfini de demiondes.

A cet effet, le circuit porte peut-être en supplément en liaison avec la sortie du système d'évaluation du seuil pour qu'après un nombre prédéfini de demi-ondes, au cours desquelles le système d'évaluation du seuil n'a procédé à aucune incrémentation, le compteur soit décrémenté d'au moins un incrément ou remis à zéro. Mais une telle décrémentation peut également avoir lieu malgré une incrémentation pendant le nombre prédéfini de demi-ondes après écoulement de l'intervalle de temps prédéfini pour réduire la sensibilité de l'identification des arcs électriques.

Selon une quatrième variante pour des circuits de courant de charges exploités avec un courant alternatif, le circuit porte est en liaison avec un interrupteur supplémentaire pour les valeurs de seuil, qui lors d'une non-atteinte d'un seuil de tension dans la plage de passage par zéro de la tension alternative présente un signal H, qui est enchaîné avec une sortie du système d'évaluation du seuil pour le rapport ET, pour qu'à la délivrance d'un signal de décèlement du système d'évaluation du seuil et d'un signal H de l'interrupteur de valeur de seuil pour le seuil de tension, le compteur soit décrémenté d'au moins un incrément.

De préférence au moins l'organe de division et l'unité d'évaluation sont intégrés sur un FPGA. Mais en variante, ils peuvent également être opportunément intégrés sur un ASIC. Par ailleurs, d'autres éléments, comme par exemple les capteurs de courant et de tension, ainsi que des unités de traitement préalable des signaux présents en option à l'avant de l'organe de division peuvent également être intégrés sur le FPGA ou l'ASIC.

Avantageusement, un interrupteur électrique destiné à couper la ligne du circuit de courant de charge lorsque l'unité d'évaluation présente un signal de défaut pour des arcs électriques identifiés est disposé dans la ligne surveillée selon l'invention du circuit de courant de charge, à proximité de l'alimentation en énergie.

En tant qu'interrupteur électrique pour la coupure de la ligne d'alimentation vers le circuit de courant de charge, on peut utiliser avantageusement un interrupteur électronique (thyristor, triac, etc.) ou un relais électromécanique.

Pour des applications dans le domaine de l'aéronautique ou de l'astronautique, il s'avère avantageux que le capteur de courant avec le convertisseur analogique/numérique correspondant, le capteur de tension sous la forme du convertisseur analogique/numérique et un module fonctionnel qui contient l'organe de division et l'unité d'évaluation soient intégrés dans un disjoncteur de protection compact, dont la fonction de commutation coupe respectivement l'alimentation en énergie sur la ligne surveillée lorsque l'unité d'évaluation génère un signal de défaut pour des arcs électriques détectés.

L'invention est basée sur la réflexion fondamentale que la détection d'arcs de courant de défaut dans des circuits de courant de charge est compliquée du fait d'un nombreux suffisant de fluctuations de courant analogues, comme des perturbations dues à une mise en circuit et à une mise hors circuit d'autres consommateurs et qu'elle ne peut pas être assurée de façon fiable à l'aide d'une seule surveillance des signaux de courant (même en utilisant des méthodes de filtrage très exigeantes), sans devoir supporter des coupures erronées des circuits électriques inutiles et inadmissibles au vu des exigences de sécurité dans l'aéronautique et l'astronautique. L'invention est basée sur la constatation que du fait de l'apparition d'arcs de courant de défaut (Arc Tracking), en supplément du courant de charge normal, d'autres courants sont présents via le conducteur du circuit de courant de charge. Ce qui modifie le rapport entre la tension et le courant qui est calculé par une division après chaque mesure de courant et de tension. Le rapport peut- être calculé alternativement en tant que résistance ou en tant que conductance de la charge électrique.

Avantageusement, des arcs électriques potentiels (perturbation à court terme qui ne doivent pas avoir dans tous les cas pour origine des courants de défaut sur des dérivations à haute impédance) sont détectés dans le circuit de courant de charge et ce dernier n'est coupé que si ces perturbations apparaissent de façon répétée, par exemple dans un nombre déterminé par intervalle de temps.

Le type d'alimentation électrique de la charge n'a aucune importance pour la détection des arcs électriques selon l'invention. La charge peut être exploitée avec une tension continue ou avec une tension alternative quelconque ou même avec une fréquence variable (donc également dans un réseau à fréquences parasites), l'unique condition préalable pour la fiabilité de la détection des arcs électriques étant que dans le circuit électrique surveillé, la charge ne soit soumise à aucune modification rapide de la résistance.

Grâce à l'évaluation couplée du courant et de la tension, les perturbations sur le réseau peuvent être mieux identifiées, si on utilise la technologie FPGA (ou des ASIC), les tracés de courbes de courant alternatif pouvant être balayés et traités très rapidement. La technologie usuelle pour les processeurs n'est pas utilisable de façon opportune en raison des vitesses de traitement requises.

Grâce à la solution selon l'invention, lors de l'identification d'arcs de courant de défaut dans des lignes électriques pour des charges avec une puissance absorbée relativement constante, il est possible de réduire nettement le risque de déclenchement intempestif de mesures de sécurité, sans porter atteinte à la fiabilité de la mise hors circuit en cas d'apparition effective d'arcs électriques.

L'avantage majeur réside en ce que des fluctuations de la tension réseau (par exemple pour la mise en circuit d'autres consommateurs) ne sont pas signalées de façon erronée en tant qu'arcs électriques, car le rapport entre la tension et le courant ne se modifie pas de façon significative dans le cas des premières. Un autre avantage réside en ce que l'invention est adaptée aussi bien pour les systèmes à tension continue (c'est-à-dire des systèmes dans lesquelles les charges sont alimentées en tension continue) que pour des systèmes à tension alternative avec des fréquences variables ou fixes.

L'invention est explicitée ci-dessous à l'aide d'exemples de 25 réalisation. Les dessins montrent: Figure 1: une vue de principe de l'agencement selon l'invention, Figure 2: un schéma fonctionnel pour une réalisation du procédé selon l'invention avec mesure et évaluation de la résistance, Figure 3: un schéma fonctionnel d'un agencement 30 avantageusement étendu sous utilisation de la mesure de résistance, Figure 4: un schéma fonctionnel étendu selon une autre variante du procédé (mesure de la conductance), Figure 5: un exemple de réalisation de quatre circuits électriques de chauffage dans un avion.

La figure 1 représente pour la réalisation du procédé selon l'invention un agencement de base d'un circuit de courant de charge quelconque, qui est composé d'une alimentation en énergie 101, d'un interrupteur 102 utilisé pour la coupure des lignes, d'une charge 105 (par exemple dispositif de chauffage à courant intensif) et d'une ligne électrique 104 prévue pourl'alimentation en courant de la charge 105 (on suppose que la réaction d'intensité est un contact de masse sur la charge 105). On part du principe que la ligne 104 est reliée à une charge électrique 105 dont la résistance ne se modifie pas ou que lentement.

Pour la détection d'arcs de courant de défaut, un capteur de courant 103 avec un convertisseur A/N 106 monté en aval, ainsi qu'un capteur de tension sous la forme d'un convertisseur A/N 107 sont disposés sur la ligne 104. Sur les sorties des convertisseurs A/N 106 et 107, des valeurs discrètes en temps sont simultanément mises à disposition pour le courant et pour la tension U(k) et I(k), puis transformées dans un organe de division 111 en un rapport actuel V(k).

À cet effet, soit la résistance ou la conductance du circuit de courant de charges peut être calculée, un résultat équivalent étant obtenu dans tous les cas si l'unité d'évaluation du seuil suivante 112 est adaptée en conséquence.

En cas de dépassement d'un seuil prédéfini (c'est-à-dire dépassement pour le conductance, non-atteinte pour la valeur de résistance), l'unité d'évaluation de seuil 112 édite un signal de décèlement Z(k), qui est totalisé dans un circuit porte 113, à intervalles de temps définis. Un compteur 116 intégré dans le circuit porte est respectivement incrémenté de un par un signal de décèlement Z(k) et après écoulement de l'intervalle de temps prédéfini, il est remis à zéro ou au moins décrémenté de un. La valeur de comptage actuelle N(k) du compteur 116 est constamment balayée par un comparateur 114 qui, lors du dépassement d'un seuil pour les arcs électriques potentiels admissibles dans un intervalle de temps (matérialisé par la valeur de comptage N(k) de signaux de décèlement Z(k) cumulés pour des arcs électriques potentiels) délivre un signal de défaut S(k). Ce signal de défaut S(k) incite une unité de contrôle 115 pour le contrôle de l'alimentation en énergie du circuit de courant de charge à émettre un signal de mise hors circuit a(k) vers un interrupteur 102 qui coupe l'alimentation en énergie 101 du circuit de courant de charge.

Selon ce principe de base, conformément à la figure 2, le courant 1(t) et la tension appliquée U(t) sont également détectés dans la ligne 104. Pour la mesure du courant, on utilise en tant que capteur de courant 103 un transformateur de courant. On peut également utiliser un convertisseur courant/tension.

Les signaux de courant et de tension sont balayés simultanément au moyen de deux convertisseurs analogique/numérique 106 et 107, à 20 une fréquence suffisamment élevée f = 1/T, par exemple 100 kHz.

Les signaux balayés sont U = U(k/f) et I(k) = I(k/f), k étant un nombre entier positif.

Les signaux U(k) et I(k) sont soumis à un traitement numérique ultérieur. À cet effet, on utilise un module fonctionnel rapide 23, de préférence un FPGA (Fiel Programmable Gate Array), car dans ce procédé, il faut traiter de très grandes quantités de données en peu de temps.

On peut prévoir en alternative que le traitement numérique des données soit réalisé dans un ASIC (Application Specific Integrated 30 Circuit).

S'il s'agit d'un système à tension continue perturbé ou d'un système à tension alternative, selon la description ultérieure plus précise concernant la figure 3, les signaux balayés sont régénérés dans un bloc numérique de traitement préalable des signaux 200. Les signaux de tension et de courant "filtrés" (c'est-à-dire prétraités) dans les unités de traitement préalable des signaux 209 et 210 sont désignés par U'(k) et I'(k), selon la figure 2. Le traitement préalable n'est pas nécessaire dans un système à tension continue non perturbé. On a alors: U'(k) = U(k) et I' (k) = I (k) Dans cet exemple, la résistance actuelle R(k) (en tant que concrétisation du rapport V(k) de la figure 1) est calculée par division des valeurs de tension "filtrées" U'(k) par les valeurs de courant "filtrées" I'(k) dans l'organe de division 111 (calculateur de quotient), en tant que: R(k) = U'(k)/I'(k).

L'unité d'évaluation du seuil 112 compare la valeur de résistance actuelle R(k) avec une valeur de seuil T(k). Dans le cas le plus simple, 20 T(k) est une constante ou une valeur empirique choisie par l'utilisateur.

Si R(k) est inférieur à la valeur T(k), ce fait est interprété comme l'apparition "d'un arc électrique potentiel" et le signal d'état Z(k) reçoit pendant une période la valeur "1", alors que d'habitude elle est de "0". Z(k) est transmis à la prochaine unité qui est responsable pour le contrôle de l'alimentation en énergie du circuit à courant de charge.

Pour ne pas générer un message de défaut dans le cas d'une perturbation sur le conducteur 104, qui par erreur a été identifiée comme étant un arc électrique potentiel et qui a été retransmise par délivrance d'un signal d'état Z(k), le message concernant un "arc électrique réel" n'est délivré que si au cours d'une période prédéfinie, un nombre déterminé d'arcs électriques potentiels a été détecté.

Ce qui est implémenté dans un circuit porte 113 par une simple fenêtre de temps, dans laquelle on laisse passer et on totalise un nombre déterminé N(k) de signaux (pour l'identification d'incidents potentiels d'arcs électriques dépassant le seuil) ou par un compteur positif/ négatif 117, à l'atteinte d'une valeur de comptage déterminée N(k), un comparateur 114 étant incité à délivrer un signal d'état "arc électrique réel" S(k).

À cet effet, le compteur 117 peut être réglé de façon à ce qu'il compte les arcs électriques potentiels à des intervalles de temps prédéfinis et à ce qu'il soit remis à zéro à la fin de chaque intervalle de temps. Selon une forme de réalisation préférée, le compteur 117 est conçu de façon à ce que sa valeur de comptage N(k) soit incrémentée lors de chaque arc électrique potentiel et respectivement décrémentée d'au moins un après écoulement respectif d'un temps prédéfini. Si donc après l'identification d'une série de caractéristiques d'arcs électriques potentiels aucun incident supplémentaire de ce type n'est observé, la valeur de comptage N(k) retombe graduellement après des intervalles définis (le cas échéant jusqu'à la valeur zéro et s'y arrête), jusqu'à ce que des arcs électriques potentiels soient à nouveau constatés.

Si à la sortie du circuit porte 113 qui dans ce cas est uniquement matérialisé par le compteur positif/négatif 117, la valeur de comptage N(k) atteint une constante prédéfinie ou dépasse cette dernière, le comparateur 114 place un signal de défaut pour arc électrique (valeur un), le signal de défaut S(k) matérialisant un nombre d'arcs électriques potentiels totalisés (signaux de décèlement Z(k) au cours d'un temps prédéfini, qui très probablement représente "un défaut réel par arc électrique" au sein du circuit de courant de charge. Dans le cas contraire, S(k) a la valeur zéro.

Grâce à l'utilisation d'un compteur 117 avec une fenêtre de temps en tant que circuit porte 113, il est impossible que des décisions erronées individuelles dues à des perturbations d'autre nature conduisent à la délivrance d'un signal de défaut S(k) pour des arcs de courant de défaut. Cet avantage augmente encore si le compteur positif/négatif 117 est décrémenté de valeurs de comptage individuelles par des incidents déterminés ou des limites d'intervalles de temps (selon la description détaillée ci-dessous).

Le signal de défaut S(k) est envoyé à l'unité de contrôle 115, qui sauvegarde le défaut et qui par placement du signal de mise hors circuit A(k) initie la coupure de l'alimentation en énergie 101 sur le conducteur correspondant 104 sur lequel les arcs électriques du circuit de courant de charge ont été mesurés par un interrupteur 102.

Cet interrupteur 102 peut être un interrupteur électronique 15 (thyristor, triac, etc.) ou un relais électromécanique.

En variante, le signal de mise hors circuit A(k) peut aussi être envoyé à un disjoncteur de protection (non représenté) qui procède à la coupure de l'alimentation en énergie 101 sur le conducteur 104 et donc également sur la charge 105.

Selon la représentation en figure 3, le principe de base précédemment décrit peut-être étendu d'étapes opératives supplémentaires, pour s'adapter à différentes exigences des systèmes. En font partie deux compensateurs d'offset 201 et 202, deux filtres passe-bas 203 et 204, une unité de compensation de phases 205, deux calculateurs de valeurs 206 et 207, un organe de maintien de 208 pour le pontage de signaux sous un seuil de bruit maximal de tension et une unité de calcul 118 pour déterminer une valeur de seuil dynamique pour les arcs électriques potentiels. A la différence de la figure 3, ces mesures supplémentaires peuvent également être utilisées individuellement avec les effets ci- dessous décrits pour libérer de façon plus fiable le signal d'état de défaut S(k) pour des arcs électriques des déclenchements intempestifs par des fluctuations de courant ou de tension d'autre nature.

Les opérations étendues suivantes pour le traitement préalable des données sont réalisées après la conversion analogique/numérique des signaux de courant et de tension dans les convertisseurs A/ N séparés 106 et 107 et avant le calcul du rapport dans l'organe de division 111.

Grâce à respectivement une compensation d'offset 201 et 202 lo pour le signal de courant balayé I(k) et le signal de tension balayé U(k), les erreurs d'offset sont corrigées. À cet effet, après le démarrage du système, l'alimentation en énergie 101 est coupée sur la ligne 104 vers la charge 105 pour calculer respectivement une valeur moyenne des deux signaux balayés. Lorsque l'alimentation en énergie 101 est à nouveau reliée au conducteur 104, les valeurs moyennes calculées sont toujours soustraites des signaux actuellement balayés, puis transférées vers l'étape de traitement suivante. Une telle compensation d'offset fait partie de la technique antérieure.

Pour réduire les perturbations sur les signaux de courant et de tension, les deux signaux balayés simultanément U(k) et I(k) qui ont d'ores et déjà été traités par la compensation d'offset 201 et 202 sont respectivement filtrés par une passe-bas 203 et 204. Ces passe-bas 203 et 204 sont des filtres numériques FIR (Infinite Impulsed Response Filter) ou des filtres IIR (Finite Impuse Response Filter) généralement connus. A cet effet, les coefficients de filtrage sont choisis de façon à éliminer une majeure partie des perturbations, tout en conservant les caractéristiques des arcs électriques.

Un complément supplémentaire de l'invention réside en ce qu'un élément supplémentaire, une unité de compensation de phase 205 compense un éventuel décalage de phases entre le courant et la tension en amont de l'organe de division 111 si une charge complexe et une alimentation en tension alternative sont utilisées.

Dans l'unité de compensation de phase 205, la différence temporelle des passages par zéro des signaux de courant et de tension est mesurée. À cet effet, les passages par zéro sont détectés à l'aide de simples comparateurs et le nombre des périodes entre les passages par zéro est mesuré par des compteurs. Ainsi, le signal "le plus rapide" est temporisé en fonction de la différence temporelle (par exemple au moyen de registres à décalage). La longueur des registres à décalage utilisés est adaptée de façon dynamique, en fonction de la temporisation nécessaire. Après l'unité de compensation de phase 205, les signaux sont transmis vers l'opération suivante (calcul du quotient) dans l'organe de division 111.

Si l'alimentation en énergie de la charge met à disposition une tension alternative, des blocs opérationnels interconnectés en supplément en amont de l'organe de division 111, les calculateurs de valeurs 206 et 207 calculent la valeur absolue des signaux de courant et de tension balayés et éventuellement prétraités, pour faciliter le traitement ultérieur. Puis les signaux traités sont transmis à l'organe de division 111. En option ils peuvent d'abord être dirigés encore vers un organe de maintien 208, dont la fonction est décrite ci-dessous.

Dans des systèmes à tension alternative, des inexactitudes peuvent apparaître à proximité du passage par zéro du signal de tension balayé lors des calculs suivants, car les valeurs des signaux de courant et de tension prétraités peuvent être infimes et naturellement également nulles. Ce qui est évité par l'organe de maintien 208, dans lequel les valeurs des deux signaux sont "retenues" à proximité temporelle de ces passages par zéro de la tension. Ce qui est réalisé par sauvegarde des valeurs de tension et de courant qui ont d'ores et déjà été traitées dans respectivement un registre dans lequel elles sont mises à disposition si la valeur absolue de la tension est inférieure à un niveau prédéfini (valeur de seuil inférieure pour la tension). Aussi longtemps que ce niveau de tension n'est pas atteint, l'organe de division suivant 111 fonctionne avec les valeurs sauvegardées dans l'organe de maintien 208, dans le cas contraire avec les valeurs actuelles des signaux prétraitées.

Les signaux ainsi traités sont désignés par U'(k) et I'(k) dans la figure 2 et la figure 3 et soumis à un traitement ultérieur dans l'organe de division 111.

Une autre conception du procédé réside en ce que sur des systèmes à tension alternée, la valeur de comptage N(k) du compteur 115 est toujours réduite dans le circuit porte 113 lorsque des arcs électriques potentiels sont observés à proximité temporelle des passages par zéro par le signal de tension U(k). Généralement, il n'existe aucun arc électrique dans ces plages, car au début d'une demi-onde, la tension est trop faible pour donner naissance à un arc électrique et à la fin d'une demi-onde, l'arc électrique s'éteint avant que la tension ne soit à zéro. Mais si dans cette plage, un arc électrique potentiel est identifié malgré tout, il s'agit très probablement d'une perturbation du signal de tension ou de courant et la valeur du compteur N(K) ne doit pas augmenter dans le compteur 115, mais elle devrait diminuer.

Ce qui est réalisé en ce que le signal de tension traité U'(k) est comparé avec une valeur de seuil inférieure prédéfinie. Si la tension U'(k) est inférieure à la valeur de seuil pour la tension et si la valeur de comptage N(k) au compteur est supérieure à un et si simultanément un arc électrique potentiel a été détecté (Z(k) = 1), le compteur est décrémenté. Mais si U'(k) augmente à nouveau et n'est plus inférieur à la valeur de seuil, la valeur de comptage N(k) est incrémentée lors de chaque arc électrique potentiel, puis toujours décrémentée après un temps déterminé. L'intervalle de temps à l'issue duquel une décrémentation est assurée pour protéger le circuit de courant de charge contre une mise hors circuit prématurée inutile peut être choisi entre lms et 10s ou entre 1 et 1000 demi-ondes de la tension alternative (en fonction de la sensibilité souhaitée pour le système).

Peu de demi-ondes se sont avérées opportunes pour les réseaux de bord des avions, (par exemple à 400 Hz). De préférence, après 5 chaque demi-onde, la valeur de comptage du compteur positif/négatif 117 est décrémentée de un.

Dans des systèmes à tension alternative, le comptage des arcs de courant de défaut peut également être assuré en fonction des demi-ondes de la tension alternative. Ce qui signifie que dans le circuit porte 113, après chaque demi-onde, le compteur positif/négatif 117 est incrémenté exactement une fois si un ou plusieurs arcs électriques sont apparus pendant ce temps et à chaque même demi-onde, le compteur positif/négatif 117 est décrémenté une fois, m étant un nombre naturel et une dimension pour la sensibilité choisie pour la détection des arcs électriques. A cet effet, le début et la fin de chaque demi-onde sont déterminés par une identification des passages par zéro du signal de tension U(k). Le compteur positif/négatif 117 peut être décrémenté ou remis à zéro, au choix soit uniquement après m demi-ondes exemptes d'arcs électriques ou dans tous les cas après m prédéfinis.

Une autre conception de l'invention réside en ce qu'une une valeur fixe (constante) n'est pas affectée à la valeur de seuil T(k), mais en ce que la valeur de seuil T(k) est recalculée par une unité de calcul 21 en présence de chaque nouveau rapport V(k), dans cet exemple (selon la figure 3), en présence de chaque nouvelle valeur de résistance R(k). À cet effet la valeur moyenne N-1 R'(k) = E R(k - i) N,_a est calculée en continu à partir des N dernières valeurs pour la résistance actuelle R(k), N étant un nombre naturel et choisi de façon à ce que la valeur calculée R' (k) ne se modifie que de façon infime si R(k) s'écarte de sa valeur usuelle pendant un court laps de temps.

À l'aide d'une fonction F, la valeur de seuil T(k) = F(R'(k)) est calculée à partir de R'(k). A cet effet, F(R'(k)) doit être choisi de façon à ce que dans la plage déterminante, T(k) = F(R'(k)) soit supérieur à zéro et inférieur à R' (k) proprement dit.

Plus la différence entre R'(k) et T(k) est grande et moins le procédé o décrit est sensible aux fluctuations de la résistance actuelle.

Cette valeur de seuil dynamique T(k) présente l'avantage qu'elle s'adapte si la résistance de la charge 105 se modifie ou si des perturbations durables apparaissent sur la ligne 104. Ce qui évite des messages erronés lors de l'identification des arcs électriques, qui peuvent apparaître fréquemment dans les systèmes connus. Par ailleurs, la résistance de la charge peut avoir une valeur quelconque avec ce mode opératoire.

Dans une autre forme de réalisation selon la figure 4, on réalise un procédé pour l'identification des arcs électriques qui est très analogue à celui qui a été précédemment décrit, mais dans lequel l'organe de division 111 (des figures 2 et 3) pour le calcul de la résistance R(k) a été remplacé par un calculateur de quotient 301 pour le calcul de la valeur de conductance actuelle G(k) = U'(k)/I'(k). Si dans l'unité de valeur de seuil 302, la valeur de conductance actuelle G(k) dépasse la valeur de seuil T(k), ce phénomène est interprété en conséquence en tant qu'arc électrique potentiel et le signal d'état Z(k) reçoit la valeur un pendant une période, alors que d'ordinaire il est de zéro.

À cet effet T(k) est une valeur qui est supérieure à la valeur de 30 conductance normale G(k), si aucun arc électrique n'apparaît. C'est pourquoi une fonction F pour le calcul dynamique des valeurs de seuil (qui devrait se dérouler dans une unité de calcul des valeurs de seuil 118 disposée de façon analogue à celle de la figure 3) devrait être choisie de façon à ce que cette condition soit remplie. La valeur de seuil dynamique T(k) est alors T(k) = F(G'(k)), G'(k) étant la valeur moyenne immédiatement calculée de G(k).

Pour le reste, lors de l'utilisation de la valeur de conductance G(k), toutes les opérations correspondent au procédé précédemment décrit selon les figures 2 et 3 avec la valeur de résistance R(k) et la valeur de résistance flottante T(k) = F(G'(k)).

L'ensemble du traitement des signaux numériques est de préférence intégré dans un module fonctionnel 23 (selon les représentations dans les figures 2 à 4), qui peut être un FPGA (Field Programmable Gate Array) ou un ASIC (Application Specific Integrated Circuit). En supplément du traitement numérique des signaux, on peut également intégrer les convertisseurs analogique/numérique 106 et 107, ainsi que d'autres composantes.

Pour sa part, le module fonctionnel 23 peut-être un élément d'un disjoncteur de protection. FPGA et ASIC en tant que module fonctionnel 23 présentent l'avantage déterminant qu'ils sont en mesure de réaliser de nombreuses opérations simultanément, ce qui permet un traitement des données très rapide. Le balayage de plusieurs signaux analogiques à une fréquence supérieure à 50 kHz, le filtrage simultané des signaux avec différents "filtres" dans le bloc de traitement numérique préalable des signaux 200, ainsi que la réalisation simultanée des autres fonctions de l'algorithme sont difficilement réalisables avec des processeurs habituels.

D'autres fonctions peuvent être intégrées dans le module fonctionnel 23, par exemple une interface permettant de communiquer avec d'autres composantes. De cette façon, les messages de défauts et des détails d'une unité de contrôle peuvent être signalés et des paramètres peuvent être réceptionnés.

Dans la figure 5, dans un exemple de réalisation pour des circuits électriques de chauffage dans des avions, les courants de quatre lignes 1 à 4 peuvent être mesurés avec des capteurs de courants 13 à 16, qui sont respectivement connectés à une charge électrique (dans le cas présent: charge de chauffage 17 à 20). On utilise des transformateurs de courant en tant que capteurs de courant 13 à 16. Par l'intermédiaire des quatre lignes 1 à 4, de quatre relais électroniques 9 à 12 et de quatre relais électromécaniques 5 à 8 ainsi que 21, les charges de chauffage 17 à 20 sont alimentées avec quatre tensions alternatives différentes AC1 à AC4. Ces signaux de courant analogiques et les signaux de tension sont balayés simultanément dans le module fonctionnel selon l'invention 23 ("Arc Detection"), puis traités en fonction des procédés décrits pour l'identification des arcs de courant de défaut. A cet effet, ce module fonctionnel 23 est réalisé en tant que FPGA ou ASIC et peut contenir également les convertisseurs analogique/numérique 106 et 107, ainsi que des interrupteurs à maximum d'intensité 22 et des fonctions de commutation électronique (par exemple bloc de contrôle 24).

Si à présent, un arc électrique est détecté par exemple dans les lignes 4 du fait de la modification du rapport entre la tension et le courant, le module fonctionnel émet un signal vers la grille OU 29 correspondante, pour que le relais électronique 12 monté en aval de cette dernière coupe l'alimentation en énergie 101 de la ligne connectée 4 et donc de la charge 20. Ce qui évite des détériorations supplémentaires par des arcs électriques (par exemple combustion de câbles).

Dans cet exemple de réalisation, l'interrupteur à maximum d'intensité 22 ("Over-current Detection") surveille en supplément les courants. Une identification des surintensités de courant qui en soi fait partie de la technique antérieure est assurée dans l'interrupteur à maximum d'intensité 22 par des comparateurs. Si par exemple une surintensité de courant est identifiée dans la ligne 2, l'alimentation en énergie 101 est coupée sur la ligne 2, par l'intermédiaire de la grille OU 27 et de l'interrupteur électronique 10.

Pour augmenter la sécurité, le bloc de contrôle 24 ("Triac Switching Supervision") met les relais électromécaniques 5 à 8 et 21 hors circuit si les relais électroniques 9 à 12 ne réagissent pas à leur signal de mise hors circuit et si de ce fait la tension mesurée ne passe pas à zéro.

Un test des relais 5 à 8 et 21 peut-être ordonné à l'aide du bloc 25 ("Power On BITE").

Les blocs 22, 24, 25 et les grilles OU 26 à 29 peuvent également être réalisés dans le module fonctionnel (FPGA ou ASIC), tout comme la part de traitement numérique du module fonctionnel 23 ("Arc Detection").

Comme les dispositifs décrits et le procédé décrit permettent une bonne identification d'arcs électriques en cas d'utilisation de charges électriques relativement constantes et ne conduisent pas à des messages de défauts en cas de fluctuations de tension, ils sont particulièrement adaptés pour l'identification des arcs électriques dans des avions.

Mais des lignes d'autres circuits de courant électrique avec des charges quelconques dont la résistance ne se modifie pas ou très lentement peuvent être protégées contre des arcs de courant de défaut par le procédé décrit et par le dispositif décrit.

Claims (1)

1. 28 REVENDICATIONS

   1. Procédé d'identification d'arcs de courant de défaut, dans lequel dans au moins une ligne (1, 2, 3, 4) d'un circuit de courant de charge (105) un courant I(k) est mesuré et par utilisation d'une valeur de mesure transformée du courant un signal de surveillance est délivré, des arcs électriques étant identifiés par dépassement d'au moins un seuil défini dans le circuit de courant de charge (105) pour le signal de surveillance, caractérisé par les étapes suivantes: mesure d'une valeur de tension U(k) simultanément à une mesure de courant I(k), calcul d'un rapport entre des valeurs mesurées parallèlement pour le courant et la tension U(k) et I(k), et génération d'un signal indicateur d'un arc électrique si des modifications du rapport entre les valeurs de courant et de tension U(k) et I(k) qui sont supérieures à des valeurs de seuil prédéfinies apparaissent.

   2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de résistance du circuit à courant de charge (105) est calculée en tant que rapport entre les valeurs de mesure du courant I(k) et de la tension U(k).

   3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de conductance du circuit à courant de charge (105) est calculée en tant que rapport entre les valeurs de mesure du courant et de la tension I(k) et U(k).

   4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de dépassements des valeurs de seuil prédéfinies pour le rapport entre les valeurs de mesure du courant et de la tension I(k) et U(k) est additionné sur des intervalles de temps définis, avant qu'un signal de défaut S(k) ne soit délivré pour des arcs électriques 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'à chaque dépassement des valeurs de seuil prédéfinies, un compteur (116) est incrémenté de un et en ce qu'il est remis à zéro à des intervalles de temps réguliers.

   6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lors du dépassement de la valeur de seuil prédéfinie, un compteur (116) est incrémenté et en ce qu'il y est décrémenté de un après des intervalles de temps définis, la décrémentation étant interrompue lorsqu'il a atteint la valeur de comptage zéro.

   7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le compteur (116) est incrémenté en cas de dépassement de la valeur de seuil prédéfinie et en ce qu'il est respectivement décrémenté de un après des intervalles de temps définis qui se sont écoulés sans incrémentation.

   8. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'intervalle de temps pour une décrémentation au moins partielle du compteur (116) se situe entre une et dix secondes.

   9. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'intervalle de temps pour une décrémentation au moins partielle du compteur (116) se situe entre une et mille demi-ondes d'une tension alternative du circuit de courant de charge (105).

   10. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans des circuits à courant alternatif, en cas de dépassement de la valeur de seuil pour le rapport courant tension, un compteur (116) n'est incrémenté que si simultanément dans une demi-onde de la tension alternative, une valeur de tension supérieure au seuil de tension prédéfini est mesurée.

   11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'en cas de dépassement de la valeur de seuil pour le rapport courant/ tension et en cas de non-atteinte simultanée du seuil de tension prédéfini dans une demi-onde, le compteur (116) est respectivement décrémenté d'au moins une valeur de comptage.

   12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant le calcul du rapport entre les valeurs de courant et de tension I(k) et U(k), des défauts d'offset sont éliminés par soustraction de respectivement une valeur moyenne qui a été déterminée lorsque le circuit de courant de charge (105) n'était pas alimenté en courant.

   13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant le calcul du rapport entre les valeurs de courant et de tension I(k) et U(k), un filtrage passe-bas (203, 204) des signaux de courant et de tension I(k) et U(k) est effectué.

   14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur des circuits à courant de charges (105) exploités avec une tension alternative (AC1, AC2, AC3, AC4), avant le calcul du rapport entre les valeurs de courant et de tension I(k) et U(k), une compensation de phases (205) entre les signaux de courant et de tension I(k) et U(k) est effectuée.

   15. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur des circuits à courant de charges (105) exploités avec une tension alternative (AC1, AC2, AC3, AC4), avant le calcul du rapport entre les valeurs de courant et de tension I(k) et U(k), les valeurs absolues de signaux de courant et de tension I'(k) et U'(k)s sont calculées.

   16. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur des circuits à courant de charges (105) exploités avec une tension alternative (AC1, AC2, AC3, AC4), le calcul du rapport entre les valeurs de courant et de tension I(k) et U(k) à partir de valeurs mesurées sauvegardées dans un tampon est effectué si la valeur absolue de la tension alternative du circuit à courant de charge (105) ne dépasse pas une tension de seuil prédéfinie, les valeurs de courant et de tension I(k) et U(k) sauvegardées dans un tampon représentant respectivement le dernier état du signal avant la non-atteinte de la tension de seuil et n'étant remplacées par les valeurs de courant et de tension I(k) et U(k) actuelles qu'après un nouveau dépassement de la tension de seuil.

   17. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise une valeur constante en tant que valeur de seuil pour l'évaluation du rapport entre les valeurs de courant et de tension I(k) et U(k).

   18. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise une valeur déterminée de façon empirique par l'utilisateur du circuit de courant de charge (105) en tant que valeur de seuil pour l'évaluation du rapport entre les valeurs de courant et de tension I(k) et U(k).

   19. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une valeur de seuil flottante calculée qui est déterminée par application des fonctions mathématiques sur la valeur moyenne calculée en continu pour N rapports précédents est calculée pour l'évaluation du rapport entre les valeurs de courant et de tension I(k) et U(k).

   20. Agencement pour l'identification d'arcs de courant de défaut dans des circuits de courant de charge (105), notamment dans des réseaux de bord d'aéronefs et de spationefs, dans lequel un détecteur de courant est disposé dans au moins une ligne du circuit de courant de charge (105), un convertisseur analogique/numérique (106, 107) pour la génération de valeurs de balayage d'un signal de courant à valeurs discrètes en temps est monté en aval du capteur de courant (103) (103) et une unité fonctionnelle est présente pour l'évaluation de valeurs de balayage sélectionnées, la suppression de perturbations qui ne correspondent pas à des arcs électriques et la génération d'un signal de défaut S(k) en cas d'identification de valeurs de balayage de parts et d'autres d'un seuil prédéfini, caractérisé en ce que - un capteur de tension est disposé en supplément du capteur de courant (103) dans la ligne du circuit de courant de charge (105), - un organe de division (111) pour le calcul de rapports entre des valeurs de courant et de tension I(k) et U(k) respectivement mesurées simultanément est monté en aval du capteur de courant (103) et du capteur de tension, - une unité d'évaluation pour la génération d'un signal de défaut S(k) pour des arcs électriques inadmissibles identifiés est montée en aval de l'organe de division (111), l'unité d'évaluation présentant au moins un système d'évaluation d'un seuil pour les rapports déterminés entre les valeurs de courant et de tension I(k) et U(k) pour la délivrance d'un signal de défaut S(k) pour les arcs électriques identifiés.

   21. Agencement selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'organe de division (111) est connecté aux capteurs de courant (103) et de tension de façon à ce que le rapport de la valeur de tension soit calculé en tant que dividende et celui de la valeur de courant soit calculé en tant que diviseur, et que le système d'évaluation du seuil présente à sa sortie un signal de décèlement Z(k) d'arcs électriques potentiels si le rapport calculé n'atteint pas une valeur de seuil prédéfinie pour la résistance.

   22. Agencement selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'organe de division (111) est connecté sur les capteurs de courant (103) et de tension de façon à ce que le rapport de la valeur de tension soit calculé en tant que dividende et celui de la valeur de courant soit calculé en tant que diviseur, et que le système d'évaluation du seuil présente à sa sortie un signal de décèlement Z(k) d'arcs électriques potentiels si le rapport calculé dépasse une valeur de seuil prédéfinie pour la conductance.

   23. Agencement selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'unité d'évaluation (112) contient au moins un système de totalisation sélective des signaux de décèlement du système d'évaluation du seuil sur la base d'une fréquence admissible pour les incidents de signaux de décèlement Z(k) d'arcs électriques potentiels dans un intervalle de temps prédéfini et en cas de dépassement de la fréquence admissible pour les incidents, elle comporte un signal de défaut S(k) pour les arcs électriques identifiés.

   24. Agencement selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'unité d'évaluation (112) contient de préférence au moins un compteur (116) monté en aval du système d'évaluation du seuil, le système d'évaluation du seuil comportant un signal de décèlement Z(k) d'arcs électriques potentiels et étant posé sur une entrée d'incrémentation du compteur (116) lorsque le rapport dépasse une valeur de seuil prédéfinie.

   25. Agencement selon la revendication 24, caractérisé en ce que le compteur (116) comporte une entrée de réinitialisation qui est en liaison avec un circuit porte (113), pour que la valeur de comptage d'arcs électriques potentiels soit remise à zéro après écoulement d'intervalles de temps définis.

   26. Agencement selon la revendication 24, caractérisé en ce que le compteur (116) est de préférence un compteur positif/ négatif (117) et comporte une entrée de décrémentation qui est reliée à un circuit porte (113), pour qu'à des intervalles de temps définis, le compteur (117) puisse être décrémenté d'un incrément.

   27. Agencement selon la revendication 26, caractérisé en ce que pour des circuits de courant de charge (105) exploités avec un courant alternatif, le circuit porte (113) est en liaison avec un détecteur de passage par zéro pour la détection de demi-ondes de la tension U(k) alternative, pour que le compteur (117) puisse être décrémenté d'au moins un incrément après un nombre prédéfini de demi-ondes.

   28. Agencement selon la revendication 26, caractérisé en ce que pour des circuits de courant de charge (105) exploités avec un courant I(k) alternatif, le circuit porte (113) est en liaison avec un détecteur de passage par zéro pour la détection de demi-ondes de la tension alternative et avec la sortie du système d'évaluation de seuil, pour que le compteur (117) puisse être décrémenté d'au moins un incrément après un nombre prédéfini de demi-ondes au cours duquel le système Io d'évaluation de seuil n'a procédé à aucune incrémentation.

   29. Agencement selon la revendication 26, caractérisé en ce que pour des circuits de courant de charge (105) exploités avec un courant alternatif, le circuit porte (113) est en liaison avec un interrupteur (102) pour les valeurs de seuil, qui lors d'une non-atteinte d'un seuil de tension dans la plage de passage par zéro de la tension alternative présente un signal H, qui est enchaîné avec une sortie du système d'évaluation du seuil pour le rapport ET, pour qu'en cas de délivrance d'un signal de décèlement Z(k) par le système d'évaluation du seuil et d'un signal H par l'interrupteur (102) de valeur de seuil pour le seuil de tension, le compteur (117) soit décrémenté d'au moins un incrément.

   30. Agencement selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'une unité numérique de traitement préalable des signaux (200) qui comporte au moins l'une des composantes: compensateur d'offset (201, 202), filtre passe-bas (203, 204), unité de compensation de phases (205), calculateur de valeurs (206, 207) et organe de maintien (208) est présent entre les capteurs de courant (103) et de tension et l'organe de division (111) 31. Agencement selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'au moins l'organe de division (111) et l'unité d'évaluation (112) sont 30 intégrés sur un FPGA.

   32. Agencement selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'au moins l'organe de division (111) et l'unité d'évaluation (112) sont intégrés sur un ASIC.

   33. Agencement selon la revendication 31 ou 32, caractérisé en ce qu'en supplément de l'organe de division (111) et de l'unité d'évaluation (112), d'autres éléments, notamment des capteurs de courant (103) et de tension et une unité de traitement préalable des signaux (200) montée en amont de l'organe de division (111) sont intégrés sur un circuit de commutation.

   34. Agencement selon la revendication 20, caractérisé en ce que dans la ligne surveillée du circuit de courant de charge (105), un interrupteur électrique (102) prévu pour couper la liaison vers l'alimentation en énergie si l'unité d'évaluation (112) présente un signal de défaut S(k) pour des arcs électriques détectés est disposé à proximité de l'alimentation en énergie (101).

   35. Agencement selon la revendication 34, caractérisé en ce qu'un interrupteur à corps solide est utilisé en tant qu'interrupteur (102).

   36. Agencement selon la revendication 34, caractérisé en ce 20 qu'un relais électromagnétique est utilisé en tant qu'interrupteur (102).

   37. Agencement selon la revendication 20, caractérisé en ce que le capteur de courant (103) avec le convertisseur analogique/ numérique (106) correspondant, le capteur de tension sous la forme du convertisseur analogique/numérique (107) et un module fonctionnel (23) qui contient l'organe de division (111) et l'unité d'évaluation (112) sont intégrés dans un disjoncteur de protection compact, dont la fonction de commutation coupe respectivement l'alimentation en énergie (101) de la ligne surveillée lorsque l'unité d'évaluation génère un signal de défaut S(k) pour des arcs électriques détectés.