FR3110781A1 - Connecteur électrique à contrôle d’isolation - Google Patents
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Abstract
Connecteur électrique à contrôle d’isolation Connecteur électrique destiné à la connexion d’un câble électrique comportant un écran de protection métallique (16), le connecteur comportant un corps cylindrique (20A, 20B, 20C) muni d’un contact électrique (22) destiné à recevoir une partie d’extrémité (12A) du câble électrique et un élément de liaison conducteur (24) destiné à venir en contact avec l’écran de protection métallique lors de la mise en place du connecteur électrique sur le câble électrique et assurant une continuité électrique jusqu’à une terminaison électrique (26A). Figure pour l’abrégé : Fig. 4.
Description
La présente invention se rapporte au domaine général de la distribution des réseaux de puissance dans les véhicules aéronautiques comme terrestres et elle concerne plus particulièrement un connecteur électrique haute tension ou non et pouvant se raccorder à un câble électrique comportant un écran de protection conducteur.
Les avions dits « plus électrique » comme le B787 ou l’A350 ont recours à des tensions alternatives ou continues de plus en plus élevées du type 270 Vac, 540 Vdc voire plus, pour réduire le poids des câbles et donc de la structure les abritant. Il en est de même dans les futurs engins volants de type aéronef VTOL (pour « Vertical Take-Off and Landing »). Toutefois, ces tensions élevées renforcent le risque électrique au niveau des personnes et des équipements avec la possible création d’arcs entre les conducteurs et la structure comme de nouveaux phénomènes électriques, telles que les décharges partielles. Ainsi, il est devenu nécessaire d’assurer un contrôle de l’isolation de ces câbles électriques comme une surveillance d’un vieillissement ou d’une dégradation de cette isolation, de nature à provoquer soit une défaillance qui pourrait mettre en danger un opérateur du système ou de l’équipement soit la perte d’un signal ou d’une donnée vitale pour le bon fonctionnement de ce système ou équipement.
A ce jour, il est connu des systèmes de blindage ou des écrans de protection des câbles raccordés à la masse via les connecteurs de ces câbles et des systèmes de surveillance vérifiant globalement la résistance d’isolement entre une polarité du circuit de puissance et la masse.
Toutefois, de tels systèmes ne permettent pas de prévenir tout risque d’électrisation d’un personnel touchant le câble électrique suite une dégradation de l’isolant ni d’éviter tout risque d’arc électrique causé par un frottement du câble électrique qui viendrait endommager la partie isolation du conducteur.
La présente invention a pour objet un connecteur électrique haute tension ou non, permettant de mesurer facilement la qualité d’isolation d’un câble dit à double isolation utilisé pour les réseaux de puissance et de prévenir une dégradation de l’isolant tant entre le conducteur et l’écran qu’entre l’écran et la terre ou tout autre partie métallique à la terre. Un but de l’invention est aussi de discriminer le câble défaillant et faciliter ainsi une maintenance prédictive (gain de coûts d’intervention, temps d’arrêt des matériels et équipements évités, interventions pouvant être planifiées, extension de la durée de vie des câblages)
Ces buts sont atteints par un connecteur électrique destiné à la connexion d’un câble électrique comportant un écran de protection métallique, le connecteur comportant un corps cylindrique muni d’au moins un contact électrique destiné à recevoir une partie d’extrémité du câble électrique, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un élément de liaison conducteur destiné à venir en contact avec l’écran de protection métallique lors de la mise en place du connecteur électrique sur le câble électrique et assurant une continuité électrique jusqu’à une terminaison électrique.
Ainsi, il devient possible d’être prévenu d’une dégradation avant l’apparition d’un défaut et de pouvoir intervenir avant que ce défaut ne provoque une défaillance de la structure. Il permet aussi de réduire l’implantation des protections complexes pour prévenir le risque de présence d’arcs électriques parallèles (entre conducteur et l’écran) avec des courants très faibles à détecter.
De préférence, l’élément de liaison conducteur est un des éléments suivants : bague conductrice fendue, ressort conducteur diabolo et manchette conductrice.
Avantageusement, la bague conductrice fendue est formée de deux parties conductrices superposées, l’écran de protection métallique étant destiné à être interposé entre les deux parties conductrices ainsi superposées.
De préférence, la terminaison électrique est constituée par un contact traditionnel mâle ou femelle, un contact de type PoGo ou un contact à lamelles.
Avantageusement, la continuité électrique entre l’élément de liaison conducteur et la terminaison électrique est assurée par un barreau conducteur ou une piste conductrice inscrite sur la paroi interne du corps cylindrique du connecteur.
De préférence, la bague conductrice fendue ou le ressort conducteur diabolo comporte un embout ou une cosse pour assurer la liaison électrique au barreau conducteur.
Avantageusement, le corps cylindrique est formé de trois parties annulaires adjacentes et solidarisées entre elles par vissage, une première partie formant presse-étoupe et configurée pour mettre en contact l’élément de liaison conducteur avec l’écran de protection métallique, une deuxième partie vissée à la première partie et configurée pour assurer la continuité électrique entre l’élément de liaison conducteur et la terminaison électrique et une troisième partie vissée à la deuxième partie et comportant le ou les contacts électriques et la terminaison électrique pour assurer une connexion électrique avec un connecteur électrique complémentaire ou une prise électrique.
Selon un mode de réalisation, pour former un ensemble électrique comportant deux connecteurs électriques, les deux connecteurs électriques sont reliés l’un à l’autre par leurs contacts électriques complémentaires respectifs et terminaison électriques complémentaires respectives.
Selon un autre mode de réalisation, pour former un ensemble électrique comportant un connecteur électrique et une prise électrique, le connecteur électrique étant relié à la prise électrique par leurs contacts électriques complémentaires respectifs et terminaison électriques complémentaires respectives. Dans cette configuration, la terminaison électrique de la prise électrique est alors avantageusement reliée à un boitier de surveillance du câble.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation non limitatifs et sur lesquels :
L’invention s’applique à un câble électrique susceptible de véhiculer des hautes tensions, typiquement 270 V alternatif ou continu et plus dans un réseau de distribution électrique de véhicules aéronautiques ou terrestres. Un tel câble électrique 10 dit à double isolation est illustré à la figure 1 et comporte, autour du conducteur 12 formant l’âme de cuivre centrale du câble, une première isolation 14 entourée d’un écran de protection métallique 16 entouré lui-même d’une seconde isolation 18 formant la gaine externe du câble. Les première et seconde isolations sont typiquement constituées de matériaux thermoplastiques et l’écran de protection métallique formant blindage électromagnétique ou non, est par exemple une tresse de cuivre étamé ou un film ou un feuillard conducteur.
Comme le montrent les figures 2 et 3, pour permettre la liaison de ce câble électrique 10 au niveau d’un équipement ou d’un autre câble électrique, sa partie terminale comporte un connecteur haute tension ou non, 20 muni d’un 22 ou plusieurs 22A, 22B, 22C contacts électriques et qui, dans le cadre de l’utilisation considérée, doit pouvoir accomplir un nombre de cycles d’accouplement/désaccouplement sans perte d’efficacité selon le domaine d’application et les exigences des normes en vigueur. Chaque contact électrique est bien entendu adapté à l’utilisation considérée et, outre un contact traditionnel mâle/femelle tel qu’illustré, peut par exemple être un contact de type PoGo ou à lamelles.
La figure 4 montre en coupe longitudinale l’ensemble câble-connecteur. On retrouve les différentes couches formant le câble électrique 10, à savoir son âme centrale 12, sa première isolation 14, son écran de protection métallique 16 et sa seconde isolation 18. Le connecteur 20 comporte quant à lui un corps annulaire non conducteur formé essentiellement de trois parties adjacentes fixées avantageusement entre elles par vissage, à savoir une partie arrière 20A, une partie intermédiaire ou centrale 20B et une partie avant 20C. Pour assurer la liaison câble connecteur, l’âme 12 du câble est mise à nue sur sa partie terminale 12A pour recevoir un contact électrique du connecteur 20, en l’espèce un contact femelle 22, qui va venir s’enficher sur cette partie terminale dénudée. Sur une partie adjacente 12B à cette partie terminale, l’écran de protection métallique 16 est lui aussi mis à nu pour recevoir une bague conductrice fendue 24 ou un ressort conducteur diabolo (voir la figure 7) qui va servir d’élément de liaison conducteur entre l’écran de protection métallique et l’extérieur du connecteur. A l’intérieur du connecteur 20, au niveau de sa partie centrale 20B, cet élément de liaison conducteur est muni d’un embout ou d’une cosse 24A qui s’étend longitudinalement vers la partie terminale du conducteur 12 depuis la surface externe de cet élément et qui est en contact avec un barreau conducteur 26 terminé par une terminaison électrique 26A (un contact électrique) émergeant à l’extérieur du contact électrique 22 dans la partie avant 20C du connecteur et à partir de laquelle une surveillance du câble via son écran de protection métallique peut être effectuée. Le contact électrique 26A peut être mâle ou femelle (de type PoGo ou à lamelles) et est destiné à coopérer avec un contact électrique complémentaire pour assurer la liaison électrique.
On notera que l’élément de liaison conducteur ne saurait être limité à une seule bague fendue ou un ressort diabolo et qu’il est possible aussi de réaliser cet élément par exemple au moyen de deux bagues conductrices fendues superposées prenant en sandwich l’écran de protection métallique 16.
On notera également que le barreau conducteur peut être avantageusement remplacé par une piste conductrice inscrite sur la paroi interne du corps cylindrique du connecteur, plus particulièrement sur ses parties arrière et centrale.
La figure 5 illustre une alternative dans laquelle l’élément de liaison conducteur, en l’espèce la bague conductrice fendue et le barreau conducteur forme une seule et même pièce ayant la forme d’une manchette conductrice 28 munie d’une terminaison électrique 28A. Dans cette configuration, on notera que le recours à un embout est inutile.
Les figures 6 et 7 montrent comment peut être effectuée la liaison électrique avec l’écran de protection métallique 16 lorsque l’élément de liaison conducteur est une bague fendue 24 ou un ressort diabolo 30 (et son embout 30A) respectivement. Comme illustrée, celle-ci s’effectue simplement lors de la mise en place de la partie arrière du connecteur 20A formant presse-étoupe qui force la bague fendue ou le ressort diabolo à se rétracter afin de réaliser le contact électrique. On notera que cette mise en place est aussi applicable pour la manchette conductrice 28 qui présentera alors avantageusement une partie d’introduction fendue permettant cette rétractation.
La figure 8 illustre en coupe longitudinale un exemple de connexion entre deux câbles électriques 10, 100 via leurs connecteurs respectifs 20, 200. Dans cette configuration, le contact femelle 22 du premier connecteur 20 recevant le câble 10 est en prise avec un contact male 220 du second connecteur 200 recevant le câble 100 et la terminaison électrique 26A du connecteur 20 est en prise avec une terminaison électrique complémentaire 260A du connecteur 200. Ainsi, les écrans de protection métalliques 16, 160 des deux câbles électriques se trouvent reliés entre eux électriquement et la surveillance du câble n’est pas interrompue par la connexion dont la continuité électrique est ainsi assurée au travers des terminaisons électriques 26A, 260A.
Sur la figure 9 est illustré en coupe longitudinale un exemple de connexion entre un câble électrique 10 et un boitier 32 de surveillance du câble via leurs connecteurs respectifs 20, 300. Pour assurer la liaison au boitier, le connecteur 300 qui se présente sous la forme d’une prise électrique comporte une terminaison électrique 360A sur laquelle sera par exemple serti un fil électrique 34 relié au boitier 32 et assurant la continuité électrique avec le conducteur 12 du câble électrique 10. En effet, comme pour une liaison entre deux câbles, le contact femelle 22 du connecteur 20 recevant le câble 10 est en prise avec un contact male 320 de la prise électrique 300 et la terminaison électrique 26A du connecteur 20 est en prise avec la terminaison électrique complémentaire 360A de la prise électrique 300. Ainsi, au travers des terminaisons électriques 26A, 360A, l’écran de protection métallique 16 du câble électrique se trouve reliés électriquement par l’élément de liaison 24 au boitier 32 de surveillance du câble.
Claims (10)
- Connecteur électrique destiné à la connexion d’un câble électrique (10) comportant un écran de protection métallique (16), le connecteur comportant un corps cylindrique (20A, 20B, 20C) muni d’au moins un contact électrique (22, 22A, 22B, 22C) destiné à recevoir une partie d’extrémité (12A) du câble électrique, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un élément de liaison conducteur (24, 28, 30) destiné à venir en contact avec l’écran de protection métallique lors de la mise en place du connecteur électrique sur le câble électrique et assurant une continuité électrique jusqu’à une terminaison électrique (26A).
- Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de liaison conducteur est un des éléments suivants : bague conductrice fendue (24), ressort conducteur diabolo (30) et manchette conductrice (28).
- Connecteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague conductrice fendue est formée de deux parties conductrices superposées, l’écran de protection métallique étant destiné à être interposé entre les deux parties conductrices ainsi superposées.
- Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la terminaison électrique est constituée par un contact traditionnel mâle ou femelle, un contact de type PoGo ou un contact à lamelles.
- Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la continuité électrique entre l’élément de liaison conducteur et la terminaison électrique est assurée par un barreau conducteur ou une piste conductrice inscrite sur la paroi interne du corps cylindrique du connecteur.
- Connecteur électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bague conductrice fendue ou le ressort conducteur diabolo comporte un embout ou une cosse (24A, 30A) pour assurer la liaison électrique au barreau conducteur.
- Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps cylindrique est formé de trois parties annulaires adjacentes et solidarisées entre elles par vissage, une première partie formant presse-étoupe (20A) et configurée pour mettre en contact l’élément de liaison conducteur avec l’écran de protection métallique, une deuxième partie (20B) vissée à la première partie et configurée pour assurer la continuité électrique entre l’élément de liaison conducteur et la terminaison électrique et une troisième partie (20C) vissée à la deuxième partie et comportant le ou les contacts électriques (22, 22A, 22B, 22C) et la terminaison électrique (26A) pour assurer une connexion électrique avec un connecteur électrique complémentaire (200) ou une prise électrique (300).
- Ensemble électrique comportant deux connecteurs électriques (20, 200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, les deux connecteurs électriques étant reliés l’un à l’autre par leurs contacts électriques complémentaires (22, 220) respectifs et terminaison électriques complémentaires (26, 260) respectives.
- Ensemble électrique comportant un connecteur électrique (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 et une prise électrique (300), le connecteur électrique étant relié à la prise électrique par leurs contacts électriques complémentaires (22, 320) respectifs et terminaison électriques complémentaires (26, 360) respectives.
- Ensemble électrique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la terminaison électrique (320) de la prise électrique (300) est reliée à un boitier de surveillance du câble (32).
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2020
- 2020-05-22 FR FR2005439A patent/FR3110781B1/fr active Active
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