WO2020074128A1 - Aircraft comprising an electrical installation using a high-voltage direct-current - Google Patents

Aircraft comprising an electrical installation using a high-voltage direct-current Download PDF

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WO2020074128A1
WO2020074128A1 PCT/EP2019/055711 EP2019055711W WO2020074128A1 WO 2020074128 A1 WO2020074128 A1 WO 2020074128A1 EP 2019055711 W EP2019055711 W EP 2019055711W WO 2020074128 A1 WO2020074128 A1 WO 2020074128A1
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electrical
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conductor
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Patrick Oms
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Airbus Operations (S.A.S.)
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/083—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in cables, e.g. underground
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/10—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to mechanical injury, e.g. rupture of line, breakage of earth connection
    • H02H5/105—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to mechanical injury, e.g. rupture of line, breakage of earth connection responsive to deterioration or interruption of earth connection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations

Definitions

  • the present invention relates to an aircraft comprising an electrical installation using a high voltage direct current.
  • An electrical installation of an aircraft comprises an electrical power source connected to a user equipment to be supplied with electrical energy via an electrical connection formed by an electrical conductor covered with an insulating envelope.
  • a protection device with the electrical connection to monitor the integrity of the connection and open the conductor in the event of detection of a current. overload or short circuit current in the conductor.
  • the protection device comprises a non-polarized metal sheath, covered with an insulator and arranged around the insulating envelope of the electrical conductor, as well as measurement means for detecting any variation in the potential of the metal sheath. If the potential changes, a circuit breaker is ordered to open the electrical conductor.
  • such a protection device is not suitable for securing the transmission of electrical energy via the link, in particular because the time of opening the conductor when an arc is detected allows the propagation of high thermal energy which can cause damaging damage to surrounding structures.
  • it is then mandatory to isolate, by distance, the electrical connections from any other potential electrical conductor to prevent a possible electric arc from damaging the vehicle by thermal effect.
  • the invention relates to an aircraft comprising an electrical installation and a conductive structure, said installation comprising a high voltage direct current energy source connected to a user equipment via two electrical connections, each electrical connection comprising a electrical conductor surrounded by an insulating envelope, an electrical protection device comprising a conductive sheath arranged around the insulating envelope as well as a circuit breaker arranged on the conductor and capable of opening said conductor, the protection device of each connection electric additionally comprising:
  • a first electrical connection for connecting, via a first impedance, a first point of the conductive sheath to the conductive structure
  • first current probe arranged to measure a current passing through the first electrical connection
  • second current probe arranged to measure a current passing through the second electrical connection
  • a detection module connected to each of the two current probes and configured to check for the absence of a current leak outside the conductor
  • test module connected to each of the two current probes and configured to check the electrical continuity of the detection path
  • - a central unit connected to the detection and test modules, to the circuit breaker and configured to control the circuit breaker according to the result of the checks carried out by the detection and test modules.
  • the invention also relates to a method for securing an electrical installation of an aircraft, the aircraft comprising a conductive structure, said installation comprising a high voltage direct current energy source connected to user equipment via two electrical connections, each electrical connection comprising an electrical conductor surrounded by an insulating envelope, a protection device electric comprising a conductive sheath arranged around the insulating envelope as well as a circuit breaker arranged on the conductor and capable of opening said conductor, the electrical protection device further comprising:
  • a detection module connected to each of the two current probes and configured to check for the absence of a current leak outside the conductor
  • test module connected to each of the two current probes and configured to check the electrical continuity of the detection path
  • a central unit connected to the detection and test modules as well as to the circuit breaker and configured to control the circuit breaker according to the result of the checks carried out by the detection and test modules, the method comprising the following successive steps:
  • Figure 1 is a view of an aircraft with an electrical installation comprising a power source connected to user equipment via identical electrical connections each comprising a protection device according to an embodiment of the invention;
  • Figure 2 is a block diagram of the electrical installation shown in Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic view of an electrical connection of Figure 1;
  • Figure 4 is an electrical diagram of the electrical installation shown in Figure 2 with a detail on part of said installation;
  • Figure 5 remains a view similar to Figure 4 with a detail on another part of the electrical installation shown in Figure 2;
  • FIG. 6 represents a logic wiring diagram of a central unit of a device for protecting the electrical connection shown in FIG. 1.
  • an aircraft A comprises an electrical installation 1 having a high voltage power source 2 connected to a user equipment 3 via two electrical connections 4,7 each comprising an electrical conductor 5 surrounded an insulating envelope 6 (for example a plastic sheath).
  • the power source 2 provides two continuous HV voltages, one positive through a first electrical connection 4 and a negative through a second electrical connection.
  • the HV voltages are for example of the order of +/- 1,500Volts DC - 700 Amperes.
  • the aircraft A further comprises a conductive structure which is formed by any metallic element / conductor of the aircraft A.
  • the conductive structure is represented by the earth symbol GND in the figures.
  • the electrical installation comprises two protection devices l0a, l0b, having identical architectures and connected together, where each protection device lOa, lOb is dedicated to securing the transmission of electrical energy to through an electrical connection 4, 7.
  • Each electrical protection device 10a, 10b is configured to detect an electrical fault on the electrical line 4,7 for which it provides electrical protection, and to cut off the transmission of electrical energy through of said electrical line 4, 7 in the event of detection of an electrical fault.
  • An electrical device l0a, l0b consists of a physical part arranged on the insulating casing 6 of the electrical conductor 5, and a part composed of electronic devices, for example arranged at least in part in a secure housing 13 , which is connected to the physical part.
  • the parts composed of electronic devices of the two electrical devices 10a, 10b are preferably arranged in the same secure housing, as illustrated in FIG. 2.
  • the physical part of a protective device lOa, lOb, illustrated in detail in Figure 3, comprises a conductive sheath 11, surrounded by an insulating envelope 12.
  • the conductive sheath 11 surrounds the insulating envelope 6 of the conductor 5.
  • the conductive sheath 11 is connected to the conductive structure GND through two electrical connections 13, 14.
  • a first electrical connection 13 connects the conductive structure GND, via an impedance Z1, to a first point Pl , called sampling, of the conductive sheath 11 while a second electrical connection 14 connects the conductive structure GND, via an impedance Z2, to a second sampling point P2 of the conductive sheath 11, located at a distance from the first point P1.
  • a current path, said detection path, is thus formed and includes the two electrical connections 13,14 and part of the conductive sheath 11 located between the two sampling points P1, P2.
  • the two electrical connections 13, 14 are also intended, in the event of an electrical fault on the connection electric 4.7, to dissipate electric energy, via impedances Zl and Z2, in order to limit it during the time between the detection of an electrical fault and the interruption of the electrical supply to the electrical connection 4, 7 by the electrical protection device 10a, 10b.
  • the electronic part of a protection device 10a, 10b in order to ensure that there is no leakage of current outside the electrical connection 4,7, measures a current at two points of the detection path to verify: that the current entering the electrical connection Pl is equal to the current leaving the electrical connection P2.
  • These incoming and outgoing currents are normal in the case where the electrical reference potential at the junction of the first electrical connection 13 with the conductive structure GND is not identical to the electrical reference potential at the junction of the second electrical connection 14 with the GND conductive structure (possible case when the two junctions are distant from each other); and the good physical integrity (electrical continuity test) of the test detection path to ensure the reliability of the detection of a direct current.
  • the electronic part comprises: a circuit breaker 15 arranged on the conductor 5 and which, when controlled in this direction, makes it possible to interrupt the supply of the signal supply to the equipment user.
  • the circuit breaker 15 functions as a switch which, when activated, opens and thus de-energizes the conductor; first and second current probes 20, 21 arranged on the detection path; a detection module 16, connected to each of the two current probes 20,21 and configured to check the absence of direct current in the detection path; a test module 17 connected to each of the two current probes 20,21 and configured to check the electrical continuity of the detection path; a central unit 18, connected to the detection and test modules 16, 17 and to the circuit breaker 15, as well as to the circuit breaker of the other protection device 10a, 10b, and configured to control the circuit breaker 15, and at the same time the circuit of the other protection device 10a, 10b, as a function of the result of the checks carried out by the detection and test modules 16, 17.
  • the central unit 18 comprises a processor and memories in which instructions / logic are recorded (for example logic gate programming) which are implemented by the processor during the operation of the central unit 18.
  • Each of the two current probes 20,21 measures the continuous (DC) and alternative (AC: alternative current for direct current) components of the current flowing in the electrical connection on which it is arranged.
  • the current probes 20,21 are identical and of the Hall effect type.
  • the first current probe 20 is arranged so as to measure the current on the first electrical connection 13 while the second current probe 21 is arranged so as to measure the current on the second electrical connection 14.
  • the first current probe 20 generates a voltage V_imgl (i), exact image (with a known proportionality factor) of the current passing through the first electrical connection 13 and the second current probe generates a voltage V_img2 (i), exact image (with a known proportionality factor) ) of the current flowing through the second electrical connection 14.
  • said module comprises two low-pass filters 25, 26, a subtractor 27, each input of which is connected to the output of a low-pass filter 25, 26, and a window comparator assembly 28 at the outlet of the subtractor 27.
  • the low-pass filters 25,26 arranged between the subtractor 27 and the current probes 20,21 are identical and configured to remove the alternating components of the signals, V_imgl (i), V_img2 (i) supplied by the probes currents 20.21.
  • the low-pass filters 25.26 are, for example, of order 2 with a cutoff frequency of 100 Hertz.
  • the subtractor 27 of the 2 input-1 output type is, for example, formed by an assembly with an operational amplifier and resistors.
  • a first input + of the subtractor 27 is connected to the first current probe 20 via a first low pass filter 25 and a second input - of the subtractor 27 is connected to the second current probe 21 via a second low pass filter 26.
  • the subtractor 27 generates a signal V_dif (i) at its output, and the amplitude of this signal V_dif (i) is the difference of the amplitudes of the continuous components of the signals V_imgl (i), V_img2 (i) supplied by the current probes 20, 21.
  • the window comparator assembly 28 compares the amplitude of the signal V_dif (i) at the output of the subtractor 27 with the amplitude of a first DC reference voltage Vrefl and with the amplitude of a second DC voltage of reference Vref2, negative and which is the inverse of the first reference voltage Vrefl.
  • the window comparator assembly 28 includes two comparators C1, C2 and an analog-digital converter CAN1, CAN2 at the output of each comparator C1, C2.
  • the first comparator C1 has an input terminal connected to the output of the subtractor 27 and an input terminal connected to a DC voltage generator (not shown) providing the first DC reference voltage Vrefl.
  • the second comparator C2 has an input terminal connected to the output of the subtractor 27 and an input terminal connected to a DC voltage generator (not shown) providing the second reference DC voltage Vref2.
  • the first comparator C1 is configured to emit a signal of zero voltage if the amplitude of the signal V_dif (i) is less than the amplitude of the first reference voltage Vrefl, and of non-zero voltage otherwise.
  • the analog-digital converter CAN1 receives the output signal from the first comparator C1 and converts it into a digital signal.
  • the second comparator C2 is configured to emit a signal of zero voltage if the amplitude of the signal V_dif (i) is greater than the amplitude of the second reference voltage Vref2, and of non-zero voltage otherwise.
  • the analog-digital converter CAN2 receives the output signal from the second comparator C2 and converts it into a digital signal.
  • the interval bounded by the amplitude the first and that of the second reference DC voltage [Vref2, Vrefl] thus forms a tolerance so as not to take into account the normal leakage currents during the detection of current leakage out of the electrical connection 4.7.
  • said module comprises an alternating current generator 30, a summator 31 each input of which is connected to one of the current probes 20,21, via an RMS (RMS for Root Mean Square) converter and a window comparator assembly 32 at the output of the summator 31.
  • RMS Root Mean Square
  • the alternating current generator 30 generates an alternating current iac of known characteristics (amplitude, frequency) which is injected, for example, on the first electrical connection 13.
  • the summing device 31 of type 2 inputs-1 output is, for example, formed by an assembly with an operational amplifier and resistors.
  • a first input of the summer 31 is connected to the first current probe 20 and a second input of the summer 31 is connected to the second current probe 21.
  • the summer 31 generates a signal V sumac (i) at its output, the amplitude is the sum of the amplitudes of the signals V_imgl (i), V_img2 (i) supplied by the current probes.
  • the window comparator assembly 32 has the function of verifying that the sum of the amplitudes of the currents measured on the detection path at a double amplitude, to within a tolerance value, than that of the alternating current injected iac.
  • the tolerance value allows you to take into account current losses or fluctuations due to the measurement environment, such as electromagnetic influences.
  • the window comparator assembly 32 includes two comparators C3, C4 and an analog-digital converter at the output of each comparator C3, C4 and compares the signal V sumac (i) generated by the summator 31 with a third DC voltage of reference Vref3 and a fourth direct voltage reference Vref4.
  • references Vref3, Vref4 are supplied by direct voltage generators (not shown) and their amplitudes form an interval centered on the amplitude of the alternating current iac.
  • the fourth DC reference voltage Vref4 has, for example, an amplitude equal to 210% of that of the amplitude of the alternating current injected iac and the third DC reference voltage Vref3 has, for example, an amplitude equal to 190 % of that of the amplitude of the alternating current injected iac.
  • the first comparator C3 has an input terminal connected to the output of the adder 31 and an input terminal receiving the third DC reference voltage Vref3.
  • the second comparator C4 an input terminal connected to the output of the adder and an input terminal receiving the fourth DC reference voltage VreO.
  • the first comparator C3 emits a zero voltage signal if the amplitude of the signal
  • V sumac (i) is greater than the amplitude of the third DC direct voltage VreO and non-zero voltage otherwise.
  • An analog-digital converter CAN3 receives the output signal from the first comparator C3 and converts it into a digital signal.
  • the second comparator C4 emits a signal of zero voltage if the amplitude of the signal
  • V sumac (i) is less than the amplitude of the fourth reference direct voltage Vref4 and of non-zero voltage otherwise.
  • An analog-digital converter CAN4 receives the output signal from the second comparator C4 and converts it into a digital signal.
  • the central unit 18 implements a first OR logic gate 40 receiving as inputs the output signals (converted into digital signals) from the comparators C1, C2 of the window comparator assembly of the detection module 16, a second OR logic gate 41 receiving as inputs the output signals of the comparators C3, C4 (converted into digital signals) from the window comparator assembly of the test module 17, and an AND logic gate 42 receiving as inputs the outputs of the logic gates OR 40.41.
  • the OR logic gate 40 generates a boolean signal S leak which is an indicator of a current leak outside the link (signal S leakmis at 1) if the value of the amplitude of the signal V_dif generated by the subtractor 27 n 'is not included in the interval formed by the first and second DC reference voltages Vrefl and Vref2.
  • the signal S leak (signal S leak set to 0) does not indicate the presence of a current leak in other cases.
  • the output of the second OR logic gate 41 is a boolean signal S integr indicating a break in the integrity of the detection path (S integr set to 1) if the amplitude of the signal
  • V sumac (i) is not included in the interval formed by the third and fourth DC reference voltages VreO and Vref 4.
  • the signal S_integr (signal S_integr set to 0) does not indicate a break in the integrity of the path detection otherwise.
  • the central unit 18 sends an alert signal to an operator so that the latter can implement corrective actions.
  • the logic gate ET 42 receiving as inputs the signals S integr, S leak and generates a boolean signal S cut of the open collector type which is sent to the circuit breaker.
  • a signal S cut indicating a reliable detection of a current leak outside the link 4 (S cut set to 1), triggers the activation of the circuit breaker 15.
  • the circuit breaker 15 is not activated in the case where the signal S cut (S cut set to 0) does not indicate a reliable detection of a current leak outside the link.
  • the circuit breaker 15 of the power protection system - is cut at the same time.
  • the method implemented by the elements described above to ensure, with certainty, the absence of current leakage from the electrical conductor comprises the following steps:
  • a step of verifying the electrical continuity of the detection path implemented by the test module 17, in which said module verifies that the sum of the amplitudes of the currents V sumac (i) is included in a range of predetermined values [ Vref3 Vref4] centered on the value of twice the amplitude of the alternating current injected iac;
  • the injection and verification steps of the electrical continuity of the detection path implemented by the test module 17 are carried out in parallel with the steps implemented by the detection module 16.
  • the injection step is performed continuously, or alternatively, is implemented at a predefined frequency and duration, such as for example every minute seconds for 10 seconds.
  • the alternating current generator 30 injects an alternating current iac on the first electrical connection 13.
  • the alternating current iac is injected on the second electrical connection 14 or on the conductive sheath 11 between the two sampling points Pl, P2.
  • the principle of current leak detection implemented by the protection device 10 as described above would be identical.
  • the invention has been described to protect the transmission of electrical energy via an electrical connection 4 of an electrical installation 1 of an aircraft A.
  • the invention finds particular application to an aircraft with electric propulsion, the source of which voltage, placed at the rear of the fuselage includes batteries and a generator to recharge the batteries once they have been heavily used (at takeoff and climbed aloft), is connected to electric motors actuating a propeller or a faired blower.
  • the invention finds application in any other type of vehicle, for example a ship or an automobile.
  • a storage module 43 is installed at the output of the first OR logic gate 40 and connected between said gate and the AND logic gate 42.
  • the impedances Zl and Z2 can be destroyed without hampering the opening of the circuit breakers 15 by at least one of the protection modules lOa, lOb thanks to the storage integrated in the block 18.
  • the destruction of the impedances Zl and Z2 must take place in a time greater than the reaction of the detection module 16, notably delayed by low pass filters.

Abstract

The invention relates to an electrical installation (1) that comprises an energy source (2) connected to a user apparatus (3) via two electrical connections (4, 7), each connection comprising a conductor (5) surrounded by an insulating casing (6), an electrical protection device (10a, 10b), comprising a conductive sheath (11) arranged around the insulating casing (6), and a short-circuit (15) able to open said conductor, said device further comprising: - a first current probe (20) arranged to measure a current passing through a first electrical connection (13) connecting, through an impedance (Z1), the sheath (11) to a structure of the aircraft (GND) and a second current probe (21) arranged to measure a current passing through a second electrical connection (14) connecting, through an impedance (Z2), the sheath to the structure of the aircraft; - a detection module (16) connected to each of the two current probes and configured to verify the absence of a current leak out of the conductor (5); - a test module (17) connected to each of the two current probes and configured to verify the reliability of detection; - a central unit (18) configured to control the short-circuit as a function of the result of the verifications performed by the detection and test modules.

Description

[Aéronef comprenant une installation électrique utilisant une haute tension à courant continu. ]  [Aircraft comprising an electrical installation using a high voltage direct current. ]
[0001] [La présente invention concerne un aéronef comprenant une installation électrique utilisant une haute tension à courant continu.  [0001] The present invention relates to an aircraft comprising an electrical installation using a high voltage direct current.
[0002] Une installation électrique d’un aéronef comprend 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. Afin de sécuriser la transmission de courant par le conducteur, il est connu du document JP2002-247753 d’associer un dispositif de protection à la liaison électrique pour surveiller l’intégrité de la liaison et ouvrir le conducteur en cas de détection d’un courant de surcharge ou un courant de court-circuit dans le conducteur. Le dispositif de protection comprend une gaine métallique, non polarisée, recouverte d’un isolant et arrangée autour de l’enveloppe isolante du conducteur électrique, ainsi que des moyens de mesures pour détecter toute variation du potentiel de la gaine métallique. En cas de variation du potentiel, un coupe-circuit est commandé pour ouvrir le conducteur électrique.  An electrical installation of an aircraft comprises an electrical power source connected to a user equipment to be supplied with electrical energy via an electrical connection formed by an electrical conductor covered with an insulating envelope. In order to secure the current transmission by the conductor, it is known from document JP2002-247753 to associate a protection device with the electrical connection to monitor the integrity of the connection and open the conductor in the event of detection of a current. overload or short circuit current in the conductor. The protection device comprises a non-polarized metal sheath, covered with an insulator and arranged around the insulating envelope of the electrical conductor, as well as measurement means for detecting any variation in the potential of the metal sheath. If the potential changes, a circuit breaker is ordered to open the electrical conductor.
[0003] En tel dispositif de protection est efficace pour des niveaux de tensions de quelques dizaines de Volts.  In such a protection device is effective for voltage levels of a few tens of Volts.
[0004] Pour des valeurs de tensions plus élevées (plusieurs millier de Volts et centaines d’ Ampères), un tel dispositif de protection n’est pas adapté pour sécuriser la transmission d’énergie électrique via la liaison, notamment car le temps d’ouverture du conducteur en cas de détection d’un arc autorise la propagation d’une forte énergie thermique qui peut causer des dégâts préjudiciables aux structures environnantes. Pour sécuriser la transmission d’énergie électrique via la liaison, il est alors obligatoire d’isoler, par éloignement, les liaisons électriques de tout autre conducteur électrique potentiel pour éviter qu’un éventuel arc électrique n’endommage par effet thermique le véhicule.  For higher voltage values (several thousand volts and hundreds of amperes), such a protection device is not suitable for securing the transmission of electrical energy via the link, in particular because the time of opening the conductor when an arc is detected allows the propagation of high thermal energy which can cause damaging damage to surrounding structures. To secure the transmission of electrical energy via the link, it is then mandatory to isolate, by distance, the electrical connections from any other potential electrical conductor to prevent a possible electric arc from damaging the vehicle by thermal effect.
[0005] Du fait des contraintes de places dans les aéronefs, cette solution n’est pas envisageable.  Due to space constraints in aircraft, this solution is not possible.
De plus, dès lors que des niveaux de tensions et d’intensité de l’ordre de l’ordre de 1500 Volts DC (DC pour direct current : courant continu) 700 Ampères sont considérées pour les aéronefs futurs, 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 aéronef, surmontant tout ou en partie l’inconvénient de l’art antérieur susmentionné, à savoir des distances entre conducteurs incompatibles avec le volume disponible. In addition, as soon as voltage and current levels on the order of 1500 Volts DC (DC for direct current: 700 Amps are considered for future aircraft, there is a need to find an electrical protection device for an electrical connection making it possible to secure the supply of high-voltage electrical energy to user equipment of an aircraft, overcoming all or part of the drawback of the aforementioned prior art, namely distances between conductors incompatible with the available volume.
[0006] A cet effet, l’invention concerne un aéronef comprenant une installation électrique et une structure conductrice, ladite installation comprenant une source d’énergie haute tension à courant continu connectée à un équipement utilisateur via deux liaisons électriques, chaque liaison électrique comprenant un conducteur électrique entouré d’une enveloppe isolante, un dispositif de protection électrique comprenant une gaine conductrice arrangée autour de l’enveloppe isolante ainsi qu’un coupe-circuit arrangé sur le conducteur et apte à ouvrir ledit conducteur, le dispositif de protection de chaque liaison électrique comprenant en outre :  To this end, the invention relates to an aircraft comprising an electrical installation and a conductive structure, said installation comprising a high voltage direct current energy source connected to a user equipment via two electrical connections, each electrical connection comprising a electrical conductor surrounded by an insulating envelope, an electrical protection device comprising a conductive sheath arranged around the insulating envelope as well as a circuit breaker arranged on the conductor and capable of opening said conductor, the protection device of each connection electric additionally comprising:
une première connexion électrique pour relier, via une première impédance, un premier point de la gaine conductrice à la structure conductrice ;  a first electrical connection for connecting, via a first impedance, a first point of the conductive sheath to the conductive structure;
- une seconde connexion électrique pour relier, via une seconde impédance, un second point de la gaine conductrice à la structure conductrice, la première connexion électrique, une partie de la gaine conductrice située entre les deux points et la seconde connexion électrique formant un chemin électrique pour un courant ;  - a second electrical connection to connect, via a second impedance, a second point of the conductive sheath to the conductive structure, the first electrical connection, a portion of the conductive sheath located between the two points and the second electrical connection forming an electrical path for a current;
deux sondes de courant, avec une première sonde de courant (arrangée pour mesurer un courant traversant la première connexion électrique et une seconde sonde de courant arrangée pour mesurer un courant traversant la seconde connexion électrique ;  two current probes, with a first current probe (arranged to measure a current passing through the first electrical connection and a second current probe arranged to measure a current passing through the second electrical connection;
- un module de détection connecté à chacune des deux sondes de courant et configuré pour vérifier l’absence d’une fuite de courant hors du conducteur ; - a detection module connected to each of the two current probes and configured to check for the absence of a current leak outside the conductor;
- un module de test connecté à chacune des deux sondes de courant et configuré pour vérifier la continuité électrique du chemin de détection ;  - a test module connected to each of the two current probes and configured to check the electrical continuity of the detection path;
- une unité centrale connectée aux modules de détection et de test, au coupe circuit et configurée pour commander le coupe-circuit en fonction du résultat des vérifications effectuées par les modules de détection et de test. - a central unit connected to the detection and test modules, to the circuit breaker and configured to control the circuit breaker according to the result of the checks carried out by the detection and test modules.
[0007] L’invention concerne également un procédé de sécurisation d’une installation électrique d’un aéronef, l’aéronef comprenant une structure conductrice, ladite installation comprenant une source d’énergie haute tension à courant continu connectée à un équipement utilisateur via deux liaisons électriques, chaque liaison électrique comprenant un conducteur électrique entouré d’une enveloppe isolante, un dispositif de protection électrique comprenant une gaine conductrice arrangée autour de l’enveloppe isolante ainsi qu’un coupe-circuit arrangé sur le conducteur et apte à ouvrir ledit conducteur, le dispositif de protection électrique comprenant en outre : The invention also relates to a method for securing an electrical installation of an aircraft, the aircraft comprising a conductive structure, said installation comprising a high voltage direct current energy source connected to user equipment via two electrical connections, each electrical connection comprising an electrical conductor surrounded by an insulating envelope, a protection device electric comprising a conductive sheath arranged around the insulating envelope as well as a circuit breaker arranged on the conductor and capable of opening said conductor, the electrical protection device further comprising:
- une première connexion électrique pour relier, via une première impédance, un premier point de la gaine conductrice à la structure conductrice ; - a first electrical connection for connecting, via a first impedance, a first point of the conductive sheath to the conductive structure;
- une seconde connexion électrique pour relier, via une seconde impédance , un second point de la gaine conductrice à la structure conductrice, la première connexion électrique , une partie de la gaine électrique située entre les deux points et la seconde connexion électrique formant un chemin électrique pour un courant ; - a second electrical connection for connecting, via a second impedance, a second point of the conductive sheath to the conductive structure, the first electrical connection, part of the electrical sheath located between the two points and the second electrical connection forming an electrical path for a current;
- deux sondes de courant, avec une première sonde de courant arrangée pour mesurer un courant traversant la première liaison électrique et une seconde sonde de courant arrangée pour mesurer un courant traversant la seconde liaison électrique ; - two current probes, with a first current probe arranged to measure a current passing through the first electrical connection and a second current probe arranged to measure a current passing through the second electrical connection;
- un module de détection connecté à chacune des deux sondes de courant et configuré pour vérifier l’absence d’une fuite de courant hors du conducteur ; - a detection module connected to each of the two current probes and configured to check for the absence of a current leak outside the conductor;
- un module de test connecté à chacune des deux sondes de courant et configuré pour vérifier la continuité électrique du chemin de détection ; et - a test module connected to each of the two current probes and configured to check the electrical continuity of the detection path; and
- une unité centrale connectée aux modules de détection et de test ainsi qu’au coupe circuit et configurée pour commander le coupe-circuit en fonction du résultat des vérifications effectuées par les modules de détection et de test, le procédé comprenant les étapes successives suivantes : - a central unit connected to the detection and test modules as well as to the circuit breaker and configured to control the circuit breaker according to the result of the checks carried out by the detection and test modules, the method comprising the following successive steps:
- mesure d’un courant sur la première connexion électrique par la première sonde de courant et d’un courant sur la seconde connexion électrique par la seconde sonde de courant; - measurement of a current on the first electrical connection by the first current probe and of a current on the second electrical connection by the second current probe;
- vérification d’absence de fuite de courant hors du conducteur, mise en œuvre par le module de détection, dans laquelle ledit module vérifie que la différence des amplitudes des composantes continues des courants mesurés est comprise dans un intervalle de valeurs prédéterminées centré sur une valeur nulle ; - verification of the absence of current leakage out of the conductor, implemented by the detection module, in which said module verifies that the difference of the amplitudes of the continuous components of the measured currents is included in a range of predetermined values centered on a value nothing ;
- injection, par le module de test, d’un courant alternatif de caractéristiques connues dans le chemin de détection ; - injection, by the test module, of an alternating current of known characteristics in the detection path;
- vérification de la continuité électrique du chemin de détection, mise en œuvre par le module de test, dans laquelle ledit module vérifie que la somme des amplitudes des courants mesuré est comprise dans un intervalle de valeurs prédéterminées centré sur la valeur de deux fois l’amplitude du courant alternatif injecté ; et - verification of the electrical continuity of the detection path, implemented by the test module, in which said module verifies that the sum of the amplitudes of the currents measured is within a range of predetermined values centered on the value of twice the amplitude of the alternating current injected; and
- coupure du courant transitant via la conducteur, mise en œuvre par le coupe-circuit commandé par l’unité centrale , si la différence des amplitudes des composantes continues est en dehors de l’intervalle de valeurs prédéterminées centré sur une valeur nulle et si la somme des amplitudes des courants mesurés est en dehors de l’intervalle de valeurs prédéterminées centré sur la valeur de deux fois l’amplitude du courant alternatif injecté.  - interruption of the current flowing through the conductor, implemented by the circuit breaker controlled by the central unit, if the difference in amplitudes of the continuous components is outside the range of predetermined values centered on a zero value and if the sum of the amplitudes of the measured currents is outside the range of predetermined values centered on the value of twice the amplitude of the alternating current injected.
[0008] 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 est une vue d’un aéronef avec une installation électrique comprenant une source d’alimentation connectée à un équipement utilisateur via des liaisons électriques identiques comprenant chacune un dispositif de protection selon un mode de réalisation de l’invention ;  The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, said description being made in relation to the accompanying drawings, among which : Figure 1 is a view of an aircraft with an electrical installation comprising a power source connected to user equipment via identical electrical connections each comprising a protection device according to an embodiment of the invention;
- la figure 2 est un schéma bloc de l’installation électrique représentée à la figure 1 ; la figure 3 est une vue schématique d’une liaison électrique de la figure 1 ;  - Figure 2 is a block diagram of the electrical installation shown in Figure 1; Figure 3 is a schematic view of an electrical connection of Figure 1;
la figure 4 est un schéma électrique de l’installation électrique représentée à la figure 2 avec un détail sur une partie de ladite installation ;  Figure 4 is an electrical diagram of the electrical installation shown in Figure 2 with a detail on part of said installation;
la figure 5 reste une vue similaire à la figure 4 avec un détail sur une autre partie de l’installation électrique représentée à la figure 2 ;  Figure 5 remains a view similar to Figure 4 with a detail on another part of the electrical installation shown in Figure 2;
la figure 6 représente un schéma de câblage logique d’une unité centrale d’un dispositif de protection de la liaison électrique représentée à la figure 1.  FIG. 6 represents a logic wiring diagram of a central unit of a device for protecting the electrical connection shown in FIG. 1.
[0009] En relation avec les figures 1 à 2, un aéronef A comporte une installation électrique 1 ayant une source d’alimentation 2 en haute tension connectée à un équipement utilisateur 3 via deux liaisons électriques 4,7 comprenant chacune un conducteur électrique 5 entouré d’une enveloppe isolante 6 (par exemple une gaine plastique ). La source d’alimentation 2, fournit deux tensions HV continue, dont une positive au travers d’une première liaison électrique 4 et une négative au travers d’une seconde liaison électrique. Les tensions HV sont par exemple de l’ordre de +/-l500Volts DC - 700 Ampères. [0010] L’aéronef A comprend en outre une structure conductrice qui est formée par tout élément métallique/conducteur de l’aéronef A. La structure conductrice est représentée par le symbole de la terre GND sur les figures. In connection with Figures 1 to 2, an aircraft A comprises an electrical installation 1 having a high voltage power source 2 connected to a user equipment 3 via two electrical connections 4,7 each comprising an electrical conductor 5 surrounded an insulating envelope 6 (for example a plastic sheath). The power source 2 provides two continuous HV voltages, one positive through a first electrical connection 4 and a negative through a second electrical connection. The HV voltages are for example of the order of +/- 1,500Volts DC - 700 Amperes. The aircraft A further comprises a conductive structure which is formed by any metallic element / conductor of the aircraft A. The conductive structure is represented by the earth symbol GND in the figures.
[0011] De manière connue, l’installation électrique comprend deux dispositifs de protection l0a,l0b, ayant des architectures identiques et connectés entre eux, où chaque dispositif de protection lOa, lOb est dédié à la sécurisation de la transmission d’énergie électrique au travers d’une liaison électrique 4, 7. Chaque dispositif de protection électrique lOa, lOb est configuré pour détecter un défaut électrique sur la ligne électrique 4,7 dont il assure la protection électrique, et pour couper la transmission d’énergie électrique au travers de ladite ligne électrique 4, 7 en cas de détection d’un défaut électrique.  In known manner, the electrical installation comprises two protection devices l0a, l0b, having identical architectures and connected together, where each protection device lOa, lOb is dedicated to securing the transmission of electrical energy to through an electrical connection 4, 7. Each electrical protection device 10a, 10b is configured to detect an electrical fault on the electrical line 4,7 for which it provides electrical protection, and to cut off the transmission of electrical energy through of said electrical line 4, 7 in the event of detection of an electrical fault.
[0012] Un dispositif électrique l0a,l0b est constitué d’une partie physique arrangée sur l’enveloppe isolante 6 du conducteur électrique 5, et d’une partie composée de dispositifs électroniques, par exemple arrangés au moins en partie dans un boîtier sécurisé 13, qui est connectée à la partie physique. Les parties composées de dispositifs électroniques des deux dispositifs électriques lOa, lOb sont, de préférence, arrangées dans un même boîtier sécurisé, comme illustré à la figure 2.  An electrical device l0a, l0b consists of a physical part arranged on the insulating casing 6 of the electrical conductor 5, and a part composed of electronic devices, for example arranged at least in part in a secure housing 13 , which is connected to the physical part. The parts composed of electronic devices of the two electrical devices 10a, 10b are preferably arranged in the same secure housing, as illustrated in FIG. 2.
[0013] La partie physique d’un dispositif de protection lOa, lOb, illustrée en détail à la figure 3, comprend une gaine conductrice 11, entourée d’une enveloppe isolante 12. La gaine conductrice 11 entoure l’enveloppe isolante 6 du conducteur 5.  The physical part of a protective device lOa, lOb, illustrated in detail in Figure 3, comprises a conductive sheath 11, surrounded by an insulating envelope 12. The conductive sheath 11 surrounds the insulating envelope 6 of the conductor 5.
[0014] Selon l’invention, la gaine conductrice 11 est reliée à la structure conductrice GND au travers de deux connexions électriques 13, 14. Une première connexion électrique 13 connecte la structure conductrice GND, via une impédance Zl, à un premier point Pl, dit de prélèvement, de la gaine conductrice 11 tandis qu’une seconde connexion électrique 14 connecte la structure conductrice GND, via une impédance Z2, à un second point de prélèvement P2 de la gaine conductrice 11, situé à distance du premier point P1.  According to the invention, the conductive sheath 11 is connected to the conductive structure GND through two electrical connections 13, 14. A first electrical connection 13 connects the conductive structure GND, via an impedance Z1, to a first point Pl , called sampling, of the conductive sheath 11 while a second electrical connection 14 connects the conductive structure GND, via an impedance Z2, to a second sampling point P2 of the conductive sheath 11, located at a distance from the first point P1.
[0015] Un chemin de courant, dit chemin de détection, est ainsi formé et comprend les deux connections électriques 13,14 et une partie de la gaine conductrice 11 située entre les deux points de prélèvement Pl, P2. En dehors d’une utilité lors de la mise en œuvre de la détection d’un défaut électrique sur la liaison électrique qui sera décrite plus bas, les deux connexions électriques 13, 14 ont également pour but, en cas de défaut électrique sur la liaison électrique 4,7, de dissiper l’énergie électrique, via les impédances Zl et Z2, afin de la limiter pendant le temps entre la détection d’un défaut électrique et la coupure de l’alimentation électrique de la liaison électrique 4, 7 par le dispositif de protection électrique lOa, lOb. A current path, said detection path, is thus formed and includes the two electrical connections 13,14 and part of the conductive sheath 11 located between the two sampling points P1, P2. Apart from a utility during the implementation of the detection of an electrical fault on the electrical connection which will be described below, the two electrical connections 13, 14 are also intended, in the event of an electrical fault on the connection electric 4.7, to dissipate electric energy, via impedances Zl and Z2, in order to limit it during the time between the detection of an electrical fault and the interruption of the electrical supply to the electrical connection 4, 7 by the electrical protection device 10a, 10b.
[0016] La partie électronique d’un dispositif de protection lOa, lOb, dans le but de s’assurer qu’il n’y a pas de fuite de courant hors de la liaison électrique 4,7, mesure un courant en deux points du chemin de détection pour vérifier : que le courant entrant dans la connexion électrique Pl est égal au courant sortant dans la connexion électrique P2. Ces courants entrant et sortant sont normaux dans le cas où le potentiel électrique de référence au niveau de la jonction de la première connexion électrique 13 avec la structure conductrice GND n’est pas identique au potentiel électrique de référence au niveau de la jonction de la seconde connexion électrique 14 avec la structure conductrice GND (cas possible lorsque les deux jonctions sont éloignées l’une de l’autre) ; et la bonne intégrité physique (test de continuité électrique) du chemin de détection test pour s’assurer de la fiabilité de la détection d’un courant continu. The electronic part of a protection device 10a, 10b, in order to ensure that there is no leakage of current outside the electrical connection 4,7, measures a current at two points of the detection path to verify: that the current entering the electrical connection Pl is equal to the current leaving the electrical connection P2. These incoming and outgoing currents are normal in the case where the electrical reference potential at the junction of the first electrical connection 13 with the conductive structure GND is not identical to the electrical reference potential at the junction of the second electrical connection 14 with the GND conductive structure (possible case when the two junctions are distant from each other); and the good physical integrity (electrical continuity test) of the test detection path to ensure the reliability of the detection of a direct current.
[0017] A cet effet, la partie électronique, comprend : un coupe-circuit 15 arrangé sur le conducteur 5 et qui, lorsqu’il est commandé en ce sens, permet d’interrompre la fourniture de l’alimentation signal à l’équipement utilisateur. De manière connue, le coupe-circuit 15 fonctionne comme un interrupteur qui lorsque activé, s’ouvre et met ainsi le conducteur hors tension ; une première et une seconde sonde de courant 20, 21 arrangées sur le chemin de détection ; un module de détection 16, connecté à chacune des deux sondes de courant 20,21 et configuré pour vérifier l’absence d’un courant continu dans le chemin de détection ; un module de test 17 connecté à chacune des deux sondes de courant 20,21 et configuré pour vérifier la continuité électrique du chemin de détection ; une unité centrale 18, connectée aux modules de détection et de test 16,17 et au coupe circuit 15, ainsi qu’au coupe-circuit de l’autre dispositif de protection lOa, lOb, et configurée pour commander le coupe-circuit 15, ainsi qu’en même temps le coupe- circuit de l’autre dispositif de protection lOa, lOb, en fonction du résultat des vérifications effectuées par les modules de détection et de test 16,17. For this purpose, the electronic part, comprises: a circuit breaker 15 arranged on the conductor 5 and which, when controlled in this direction, makes it possible to interrupt the supply of the signal supply to the equipment user. In known manner, the circuit breaker 15 functions as a switch which, when activated, opens and thus de-energizes the conductor; first and second current probes 20, 21 arranged on the detection path; a detection module 16, connected to each of the two current probes 20,21 and configured to check the absence of direct current in the detection path; a test module 17 connected to each of the two current probes 20,21 and configured to check the electrical continuity of the detection path; a central unit 18, connected to the detection and test modules 16, 17 and to the circuit breaker 15, as well as to the circuit breaker of the other protection device 10a, 10b, and configured to control the circuit breaker 15, and at the same time the circuit of the other protection device 10a, 10b, as a function of the result of the checks carried out by the detection and test modules 16, 17.
[0018] L’unité centrale 18 comprend un processeur et des mémoires dans lesquelles sont enregistrées des instructions/logiques (par exemple programmation de porte logique) qui sont mises en œuvre par le processeur durant le fonctionnement de l’unité centrale 18.  The central unit 18 comprises a processor and memories in which instructions / logic are recorded (for example logic gate programming) which are implemented by the processor during the operation of the central unit 18.
[0019] Chacune des deux sondes de courant 20,21 mesure les composantes continues (DC) et alternatives (AC : alernative current pour courant continu) du courant circulant dans la liaison électrique sur laquelle elle est arrangée. A titre d’exemple, les sondes de courant 20,21 sont identiques et de type à effet Hall. La première sonde de courant 20 est arrangée de sorte à mesurer le courant sur la première connexion électrique 13 tandis que la seconde sonde de courant 21 est arrangée de sorte à mesurer le courant sur la seconde connexion électrique 14. Ainsi, la première sonde de courant 20 génère une tension V_imgl(i), image exacte (avec un facteur de proportionnalité connu) du courant traversant la première connexion électrique 13 et la seconde sonde de courant génère une tension V_img2(i), image exacte (avec un facteur de proportionnalité connu) du courant traversant la seconde connexion électrique 14.  Each of the two current probes 20,21 measures the continuous (DC) and alternative (AC: alternative current for direct current) components of the current flowing in the electrical connection on which it is arranged. As an example, the current probes 20,21 are identical and of the Hall effect type. The first current probe 20 is arranged so as to measure the current on the first electrical connection 13 while the second current probe 21 is arranged so as to measure the current on the second electrical connection 14. Thus, the first current probe 20 generates a voltage V_imgl (i), exact image (with a known proportionality factor) of the current passing through the first electrical connection 13 and the second current probe generates a voltage V_img2 (i), exact image (with a known proportionality factor) ) of the current flowing through the second electrical connection 14.
[0020] En relation avec la figure 4, dans lequel le module de détection 18 est du type analogique-numérique, ledit module comprend deux filtres passe-bas 25,26, un soustracteur 27 dont chaque entrée est connectée à la sortie d’un filtre passe-bas 25,26, et un ensemble comparateur à fenêtre 28 en sortie du soustracteur 27.  In relation to FIG. 4, in which the detection module 18 is of the analog-digital type, said module comprises two low-pass filters 25, 26, a subtractor 27, each input of which is connected to the output of a low-pass filter 25, 26, and a window comparator assembly 28 at the outlet of the subtractor 27.
[0021] Les filtres passe-bas 25,26 arrangés entre le soustracteur 27 et les sondes de courant 20,21 sont identiques et configurés pour supprimer les composantes alternatives des signaux, V_imgl(i), V_img2(i) fournis par les sondes de courants 20,21. Les filtres passe- bas 25,26 sont, par exemple, d’ordre 2 avec une fréquence de coupure de 100 Hertz.  The low-pass filters 25,26 arranged between the subtractor 27 and the current probes 20,21 are identical and configured to remove the alternating components of the signals, V_imgl (i), V_img2 (i) supplied by the probes currents 20.21. The low-pass filters 25.26 are, for example, of order 2 with a cutoff frequency of 100 Hertz.
[0022] Le soustracteur 27 de type 2 entrées- 1 sortie est, par exemple, formé par un montage avec un amplificateur opérationnel et des résistances. Une première entrée + du soustracteur 27 est connectée à la première sonde de courant 20 via un premier filtre passe bas 25 et une seconde entrée - du soustracteur 27 est connectée à la seconde sonde de courant 21 via un second filtre passe bas 26. Le soustracteur 27 génère un signal V_dif(i) à sa sortie, et l’amplitude de ce signal V_dif(i) est la différence des amplitudes des composantes continues des signaux V_imgl(i), V_img2(i) fournis par les sondes de courant 20,21. [0023] L’ensemble comparateur à fenêtre 28 compare l’amplitude du signal V_dif(i) en sortie du soustracteur 27 à l’amplitude d’une première tension continue de référence Vrefl et à l’amplitude d’une seconde tension continue de référence Vref2, négative et qui est l’inverse de la première tension de référence Vrefl . The subtractor 27 of the 2 input-1 output type is, for example, formed by an assembly with an operational amplifier and resistors. A first input + of the subtractor 27 is connected to the first current probe 20 via a first low pass filter 25 and a second input - of the subtractor 27 is connected to the second current probe 21 via a second low pass filter 26. The subtractor 27 generates a signal V_dif (i) at its output, and the amplitude of this signal V_dif (i) is the difference of the amplitudes of the continuous components of the signals V_imgl (i), V_img2 (i) supplied by the current probes 20, 21. The window comparator assembly 28 compares the amplitude of the signal V_dif (i) at the output of the subtractor 27 with the amplitude of a first DC reference voltage Vrefl and with the amplitude of a second DC voltage of reference Vref2, negative and which is the inverse of the first reference voltage Vrefl.
[0024] Dans l’exemple illustré à la figure, l’ensemble comparateur à fenêtre 28 comprend deux comparateurs Cl, C2 et un convertisseur analogique-numérique CAN1, CAN2 en sortie de chaque comparateur Cl,C2. In the example illustrated in the figure, the window comparator assembly 28 includes two comparators C1, C2 and an analog-digital converter CAN1, CAN2 at the output of each comparator C1, C2.
[0025] Le premier comparateur Cl a une borne d’entrée connectée à la sortie du soustracteur 27 et une borne d’entrée connectée à un générateur de tension continu (non représenté) fournissant la première tension continue de référence Vrefl . Le second comparateur C2 a une borne d’entrée connectée à la sortie du soustracteur 27 et une borne d’entrée connectée à un générateur de tension continu (non représenté) fournissant la seconde tension continue de référence Vref2. The first comparator C1 has an input terminal connected to the output of the subtractor 27 and an input terminal connected to a DC voltage generator (not shown) providing the first DC reference voltage Vrefl. The second comparator C2 has an input terminal connected to the output of the subtractor 27 and an input terminal connected to a DC voltage generator (not shown) providing the second reference DC voltage Vref2.
[0026] Le premier comparateur Cl est configuré pour émettre un signal de tension nulle si l’amplitude du signal V_dif(i) est inférieure à l’amplitude de la première tension de référence Vrefl, et de tension non nulle sinon. Le convertisseur analogique-numérique CAN1 reçoit le signal de sortie du premier comparateur Cl et le convertit en signal numérique. The first comparator C1 is configured to emit a signal of zero voltage if the amplitude of the signal V_dif (i) is less than the amplitude of the first reference voltage Vrefl, and of non-zero voltage otherwise. The analog-digital converter CAN1 receives the output signal from the first comparator C1 and converts it into a digital signal.
[0027] Le second comparateur C2 est configuré pour émettre un signal de tension nulle si l’amplitude du signal V_dif(i) est supérieure à l’amplitude de la seconde tension de référence Vref2, et de tension non nulle sinon. Le convertisseur analogique-numérique CAN2 reçoit le signal de sortie du second comparateur C2 et le convertit en signal numérique. The second comparator C2 is configured to emit a signal of zero voltage if the amplitude of the signal V_dif (i) is greater than the amplitude of the second reference voltage Vref2, and of non-zero voltage otherwise. The analog-digital converter CAN2 receives the output signal from the second comparator C2 and converts it into a digital signal.
[0028] L’intervalle borné par l’amplitude la première et de celle de la seconde tension continue de référence [Vref2, Vrefl] forme ainsi une tolérance de sorte à ne pas prendre en compte les courants normaux de fuites lors de la détection de fuite de courant hors de la liaison électrique 4,7. Dans un exemple où le conducteur 5 est mis au potentiel de 1500V avec un courant de 700 A, la première tension continue de référence Vrefl correspond, à un courant de l’ordre de 5 A, avec Zl = Z2 = 100 Ohms. The interval bounded by the amplitude the first and that of the second reference DC voltage [Vref2, Vrefl] thus forms a tolerance so as not to take into account the normal leakage currents during the detection of current leakage out of the electrical connection 4.7. In an example where the conductor 5 is set to the potential of 1500V with a current of 700 A, the first DC direct voltage Vrefl corresponds, to a current of the order of 5 A, with Zl = Z2 = 100 Ohms.
[0029] En relation avec la figure 5 dans lequel le module de test 17 est du type analogique- numérique, ledit module comprend un générateur de courant alternatif 30, un sommateur 31 dont chaque entrée est connectée à une des sondes de courant 20,21, via un convertisseurs RMS (RMS pour Root Mean Square : moyenne quadratique) et un ensemble comparateur à fenêtre 32 en sortie du sommateur 31. In connection with Figure 5 in which the test module 17 is of the analog-digital type, said module comprises an alternating current generator 30, a summator 31 each input of which is connected to one of the current probes 20,21, via an RMS (RMS for Root Mean Square) converter and a window comparator assembly 32 at the output of the summator 31.
[0030] Le générateur de courant alternatif 30 génère un courant alternatif iac de caractéristiques (amplitude, fréquence) connues qui est injectée, par exemple, sur la première liaison électrique 13.  The alternating current generator 30 generates an alternating current iac of known characteristics (amplitude, frequency) which is injected, for example, on the first electrical connection 13.
[0031] Le sommateur 31 de type 2 entrées- 1 sortie est, par exemple, formé par un montage avec un amplificateur opérationnel et des résistances. Une première entrée du sommateur 31 est connectée à la première sonde de courant 20 et une seconde entrée du sommateur 31 est connectée à la seconde sonde de courant 21. Le sommateur 31 génère un signal V sumac(i) à sa sortie, dont l’amplitude est la somme des amplitudes des signaux V_imgl(i), V_img2(i) fournis par les sondes de courant.  The summing device 31 of type 2 inputs-1 output is, for example, formed by an assembly with an operational amplifier and resistors. A first input of the summer 31 is connected to the first current probe 20 and a second input of the summer 31 is connected to the second current probe 21. The summer 31 generates a signal V sumac (i) at its output, the amplitude is the sum of the amplitudes of the signals V_imgl (i), V_img2 (i) supplied by the current probes.
[0032] L’ensemble comparateur à fenêtre 32 a pour fonction de vérifier que la somme des amplitudes des courants mesurés sur le chemin de détection à une amplitude double, à une valeur de tolérance près, à celle du courant alternatif injecté iac. La valeur de tolérance permet de prendre en compte les pertes ou fluctuations de courant dues à l’environnement de mesure, comme les influences électromagnétiques.  The window comparator assembly 32 has the function of verifying that the sum of the amplitudes of the currents measured on the detection path at a double amplitude, to within a tolerance value, than that of the alternating current injected iac. The tolerance value allows you to take into account current losses or fluctuations due to the measurement environment, such as electromagnetic influences.
[0033] L’ensemble comparateur à fenêtre 32 comprend deux comparateurs C3, C4 et un convertisseur analogique-numérique en sortie de chaque comparateur C3, C4 et compare le signal V sumac(i) généré par le sommateur 31 à une troisième tension continue de référence Vref3 et à une quatrième tension continue de référence Vref4.  The window comparator assembly 32 includes two comparators C3, C4 and an analog-digital converter at the output of each comparator C3, C4 and compares the signal V sumac (i) generated by the summator 31 with a third DC voltage of reference Vref3 and a fourth direct voltage reference Vref4.
[0034] Les troisième et quatrième tensions continues de références Vref3,Vref4 sont fournis par des générateurs de tension continus (non représentés) et leurs amplitudes forment un intervalle centré sur l’amplitude du courant alternatif iac.  The third and fourth direct voltages of references Vref3, Vref4 are supplied by direct voltage generators (not shown) and their amplitudes form an interval centered on the amplitude of the alternating current iac.
[0035] La quatrième tension continue de référence Vref4 a, par exemple, une amplitude égale à 210% de celle de l’amplitude du courant alternatif injecté iac et la troisième tension continue de référence Vref3 a, par exemple, une amplitude égale à 190% de celle de l’amplitude du courant alternatif injecté iac.  The fourth DC reference voltage Vref4 has, for example, an amplitude equal to 210% of that of the amplitude of the alternating current injected iac and the third DC reference voltage Vref3 has, for example, an amplitude equal to 190 % of that of the amplitude of the alternating current injected iac.
[0036] Le premier comparateur C3 a une borne d’entrée connectée à la sortie du sommateur 31 et une borne d’entrée recevant la troisième tension continue de référence Vref3. Le second comparateur C4 une borne d’entrée connectée à la sortie du sommateur et une borne d’entrée recevant la quatrième tension continue de référence VreO. The first comparator C3 has an input terminal connected to the output of the adder 31 and an input terminal receiving the third DC reference voltage Vref3. The second comparator C4 an input terminal connected to the output of the adder and an input terminal receiving the fourth DC reference voltage VreO.
[0037] Le premier comparateur C3 émet un signal de tension nulle si l’amplitude du signal The first comparator C3 emits a zero voltage signal if the amplitude of the signal
V sumac(i) est supérieure à l’amplitude de la troisième tension continue de référence VreO et de tension non nulle sinon. Un convertisseur analogique-numérique CAN3 reçoit le signal de sortie du premier comparateur C3 et le convertit en signal numérique. V sumac (i) is greater than the amplitude of the third DC direct voltage VreO and non-zero voltage otherwise. An analog-digital converter CAN3 receives the output signal from the first comparator C3 and converts it into a digital signal.
[0038] Le second comparateur C4 émet un signal de tension nulle si l’amplitude du signal The second comparator C4 emits a signal of zero voltage if the amplitude of the signal
V sumac(i) est inférieure à l’amplitude de la quatrième tension continue de référence Vref4 et de tension non nulle sinon. Un convertisseur analogique-numérique CAN4 reçoit le signal de sortie du second comparateur C4 et le convertit en signal numérique. V sumac (i) is less than the amplitude of the fourth reference direct voltage Vref4 and of non-zero voltage otherwise. An analog-digital converter CAN4 receives the output signal from the second comparator C4 and converts it into a digital signal.
[0039] En référence avec la figure 6, l’unité centrale 18 met en œuvre, une première porte logique OU 40 recevant en entrées les signaux de sorties (convertis en signaux numériques) des comparateurs Cl, C2 de l’ensemble comparateur à fenêtre du module de détection 16, une seconde porte logique OU 41 recevant en entrées les signaux de sorties des comparateurs C3, C4 (convertis en signaux numériques) de l’ensemble comparateur à fenêtre du module de test 17, et une porte logique ET 42 recevant en entrées les sorties des portes logiques OU 40,41.  Referring to Figure 6, the central unit 18 implements a first OR logic gate 40 receiving as inputs the output signals (converted into digital signals) from the comparators C1, C2 of the window comparator assembly of the detection module 16, a second OR logic gate 41 receiving as inputs the output signals of the comparators C3, C4 (converted into digital signals) from the window comparator assembly of the test module 17, and an AND logic gate 42 receiving as inputs the outputs of the logic gates OR 40.41.
[0040] La porte logique OU 40 génère un signal booléen S leak qui est indicateur d’une fuite de courant hors de la liaison (signal S leakmis à 1) si la valeur de l’amplitude du signal V_dif généré par le soustracteur 27 n’est pas comprise dans l’intervalle formé par les première et seconde tensions continues de référence Vrefl et Vref2. Le signal S leak (signal S leak mis à 0) n’indique pas de présence de fuite de courant dans les autres cas.  The OR logic gate 40 generates a boolean signal S leak which is an indicator of a current leak outside the link (signal S leakmis at 1) if the value of the amplitude of the signal V_dif generated by the subtractor 27 n 'is not included in the interval formed by the first and second DC reference voltages Vrefl and Vref2. The signal S leak (signal S leak set to 0) does not indicate the presence of a current leak in other cases.
[0041] La sortie de la seconde porte logique OU 41 est un signal booléen S integr indiquant une rupture d’intégrité du chemin de détection (S integr mis à 1) si l’amplitude du signal The output of the second OR logic gate 41 is a boolean signal S integr indicating a break in the integrity of the detection path (S integr set to 1) if the amplitude of the signal
V sumac(i) n’est pas comprise dans l’intervalle formé par les troisième et quatrième tensions continues de référence VreO et Vref 4. Le signal S_integr (signal S_integr mis à 0) n’indique pas de rupture d’intégrité du chemin de détection sinon. V sumac (i) is not included in the interval formed by the third and fourth DC reference voltages VreO and Vref 4. The signal S_integr (signal S_integr set to 0) does not indicate a break in the integrity of the path detection otherwise.
[0042] Dans le cas où le signal de sortie S integr de la seconde porte logique OU 41 est à 1, l’unité centrale 18 envoie un signal d’alerte à destination d’un opérateur pour que ce dernier puisse mettre en œuvre des actions correctives. [0043] La porte logique ET 42 recevant en entrées les signaux S integr, S leak et génère un signal booléen S cut de type collecteur ouvert qui est envoyé au coupe-circuit. Un signal S cut indiquant une détection fiable d’une fuite de courant hors de la liaison 4 (S cut mis à 1), déclenche l’activation du coupe-circuit 15. Le coupe-circuit 15 n’est pas activé dans le cas où le signal S cut (S cut mis à 0) n’indique pas une détection fiable d’une fuite de courant hors de la liaison. If the output signal S integr of the second OR logic gate 41 is 1, the central unit 18 sends an alert signal to an operator so that the latter can implement corrective actions. The logic gate ET 42 receiving as inputs the signals S integr, S leak and generates a boolean signal S cut of the open collector type which is sent to the circuit breaker. A signal S cut indicating a reliable detection of a current leak outside the link 4 (S cut set to 1), triggers the activation of the circuit breaker 15. The circuit breaker 15 is not activated in the case where the signal S cut (S cut set to 0) does not indicate a reliable detection of a current leak outside the link.
[0044] Le coupe circuit 15 du système de protection de l’alimentation -, non représenté, est coupé en même temps.  The circuit breaker 15 of the power protection system -, not shown, is cut at the same time.
[0045] Le procédé mis en œuvre par les éléments décrits ci-dessus pour s’assurer, avec certitude, de l’absence de fuite de courant hors du conducteur électrique comprend les étapes suivantes :  The method implemented by the elements described above to ensure, with certainty, the absence of current leakage from the electrical conductor comprises the following steps:
une étape de mesure d’un courant sur la première liaison électrique 13 par la première sonde de courant 20 et d’un courant sur la seconde liaison électrique 14 par la seconde sonde de courant 21;  a step of measuring a current on the first electrical connection 13 by the first current probe 20 and a current on the second electrical connection 14 by the second current probe 21;
- une étape de vérification d’absence de fuite de courant hors du conducteur 5, mise en œuvre par le module de détection 16, dans laquelle ledit module vérifie que la différence des amplitudes V dif, des composantes continues des courants mesurés est comprise dans un intervalle de valeurs prédéterminées [Vref2, Vrefl] centré sur une valeur nulle ; a step of verifying the absence of current leakage out of the conductor 5, implemented by the detection module 16, in which said module verifies that the difference of the amplitudes V dif, of the continuous components of the measured currents is included in a interval of predetermined values [Vref2, Vrefl] centered on a zero value;
- une étape d’injection, par le module de test 17, d’un courant alternatif iac de caractéristiques connues dans le chemin de détection ; a step of injection, by the test module 17, of an alternating current iac of known characteristics in the detection path;
- une étape de vérification de la continuité électrique du chemin de détection, mise en œuvre par le module de test 17, dans laquelle ledit module vérifie que la somme des amplitudes des courants V sumac(i) est comprise dans un intervalle de valeurs prédéterminées [Vref3 Vref4] centré sur la valeur de deux fois l’amplitude du courant alternatif injecté iac ; et  a step of verifying the electrical continuity of the detection path, implemented by the test module 17, in which said module verifies that the sum of the amplitudes of the currents V sumac (i) is included in a range of predetermined values [ Vref3 Vref4] centered on the value of twice the amplitude of the alternating current injected iac; and
- une étape de coupure du courant transitant via la conducteur 5, mise en œuvre par le coupe-circuit 15 commandé par l’unité centrale 18, si la différence V dif des amplitudes des composantes continues V dif (i) est en dehors de l’intervalle de valeurs prédéterminées [Vref2, Vrefl] centré sur la valeur nulle et si la somme des amplitudes des courants V sumac(i) est en dehors de l’intervalle de valeurs prédéterminées [Vref4, Vref3] centré sur la valeur de deux fois l’amplitude du courant alternatif injecté iac. [0046] Grâce à la présente invention, dès qu’un courant continu est détecté comme étant supérieur aux courants de fuites normaux sur le chemin de détection, la fourniture en énergie électrique est interrompue après un bref temps de réaction des circuits électroniques. La coupure rapide (quelques dizaines de millisecondes) de l’énergie électrique ainsi que pendant ce temps même s’il est relativement court, la limitation du courant et donc de l’énergie par les deux impédances Zl et Z2, 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. a step of cutting the current passing through the conductor 5, implemented by the circuit breaker 15 controlled by the central unit 18, if the difference V dif of the amplitudes of the continuous components V dif (i) is outside l interval of predetermined values [Vref2, Vrefl] centered on the zero value and if the sum of the amplitudes of the currents V sumac (i) is outside the interval of predetermined values [Vref4, Vref3] centered on the value of twice the amplitude of the alternating current injected iac. Thanks to the present invention, as soon as a direct current is detected as being greater than the normal leakage currents on the detection path, the supply of electrical energy is interrupted after a brief reaction time of the electronic circuits. The rapid breaking (a few tens of milliseconds) of the electrical energy as well as during this time even if it is relatively short, the limitation of the current and therefore of the energy by the two impedances Z1 and Z2, avoids the creation / propagation arcing and thus the possible damage by thermal effect which could occur to the surrounding materials as well as the injection of current in the surrounding materials, as well as the propagation of the high voltage HV in other cables / conductors.
[0047] Les étapes d’injection et de vérification de la continuité électrique du chemin de détection mises en œuvre par le module de test 17 sont réalisées en parallèles des étapes mises en œuvre par le module de détection 16. L’étape d’injection est effectuée de manière continue, ou en variante, est mise en œuvre à une fréquence et avec une durée prédéfinies, comme par exemple toutes les minutes secondes pendant 10 secondes.  The injection and verification steps of the electrical continuity of the detection path implemented by the test module 17 are carried out in parallel with the steps implemented by the detection module 16. The injection step is performed continuously, or alternatively, is implemented at a predefined frequency and duration, such as for example every minute seconds for 10 seconds.
[0048] Il a été décrit que le générateur de courant alternatif 30 injecte un courant alternatif iac sur la première connexion électrique 13. En variante, le courant alternatif iac est injecté sur la seconde connexion électrique 14 ou sur la gaine conductrice 11 entre les deux points de prélèvement Pl, P2. Le principe de détection de fuite de courant mis en place par le dispositif de protection 10 tel que décrit plus haut serait identique.  It has been described that the alternating current generator 30 injects an alternating current iac on the first electrical connection 13. As a variant, the alternating current iac is injected on the second electrical connection 14 or on the conductive sheath 11 between the two sampling points Pl, P2. The principle of current leak detection implemented by the protection device 10 as described above would be identical.
[0049] L’invention a été décrite pour protéger la transmission d’énergie électrique via une liaison électrique 4 d’une installation électrique 1 d’un aéronef A. L’invention trouve notamment application à un aéronef à propulsion électrique, dont la source de tension, placée à l’arrière du fuselage comprend des batteries et une génératrice pour recharger les batteries une fois quelles ont été fortement utilisées (au décollage et monté en altitude), est relié aux moteurs électriques actionnant une hélice ou une soufflante carénée.  The invention has been described to protect the transmission of electrical energy via an electrical connection 4 of an electrical installation 1 of an aircraft A. The invention finds particular application to an aircraft with electric propulsion, the source of which voltage, placed at the rear of the fuselage includes batteries and a generator to recharge the batteries once they have been heavily used (at takeoff and climbed aloft), is connected to electric motors actuating a propeller or a faired blower.
[0050] Cependant, l’invention trouve application à tout autre type de véhicule, par exemple un navire ou une automobile.  However, the invention finds application in any other type of vehicle, for example a ship or an automobile.
[0051] En variante de l’invention, et telle que représentée à la figure 6, un module de mémorisation 43 est installée en sortie la première porte logique OU 40 et connectée entre ladite porte et la porte logique ET 42. Selon cette variante, dans le cas d’un court-circuit franc entre un conducteur électrique 5 et la gaine conductrice 11, les impédances Zl et Z2 peuvent être détruites sans entraver l’ouverture des coupes circuits 15 par au moins un des modules de protection lOa, lOb grâce à la mémorisation intégrée dans le bloc 18. Cependant la destruction impédances Zl et Z2 doit intervenir dans un temps supérieur à la réaction du module de détection 16, notamment retardée par les filtres passe bas. ] In a variant of the invention, and as shown in FIG. 6, a storage module 43 is installed at the output of the first OR logic gate 40 and connected between said gate and the AND logic gate 42. According to this variant, in the case of a short circuit between an electrical conductor 5 and the conductive sheath 11, the impedances Zl and Z2 can be destroyed without hampering the opening of the circuit breakers 15 by at least one of the protection modules lOa, lOb thanks to the storage integrated in the block 18. However, the destruction of the impedances Zl and Z2 must take place in a time greater than the reaction of the detection module 16, notably delayed by low pass filters. ]

Claims

Revendications Claims
[Revendication 1] [Aéronef (A) comprenant une installation électrique (1) et une structure conductrice (GND), ladite installation comprenant une source d’énergie (2) haute tension à courant continu (HV) connectée à un équipement utilisateur (3) via deux liaisons électriques (4,7), chaque liaison électrique comprenant un conducteur électrique (5) entouré d’une enveloppe isolante (6), un dispositif de protection électrique (lOa, lOb) comprenant une gaine conductrice (11) arrangée autour de l’enveloppe isolante (6) ainsi qu’un coupe-circuit (15) arrangé sur le conducteur (5) et apte à ouvrir ledit conducteur, caractérisé en ce que le dispositif de protection (lOa, lOb) de chaque liaison électrique (4, 7) comprend en outre :  [Claim 1] [Aircraft (A) comprising an electrical installation (1) and a conductive structure (GND), said installation comprising a high voltage direct current (HV) power source (2) connected to user equipment (3 ) via two electrical connections (4,7), each electrical connection comprising an electrical conductor (5) surrounded by an insulating envelope (6), an electrical protection device (lOa, lOb) comprising a conductive sheath (11) arranged around of the insulating jacket (6) and a circuit breaker (15) arranged on the conductor (5) and capable of opening said conductor, characterized in that the protection device (10a, 10b) of each electrical connection ( 4, 7) further includes:
une première connexion électrique (13) pour relier, via une première impédance (Zl), un premier point (Pl) de la gaine conductrice (11) à la structure conductrice (GND) ; a first electrical connection (13) for connecting, via a first impedance (Zl), a first point (Pl) of the conductive sheath (11) to the conductive structure (GND);
- une seconde connexion électrique (14) pour relier, via une seconde impédance (Z2), un second point (P2) de la gaine conductrice (11) à la structure conductrice (GND), la première connexion électrique (13), une partie de la gaine conductrice (11) située entre les deux points (Pl, P2) et la seconde connexion électrique (14) formant un chemin électrique pour un courant ; - a second electrical connection (14) for connecting, via a second impedance (Z2), a second point (P2) of the conductive sheath (11) to the conductive structure (GND), the first electrical connection (13), a part of the conductive sheath (11) located between the two points (Pl, P2) and the second electrical connection (14) forming an electrical path for a current;
deux sondes de courant (20,21), avec une première sonde de courant (20) arrangée pour mesurer un courant traversant la première connexion électrique (13) et une seconde sonde de courant (21) arrangée pour mesurer un courant traversant la seconde connexion électrique (14) ;  two current probes (20,21), with a first current probe (20) arranged to measure a current passing through the first electrical connection (13) and a second current probe (21) arranged to measure a current passing through the second connection electric (14);
- un module de détection (16) connecté à chacune des deux sondes de courant (20,21) et configuré pour vérifier l’absence d’une fuite de courant hors du conducteur (5) ;  - a detection module (16) connected to each of the two current probes (20,21) and configured to check the absence of a current leakage outside the conductor (5);
- un module de test (17) connecté à chacune des deux sondes de courant (20,21) et configuré pour vérifier la continuité électrique du chemin de détection ;  - a test module (17) connected to each of the two current probes (20,21) and configured to check the electrical continuity of the detection path;
- une unité centrale (18) connectée aux modules de détection et de test (16,17), au coupe circuit (15) et configurée pour commander le coupe-circuit (15) en fonction du résultat des vérifications effectuées par les modules de détection et de test (16,17).  - a central unit (18) connected to the detection and test modules (16,17), to the circuit breaker (15) and configured to control the circuit breaker (15) according to the result of the checks carried out by the detection modules and test (16,17).
[Revendication 2] Aéronef (A) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’unité centrale (18) du dispositif de protection électrique (lOa, lOb) d’une première liaison électrique (4) est également connectée au coupe-circuit (15) du dispositif de protection électrique (lOa, lOb) d’une seconde liaison électrique pour commander ledit coupe- circuit (15) en fonction du résultat des vérifications effectuées par les modules de détection et de test (16,17) du dispositif de protection électrique (lOa, lOb) de la première liaison électrique (4). [Claim 2] Aircraft (A) according to claim 1, characterized in that the central unit (18) of the electrical protection device (10a, 10B) of a first electrical connection (4) is also connected to the circuit breaker (15) of the electrical protection device (10a, 10b) of a second electrical connection for controlling said circuit breaker (15) according to the result of the checks carried out by the modules detection and test (16,17) of the electrical protection device (10a, 10b) of the first electrical connection (4).
[Revendication 3] Aéronef (A) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le module de test (17) comprend un générateur de courant alternatif (30) pour injecter un courant alternatif (iac) de caractéristiques connues dans le chemin de détection.  [Claim 3] Aircraft (A) according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the test module (17) comprises an alternating current generator (30) for injecting an alternating current (iac) of known characteristics in the detection path.
[Revendication 4] Procédé de sécurisation d’une installation électrique (1) d’un aéronef (A), l’aéronef comprenant une structure conductrice (GND), ladite installation comprenant une source d’énergie (2) haute tension à courant continu (HV) connectée à un équipement utilisateur (3) via deux liaisons électriques (4,7), chaque liaison électrique (4,7) comprenant un conducteur électrique (5) entouré d’une enveloppe isolante (6), un dispositif de protection électrique (lOa, lOb) comprenant une gaine conductrice (11) arrangée autour de l’enveloppe isolante (6) ainsi qu’un coupe-circuit (15) arrangé sur le conducteur (5) et apte à ouvrir ledit conducteur, le dispositif de protection électrique (lOa, lOb) comprenant en outre :  [Claim 4] Method for securing an electrical installation (1) of an aircraft (A), the aircraft comprising a conductive structure (GND), said installation comprising a high voltage direct current energy source (2) (HV) connected to a user equipment (3) via two electrical connections (4,7), each electrical connection (4,7) comprising an electrical conductor (5) surrounded by an insulating envelope (6), a protection device electric (10a, 10b) comprising a conductive sheath (11) arranged around the insulating jacket (6) as well as a circuit breaker (15) arranged on the conductor (5) and capable of opening said conductor, the device for electrical protection (lOa, lOb) further comprising:
- une première connexion électrique (13) pour relier, via une première impédance (Zl), un premier point (Pl) de la gaine conductrice (11) à la structure conductrice (GND) ; - a first electrical connection (13) for connecting, via a first impedance (Zl), a first point (Pl) of the conductive sheath (11) to the conductive structure (GND);
- une seconde connexion électrique (14) pour relier, via une seconde impédance (Z2), un second point (P2) de la gaine conductrice (11) à la structure conductrice (GND), la première connexion électrique (13), une partie de la gaine électrique (11) située entre les deux points (Pl, P2) et la seconde connexion électrique (14) formant un chemin électrique pour un courant ; - a second electrical connection (14) for connecting, via a second impedance (Z2), a second point (P2) of the conductive sheath (11) to the conductive structure (GND), the first electrical connection (13), a part the electrical sheath (11) located between the two points (Pl, P2) and the second electrical connection (14) forming an electrical path for a current;
- deux sondes de courant (20,21), avec une première sonde de courant (20) arrangée pour mesurer un courant traversant la première liaison électrique (13) et une seconde sonde de courant (21) arrangée pour mesurer un courant traversant la seconde liaison électrique - two current probes (20,21), with a first current probe (20) arranged to measure a current passing through the first electrical connection (13) and a second current probe (21) arranged to measure a current passing through the second electrical connection
04) ; 04);
- un module de détection (16) connecté à chacune des deux sondes de courant (20,21) et configuré pour vérifier l’absence d’une fuite de courant hors du conducteur (5) ; - a detection module (16) connected to each of the two current probes (20,21) and configured to check the absence of a current leakage outside the conductor (5);
- un module de test (17) connecté à chacune des deux sondes de courant (20,21) et configuré pour vérifier la continuité électrique du chemin de détection ; et - une unité centrale (18) connectée aux modules de détection et de test (16,17) ainsi qu’au coupe circuit (15) et configurée pour commander le coupe-circuit en fonction du résultat des vérifications effectuées par les modules de détection et de test (16,17), caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes successives suivantes : - a test module (17) connected to each of the two current probes (20,21) and configured to check the electrical continuity of the detection path; and a central unit (18) connected to the detection and test modules (16,17) as well as to the circuit breaker (15) and configured to control the circuit breaker according to the result of the checks carried out by the detection modules and test (16,17), characterized in that the method comprises the following successive steps:
- mesure d’un courant sur la première connexion électrique (13) par la première sonde de courant (20) et d’un courant sur la seconde connexion électrique (14) par la seconde sonde de courant (21) ;  - measurement of a current on the first electrical connection (13) by the first current probe (20) and of a current on the second electrical connection (14) by the second current probe (21);
- vérification d’absence de fuite de courant hors du conducteur (5), mise en œuvre par le module de détection (16), dans laquelle ledit module vérifie que la différence des amplitudes des composantes continues des courants mesurés (V dif) est comprise dans un intervalle de valeurs prédéterminées ([Vref2, Vrefl]) centré sur une valeur nulle ;- verification of the absence of current leakage from the conductor (5), implemented by the detection module (16), in which said module verifies that the difference in the amplitudes of the continuous components of the measured currents (V dif) is understood in a range of predetermined values ([Vref2, Vrefl]) centered on a zero value;
- injection, par le module de test (17), d’un courant alternatif (iac) de caractéristiques connues dans le chemin de détection ; - injection, by the test module (17), of an alternating current (iac) of known characteristics in the detection path;
- vérification de la continuité électrique du chemin de détection, mise en œuvre par le module de test (17), dans laquelle ledit module vérifie que la somme des amplitudes des courants mesuré (V sumac(i)) est comprise dans un intervalle de valeurs prédéterminées ([Vref3 Vref4]) centré sur la valeur de deux fois l’amplitude du courant alternatif injecté (iac) ; et  - verification of the electrical continuity of the detection path, implemented by the test module (17), in which said module verifies that the sum of the amplitudes of the measured currents (V sumac (i)) is included in a range of values predetermined ([Vref3 Vref4]) centered on the value of twice the amplitude of the injected alternating current (iac); and
- coupure du courant transitant via la conducteur (5), mise en œuvre par le coupe-circuit (15) commandé par l’unité centrale (18), si la différence des amplitudes des composantes continues (V dif) est en dehors de l’intervalle de valeurs prédéterminées ([Vref2, Vrefl]) centré sur une valeur nulle et si la somme des amplitudes des courants mesurés (V_sumac(i)) est en dehors de l’intervalle de valeurs prédéterminées ([Vref3 Vref4]) centré sur la valeur de deux fois l’amplitude du courant alternatif injecté (iac). - interruption of the current passing through the conductor (5), implemented by the circuit breaker (15) controlled by the central unit (18), if the difference in the amplitudes of the continuous components (V dif) is outside l interval of predetermined values ([Vref2, Vrefl]) centered on a zero value and if the sum of the amplitudes of the measured currents (V_sumac (i)) is outside the interval of predetermined values ([Vref3 Vref4]) centered on the value of twice the amplitude of the alternating current injected (iac).
[Revendication 5] Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’unité centrale (18) émet une alerte si la somme des amplitudes des courants mesurés (V sumac(i)) en dehors de l’intervalle de valeurs prédéterminées ([Vref3 Vref4]) centré sur la valeur de deux fois l’amplitude du courant alternatif injecté (iac). [Claim 5] Method according to claim 4, characterized in that the central unit (18) emits an alert if the sum of the amplitudes of the measured currents (V sumac (i)) outside the range of predetermined values ([ Vref3 Vref4]) centered on the value of twice the amplitude of the injected alternating current (iac).
[Revendication 6] Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que préalablement à l’étape de vérification d’absence de fuite de courant, le module de détection (16) filtre les composantes alternatives des signaux (V_imgl(i), V_img2(i)) générés par la première sonde de courant et la seconde sonde de courant (20,21). [Claim 6] Method according to claim 4, characterized in that prior to the step of checking for absence of current leakage, the detection module (16) filters the alternating components of the signals (V_imgl (i), V_img2 (i)) generated by the first current probe and the second current probe (20,21).
[Revendication 7] Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que préalablement à l’étape de vérification d’absence de fuite de courant, le module de détection (16) calcule la différence des amplitudes des composantes continues des signaux générés par la première sonde de courant et la seconde sonde de courant (20,21). ]  [Claim 7] Method according to claim 6, characterized in that prior to the step of checking for absence of current leakage, the detection module (16) calculates the difference of the amplitudes of the continuous components of the signals generated by the first current probe and the second current probe (20,21). ]
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3974854A1 (en) * 2020-09-29 2022-03-30 Airbus Operations (S.A.S.) System for detecting an electrical wiring fault
US11874318B2 (en) 2021-08-27 2024-01-16 Hamilton Sundstrand Corporation Online health monitoring and fault detection for high voltage DC distribution networks

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4325022A (en) * 1979-12-17 1982-04-13 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Cable shield fault location using a capacitive-inductive coupler
JPH0197129A (en) * 1987-10-08 1989-04-14 Toshiba Corp Protection method for power distribution system of isolated neutral type
DE4416966A1 (en) * 1994-05-13 1995-11-23 Pfisterer Elektrotech Karl Circuit arrangement for determining an earth fault in a power transmission cable
EP1114752A2 (en) * 2000-01-08 2001-07-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for monitoring a battery lead
US20020024342A1 (en) * 1998-09-28 2002-02-28 Jean Bussinger Method and device for locating an insulation fault in an electric cable
JP2002247753A (en) 2001-02-20 2002-08-30 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd Advance diagnostic device for battery wire short circuit in running vehicle
ES2524517A1 (en) * 2014-07-07 2014-12-09 Universidad Politécnica de Madrid Method and differential detection system for ground faults in isolated dc cables (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4325022A (en) * 1979-12-17 1982-04-13 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Cable shield fault location using a capacitive-inductive coupler
JPH0197129A (en) * 1987-10-08 1989-04-14 Toshiba Corp Protection method for power distribution system of isolated neutral type
DE4416966A1 (en) * 1994-05-13 1995-11-23 Pfisterer Elektrotech Karl Circuit arrangement for determining an earth fault in a power transmission cable
US20020024342A1 (en) * 1998-09-28 2002-02-28 Jean Bussinger Method and device for locating an insulation fault in an electric cable
EP1114752A2 (en) * 2000-01-08 2001-07-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for monitoring a battery lead
JP2002247753A (en) 2001-02-20 2002-08-30 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd Advance diagnostic device for battery wire short circuit in running vehicle
ES2524517A1 (en) * 2014-07-07 2014-12-09 Universidad Politécnica de Madrid Method and differential detection system for ground faults in isolated dc cables (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3974854A1 (en) * 2020-09-29 2022-03-30 Airbus Operations (S.A.S.) System for detecting an electrical wiring fault
EP3974855A1 (en) * 2020-09-29 2022-03-30 Airbus Operations (S.A.S.) System for detecting an electrical wiring fault
FR3114656A1 (en) * 2020-09-29 2022-04-01 Airbus Operations (S.A.S.) ELECTRICAL WIRING FAULT DETECTION SYSTEM
US11650239B2 (en) 2020-09-29 2023-05-16 Airbus Operations (S.A.S.) System for detecting faults in electrical cabling
US11726125B2 (en) 2020-09-29 2023-08-15 Airbus Operations (S.A.S.) System for detecting faults in electrical cabling
US11874318B2 (en) 2021-08-27 2024-01-16 Hamilton Sundstrand Corporation Online health monitoring and fault detection for high voltage DC distribution networks

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