[Publication] Détection des défauts d’arcs : un enjeu majeur pour la sécurité des nouveaux réseaux continus de l’avion électrique

Mercredi 16 juin 2021
Sous titre
L’équipe Mesure et Architectures Electroniques de l’IJL mène depuis plusieurs années des recherches en vue de mettre au point des systèmes de prévention d’incendie intégrés dans des disjoncteurs électriques.

Les défauts sur lesquels nos chercheur.e.s se focalisent sont les arcs électriques séries, qui ne sont pas détectés par les systèmes de protection actuels.
Dans le domaine particulier de l’aéronautique, l’avion tout électrique tend à se développer et prend de plus en plus d’importance chez les constructeurs.

Les tensions électriques nécessaires d’une valeur de +/- 270 volts continu sont déjà utilisés pour certains organes de l’avion et ces niveaux vont encore s’accroître. Détecter de façon fiable les arcs électriques constitue un défi et une nécessité majeurs.

Dans cet article nos chercheur.e.s proposent une méthode de détection robuste basée sur l’analyse fréquentielle du courant de ligne délivré par la source d’alimentation et, plus particulièrement, le bruit produit lié à l’apparition du défaut d’arc qui se superpose au courant de ligne.
Un bloc de décision avec seuillage adaptatif active le déclenchement de la protection électrique dès que 10 ms de défauts d’arcs sont détectés dans une fenêtre de 100 ms de signal.

L’intérêt principal que présente cette méthode de détection est son efficacité pour un grand nombre de charges électriques différentes (résistance, inductances, convertisseurs, moteurs, etc.).

Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre du projet FUI Aérocots porté par la société Leach-Esterline (Sarralbes).

Références :

Auteurs : Jean Baptiste Humbert, Patrick Schweitzer, Serge Weber

Nom de la revue : Electric Power systems Research

Date de parution (en ligne) : mai 2021

Lien : https://doi.org/10.1016/j.epsr.2021.107084

Légende de l'image :
La figure représente l’évolution du courant électrique de ligne enregistré sans défaut dans le circuit et en présence d’un défaut d’arc. A cette signature est associé le spectrogramme (calculé par la STFT sur une fenêtre glissante du courant au cours du temps). L’arc électrique engendre un bruit caractéristique dans une bande particulière de fréquence.

 

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Légende de l'image : La figure représente l’évolution du courant électrique de ligne enregistré sans défaut dans le circuit et en présence d’un défaut d’arc. A cette signature est associé le spectrogramme (calculé par la STFT sur une fenêtre glissante du courant au cours du temps). L’arc électrique engendre un bruit caractéristique dans une bande particulière de fréquence.