Brevet FR3129539A1 — publié le 20230526

Réseau électrique continu et système de protection contre les surintensités pour un réseau électrique continu. Le réseau électrique continu (10) comprend une charge électrique (Z) alimentée en électricité par une source d’alimentation électrique (S) à laquelle la charge électrique est reliée par une première ligne électrique (12) et une deuxième ligne électrique (14). Un système (16) de protection contre les surintensités comportant un pôle d’entrée (Pi) et un pôle de sortie (Pe) est monté en série sur la première ligne électrique. Le système (16) de protection contre les surintensités comprend un commutateur électronique (20) monté en série entre le pôle d’entrée (Pi) et le pôle de sortie (Pe), un capteur de courant électrique (26), ainsi qu’un contrôleur (22) configuré pour commander le commutateur électronique. Il comprend également un dispositif électronique (24) relié au pôle d’entrée (Pi) et à la deuxième ligne électrique (14). Le contrôleur (22) est configuré pour commander un état conducteur du dispositif électronique (24) lorsqu’une mesure de courant issue du capteur de courant électrique (26) est supérieure à un seuil de courant prédéterminé, puis pour commander une ouverture du commutateur électronique (20). Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Réseau électrique continu et système de protection contre les surintensités pour un réseau électrique continu. L’invention est relative au domaine des réseaux électriques continus, en particulier les réseaux électriques continus de type haute tension, embarqués à bord d’aéronefs. Les aéronefs utilisent de plus en plus de systèmes électriques embarqués, ce qui entraîne des besoins de puissance électrique embarquée de plus en plus élevée. Pour cela, il existe une tendance à utiliser des niveaux de tension électrique de plus en plus élevés, en particulier en courant continu. Ainsi, certains aéronefs modernes comportent un réseau électrique continu haute tension, aussi appelé HVDC (« High Voltage Direct Current » en anglais). Un tel réseau électrique HVDC utilise par exemple des niveaux de tension électrique de +270V ou -270V, ou encore +540V. Le réseau électrique est utilisé pour alimenter des charges électriques, telles par exemple que des actionneurs, des moteurs, des pompes, etc. à partir d’au moins une source électrique haute tension continue. Les charges électriques sont reliées à la source électrique par des lignes électriques. Afin de protéger les lignes électriques ainsi que l’alimentation électrique contre un défaut électrique (par exemple un court-circuit) susceptible d’intervenir au niveau des charges électriques ou à proximité des charges électriques, au moins une partie des lignes électriques doit être équipée de systèmes de protection contre les surintensités. Par exemple, les lignes électriques reliées à un pôle positif de l’alimentation électrique peuvent être équipées de tels systèmes de protection contre les surintensités. Dans le cas d’un réseau électrique HVDC, étant donné les niveaux de tension, un courant de court-circuit circulant dans un tel système de protection contre les surintensités peut atteindre une intensité très élevée. Cela rend d’autant plus difficile l’interruption d’un tel courant par le système de protection contre les surintensités. Par conséquent, il existe un besoin d’un système de protection contre les surintensités permettant d’arrêter un courant d’intensité très élevée, sans risque de destruction du système de protection contre les surintensités. La présente invention a notamment pour but d’apporter une solution à ce problème. Elle concerne un réseau électrique continu prévu pour alimenter en électricité une charge électrique par une source d’alimentation électrique, le réseau électrique comprenant : - ladite source d'alimentation électrique, comportant un premier pôle et un deuxième pôle ; et - ladite charge électrique, comportant un premier pôle et un deuxième pôle ; - une première ligne électrique reliant le premier pôle de la charge électrique au premier pôle de la source d'alimentation électrique ; - une deuxième ligne électrique reliant le deuxième pôle de la charge électrique au deuxième pôle de la source d'alimentation électrique ; - un système de protection contre les surintensités monté en série sur la première ligne électrique, le système de protection contre les surintensités comportant un pôle d’entrée relié au premier pôle de la source d'alimentation électrique par une partie amont de la première ligne électrique et un pôle de sortie relié au premier pôle de la charge électrique par une partie aval de la première ligne électrique, dans lequel le système de protection contre les surintensités comprend un commutateur électronique monté en série entre le pôle d’entrée et le pôle de sortie, un capteur de courant électrique prévu pour mesurer un courant électrique circulant entre le pôle d’entrée et le pôle de sortie, ainsi qu’un contrôleur configuré pour commander le commutateur électronique. Le réseau électrique est remarquable en ce que le système de protection contre les surintensités comporte un dispositif électronique comprenant un premier pôle relié au pôle d’entrée du système de protection contre les surintensités et un deuxième pôle relié à la deuxième ligne électrique, ce dispositif électronique étant conformé pour présenter un état non conducteur en fonctionnement normal et un état conducteur lorsqu’une commande lui est appliquée, et en ce que le contrôleur est configuré pour : - acquérir une mesure de courant électrique issue du capteur de courant électrique ; - comparer la mesure de courant à un seuil de courant prédéterminé ; et - lorsque la mesure de courant est supérieure au seuil de courant prédéterminé, appliquer une commande au dispositif électronique de façon à commander son état conducteur, puis commander une ouverture du commutateur électronique. Ainsi, lorsqu’une surintensité se produit dans la première ligne électrique, le système de protection contre les surintensités commence par commander un état conducteur de son dispositif électronique, ce qui a pour effet d’entraîner la circulation d’un courant très élevé entre la première ligne électrique, en amont du commutateur électronique, et la deuxième ligne électrique via le dispositif électronique. Il en résulte une diminution importante de la tension sur la première ligne électrique en amont du commutateur électronique et par conséquent une diminution importante du courant traversant le commutateur électronique, de telle façon que ce courant peut être facilement interrompu lors de la fermeture du commutateur électronique, sans risque d’endommager le commutateur électronique. Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif électronique comprend un tube à décharge. De façon particulière, le contrôleur est configuré pour appliquer ladite commande au dispositif électronique en commandant l’application entre deux pôles du tube à décharge, d’une tension supérieure à une tension de déclenchement du tube à décharge. De façon avantageuse, l’un des pôles du tube à décharge est relié au pôle d’entrée du système de protection par l’intermédiaire d’une diode. Selon une première alternative, le contrôleur est configuré pour commander l’ouverture du commutateur électronique au bout d’une durée prédéterminée après avoir appliqué la commande au dispositif électronique. Selon une autre alternative, le contrôleur est configuré pour commander l’ouverture du commutateur électronique après avoir appliqué la commande au dispositif électronique, lorsqu’une mesure de courant électrique mesurée par le capteur de courant électrique est inférieure à un deuxième seuil de courant prédéterminé. Dans un mode de réalisation, le contrôleur est configuré pour arrêter l’application de la commande au dispositif électronique après avoir commandé l’ouverture du commutateur électronique. Dans un mode avantageux de réalisation, le contrôleur est configuré pour recevoir une commande de réinitialisation et pour commander une fermeture du commutateur électronique en réponse à une réception d’une commande de réinitialisation. L’invention est également relative à un aéronef comprenant un tel réseau électrique continu. L’invention est également relative à un système de protection contre les surintensités pour un réseau électrique continu prévu pour alimenter en électricité une charge électrique par une source d’alimentation électrique, la source d'alimentation électrique comportant un premier pôle et un deuxième pôle et, la charge électrique comportant un premier pôle et un deuxième pôle, le réseau électrique continu étant conformé de telle façon que le premier pôle de la charge électrique est relié au premier pôle de la source d'alimentation électrique par une première ligne électrique et le deuxième pôle de la charge électrique est relié au deuxième pôle de la source d'alimentation électrique par une deuxième ligne électrique, le système de protection contre les surintensités étant prévu pour être monté en série sur la première ligne électrique et comportant un pôle d’entrée prévu pour être relié au premier pôle de la source d'alimentation électrique par une partie amont de la première ligne électrique et un pôle de sortie prévu pour être relié au premier pôle de la charge électrique par une partie aval de la première ligne électrique, et le système de protection contre les surintensités comprenant un commutateur électronique monté en série entre le pôle d’entrée et le pôle de sortie, un capteur de courant électrique prévu pour mesurer un courant électrique circulant entre le pôle d’entrée et le pôle de sortie, ainsi qu’un contrôleur configuré pour commander le commutateur électronique. Le système de protection contre les surintensités est remarquable en ce qu’il comporte un dispositif électronique comprenant un premier pôle relié au pôle d’entrée du système de protection contre les surintensités et un deuxième pôle prévu pour être relié à la deuxième ligne électrique, ce dispositif électronique étant conformé pour présenter un état non conducteur en fonctionnement normal et un état conducteur lorsqu’une commande lui est appliquée, et en ce que le contrôleur est configuré pour : - acquérir une mesure de courant électrique issue du capteur de courant électrique ; - comparer la mesure de courant à un seuil de courant prédéterminé ; et - lorsque la mesure de courant est supérieure au seuil de courant prédéterminé, appliquer une commande au dispositif électronique de façon à commander son état conducteur, puis commander une ouverture du commutateur électronique. 1) Réseau électrique continu (10) prévu pour alimenter en électricité une charge électrique (Z) par une source d’alimentation électrique (S), le réseau électrique comprenant : - ladite source d'alimentation électrique (S), comportant un premier pôle (PSa) et un deuxième pôle (PSb) ; et - ladite charge électrique (Z), comportant un premier pôle (PZa) et un deuxième pôle (PZb) ; - une première ligne électrique (12) reliant le premier pôle (PZa) de la charge électrique (Z) au premier pôle (PSa) de la source d'alimentation électrique ; - une deuxième ligne électrique (14) reliant le deuxième pôle (PZb) de la charge électrique (Z) au deuxième pôle (PSb) de la source d'alimentation électrique ; - un système (16) de protection contre les surintensités monté en série sur la première ligne électrique, le système de protection contre les surintensités comportant un pôle d’entrée (Pi) relié au premier pôle (PSa) de la source d'alimentation électrique par une partie amont (12a) de la première ligne électrique (12) et un pôle de sortie (Pe) relié au premier pôle (PZa) de la charge électrique (Z) par une partie aval (12b) de la première ligne électrique (12), dans lequel le système (16) de protection contre les surintensités comprend un commutateur électronique (20) monté en série entre le pôle d’entrée (Pi) et le pôle de sortie (Pe), un capteur de courant électrique (26) prévu pour mesurer un courant électrique circulant entre le pôle d’entrée (Pi) et le pôle de sortie (Pe), ainsi qu’un contrôleur (22) configuré pour commander le commutateur électronique, caractérisé en ce que le système (16) de protection contre les surintensités comporte un dispositif électronique (24) comprenant un premier pôle (Pa) relié au pôle d’entrée (Pi) du système (16) de protection contre les surintensités et un deuxième pôle (Pb) relié à la deuxième ligne électrique (14), ce dispositif électronique étant conformé pour présenter un état non conducteur en fonctionnement normal et un état conducteur lorsqu’une commande lui est appliquée, et en ce que le contrôleur (22) est configuré pour : - acquérir une mesure de courant électrique issue du capteur de courant électrique (26) ; - comparer la mesure de courant à un seuil de courant prédéterminé ; et - lorsque la mesure de courant est supérieure au seuil de courant prédéterminé, appliquer une commande au dispositif électronique (24) de façon à commander son état conducteur, puis commander une ouverture du commutateur électronique (20). 2) Réseau électrique continu selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif électronique comprend un tube à décharge (40). 3) Réseau électrique continu selon la revendication 2, caractérisé en ce que le contrôleur est configuré pour appliquer ladite commande au dispositif électronique en commandant l’application entre deux pôles du tube à décharge, d’une tension supérieure à une tension de déclenchement du tube à décharge. 4) Réseau électrique continu selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l’un des pôles du tube à décharge est relié au pôle d’entrée du système de protection par l’intermédiaire d’une diode (44). 5) Réseau électrique continu selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le contrôleur est configuré pour commander l’ouverture du commutateur électronique (20) au bout d’une durée prédéterminée après avoir appliqué la commande au dispositif électronique. 6) Réseau électrique continu selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le contrôleur est configuré pour commander l’ouverture du commutateur électronique après avoir appliqué la commande au dispositif électronique, lorsqu’une mesure de courant électrique mesurée par le capteur de courant électrique est inférieure à un deuxième seuil de courant prédéterminé. 7) Réseau électrique continu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contrôleur est configuré pour arrêter l’application de la commande au dispositif électronique après avoir commandé l’ouverture du commutateur électronique. 8) Réseau électrique continu selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contrôleur est configuré pour recevoir une commande de réinitialisation et pour commander une fermeture du commutateur électronique en réponse à une réception d’une commande de réinitialisation. 9) Aéronef (1), caractérisé en ce qu’il comprend un réseau électrique continu (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes. 10) Système (16) de protection contre les surintensités pour un réseau électrique continu (10) prévu pour alimenter en électricité une charge électrique (Z) par une source d’alimentation électrique (S), la source d'alimentation électrique (S) comportant un premier pôle (PSa) et un deuxième pôle (PSb) et, la charge électrique (Z) comportant un premier pôle (PZa) et un deuxième pôle (PZb), le réseau électrique continu étant conformé de telle façon que le premier pôle (PZa) de la charge électrique (Z) est relié au premier pôle (PSa) de la source d'alimentation électrique par une première ligne électrique (12) et le deuxième pôle (PZb) de la charge électrique (Z) est relié au deuxième pôle (PSb) de la source d'alimentation électrique par une deuxième ligne électrique (14), le système de protection contre les surintensités étant prévu pour être monté en série sur la première ligne électrique et comportant un pôle d’entrée (Pi) prévu pour être relié au premier pôle (PSa) de la source d'alimentation électrique par une partie amont de la première ligne électrique (12) et un pôle de sortie (Pe) prévu pour être relié au premier pôle (PZa) de la charge électrique (Z) par une partie aval de la première ligne électrique (12), le système de protection contre les surintensités comprenant un commutateur électronique (20) monté en série entre le pôle d’entrée (Pi) et le pôle de sortie (Pe), un capteur de courant électrique (26) prévu pour mesurer un courant électrique circulant entre le pôle d’entrée (Pi) et le pôle de sortie (Pe), ainsi qu’un contrôleur (22) configuré pour commander le commutateur électronique, le système de protection contre les surintensités étant caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif électronique (24) comprenant un premier pôle (Pa) relié au pôle d’entrée (Pi) du système de protection contre les surintensités et un deuxième pôle (Pb) prévu pour être relié à la deuxième ligne électrique (14), ce dispositif électronique étant conformé pour présenter un état non conducteur en fonctionnement normal et un état conducteur lorsqu’une commande lui est appliquée, et en ce que le contrôleur (22) est configuré pour : - acquérir une mesure de courant électrique issue du capteur de courant électrique ; - comparer la mesure de courant à un seuil de courant prédéterminé ; et - lorsque la mesure de courant est supérieure au seuil de courant prédéterminé, appliquer une commande au dispositif électronique (24) de façon à commander son état conducteur, puis commander une ouverture du commutateur électronique.