Brevet FR3132179A1 — publié le 20230728

C onnecteur de puissance insensible aux décharges partielles Connecteur de puissance (10) ayant une partie terminale métallique entourant des broches de contact non connectées mais destinées à être mises sous tension et sur laquelle est fixé un couvercle de protection (12), la surface interne de la partie terminale métallique formant un évidement autour des broches de contact, l’évidement étant comblé d’un bouchon en matériau isolant (14) venant recouvrir les broches de contact et ainsi augmenter les distances d’isolement et lignes de fuite entre la partie terminale métallique et les broches de contact et entre les broches de contact elles-mêmes. Figure pour l’abrégé : Fig. 2. Connecteur de puissance insensible aux décharges partielles La présente invention se rapporte au domaine de la connectique et elle concerne plus particulièrement un connecteur de puissance intégré dans des systèmes propulsifs d’aéronefs à propulsion électrique ou hybride et qui présente la particularité d’être insensible aux décharges électriques partielles. La limitation des émissions carbone dans le monde aéronautique pousse les constructeurs à se tourner vers des solutions de motorisation hybride ou tout électrique, le plus dé-carboné possible, le plus léger et avec de faible encombrement. Ainsi, les aéronefs à décollage et atterrissage verticaux (VTOL) ou courts (STOL) comme les aéronefs à décollage et atterrissage conventionnels (CTOL), qu’ils soient à propulsion électrique ou hybride, constituent un marché très prometteur avec des perspectives et une demande importante dans le transport intra et inter-urbain pour des marchandises ou des personnes. Suivant l’architecture retenue pour ces aéronefs, les systèmes propulsifs doivent recourir à un ou plusieurs moteurs électriques dont les niveaux de tensions toujours plus élevés, en continue comme en alternatif (HVDC/HVAC jusqu’à 1000V), augmentent le risque d’apparition de décharges électriques partielles qui aujourd’hui sont peu fréquentes avec les tensions classiques alternatives ou continues (115Vac / 230Vac / 28Vdc) majoritairement utilisées dans l’aéronautique. Par ailleurs, l’utilisation de connectique de petit format pour gagner en encombrement, masse et coût posent des problèmes supplémentaires liés aux distances d’isolement et aux lignes de fuite relatives à ces niveaux de tension très élevé. Cette problématique est majorée par l’altitude surtout si ces équipements sont en zone non pressurisée, ce qui est le cas de beaucoup de systèmes VTOL, STOL ou CTOL, et que le connecteur soit de type mâle (à fiches) ou femelle (à prises). La illustre un exemple de couvercle de protection 40 destiné à être vissé sur un connecteur de puissance 42 pour le protéger des éclaboussures et du contact qu’un utilisateur pourrait avoir avec la haute tension qui peut être présente sur ses broches de contact 44 (en l’espèce deux fiches mâles sans que ce genre ou ce nombre ne soient limitatifs). Toutefois, et comme il peut être noté sur la vue partielle du connecteur de la qui montre la ligne de fuite Lf possible entre les deux fiches mâles à des potentiels élevés et les distances d’isolement Dm1 et Dm2 avec la masse mécanique et entre ces potentiels Dp, un tel couvercle bien que souvent en matière plastique ne prend pas en compte les problématiques des lignes de fuite des broches de contact du connecteur sur lequel ce couvercle vient se visser et des distances d’isolement (entre potentiels et entre potentiel et masse mécanique) qui doivent être augmentées suite à l’élévation en tension et à l’altitude (formule de Paschen et de Ritz). Il en va de même pour les lignes de fuites entre les potentiels élevés de type HVDC ou HVAC. Or, si les broches de contact sont connectées à la haute tension continue ou alternative, mais ne sont pas utilisées (multi-configuration, etc…) et donc non branchées à un harnais, alors celles-ci peuvent être confrontées à des distances d’isolement trop faibles ou les lignes de fuite (parcours le long des matériaux du connecteur entre les deux potentiels) trop courtes, ce qui peut provoquer l’apparition de décharges électriques partielles. La présente invention a donc pour but principal d’éliminer le risque de décharges électriques partielles provoqués par des lignes de fuite ou des distances d’isolement réduites, lorsque le connecteur de puissance est sous tension (tension pouvant aller jusqu’à 1000V) et qu’il n’est pas connecté à un harnais. Un autre but est de permettre son intégration dans des systèmes propulsifs VTOL, STOL, CTOL à propulsion électriques ou hybride, là où des hautes tensions continues sont utilisées en altitude. Ces buts sont atteints par un connecteur de puissance ayant une partie terminale métallique entourant des broches de contact non connectées mais destinées à être mises sous tension et sur laquelle est fixé un couvercle de protection, la surface interne de la partie terminale métallique formant un évidement autour des broches de contact, caractérisé en ce que l’évidement est comblé d’un bouchon en matériau isolant venant recouvrir les broches de contact et ainsi augmenter les distances d’isolement et lignes de fuite entre la partie terminale métallique et les broches de contact et entre les broches de contact elles-mêmes. Cette solution mettant en œuvre un bouchon isolant, outre qu’elle augmente le niveau de fiabilité du connecteur de puissance, empêche l’apparition de décharges électriques partielles ou de court-circuit avec la masse mécanique au niveau des broches de contact sous tension mais non branchées à un harnais. De préférence, les broches de contact sont des fiches mâles ou des prises femelles. Avantageusement, le couvercle de protection comporte en outre une fenêtre pour laisser voir à travers elle le bouchon en matériau isolant. La fenêtre peut être une ouverture centrale d’où émerge une tétine du bouchon en matériau isolant. De préférence, le matériau isolant est choisi parmi les matériaux suivants : polyamide, polyarylamide, polysulfone, polyétheréthercétone. Avantageusement, le connecteur de puissance, le couvercle de protection et le bouchon en matériau isolant présentent une forme semblable circulaire, rectangulaire ou hexagonale. La présente invention se rapporte également au couvercle de protection et au bouchon en matériau isolant d’un tel connecteur de puissance ainsi qu’aux systèmes propulsifs d’aéronefs à propulsion électrique ou hybride comportant de tels connecteurs de puissance. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et sur les lesquels : la illustre un premier exemple d’un connecteur de puissance pourvu d’un bouchon en matériau isolant conforme à l’invention et son couvercle de protection, la montre l’ensemble éclaté de la tout assemblé, la illustre un second exemple d’un connecteur de puissance pourvu d’un bouchon en matériau isolant conforme à l’invention et son couvercle de protection, la figures 4A et 4B sont deux exemples d’un couvercle de protection modifié conforme à l’invention, la montre un connecteur de puissance et son couvercle de protection conforme à l’art antérieur, et la montre les lignes de fuite et distances d’isolement dans un connecteur de puissance de l’art antérieur. Connecteur de puissance (10) ayant une partie terminale métallique (10A) entourant des broches de contact (10C) non connectées mais destinées à être mises sous tension et sur laquelle est fixé un couvercle de protection (12), la surface interne (10D) de la partie terminale métallique formant un évidement (10B) autour des broches de contact, caractérisé en ce que l’évidement est comblé d’un bouchon en matériau isolant (14, 16) venant recouvrir les broches de contact et ainsi augmenter les distances d’isolement et lignes de fuite entre la partie terminale métallique et les broches de contact et entre les broches de contact elles-mêmes. Connecteur de puissance selon la revendication 1, dans lequel les broches de contact (10C) sont des fiches mâles ou des prises femelles. Connecteur de puissance selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le couvercle de protection (12) comporte en outre une fenêtre (12A) pour laisser voir à travers elle le bouchon en matériau isolant. Connecteur de puissance selon la revendication 3, dans lequel la fenêtre est une ouverture centrale (12A) d’où émerge une tétine (16B) du bouchon en matériau isolant (16). Connecteur de puissance selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le matériau isolant est choisi parmi les matériaux suivants : polyamide, polyarylamide, polysulfone, polyétheréthercétone. Connecteur de puissance selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, présentant une forme circulaire, rectangulaire ou hexagonale. Système propulsif d’aéronef à propulsion électrique ou hybride comportant au moins un connecteur de puissance (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Bouchon en matériau isolant (14, 16) monté dans un connecteur de puissance selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Couvercle de protection (12) à visser sur un connecteur de puissance (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel une fenêtre (12A) est pratiquée pour laisser voir à travers elle un bouchon en matériau isolant (14) selon la revendication 8.