Brevet FR3138558A1 — publié le 20240202

Protection isolante destinée à être montée sur un connecteur électrique et ensemble comprenant une telle protection Un aspect de l’invention concerne une protection isolante (PI) destinée à être fixée sur un connecteur électrique, le connecteur électrique comprenant une embase, au moins une première borne et une deuxième borne, la protection isolante (PI) comprenant un moyen de fixation (CR) configuré pour pouvoir être fixé sur le connecteur électrique de sorte à recouvrir au moins partiellement l’embase, et un moyen de séparation (P1,P2) isolant agencé de sorte séparer entièrement la première borne de la deuxième borne lorsque la protection isolante est fixée sur le connecteur électrique. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3 Protection isolante destinée à être montée sur un connecteur électrique et ensemble comprenant une telle protection DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des connexions électriques dans les aéronefs. La présente invention concerne une protection isolante et en particulier une protection isolante permettant d’augmenter la longueur des chemins de fuite afin de limiter le risque de court-circuit ou de décharges partielles. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Les aéronefs à propulsion électrique ou hybride constituent un marché très prometteur avec des perspectives et une demande importante dans le transport intra urbain et inter urbain pour des marchandises ou des personnes. De nombreux projets voient le jour régulièrement soit par des acteurs établis soit par de nouveaux entrants. La propulsion y est réalisée par un ou plusieurs moteurs électriques, le nombre variant suivant les architectures des aéronefs, et ces systèmes propulsifs électriques utilisent des niveaux de tensions toujours plus élevés, ce qui pose la problématique de décharges partielles en altitude. En effet, traditionnellement, les connecteurs n’ont pas besoin de protection car leurs caractéristiques précisent les limites en termes de distances d’isolement. Cependant l’utilisation de connecteur toujours plus petits pour faire passer des tensions toujours plus élevées et en altitude amènent des contraintes qu’il faut anticiper en termes de décharges partielles. En particulier, l’utilisation de tensions de très haut niveau (jusqu’à 1000V) en altitude entraîne une apparition de phénomènes de décharges partielles plus rapide que sur les tensions classiques alternatives ou continues (115Vac / 230Vac / 28Vdc) majoritairement utilisées dans l’aéronautique. Compte tenu de ces hautes tensions, les distances d’isolement (potentiels/potentiels et potentiels/masse) doivent être augmentées. Il en va de même pour les lignes de fuites entre les potentiels HVDC (pour hautes tensions continues) ou HVAC (pour hautes tensions alternatives). Dans le cas contraire, les systèmes qui possèdent des connecteurs dont les broches mâles ou femelles connectés à une haute tension (alternative ou continue) peuvent être confrontés à des distances d’isolement trop faibles ou des lignes de fuite (parcours le long des matériaux du connecteur entre les deux potentiels) trop courtes provocant l’apparition de décharges partielles. Il existe donc un besoin de pouvoir adapter les connecteurs utilisés actuellement dans l’aéronautique aux applications nécessitant de hautes tensions. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en proposant une protection isolante qui permet de diminuer fortement le risque de décharge et d’augmenter la longueur de ligne de fuite entre les différentes bornes de connexion. Pour cela, un aspect de l’invention concerne une protection isolante destinée à être fixée sur un connecteur électrique, le connecteur électrique comprenant une embase, au moins une première borne et une deuxième borne, la protection isolante comprenant un moyen de fixation configuré pour pouvoir être fixé sur le connecteur électrique de sorte à recouvrir au moins partiellement l’embase, et un moyen de séparation isolant agencé de sorte séparer entièrement la première borne de la deuxième borne lorsque la protection isolante est fixée sur le connecteur électrique. Une première électrode est dite séparée d’une deuxième électrode lorsqu’aucune partie de la première électrode n’est en regard d’une partie quelconque de la deuxième électrode. Grâce à l’invention, le risque de court-circuit (ou de décharge partielle) entre les bornes du connecteur électrique ou entre une borne du connecteur électrique et son embase est diminué voire supprimé. De plus, la longueur de ligne de fuite entre les bornes ou entre chaque borne et l’embase est augmentée compte tenu notamment de la présence du moyen de séparation. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, la protection isolante selon un premier aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Dans un mode de réalisation : le moyen de fixation comprend un corps creux en matériau isolant comportant un premier sommet et un deuxième sommet opposé au premier sommet et : au niveau du premier sommet, une première ouverture et une deuxième ouverture ; au niveau du deuxième sommet, une ouverture principale ; le moyen de séparation comprend une plaque en matériau isolant en contact avec le premier sommet et disposée perpendiculairement à la surface de ce premier sommet entre la première ouverture et la deuxième ouverture. Dans un mode de réalisation, le moyen de fixation comprend, au niveau du premier sommet, une troisième ouverture et une quatrième ouverture ; et le moyen de séparation comprend une deuxième plaque en matériau isolant, ladite deuxième plaque étant en contact avec le premier sommet et disposée perpendiculairement à la surface de ce premier sommet entre la première ouverture et la quatrième ouverture d’une part, la deuxième ouverture et la troisième ouverture d’autre part, la première plaque en matériau isolant étant disposée entre la première ouverture et la deuxième ouverture d’une part, la quatrième ouverture et la troisième ouverture d’autre part. Un deuxième aspect de l’invention concerne un ensemble comprenant une protection isolante selon le premier aspect de l’invention et un connecteur électrique, le connecteur électrique comportant une embase, au moins une première borne associée à une première polarité et une deuxième borne associée à une deuxième polarité différente de la première polarité, la première borne et la deuxième borne étant en saillie de l’embase, le moyen de fixation de la protection isolante étant fixé sur le connecteur électrique de sorte à recouvrir au moins partiellement l’embase, et le moyen de séparation de la protection isolante étant agencé de sorte à séparer entièrement la première borne de la deuxième borne. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’ensemble selon le deuxième aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Dans un mode de réalisation, le connecteur électrique comporte une troisième borne associée à une troisième polarité différente de la première et de la deuxième polarité, et une quatrième borne associée à une quatrième polarité différente de la première polarité, de la deuxième polarité et de la troisième polarité, le moyen de séparation étant agencé de sorte à séparer entièrement les bornes entre elles. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. Les à montrent une protection isolante selon un mode de réalisation d’un premier aspect de l’invention. Les à et la montrent une protection isolante selon un mode de réalisation du premier aspect de l’invention. La montre un ensemble selon un mode de réalisation du deuxième aspect de l’invention. La montre un ensemble selon un mode de réalisation du deuxième aspect de l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. Un premier aspect de l’invention illustré de la à la concerne une protection isolante PI destinée à être fixée sur un connecteur électrique CE. De manière générale, comme illustré à la (vue de côté) et à la (vue de dessus), le connecteur électrique CE comprend une embase EM, au moins une première borne BR1 (destinée à être associée à une première polarité) et une deuxième borne BR2 (destinée à être associée à une deuxième polarité différente de la première polarité), la première borne BR1 et la deuxième borne BR2 étant de préférence en saillie de l’embase EM. Bien entendu, comme cela sera détaillé dans la suite, le connecteur électrique CE peut comprendre des bornes additionnelles BR3, BR4 (cf. et introduites dans la suite). Dans un tel connecteur électrique CE, lorsqu’une trop forte tension est appliquée en la première borne BR1 et la deuxième borne BR2, il existe un risque de court-circuit (ou décharge partielle) CC, ce risque étant encore plus élevé en altitude. La protection isolante PI selon l’invention vise notamment à réduire, voire supprimer ce risque. A cette fin, comme illustré à la (vue de côté) et à la (vue de dessus), la protection isolante PI selon l’invention comprend un moyen de fixation MF configuré pour pouvoir être fixé sur le connecteur électrique CE de sorte à recouvrir au moins partiellement l’embase EM. En recouvrant l’embase de la sorte, la protection isolante PI selon l’invention permet de réduire voire supprimer le risque de court-circuit entre une borne BR1/BR2 du connecteur électrique CE et l’embase EM qui est en général au potentiel de la masse. La protection isolante PI selon l’invention comprend également un moyen de séparation isolant MS agencé de sorte séparer entièrement la première borne BR1 de la deuxième borne BR2 lorsque la protection isolante PI est fixée sur le connecteur électrique CE. C’est ce moyen de séparation MS qui va permettre de réduire voire supprimer les risques de court-circuit CC entre bornes BR1/BR2 évoqué précédemment. Dans un mode de réalisation, la protection isolante PI est fabriquée, au moins en partie (par exemple le moyen de séparation MS et/ou le moyen de fixation MF), dans un matériau isolant choisi parmi le Polyarylamide (aussi connu sous le sigle PAA), le Polyamide (aussi connu sous le sigle PA66), le Polysulfone (aussi connu sous le sigle PSU), le PEEK GLx. Plus particulièrement, dans le mode de réalisation illustré à la et à la , le moyen de fixation MF comprend un corps creux CR, de préférence un cylindre creux CR (par exemple un cylindre droit circulaire comme illustré sur les figures), en matériau isolant comprenant un premier sommet S1 et un deuxième sommet S2 opposé au premier sommet. De plus, le corps creux CR comprend, au niveau du premier sommet S1, une première ouverture O1 et une deuxième ouverture O2, la première ouverture O1 étant destinée à recevoir la première borne BR1 et la deuxième ouverture O2 étant destinée à recevoir la deuxième borne BR2. Il comprend également, au niveau du deuxième sommet S2, une ouverture principale OP destinée à recevoir l’embase EM de sorte que l’embase EM s’insère, au moins en partie, dans le corps creux CR lorsque la protection isolante PI est fixée sur le connecteur électrique CE. En outre, dans ce mode de réalisation, le moyen de séparation MS comprend une plaque P1 en matériau isolant en contact avec le premier sommet S1 et disposée perpendiculairement à la surface de ce premier sommet S1 entre la première ouverture O1 et la deuxième ouverture O2 (autrement dit, la projection de la plaque P1 sur le premier sommet S1 forme une ligne située entre la première ouverture O1 et la deuxième ouverture O2 et sépare entièrement les deux ouvertures O1/O2). Ce mode de réalisation est particulièrement adapté aux connecteurs électriques CE destinés au monophasé pour lesquels une première borne BR1 correspond à la phase et une deuxième borne BR2 correspond au neutre. Dans un mode de réalisation, l’épaisseur de la plaque P1 est supérieure ou égale à 1 mm afin d’assurer à cette dernière une bonne tenue mécanique, notamment vis-à-vis des vibrations. Dans un mode de réalisation, le corps creux CR comprend, au niveau de l’ouverture principale OP, un filetage, de sorte à pouvoir visser la protection isolante PI sur l’embase EM du connecteur électrique CE. Comme illustré à la , une fois la protection isolante PI montée sur le connecteur électrique CE, en plus de limiter le risque de court-circuit CC, le moyen de séparation MS permet d’augmenter la longueur de la ligne de fuite LF entre la première borne BR1 et la deuxième borne BR2, la longueur de cette ligne de fuite LF pouvant être modulée à l’aide du moyen de séparation MS, notamment en faisant varier les dimensions de ce dernier. Dans un second mode de réalisation illustré à la et à la , le connecteur électrique CE comprend une embase EM, une première borne BR1 (destinée à être associée à une première polarité), une deuxième borne BR2 (destinée à être associée à une deuxième polarité différente de la première polarité), une troisième borne BR3 (destinée à être associée à une troisième polarité différente de la première et de la deuxième polarités) et une quatrième borne BR4 (destinée à être associée à une quatrième polarité différente de la première, de la deuxième et de la troisième polarité), lesdites bornes BR1-BR4 étant en saillie de l’embase EM. Dans ce mode de réalisation, la protection isolante PI est configurée pour limiter voire supprimer le risque de court-circuit CC entre les quatre bornes BR1-BR4 ou entre les bornes BR1-BR4 et l’embase EM du connecteur électrique CE, ladite embase EM étant généralement mise à la masse mécanique du châssis qui le supporte. Pour cela, dans ce mode de réalisation, comme illustré à la et à la , le moyen de fixation MF comprend un corps creux CR, de préférence un cylindre creux CR (par exemple un cylindre droit circulaire comme illustré sur les figures) comprenant un premier sommet S1 et un deuxième sommet S2 opposé au premier sommet S1. De plus, le corps creux CR comprend au niveau du premier sommet S1, une première ouverture O1, une deuxième ouverture O2, une troisième ouverture O3 et une quatrième ouverture O4, la première ouverture O1 étant destinée à recevoir la première borne BR1, la deuxième ouverture O2 étant destinée à recevoir la deuxième borne BR2, la troisième ouverture O3 étant destinée à recevoir la troisième borne BR3 et la quatrième ouverture O4 étant destinée à recevoir la quatrième borne BR4. Il comprend également, au niveau du deuxième sommet S2, une ouverture principale OP destinée à accueillir l’embase EM de sorte que l’embase EM s’insère, au moins en partie, dans le corps creux CR lorsque la protection isolante est fixée sur le connecteur électrique CE. En outre, dans ce mode de réalisation, le moyen de séparation MS comprend une première plaque P1 en matériau isolant, ladite première plaque P1 étant en contact avec le premier sommet S1 et disposée perpendiculairement à la surface de ce premier sommet S1 entre la première O1 et la deuxième ouverture O2 d’une part, la quatrième ouverture O4 et la troisième ouverture O3 d’autre part. Le moyen de séparation MS comprend également une deuxième plaque P2 en matériau isolant, ladite deuxième plaque P2 étant en contact avec le premier sommet S1 et disposée perpendiculairement à la surface de ce premier sommet S1 entre la première ouverture O1 et la quatrième ouverture O4 d’une part, la deuxième ouverture O2 et la troisième ouverture O3 d’autre part. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté aux connecteurs électriques CE destinés au triphasé pour lesquels trois bornes sont chacune associée à une phase et une quatrième borne est associée au neutre. Une illustration d’une protection isolante PI selon ce mode de réalisation fabriquée par fabrication additive est illustrée à la . Un deuxième aspect de l’invention illustré à la et à la concerne un ensemble EN comprenant une protection isolante PI selon un premier aspect de l’invention et un connecteur électrique CE. Dans un mode de réalisation illustré à la , le connecteur électrique CE comporte une embase EM, une première borne BR1 associée à une première polarité et une deuxième borne BR2 associée à une deuxième polarité différente de la première polarité. De plus, la première borne BR1 et la deuxième borne BR2 sont en saillie de l’embase EM. Par ailleurs, la protection isolante PI selon un premier aspect de l’invention est montée sur le connecteur électrique CE de sorte que le moyen de séparation MS sépare entièrement la première borne BR1 de la deuxième borne BR2 (autrement dit, aucune partie de la première borne BR1 n’est en regard d’une quelconque partie de la deuxième borne BR2). De manière préférentielle, le moyen de séparation MS comporte une plaque P1 telle que décrite précédemment séparant la première borne BR1 de la deuxième borne BR2. De manière préférentielle, le moyen de séparation MS est dimensionnée de sorte que le chemin de fuite entre la première borne BR1 et la deuxième borne BR2 est supérieur à une longueur seuil choisie en fonction des contraintes d’utilisation (notamment l’altitude d’utilisation), par exemple une longueur seuil supérieure ou égale à 5 cm, voire supérieure ou égale à 10 cm. Dans un mode de réalisation illustré à la , le connecteur électrique CE comporte en outre une troisième borne BR3 associée à une troisième polarité différente de la première et de la deuxième polarité, et une quatrième bornes BR4 associée à une quatrième polarité différente de la première polarité, de la deuxième polarité et de la troisième polarité. De plus, dans ce mode de réalisation, la protection isolante PI étant montée sur le connecteur électrique CE de sorte que le moyen de séparation MS sépare entièrement les bornes BR1-BR4 entre elles. De manière préférentielle, le moyen de séparation MS comporte une première plaque P1 et une deuxième plaque P2 telles que décrites précédemment séparant les bornes BR1-BR4 entre elles. De manière préférentielle, le moyen de séparation MS est dimensionnées de sorte que le chemin de fuite et/ou la distance d’isolement entre deux bornes BR1-BR4 est supérieur à une longueur seuil choisie en fonction des contraintes d’utilisation (notamment l’altitude d’utilisation ou bien encore du niveau de tension), par exemple une longueur seuil supérieure ou égale à 5 mm, voire supérieure ou égale à 10 mm. Protection isolante (PI) comprenant un moyen de fixation (MF) et un moyen de séparation (MS) dans laquelle : le moyen de fixation (MF) comprend un corps creux (CR) en matériau isolant comportant un premier sommet (S1) et un deuxième sommet (S2) opposé au premier sommet (S1) et : au niveau du premier sommet (S1), une première ouverture (O1) et une deuxième ouverture (O2) ; au niveau du deuxième sommet (S2), une ouverture principale (OP) ; le moyen de séparation (MS) comprend une plaque (P1) en matériau isolant en contact avec le premier sommet (S1) et disposée perpendiculairement à la surface de ce premier sommet (S1) entre la première ouverture (O1) et la deuxième ouverture (O2). Protection isolante (PI) selon la revendication précédente dans laquelle : le moyen de fixation (MF) comprend, au niveau du premier sommet (S1), une troisième ouverture (O3) et une quatrième ouverture (O4) ; le moyen de séparation (MS) comprend une deuxième plaque (P2) en matériau isolant, ladite deuxième plaque (P2) étant en contact avec le premier sommet (S1) et disposée perpendiculairement à la surface de ce premier sommet (S1) entre la première ouverture (O1) et la quatrième ouverture (O4) d’une part, la deuxième ouverture (O2) et la troisième ouverture (O3) d’autre part, la première plaque (P1) en matériau isolant étant disposée entre la première ouverture (O1) et la deuxième ouverture (O2) d’une part, la quatrième ouverture (O4) et la troisième ouverture (O3) d’autre part. Protection isolante (PI) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle la protection isolante (PI) est fabriquée dans un matériau choisi parmi le Polyarylamide, le Polyamide, le Polysulfone, le PEEK GLx. Ensemble comprenant une protection isolante (PI) selon l’une des revendications précédentes et un connecteur électrique (CE), le connecteur électrique (CE) comportant une embase (EM), au moins une première borne (BR1) associée à une première polarité et une deuxième borne (BR2) associée à une deuxième polarité différente de la première polarité, la première borne (BR1) et la deuxième borne (BR2) étant en saillie de l’embase (EM), le moyen de fixation (MF) de la protection isolante (PI) étant fixé sur le connecteur électrique (CE) de sorte à recouvrir au moins partiellement l’embase (EM) et le moyen de séparation (MS) de la protection isolante (PI) étant agencé de sorte à séparer entièrement la première borne (BR1) de la deuxième borne (BR2). Ensemble selon la revendication précédente dans lequel la protection isolante est une protection selon la revendication 2 ou la revendication 3 dans sa dépendance à la revendication 2, et dans lequel le connecteur électrique (CE) comporte une troisième borne (BR3) associée à une troisième polarité différente de la première et de la deuxième polarité, et une quatrième bornes (BR4) associée à une quatrième polarité différente de la première polarité, de la deuxième polarité et de la troisième polarité, le moyen de séparation (MS) étant agencé de sorte à séparer entièrement les bornes (BR1-BR4) entre elles. Ensemble selon l’une des deux revendications précédentes dans lequel le moyen de séparation (MS) de la protection isolante (PI) est dimensionnées de sorte que le chemin de fuite et la distance d’isolement entre deux bornes quelconques du connecteur électrique (CE) est supérieur à une longueur seuil. Ensemble selon la revendication précédente dans lequel la longueur seuil est supérieure ou égale à 5 mm.