FR3095907A1 - Device, system and method for the electrical protection of an aircraft. - Google Patents
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Abstract
Dispositif, système et procédé de protection électrique d’un aéronef. Le dispositif (10) de protection électrique d’un aéronef (1), est un dispositif de protection différentielle d’au moins un circuit électrique comprenant un ensemble de conducteurs électriques (w1, w2). Il comprend une unité de traitement (12) configurée pour calculer une différence entre les courants circulant dans ces conducteurs électriques. Si cette différence excède un seuil prédéterminé correspondant à une courbe de protection différentielle, l’unité de traitement (12) commande l’ouverture d’un interrupteur (Sw) pour interdire la circulation de courants électriques dans les conducteurs électriques. En l’absence d’activation d’un mode de maintenance, ladite courbe de protection différentielle correspond à une première courbe de protection différentielle (20) dimensionnée pour permettre le fonctionnement d’équipements électriques de l’aéronef lors de l’exploitation en vol ou au sol de l’aéronef. Sinon, elle correspond à une deuxième courbe de protection différentielle (22) dimensionnée pour permettre la protection d’opérateurs de maintenance de l’aéronef. Figure pour l’abrégé : Fig. 2Device, system and method for the electrical protection of an aircraft. The electrical protection device (10) of an aircraft (1) is a differential protection device for at least one electrical circuit comprising a set of electrical conductors (w1, w2). It comprises a processing unit (12) configured to calculate a difference between the currents flowing in these electrical conductors. If this difference exceeds a predetermined threshold corresponding to a differential protection curve, the processing unit (12) controls the opening of a switch (Sw) to prevent the flow of electric currents in the electrical conductors. In the absence of activation of a maintenance mode, said differential protection curve corresponds to a first differential protection curve (20) sized to allow the operation of electrical equipment of the aircraft during in-flight operation. or on the ground of the aircraft. Otherwise, it corresponds to a second differential protection curve (22) sized to allow the protection of aircraft maintenance operators. Figure for the abstract: Fig. 2
Description
L’invention est relative au domaine de la protection électrique des aéronefs. Les aéronefs modernes comportent généralement des contrôleurs statiques de puissance électrique, appelés SSPC (« Solid State Power Controller » en anglais). Un SSPC a une fonction d’interrupteur pouvant être commandé à distance, via une interface de communication, par un calculateur de l’aéronef, ainsi qu’une fonction de protection électrique du circuit électrique sur lequel il est installé. Pour mettre en œuvre la fonction de protection électrique, un SSPC comprend généralement un interrupteur statique, ainsi que des capteurs de courant conformés pour mesurer des courants circulant dans des conducteurs électriques du circuit à protéger. Le SSPC comprend une unité de traitement à laquelle sont reliés les capteurs de courant, ainsi qu’une mémoire prévue pour enregistrer une courbe de protection (correspondant par exemple à une valeur de courant de défaut en fonction du temps). Lorsque la protection électrique mise en œuvre par le SSPC est de type protection différentielle, la courbe est une courbe de protection différentielle. L’unité de traitement est configurée pour acquérir desdits capteurs des mesures des courants circulant dans les conducteurs électriques lorsque l’interrupteur est fermé, pour calculer une différence de courants entre ces courants, pour surveiller si cette différence de courants excède un seuil prédéterminé correspondant à la courbe de protection différentielle et pour commander l’ouverture de l’interrupteur si la différence de courants excède ce seuil prédéterminé. La courbe de protection différentielle est dimensionnée pour permettre le fonctionnement, lors de l’exploitation en vol ou au sol de l’aéronef, d’équipements électriques reliés au circuit électrique. Une différence de courant de plusieurs centaines de milliampères entre les deux conducteurs peut être nécessaire pendant l’exploitation en vol de l’aéronef et la courbe de protection différentielle est dimensionnée en conséquence. Par ailleurs, compte tenu des niveaux de tension utilisés dans les aéronefs, il n’existe généralement pas de danger pour les opérateurs de maintenance de l’aéronef. Toutefois, à l’avenir, des niveaux de tension plus élevés sont envisagés (par exemple +270V, -270 ou 540V), pour lesquels une protection des opérateurs de maintenance sera nécessaire. Les valeurs de courant différentiel autorisées par les SSPC seront alors trop élevées pour garantir la sécurité des opérateurs de maintenance.The invention relates to the field of electrical protection of aircraft. Modern aircraft generally include static electric power controllers, called SSPC (“Solid State Power Controller”). An SSPC has a switch function that can be controlled remotely, via a communication interface, by an aircraft computer, as well as an electrical protection function of the electrical circuit on which it is installed. To implement the electrical protection function, an SSPC generally includes a static switch, as well as current sensors configured to measure currents flowing in electrical conductors of the circuit to be protected. The SSPC includes a processing unit to which the current sensors are connected, as well as a memory designed to record a protection curve (corresponding for example to a fault current value as a function of time). When the electrical protection implemented by the SSPC is of the differential protection type, the curve is a differential protection curve. The processing unit is configured to acquire from said sensors measurements of the currents flowing in the electrical conductors when the switch is closed, to calculate a difference in currents between these currents, to monitor whether this difference in currents exceeds a predetermined threshold corresponding to the differential protection curve and to control the opening of the switch if the difference in currents exceeds this predetermined threshold. The differential protection curve is sized to allow operation, during operation in flight or on the ground of the aircraft, of electrical equipment connected to the electrical circuit. A current difference of several hundred milliamps between the two conductors may be required during in-flight operation of the aircraft and the differential protection curve is sized accordingly. Furthermore, given the voltage levels used in aircraft, there is generally no danger to aircraft maintenance operators. However, in the future, higher voltage levels are considered (eg + 270V, -270 or 540V), for which protection of maintenance operators will be necessary. The differential current values authorized by the SSPCs will then be too high to guarantee the safety of maintenance operators.
La présente invention a notamment pour but d’apporter une solution à ce problème. Elle concerne un dispositif de protection électrique d’un aéronef, le dispositif comprenant :
- un ensemble de capteurs de courant conformés pour mesurer des courants circulant dans des conducteurs électriques d’un circuit électrique ;
- un interrupteur conformé pour être commandé de façon à autoriser ou à interdire la circulation de courants électriques dans lesdits conducteurs électriques ;
- une interface de communication ; et
- une unité de traitement à laquelle sont reliés lesdits capteurs de courant, l’unité de traitement étant reliée à une mémoire prévue pour enregistrer une première courbe de protection différentielle dimensionnée pour permettre le fonctionnement d’équipements électriques de l’aéronef lors de l’exploitation en vol ou au sol de l’aéronef, l’unité de traitement étant configurée pour :
. acquérir desdits capteurs des mesures de courants circulant dans lesdits conducteurs électriques, lorsque l’interrupteur est fermé ;
. calculer une différence de courants entre lesdits courants ;
. surveiller si cette différence de courants excède un seuil prédéterminé correspondant à la première courbe de protection différentielle ; et
. commander l’ouverture de l’interrupteur si la différence de courants excède ce seuil prédéterminé.
Le dispositif est remarquable en ce que ladite mémoire est configurée pour enregistrer une deuxième courbe de protection différentielle dimensionnée pour permettre la protection d’opérateurs de maintenance de l’aéronef et, l’unité de traitement est en outre configurée pour :
- recevoir de l’interface de communication une requête d’activation d’un mode de maintenance de l’aéronef et activer le mode de maintenance si l’aéronef est stationné au sol ; et
- lorsque le mode de maintenance est activé, surveiller si la différence de courants excède un seuil prédéterminé correspondant à la deuxième courbe de protection différentielle et commander l’ouverture de l’interrupteur si la différence de courants excède ce seuil prédéterminé.The object of the present invention is in particular to provide a solution to this problem. It relates to an electrical protection device for an aircraft, the device comprising:
a set of current sensors configured to measure currents flowing in electrical conductors of an electrical circuit;
- A switch shaped to be controlled so as to allow or prohibit the flow of electric currents in said electric conductors;
- a communication interface; and
a processing unit to which said current sensors are connected, the processing unit being connected to a memory designed to record a first differential protection curve sized to allow the operation of electrical equipment of the aircraft during the operation in flight or on the ground of the aircraft, the processing unit being configured for:
. acquiring from said sensors measurements of currents flowing in said electrical conductors when the switch is closed;
. calculating a difference in currents between said currents;
. monitoring whether this difference in currents exceeds a predetermined threshold corresponding to the first differential protection curve; and
. order the opening of the switch if the difference in currents exceeds this predetermined threshold.
The device is remarkable in that said memory is configured to record a second differential protection curve sized to allow the protection of aircraft maintenance operators and, the processing unit is further configured to:
receiving from the communication interface a request to activate a maintenance mode of the aircraft and activate the maintenance mode if the aircraft is parked on the ground; and
- When the maintenance mode is activated, monitor whether the difference in currents exceeds a predetermined threshold corresponding to the second differential protection curve and order the opening of the switch if the difference in currents exceeds this predetermined threshold.
Ainsi, lorsqu’un opérateur de maintenance souhaite réaliser une opération de maintenance sur l’aéronef, pour laquelle il est susceptible d’intervenir sur un équipement de l’aéronef relié à un circuit électrique, l’opérateur peut requérir l’activation du mode de maintenance pour le dispositif de protection associé à ce circuit électrique. Lorsque le mode de maintenance est activé, le dispositif de protection assure une protection différentielle du circuit électrique selon la deuxième courbe de protection, laquelle est dimensionnée pour permettre la protection d’opérateurs de maintenance. Cette protection de l’opérateur de maintenance n’est pas gênante pour les phases d’exploitation de l’aéronef, puisqu’alors la protection du circuit électrique est réalisée selon la première courbe de protection différentielle, dimensionnée pour permettre le fonctionnement d’équipements électriques lors de l’exploitation en vol de l’aéronef.Thus, when a maintenance operator wishes to carry out a maintenance operation on the aircraft, for which he is likely to intervene on an item of equipment of the aircraft connected to an electrical circuit, the operator can request the activation of the mode. maintenance for the protection device associated with this electrical circuit. When the maintenance mode is activated, the protection device provides differential protection of the electrical circuit according to the second protection curve, which is dimensioned to allow the protection of maintenance operators. This protection of the maintenance operator is not a nuisance for the operating phases of the aircraft, since then the protection of the electrical circuit is carried out according to the first differential protection curve, sized to allow the operation of equipment. electrical during in-flight operation of the aircraft.
Dans un mode particulier de réalisation, l’interrupteur est un interrupteur statique et le dispositif est un contrôleur statique de puissance électrique.In a particular embodiment, the switch is a static switch and the device is a static electric power controller.
Dans un mode de réalisation, le dispositif est configuré pour protéger électriquement au moins deux circuits électriques et l’unité de traitement est configurée pour activer le mode de maintenance de façon indépendante pour chaque circuit électrique.In one embodiment, the device is configured to electrically protect at least two electrical circuits and the processing unit is configured to activate maintenance mode independently for each electrical circuit.
L’invention est également relative à un système de protection électrique d’un aéronef. Ce système est remarquable en ce qu’il comprend :
- un réseau de communication de l’aéronef ;
- au moins un dispositif de protection électrique tel que précité, relié au réseau de communication de l’aéronef via l’interface de communication et configuré pour assurer la protection électrique d’au moins un circuit électrique de l’aéronef, chaque circuit électrique comprenant au moins une charge électrique ; et
- une interface homme machine d’un système de maintenance de l’aéronef, reliée au réseau de communication de l’aéronef et configurée de façon à permettre l’envoi d’une requête d’activation du mode de maintenance vers le dispositif de protection électrique.
L’invention est également relative à un procédé de protection électrique d’un aéronef équipé d’un dispositif de protection électrique comprenant :
- un ensemble de capteurs de courant conformés pour mesurer des courants circulant dans des conducteurs électriques d’un circuit électrique ;
- un interrupteur conformé pour être commandé de façon à autoriser ou à interdire la circulation de courants électriques dans lesdits conducteurs électriques ;
- une interface de communication ; et
- une unité de traitement à laquelle sont reliés lesdits capteurs de courant l’unité de traitement étant reliée à une mémoire prévue pour enregistrer une première courbe de protection différentielle dimensionnée pour permettre le fonctionnement d’équipements électriques de l’aéronef lors de l’exploitation en vol ou au sol de l’aéronef,
le procédé comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par l’unité de traitement :
- acquérir desdits capteurs des mesures de courants circulant dans lesdits conducteurs électriques, lorsque l’interrupteur est fermé ;
- calculer une différence de courants entre lesdits courants ;
- surveiller si cette différence de courants excède un seuil prédéterminé correspondant à la première courbe de protection différentielle ; et
- commander l’ouverture de l’interrupteur si la différence de courants excède ce seuil prédéterminé.
Le procédé est remarquable en ce que ladite mémoire étant configurée pour enregistrer une deuxième courbe de protection différentielle dimensionnée pour permettre la protection d’opérateurs de maintenance de l’aéronef, le procédé comprend en outre les étapes suivantes mises en œuvre par l’unité de traitement :
- recevoir de l’interface de communication une requête d’activation d’un mode de maintenance de l’aéronef et activer le mode de maintenance si l’aéronef est stationné au sol ; et
- lorsque le mode de maintenance est activé, surveiller si la différence de courants excède un seuil prédéterminé correspondant à la deuxième courbe de protection différentielle et commander l’ouverture de l’interrupteur si la différence de courants excède ce seuil prédéterminé.The invention also relates to an electrical protection system for an aircraft. This system is remarkable in that it includes:
- an aircraft communication network;
- at least one electrical protection device as mentioned above, connected to the communication network of the aircraft via the communication interface and configured to ensure the electrical protection of at least one electrical circuit of the aircraft, each electrical circuit comprising at least one electric charge; and
- a man-machine interface of an aircraft maintenance system, connected to the aircraft communication network and configured so as to allow the sending of a maintenance mode activation request to the protection device electric.
The invention also relates to a method for the electrical protection of an aircraft equipped with an electrical protection device comprising:
a set of current sensors configured to measure currents flowing in electrical conductors of an electrical circuit;
- A switch shaped to be controlled so as to allow or prohibit the flow of electric currents in said electric conductors;
- a communication interface; and
a processing unit to which said current sensors are connected, the processing unit being connected to a memory designed to record a first differential protection curve sized to allow the operation of electrical equipment of the aircraft during operation in flight or on the ground of the aircraft,
the method comprising the following steps implemented by the processing unit:
- Acquiring from said sensors measurements of currents flowing in said electrical conductors, when the switch is closed;
- calculate a difference in currents between said currents;
- monitoring whether this difference in currents exceeds a predetermined threshold corresponding to the first differential protection curve; and
- order the opening of the switch if the difference in currents exceeds this predetermined threshold.
The method is remarkable in that said memory being configured to record a second differential protection curve dimensioned to allow the protection of aircraft maintenance operators, the method further comprises the following steps implemented by the control unit. treatment :
receiving from the communication interface a request to activate a maintenance mode of the aircraft and activate the maintenance mode if the aircraft is parked on the ground; and
- When the maintenance mode is activated, monitor whether the difference in currents exceeds a predetermined threshold corresponding to the second differential protection curve and order the opening of the switch if the difference in currents exceeds this predetermined threshold.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de protection électrique étant configuré pour protéger électriquement au moins deux circuits électriques, à l’étape de réception d’une requête d’activation d’un mode de maintenance de l’aéronef, ladite requête peut être relative à un seul desdits au moins deux circuits électriques et l’activation du mode de maintenance peut être réalisée de façon indépendante pour chaque circuit électrique.In one embodiment, the electrical protection device being configured to electrically protect at least two electrical circuits, at the step of receiving a request to activate a maintenance mode of the aircraft, said request can be relating to only one of said at least two electrical circuits and the activation of the maintenance mode can be carried out independently for each electrical circuit.
L’invention est également relative à un aéronef comprenant un système de protection électrique tel que précité.The invention also relates to an aircraft comprising an electrical protection system as mentioned above.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures annexées.
Le dispositif 10 de protection électrique d’un aéronef, tel que représenté sur la figure 2, comprend un interrupteur Sw prévu pour être monté en série avec un premier conducteur électrique w1 et un deuxième conducteur électrique w2 d’un circuit électrique c1. Le dispositif 10 comprend également un premier capteur de courant s1 associé au premier conducteur électrique w1 et un deuxième capteur de courant s2 associé au deuxième conducteur électrique w2. Le dispositif comprend en outre une unité de traitement 12 (libellée Proc sur la figure), par exemple un processeur ou un microprocesseur, ainsi qu’une mémoire 14 (libellée Mem sur la figure). Les deux capteurs de courant s1 et s2 sont reliés respectivement à deux entrées de l’unité de traitement 12. Selon un exemple de réalisation, les capteurs s1 et s2 sont des capteurs de courant de type inductif. Selon un autre exemple de réalisation, ces capteurs de courant sont de type shunt. La mémoire 14 est également reliée à l’unité de traitement 12. Le dispositif de protection 10 comprend également une interface de communication 16 reliée à l’unité de traitement 12. Le circuit électrique c1 est un circuit électrique de l’aéronef prévu pour alimenter électriquement au moins une charge électrique 18, par exemple un moteur électrique comme représenté sur la figure. Le dispositif 10 de protection électrique est placé en amont de la charge 18 sur le circuit électrique c1, de façon à pouvoir couper, si nécessaire, un courant électrique dans ladite charge au moyen de l’interrupteur Sw. Dans l’exemple représenté sur la figure, le circuit électrique c1 est un circuit bipolaire et l’interrupteur Sw est un interrupteur bipolaire. L’invention n’est toutefois pas limitée à un dispositif de protection d’un circuit bipolaire. En effet, le circuit électrique c1 pourrait aussi comprendre un nombre plus élevé de conducteurs (correspondant par exemple à un circuit tripolaire, quadripolaire, etc.), le dispositif 10 de protection électrique comprenant alors un interrupteur Sw prévu pour ce nombre de conducteurs (un interrupteur tripolaire, quadripolaire, etc.) et un nombre de capteurs de courant s1, s2… correspondant à ce nombre de conducteurs. Dans un mode particulier de réalisation, l’interrupteur Sw est un interrupteur statique et le dispositif 10 de protection électrique est un contrôleur statique de puissance électrique de type SSPC.The device 10 for the electrical protection of an aircraft, as shown in FIG. 2, comprises a switch Sw intended to be mounted in series with a first electrical conductor w1 and a second electrical conductor w2 of an electrical circuit c1. The device 10 also comprises a first current sensor s1 associated with the first electrical conductor w1 and a second current sensor s2 associated with the second electrical conductor w2. The device further comprises a processing unit 12 (labeled Proc in the figure), for example a processor or a microprocessor, as well as a memory 14 (labeled Mem in the figure). The two current sensors s1 and s2 are respectively connected to two inputs of the processing unit 12. According to an exemplary embodiment, the sensors s1 and s2 are current sensors of the inductive type. According to another exemplary embodiment, these current sensors are of the shunt type. The memory 14 is also connected to the processing unit 12. The protection device 10 also comprises a communication interface 16 connected to the processing unit 12. The electrical circuit c1 is an electrical circuit of the aircraft intended to supply power. electrically at least one electric load 18, for example an electric motor as shown in the figure. The electrical protection device 10 is placed upstream of the load 18 on the electrical circuit c1, so as to be able to cut off, if necessary, an electrical current in said load by means of the switch Sw. In the example shown in FIG. figure, the electrical circuit c1 is a bipolar circuit and the switch Sw is a bipolar switch. The invention is not, however, limited to a device for protecting a bipolar circuit. Indeed, the electrical circuit c1 could also include a higher number of conductors (corresponding for example to a three-pole, four-pole, etc.), the electrical protection device 10 then comprising a switch Sw provided for this number of conductors (one three-pole, four-pole switch, etc.) and a number of current sensors s1, s2… corresponding to this number of conductors. In a particular embodiment, the switch Sw is a static switch and the electrical protection device 10 is a static electrical power controller of the SSPC type.
Le dispositif 10 de protection électrique est par exemple installé dans une soute avionique 2, à proximité du cockpit 3 de l’aéronef 1 illustré sur la figure 1.The electrical protection device 10 is for example installed in an avionics hold 2, near the cockpit 3 of the aircraft 1 illustrated in FIG. 1.
La mémoire 14 est configurée pour enregistrer une première courbe de protection différentielle dimensionnée pour permettre le fonctionnement d’équipements électriques de l’aéronef lors de l’exploitation en vol ou au sol de l’aéronef, ainsi qu’une deuxième courbe de protection différentielle dimensionnée pour permettre la protection d’opérateurs de maintenance de l’aéronef. Un exemple de première courbe 20 est illustré sur la figure 3. Cette courbe est prévue pour permettre un différentiel de courant permanent de 10A entre les conducteurs w1 et w2 pendant le fonctionnement de charges électriques lors de l’exploitation en vol de l’aéronef. Cette valeur de 10A est donnée uniquement à titre d’exemple et dépend des caractéristiques de la charge ou des charges 18 alimentées par le circuit électrique considéré. Un exemple de deuxième courbe 22 est illustré sur la figure 4. Afin de permettre la protection d’opérateurs de maintenance, cette courbe est prévue pour permettre un différentiel de courant de 500mA pendant une durée limitée à 30ms ou un différentiel de courant permanent de seulement 30mA. D’autres valeurs d’intensité et de durée sont bien entendu possibles en fonction des normes de protection applicables.The memory 14 is configured to record a first differential protection curve sized to allow the operation of the electrical equipment of the aircraft during the operation in flight or on the ground of the aircraft, as well as a second differential protection curve. dimensioned to allow the protection of aircraft maintenance operators. An example of a first curve 20 is illustrated in FIG. 3. This curve is provided to allow a permanent current differential of 10A between the conductors w1 and w2 during the operation of electrical loads during the operation in flight of the aircraft. This value of 10A is given only by way of example and depends on the characteristics of the load or loads 18 supplied by the electrical circuit considered. An example of a second curve 22 is illustrated in FIG. 4. In order to allow the protection of maintenance operators, this curve is designed to allow a current differential of 500mA for a period limited to 30ms or a permanent current differential of only 30mA. Other intensity and duration values are of course possible depending on the applicable protection standards.
Dans un exemple de mise en œuvre illustré sur la figure 5, le dispositif de protection électrique 10 fait partie d’un système 50 de protection électrique d’un aéronef. Outre le dispositif de protection électrique 10, le système de protection électrique 50 comprend un réseau de communication 30, ainsi qu’une interface homme-machine 40 d’un système de maintenance de l’aéronef. Cette interface homme-machine 40 est reliée au réseau de communication 30 et le dispositif de protection électrique 10 est également relié au réseau de communication 30 au moyen de son interface de communication 16. Le dispositif de protection électrique 10 est configuré pour protéger électriquement un ensemble de circuits électriques c1 … ci alimentant électriquement un ensemble de charges électriques 18a … 18n.In an exemplary implementation illustrated in FIG. 5, the electrical protection device 10 is part of a system 50 for the electrical protection of an aircraft. In addition to the electrical protection device 10, the electrical protection system 50 comprises a communication network 30, as well as a man-machine interface 40 of an aircraft maintenance system. This man-machine interface 40 is connected to the communication network 30 and the electrical protection device 10 is also connected to the communication network 30 by means of its communication interface 16. The electrical protection device 10 is configured to electrically protect an assembly. of electric circuits c1… ci supplying electrically a set of electric loads 18a… 18n.
En fonctionnement, lorsque l’interrupteur Sw est fermé, l’unité de traitement 12 acquiert du premier capteur s1 une mesure d’un premier courant circulant dans le premier conducteur w1 et acquiert du deuxième capteur s2 une mesure d’un deuxième courant circulant dans le deuxième conducteur w2. L’unité de traitement calcule une différence de courants entre le premier courant et le deuxième courant et elle surveille si cette différence de courants excède un seuil prédéterminé correspondant à l’une des courbes de protection différentielle 20, 22 enregistrées dans la mémoire 14. Si la différence de courants excède ce seuil prédéterminé, l’unité de traitement commande l’ouverture de l’interrupteur. En l’absence de réception d’une requête relative à l’activation d’un mode de maintenance, la courbe de protection différentielle utilisée par l’unité de traitement correspond à la première courbe de protection différentielle 20. Ledit seuil prédéterminé correspondant à cette courbe de protection différentielle 20, dans l’exemple représenté sur la figure 3, est en permanence de 10A. Ce seuil est suffisamment élevé pour permettre le fonctionnement de la charge 18 pendant l’exploitation en vol de l’aéronef, sans risquer un déclenchement intempestif de la protection différentielle. Il serait toutefois trop élevé pour garantir la protection d’un opérateur de maintenance de l’aéronef. Toutefois, cela ne pose pas problème étant donné qu’aucun opérateur de maintenance ne peut intervenir sur les systèmes électriques de l’aéronef pendant l’exploitation en vol ou au sol de l’aéronef. Lorsque l’aéronef est stationné au sol et qu’un opérateur de maintenance souhaite intervenir sur un circuit électrique c1 … ci de l’aéronef, l’opérateur de maintenance utilise l’interface homme-machine 40 pour envoyer, vers le dispositif 10 de protection électrique, une requête d’activation d’un mode de maintenance, au moins pour le circuit électrique considéré. Lorsque l’unité de traitement reçoit ladite requête, elle active le mode de maintenance pour le (ou les) circuit(s)s électrique(s) considéré(s). La courbe de protection différentielle utilisée par l’unité de traitement correspond alors à la deuxième courbe de protection différentielle 22. Le seuil prédéterminé correspondant à cette courbe de protection différentielle 22, dans l’exemple représenté sur la figure 4, est de 500mA pendant une durée limitée à 30ms et de 30mA en permanence. Ce seuil prédéterminé de différentiel de courant permet d’assurer la protection de l’opérateur de maintenance lorsqu’il intervient sur le circuit électrique.In operation, when the switch Sw is closed, the processing unit 12 acquires from the first sensor s1 a measurement of a first current flowing in the first conductor w1 and acquires from the second sensor s2 a measurement of a second current flowing in the second conductor w2. The processing unit calculates a difference in currents between the first current and the second current and it monitors whether this difference in currents exceeds a predetermined threshold corresponding to one of the differential protection curves 20, 22 recorded in the memory 14. If the difference in currents exceeds this predetermined threshold, the processing unit controls the opening of the switch. In the absence of receipt of a request relating to the activation of a maintenance mode, the differential protection curve used by the processing unit corresponds to the first differential protection curve 20. Said predetermined threshold corresponding to this differential protection curve 20, in the example shown in FIG. 3, is permanently 10A. This threshold is high enough to allow the load 18 to operate during in-flight operation of the aircraft, without risking untimely tripping of the differential protection. However, it would be too high to guarantee the protection of an aircraft maintenance operator. However, this is not a problem since no maintenance operator can intervene on the aircraft's electrical systems during in-flight or ground operation of the aircraft. When the aircraft is parked on the ground and a maintenance operator wishes to intervene on an electrical circuit c1… ci of the aircraft, the maintenance operator uses the man-machine interface 40 to send, to the device 10 of electrical protection, a request to activate a maintenance mode, at least for the electrical circuit in question. When the processing unit receives said request, it activates the maintenance mode for the electrical circuit (s) considered. The differential protection curve used by the processing unit then corresponds to the second differential protection curve 22. The predetermined threshold corresponding to this differential protection curve 22, in the example shown in FIG. 4, is 500mA for a period of time. duration limited to 30ms and 30mA permanently. This predetermined current differential threshold ensures the protection of the maintenance operator when working on the electrical circuit.
L’unité de traitement 12 acquiert en outre une information, disponible à bord de l’aéronef, relative à l’état de l’aéronef (exploitation en vol ou au sol, ou bien stationnement au sol). Lors de la réception d’une requête d’activation du mode de maintenance, l’unité de traitement n’active le mode de maintenance que si cette information correspond à un stationnement au sol de l’aéronef. De façon avantageuse, l’unité de traitement désactive automatiquement le mode de maintenance, s’il était encore actif, lorsque l’information relative à l’état de l’aéronef passe de l’état stationnement au sol à l’état exploitation en vol ou au sol. Cela permet d’éviter un déclenchement intempestif de la protection différentielle lors de l’exploitation de l’aéronef.The processing unit 12 also acquires information, available on board the aircraft, relating to the condition of the aircraft (operation in flight or on the ground, or parking on the ground). When receiving a request to activate the maintenance mode, the processing unit activates the maintenance mode only if this information corresponds to the aircraft being parked on the ground. Advantageously, the processing unit automatically deactivates the maintenance mode, if it was still active, when the information relating to the state of the aircraft passes from the parked state on the ground to the operating state in flight or ground. This makes it possible to prevent inadvertent tripping of the differential protection during operation of the aircraft.
Le dispositif de protection différentielle 10 présente l’avantage de pouvoir être adapté aussi bien à l’exploitation en vol ou au sol de l’aéronef, qu’à des opérations de maintenance de l’aéronef lorsque celui-ci est stationné au sol, cela par un simple paramétrage au moyen d’une requête envoyée par l’interface homme-machine 40. Aucune reconfiguration matérielle du dispositif de protection différentielle 10 n’est nécessaire.The differential protection device 10 has the advantage of being able to be adapted both to the operation in flight or on the ground of the aircraft, and to maintenance operations of the aircraft when the latter is parked on the ground, this by a simple parameterization by means of a request sent by the man-machine interface 40. No hardware reconfiguration of the differential protection device 10 is necessary.
Sans sortir du cadre de l’invention, la requête d’activation du mode de maintenance peut être relative aussi bien à un seul circuit électrique qu’à un sous-ensemble de l’ensemble des circuits électriques (c1 … ci) ou qu’à l’ensemble des circuits électriques surveillés par le dispositif de protection différentielle 10.Without departing from the scope of the invention, the request for activating the maintenance mode may relate to a single electrical circuit as well as to a sub-assembly of all the electrical circuits (c1 ... ci) or that to all the electrical circuits monitored by the differential protection device 10.
Outre la protection différentielle des circuits électriques (c1 … ci), le dispositif 10, par exemple de type SSPC, peut en outre assurer une protection desdits circuits contre les surintensités.In addition to the differential protection of the electrical circuits (c1… ci), the device 10, for example of the SSPC type, can also provide protection of said circuits against overcurrents.
Claims (7)
- un ensemble de capteurs de courant (s1, s2) conformés pour mesurer des courants circulant dans des conducteurs électriques (w1, w2) d’un circuit électrique (c1) ;
- un interrupteur (Sw) conformé pour être commandé de façon à autoriser ou à interdire la circulation de courants électriques dans lesdits conducteurs électriques ;
- une interface de communication (16) ; et
- une unité de traitement (12) à laquelle sont reliés lesdits capteurs de courant (s1, s2) l’unité de traitement étant reliée à une mémoire (14) prévue pour enregistrer une première courbe de protection différentielle (20) dimensionnée pour permettre le fonctionnement d’équipements électriques de l’aéronef lors de l’exploitation en vol ou au sol de l’aéronef, l’unité de traitement étant configurée pour :
. acquérir desdits capteurs (s1, s2) des mesures de courants circulant dans lesdits conducteurs électriques (w1, w2), lorsque l’interrupteur (Sw) est fermé ;
. calculer une différence de courants entre lesdits courants ;
. surveiller si cette différence de courants excède un seuil prédéterminé correspondant à la première courbe de protection différentielle (20) ; et
. commander l’ouverture de l’interrupteur (Sw) si la différence de courants excède ce seuil prédéterminé,
caractérisé en ce que ladite mémoire est configurée pour enregistrer une deuxième courbe de protection différentielle (22) dimensionnée pour permettre la protection d’opérateurs de maintenance de l’aéronef et, l’unité de traitement est en outre configurée pour :
- recevoir de l’interface de communication (16) une requête d’activation d’un mode de maintenance de l’aéronef et activer le mode de maintenance si l’aéronef est stationné au sol ; et
- lorsque le mode de maintenance est activé, surveiller si la différence de courants excède un seuil prédéterminé correspondant à la deuxième courbe de protection différentielle (22) et commander l’ouverture de l’interrupteur (Sw) si la différence de courants excède ce seuil prédéterminé.Device (10) for the electrical protection of an aircraft (1), the device comprising:
- a set of current sensors (s1, s2) shaped to measure currents flowing in electrical conductors (w1, w2) of an electrical circuit (c1);
- A switch (Sw) shaped to be controlled so as to allow or prohibit the flow of electric currents in said electrical conductors;
- a communication interface (16); and
- a processing unit (12) to which said current sensors (s1, s2) are connected, the processing unit being connected to a memory (14) provided for recording a first differential protection curve (20) dimensioned to allow the operation of electrical equipment of the aircraft during operation in flight or on the ground of the aircraft, the processing unit being configured for:
. acquiring from said sensors (s1, s2) measurements of currents flowing in said electrical conductors (w1, w2), when the switch (Sw) is closed;
. calculating a current difference between said currents;
. monitoring whether this current difference exceeds a predetermined threshold corresponding to the first differential protection curve (20); and
. order the opening of the switch (Sw) if the difference in currents exceeds this predetermined threshold,
characterized in that said memory is configured to store a second differential protection curve (22) dimensioned to allow the protection of aircraft maintenance operators and, the processing unit is further configured to:
- Receiving from the communication interface (16) a request for activation of a maintenance mode of the aircraft and activating the maintenance mode if the aircraft is parked on the ground; and
- when the maintenance mode is activated, monitoring whether the current difference exceeds a predetermined threshold corresponding to the second differential protection curve (22) and controlling the opening of the switch (Sw) if the current difference exceeds this threshold predetermined.
- un réseau de communication (30) de l’aéronef ;
- au moins un dispositif de protection électrique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, relié au réseau de communication de l’aéronef via l’interface de communication (16) et configuré pour assurer la protection électrique d’au moins un circuit électrique (c1 … ci) de l’aéronef, chaque circuit électrique comprenant au moins une charge électrique (18a … 18n) ; et
- une interface homme machine (40) d’un système de maintenance de l’aéronef, reliée au réseau de communication de l’aéronef et configurée de façon à permettre l’envoi d’une requête d’activation du mode de maintenance vers le dispositif de protection électrique.Electrical protection system (50) of an aircraft (1), characterized in that it comprises:
- a communication network (30) of the aircraft;
- at least one electrical protection device (10) according to any one of the preceding claims, connected to the communication network of the aircraft via the communication interface (16) and configured to ensure the electrical protection of at least one electrical circuit (c1...ci) of the aircraft, each electrical circuit comprising at least one electrical load (18a...18n); and
- a man-machine interface (40) of an aircraft maintenance system, connected to the communication network of the aircraft and configured in such a way as to allow the sending of a maintenance mode activation request to the electrical protection device.
- un ensemble de capteurs de courant (s1, s2)) conformés pour mesurer des courants circulant dans des conducteurs électriques (w1, w2) d’un circuit électrique (c1) ;
- un interrupteur (Sw) conformé pour être commandé de façon à autoriser ou à interdire la circulation de courants électriques dans lesdits conducteurs électriques ;
- une interface de communication (16) ; et
- une unité de traitement (12) à laquelle sont reliés lesdits capteurs de courant (s1, s2) l’unité de traitement étant reliée à une mémoire (14) prévue pour enregistrer une première courbe de protection différentielle (20) dimensionnée pour permettre le fonctionnement d’équipements électriques de l’aéronef lors de l’exploitation en vol ou au sol de l’aéronef,
le procédé comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par l’unité de traitement :
- acquérir desdits capteurs (s1, s2) des mesures de courants circulant dans lesdits conducteurs électriques (w1, w2), lorsque l’interrupteur (Sw) est fermé ;
- calculer une différence de courants entre lesdits courants ;
- surveiller si cette différence de courants excède un seuil prédéterminé correspondant à la première courbe de protection différentielle (20) ; et
- commander l’ouverture de l’interrupteur (Sw) si la différence de courants excède ce seuil prédéterminé,
caractérisé en ce que ladite mémoire (14) étant configurée pour enregistrer une deuxième courbe de protection différentielle (22) dimensionnée pour permettre la protection d’opérateurs de maintenance de l’aéronef, le procédé comprend en outre les étapes suivantes mises en œuvre par l’unité de traitement (12) :
- recevoir de l’interface de communication (16) une requête d’activation d’un mode de maintenance de l’aéronef et activer le mode de maintenance si l’aéronef est stationné au sol ; et
- lorsque le mode de maintenance est activé, surveiller si la différence de courants excède un seuil prédéterminé correspondant à la deuxième courbe de protection différentielle (22) et commander l’ouverture de l’interrupteur (Sw) si la différence de courants excède ce seuil prédéterminé.Method of electrical protection of an aircraft (1) equipped with an electrical protection device (10) comprising:
- a set of current sensors (s1, s2)) shaped to measure currents flowing in electrical conductors (w1, w2) of an electrical circuit (c1);
- A switch (Sw) shaped to be controlled so as to allow or prohibit the flow of electric currents in said electrical conductors;
- a communication interface (16); and
- a processing unit (12) to which said current sensors (s1, s2) are connected, the processing unit being connected to a memory (14) provided for recording a first differential protection curve (20) dimensioned to allow the operation of aircraft electrical equipment during in-flight or ground operation of the aircraft,
the method comprising the following steps implemented by the processing unit:
- acquiring from said sensors (s1, s2) measurements of currents flowing in said electrical conductors (w1, w2), when the switch (Sw) is closed;
- calculating a current difference between said currents;
- monitoring whether this current difference exceeds a predetermined threshold corresponding to the first differential protection curve (20); and
- order the opening of the switch (Sw) if the difference in currents exceeds this predetermined threshold,
characterized in that said memory (14) being configured to record a second differential protection curve (22) dimensioned to allow the protection of aircraft maintenance operators, the method further comprises the following steps implemented by the processing unit (12):
- Receiving from the communication interface (16) a request for activation of a maintenance mode of the aircraft and activating the maintenance mode if the aircraft is parked on the ground; and
- when the maintenance mode is activated, monitoring whether the current difference exceeds a predetermined threshold corresponding to the second differential protection curve (22) and controlling the opening of the switch (Sw) if the current difference exceeds this threshold predetermined.
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| FR1904878A FR3095907A1 (en) | 2019-05-10 | 2019-05-10 | Device, system and method for the electrical protection of an aircraft. |
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| FR1904878 | 2019-05-10 |
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