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Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Généralités 3-3 APPAREILLAGE DE PROTECTION Contenu.

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1 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Généralités 3-3 APPAREILLAGE DE PROTECTION Contenu du chapitre Rôle de lappareillage de protection Méthodes de protection Éléments constitutifs Types de dispositifs de protection Fusibles Limiteurs de courant Disjoncteurs thermiques Disjoncteurs magnétiques Disjoncteurs magnéto-thermiques Choix des systèmes de protection Circuit de protection magnéto-thermique

2 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Généralités La puissance maintenant utilisée à bord des aéronefs est en croissance continue Ce phénomène et aussi la mise à la masse du négatif nécessitent la protection de l'ensemble des consommateurs contre les dangers de cette énergie Un défaut d'origine électrique peut mettre hors service une bonne partie d'éléments vitaux de l'avion, ou bien devenir la source d'un incendie à bord Les défauts se manifestent principalement sous deux formes dans un circuit : coupure du conducteur court - circuit (connexion accidentelle de deux conducteurs à des potentiels différents)

3 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Généralités Coupure Causes soudures / sertissages mal faits Résultats perte de contrôle de la servitude (plus de courant dans le circuit) il ny a pas une libération excessive d'énergie

4 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Généralités Court - circuit Causes entretien négligé du matériel frottement des câbles du aux vibrations pertes de propriétés des isolants (vieillissement) connexions soudées/serties malfaites

5 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Généralités Court - circuit Résultats augmentation sensible de lintensité dans le circuit et dans le réseau perte de contrôle du consommateur chute de la tension du réseau si le court-circuit est permanent perte de contrôle de la totalité du réseau risque d'incendie combustion des isolants projection de métal en fusion étincelles

6 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Rôle de lappareillage de protection Vu que ce sont les courts-circuits qui produisent les plus grands dégâts, il faut réduire au minimum leurs conséquences par : lisolement rapide du circuit en défaut la limitation des perturbations sur le reste du réseau la réduction des risques dincendie

7 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Méthodes de protection La méthode de base consiste dans le contrôle de la surintensité (surcharge) au dessus de la valeur normale (nominale) du courant Il y a aussi dautres méthodes de protection qui sont basées sur le contrôle : du sens du courant du courant différentiel du survoltage du sous voltage du déséquilibre des phases Ces autres méthodes de protection sont plutôt inclues dans les unités de contrôle des systèmes de génération et distribution de lénergie électrique

8 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Éléments constitutifs dun dispositif de protection Les deux éléments sont presque toujours groupés ensemble : un élément détecteur de la surintensité un élément douverture du circuit

9 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Dispositifs de protection Deux grandes catégories de dispositifs de protection sont présentement utilisées en aviation : les fusibles dispositifs de protection à unique utilisation (après le fonctionnement ils doivent être remplacés) les disjoncteurs dispositifs de protection à multiple utilisation (ils peuvent être réarmés après avoir ouvert le circuit quils protègent) Voir photos Voir photo

10 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Fusibles (1) Lélévation de température résultant dun accroissement dintensité engendre la fusion dun fil dalliage (Ag, Al, étain) La fusion est limitée dans une enceinte réduite (faite dun tube de verre / Bakélite / céramique), pour éviter la projection du métal en fusion Le fil est en contact avec deux calottes métalliques qui connectent lélément dans le circuit à protéger Les fusibles doivent supporter lintensité du courant en régime permanent et cest cette valeur qui est indiqué sur les fusibles Ils sont connectés en série avec les consommateurs quils doivent protéger

11 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Fusibles (2) Pour les fusibles à faibles valeurs (light-duty fuses) on utilise comme moyens d'emplacement des montures spéciales Un couvercle vissé tien le fusible fixé dans le corps de la monture, et permet aussi le test du fusible à travers un petit trou

12 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Fusibles (3) Les fusibles à grande valeur (heavy-duty fuses) sont aussi appelés fusibles rapides Leur tube est rempli de silice ou poudre d'amiante ou quartz granulaire ou encore carbonate de calcium (craie) pour éviter toute dissipation thermique et l'effet explosive de l'arc électrique qui peut se constituer dans la rupture À l'intérieur il y a plusieurs éléments fusibles identiques branchés en parallèle Ils vont fusionner l'un après l'autre dans une séquence très rapide

13 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Fusibles (4) Le temps de fusion dépends du rapport I/I n et il est différent pour fusibles à faible valeur et fusibles rapides I/I n Fusibles rapides Temps (sec) Fusibles à faible valeur Temps (sec) < 120< 140 2< 36 < t < 80 3< 0.72 < t < 20 5< < t < 6 10< < t < 1

14 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Fusibles (5) Les règlements de la FAA (FAR - Federal Air Regulation) stipulent que à bord de l'aéronef on doit trouver des fusibles disponibles pour remplacer ceux qui ont brûlé Le nombre des fusibles disponibles doit être 50% du nombre total de chaque type ou un (lequel est plus grand)

15 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Limiteurs de courant Sont destinés à limiter le courant à des valeurs prédéterminées Ils sont en fait des fusibles lents (slow-blow fuses) et sont utilisés dans des circuits de grande puissance Pour un temps limité ils vont supporter une valeur plus grande que la valeur inscrite Ils sont faits d'une bande en cuivre enfermée dans une enceinte rectangulaire en céramique qui a une fenêtre de visitation en verre ou mica

16 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Disjoncteurs thermiques Ils servent les mêmes buts que les fusibles, mais ils sont réarmables manuellement Ils fonctionnent comme un interrupteur manuel, mais le déclenchement se fait automatiquement Le mécanisme de déclenchement est appelé à "déclenchement libre " (free- tripping device).

17 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Disjoncteurs thermiques La construction d'un disjoncteur comporte 3 ensembles majeurs : le bilame (élément détecteur de la surintensité ) l'unité de contact (type interrupteur) le mécanisme de verrouillage et de déverrouillage Un bouton - poussoir est prévu pour le réarmement manuel et pour le déclenchement manuel pour la situation où on veut isoler un certain circuit Voir chapitre Appareillage de contrôle

18 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Disjoncteurs thermiques

19 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Disjoncteurs thermiques

20 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Disjoncteurs thermiques Après que le disjoncteur a coupé le circuit on doit le réarmer Pour ça faire on tire le bouton - poussoir à sa position extrême (FULL OFF) et puis on l'enfonce Si la cause du fonctionnement du disjoncteur a été une surcharge temporaire, accidentelle, on peut le réarmer tout de suite Si, quand même il déclenche de nouveau, on doit enlever la cause - le défaut dans le circuit On ne doit pas faire trop des essais de réarmement sinon on peut endommager le conducteur ou même causer un feu Voir photo avec fils brûlés

21 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Disjoncteurs thermiques Pour les disjoncteurs thermiques on doit attendre un certain temps pour que le bilame se refroidisse, avant de les réarmer Le temps nécessaire pour actionner dépends aussi de la température ambiante, en outre que le rapport I/I n I/I n Température=-40°C temps(sec) Température=+20°C temps(sec) Température =+57°C temps(sec) < t < < t < < t < < t < 9017 < t < < t < < t < 4512 < t < < t < 5012 < t < 258 < t < < t < < t < 52 < t < < t < 51.5 < t < < t < 1.5

22 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Disjoncteur magnétique L'élément détecteur est un enroulement Lorsque I n est atteint, le flux produit par la bobine attire la palette mobile et le contact est déverrouillé grâce au ressort Le temps de réponse et plus court, parce qu'il n'y a pas d'inertie thermique

23 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Disjoncteur magnéto - thermique L'élément détecteur est double - bobine et bilame Le premier à actionner le mécanisme de verrouillage est la bobine 1 Si le courant n'est pas suffisant c'est la déformation du bilame qui excite la deuxième bobine Les deux flux s'additionnent et le déclenchement est provoqué

24 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Disjoncteur magnéto - thermique

25 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Protection magnéto - thermique Le circuit se caractérise par un inverseur à deux position : normale et secours La position de secours permet d'outrepasser la protection en cas de nécessité absolue on peut alimenter ainsi directement le relais de commande

26 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Choix des systèmes de protection Type de circuitRemarquesType de protection lignes d'alimentationintensité élevéedisjoncteurs magnétiques et fusibles rapides lignes de contrôle ou de commande disjoncteurs thermiques ou fusibles lents circuits de sécuritéoutrepasser la protection relais magnéto - thermique circuits à fort appel de courant surintensité normaledisjoncteur thermique -

27 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Choix des systèmes de protection Selon la valeur I n les valeurs des fusibles et des disjoncteurs sont donnés par rapport au calibre du conducteur protégé (le calibre est obtenu fonction du courant nominal dans le circuit) Voir chapitre Normes AC 43-13

28 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002 Fusibles

29 Circuits simples daéronefs – Appareillage de protection Électricité pour aéronefs © Andrei Radulescu 2002

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