Analyse statistique des évènements conséquents à la présence d’un objet conducteur entre deux électrodes

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Risacher, Aurore and Belijar, Guillaume and Hermette, Loïc : Analyse statistique des évènements conséquents à un arc électrique amorcé par la présence d’un objet conducteur, CAE XIII ACE 2017, Nancy,France, 2017, (20 – 21 Mars)

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Analyse statistique des évènements conséquents à la présence d’un objet conducteur entre deux électrodes

A. Risacher ¹ , G. Belijar ¹ , L. Hermette ¹

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IRT Saint Exupéry, Site de Toulouse, 118 route de Narbonne - CS 44248, 31432 Toulouse Cedex 4 (France)

Contact : Aurore Risacher

Email. aurore.risacher@irt-saintexupery.com Tel. +(33)5 61 00 67 96

Chef de projet : Laurent Albert

Email. laurent.albert@irt-saintexupery.com Tel. +(33)5 61 00 40 25

Contexte de l’étude

L’évolution dans le milieu aéronautique vers les avions plus électriques mène à une multiplication des pièces sous tension et, pour des problématiques de volume et de masse des équipements embarqués, à une augmentation des niveaux de tension combinée à une diminution des distances entre pièces sous tension. Cette combinaison augmente le risque d’apparition d’arcs électriques, potentiellement destructeurs pour les systèmes. Ce risque est d’autant plus élevé en présence d’objets conducteurs (FOD ou DOD) pouvant être à l’origine de l’amorçage d’arcs électriques, lors d’un contact entre deux pièces nues sous tension.

Objectifs de l’étude

 Guide de conception de protections mécaniques :

• Détection des évènements consécutifs à la présence d’objets

• Influence de la géométrie des objets

 Guide de conception d’organes de protection électriques :

• Mesures électriques

• Identification des signatures associées aux évènements

Conclusion

L’étude des évènements consécutifs à la présence d’un objet conducteur entre deux pièces nues sous tension a démontré une forte corrélation entre la géométrie des objets et le comportement observé. Le caractère destructeur résultant de la présence d’un objet conducteur est avéré. Cette étude semble démontrer une différence de gravité suivant les différents cas, ouvrant la possibilité pour donner un guide de conception pour des protections mécaniques des systèmes. De plus, les mesures électriques ont permis l’identification de signatures propres à chaque évènement qui pourront, à terme, être utilisées afin de développer des organes de protections électriques adaptées.

www.irt-saintexupery.com

Dispositif expérimental

Analyse statistique des évènements

 Etude menée sur des âmes de câbles aéronautiques multibrins en cuivre nickelé

 Dépendance des évènements corrélée à la géométrie des objets

 Lorsque le diamètre augmente, le comportement passe de l’objet éjecté à soudé d’un côté puis des deux côtés avec des transitions entre ces évènements

 La transition entre objet éjecté et soudé est nette sur la durée moyenne d’arc

 La transition entre soudé d’un et deux côtés peut être observée sur le nombre moyen d’arcs

Signatures électriques Arc électrique lors de l’éjection

 Observation par caméra rapide d’un arc amorcé lors de l’éjection d’un objet

 2,2 ms entre chaque images

 Les arcs engendrés peuvent atteindre des longueurs susceptibles d’être dommageables

Support d’électrode après extinction d’un arc électrique

Electrodes après extinction d’un arc électrique

arc électrique