EP-4332600-B1 - SHORT-CIRCUIT DETECTION DEVICE AND CORRESPONDING VEHICLE

Inventors

• BOUALEM, BENALI
• BALANDRET, Coralie
• SOUILLE, Ronan

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20230904

Claims (10)

1. Short-circuit detection device, comprising a power supply terminal (12), a powered terminal (14), an element (18) for linking the power supply terminal and the powered terminal, the power supply terminal, the powered terminal and the linking element forming an electrical connection section (24), which is devoid of electrical insulation, the power supply terminal and the powered terminal each comprising an insulated section (26, 28) provided with electrical insulation, the short-circuit detection device comprising an element (36) for detecting electric arcs originating from the electrical connection section, characterised in that the detection element comprises an electrically conductive element (38), having a detection section (40), and a detection coating (42) which is electrically insulating and thermally degradable and which surrounds the detection section, and in that the detection section (40) extends at a detection distance (DD) from the electrical connection section.
2. Short-circuit detection device according to claim 1, wherein the detection distance (DD) is less than a range distance of an electric arc from the electrical connection section (24) and adapted to thermally degrade the detection coating (42), and/or the detection distance (DD) is such that, on the one hand, the breakdown voltage between the detection section (40) and the electrical connection section (24) in the presence of the detection coating (42) is greater than a nominal voltage of the power supply terminal, and, on the other hand, the breakdown voltage between the detection section and the electrical connection section, in the absence of the detection coating, is less than a nominal voltage of the power supply terminal, and/or the detection distance (DD) is shorter than a distance (DT) between the electrical connection section (24) and an additional electric circuit element, which is the electric circuit element the closest to this electrical connection section.
3. Short-circuit detection device according to claim 1 or 2, wherein the detection coating (42) is a coating adapted to be degraded under the effect of heat generated by an electric arc, preferably wherein the detection coating (42) comprises or consists of heat-sensitive polymer(s), such as PVC, fluoropolymer or polypropylene, chemically doped resulting in a decrease in electrical resistance in the case of an increase in temperature.
4. Short-circuit detection device according to any of the preceding claims, wherein the electrically conductive element (38) is connected to the electrical earth or to the electrical ground.
5. Short-circuit detection device according to any one of the preceding claims, wherein the short-circuit detection device comprises a short-circuit detection module (50), which is adapted to detect electrical grounding of the power supply terminal and of the powered terminal via the electrically-conductive element (38).
6. Short-circuit detection device according to any of the preceding claims, wherein the electrically conductive element (38) of the detection element has a circular, elliptical, square or rectangular cross-section and/or wherein the electrically conductive element is in wire, bar or ribbon form.
7. Short-circuit detection device according to any one of the preceding claims, wherein the detection element either consists of a single arm, or forms a two-armed loop.
8. Short-circuit detection device according to one of the preceding claims, wherein the short-circuit detection device comprises a terminal box (30), the power supply terminal (12) is disposed in the terminal box, the powered terminal (14) is disposed in the terminal box, the linking element (18) is disposed in the terminal box, and the detection section (40) is disposed in the terminal box.
9. Short-circuit detection device according to claim 8, wherein the detection device comprises an additional power supply terminal (112) which is disposed in the terminal box, an additional powered terminal (114) which is disposed in the terminal box, an additional linking element (118) connecting the additional power supply terminal and the additional powered terminal and which is disposed in the terminal box (30), the additional power supply terminal, the additional powered terminal and the additional linking element defining an additional electrical connection section (124), devoid of electrical insulation, and wherein the detection distance is less than the distance (DT) between the electrical connection section and the additional electrical connection section, and preferably wherein the terminal box comprises a separating wall (130) between the electrical connection section and the additional electrical connection section.
10. Vehicle (2), particularly a railway vehicle, of the type comprising an electric motor (6) having at least two phases (P1; P2) and a short-circuit detection device (10) connected to the electric motor, characterised in that the short-circuit detection device is a device according to any of the preceding claims.

Description

La présente invention concerne un dispositif de détection de court-circuit, comprenant une borne d'alimentation, une borne alimentée, un élément de liaison de la borne d'alimentation et de la borne alimentée, la borne d'alimentation, la borne alimentée et l'élément de liaison formant un tronçon de connexion électrique, qui est dépourvu d'isolation électrique, la borne d'alimentation et la borne alimentée comprenant chacune un tronçon isolé pourvu d'isolation électrique, et le dispositif de détection de court-circuit comprenant un élément de détection d'arc électrique émanant du tronçon de connexion électrique. On connait la connexion électrique du moteur à son alimentation via une boite à bornes. Ceci permet un couplage et découplage simple du moteur de son alimentation tout en assurant dans la boite à bornes une détection des connexions électriques non-isolées dans une enceinte fermée et accessible uniquement par ouverture du couvercle de boite à bornes. Un fonctionnement dégradé peut arriver dans la boite à bornes introduisant des courts-circuits et des arcs amenant à la destruction de la boite à bornes voire du bobinage. Généralement, les courts-circuits se produisent entre deux phases. Dans certains cas, tel que de moteur asynchrone, l'arrêt de l'alimentation permet de stopper le court-circuit. Pour les moteurs utilisant des aimants permanents, l'arrêt de l'alimentation ne permet pas dans toutes les situations de stopper le court-circuit. En effet, si la position de la déconnexion de l'alimentation se trouve en amont de la zone de court-circuit, ce dernier va continuer à se propager si le moteur continue à tourner étant entrainé par la charge, comme dans le cas d'un véhicule ferroviaire comportant plusieurs moteurs de traction. Un dispositif de détection est connu de la demande de brevet FR2737615A1. D'autres dispositifs sont connus de US6512444B1, DE2644422A1, US2021143629A1, DE102015016696A1 et US4067052A. EP3595123 décrit un système de distribution d'énergie. DE19631088 décrit un dispositif de protection d'une installation électrique. US2019/319451 décrit un système de contrôle de chauffage de fenêtre. L'invention a pour but de proposer un dispositif de détection de court-circuit qui est simple et économique, tout en étant fiable. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de détection tel qu'indiqué ci-dessus, caractérisé en ce que l'élément de détection comprend un élément électriquement conducteur, ayant un tronçon de détection, et un revêtement de détection qui est électriquement isolant et thermiquement dégradable et qui entoure le tronçon de détection, et en ce que le tronçon de détection s'étend à une distance de détection du tronçon de connexion électrique. Selon des modes de réalisation particuliers du dispositif de détection, celui-ci peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : la distance de détection est inférieure à une distance de portée d'un arc électrique émanant du tronçon de connexion électrique et adapté pour dégrader thermiquement le revêtement de détection, et/oula distance de détection est de telle sorte que d'une part la tension de claquage entre le tronçon de détection et le tronçon de connexion électrique en présence du revêtement de détection est supérieure à une tension nominale de la borne d'alimentation, et d'autre part la tension de claquage entre le tronçon de détection et le tronçon de connexion électrique, en l'absence du revêtement de détection, est inférieure à une tension nominale de la borne d'alimentation, et/oula distance de détection est inférieure à une distance entre le tronçon de connexion électrique et un élément de circuit électrique supplémentaire, qui est l'élément de circuit électrique le plus près de ce tronçon de connexion électrique ;le revêtement de détection est un revêtement adapté pour se dégrader sous l'effet de la chaleur générée par un arc électrique, de préférence dans lequel le revêtement de détection comprend ou est constitué de polymère(s) sensible(s) à la chaleur, tel que PVC, fluoropolymère ou polypropylène, chimiquement dopé(s) conduisant à une diminution de résistance électrique dans le cas d'une augmentation de la température ;l'élément électriquement conducteur est relié à la terre électrique ou à la masse électrique;le dispositif de détection de court-circuit comprend un module de détection de court-circuit, qui est adapté pour détecter une mise à la masse électrique de la borne d'alimentation et de la borne alimentée par l'intermédiaire de l'élément électriquement conducteur;l'élément électriquement conducteur de l'élément de détection a une section transversale circulaire, elliptique, carrée ou rectangulaire et/ou dans lequel l'élément électriquement conducteur est en forme de fil, de barre ou de nappe;l'élément de détection soit consiste en une seule branche, soit forme une boucle à deux branches;le dispositif de détection de court-circuit comprend une boîte à bornes,la borne d'alimentation est dis