Détection de défaut

[invite50ea1636]

Bonjour, je voulais savoir si il existait des systèmes permettant de détecter des défauts au niveau des polarités + et - de jeux de batteries galvaniquement isolés. Je m'explique par un schéma ce sera plus clair pour tous le monde.
Je veux, lorsque cela se produit, détecter le "court circuit" (une seule polarité) , en rouge sur le schéma, entre 2 batteries qui sont à la base isolés. Meme s'il ne se passe rien au premier défaut, je veux garder cette isolation tout le temps, et les charges étant très rapprochés en réels, ce risque de défaut existe réellement et je me de dois de le détecter et après de l'éradiquer. Alors, ca existe?
Merci beaucoup
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[gienas]

Bonjour stefou et tout le groupe

Malheureusement, je ne connais pas de système capable de le détecter

Le seul moyen, à mons avis, c'est de tester volontairement la non continuité, par exemple en amenant une ddp entre deux bornes supposées isolées, à travers une résistance, et vérifier que le courant est bien nul, c'est à dire que la tension amenée est bien inchangée.

Comme il y a beaucoup de points de liaison(s) possibles, je te laisse supposer la complication.

[PA5CAL]

Bonjour

en amenant une ddp entre deux bornes supposées isolées, à travers une résistance, et vérifier que le courant est bien nul, c'est à dire que la tension amenée est bien inchangée.

Voilà une bonne idée à suivre.

[invite50ea1636]

Comme il y a beaucoup de points de liaison(s) possibles, je te laisse supposer la complication.

En effet en réalité j'ai 16 batteries et pas seulement 4 comme sur le schéma?
ça complique un peu les choses là non?

[A voir en vidéo sur Futura]

[PA5CAL]

Ce n'est pas un problème inabordable.

Quelle conductance minimale (considérée comme un défaut d'isolement) doit-on être capable de détecter ?

[invite50ea1636]

Le contact possible étant a priori franc, la résistance entre les deux polarités de la batterie est donc très faible (quelques ohms pas plus, et encore), donc on peut raisonnablement se placer à une conductance minimale de 0.1 ou 0.01.
Petite précision : si il n'y a pas de mélange et que l'on connecte le détecteur sur les polarités pour tester, il faut absolument respecter une isolation entre les batteries de 100kohms minimum.

[gienas]

Bonjour PA5CAL et tout le groupe

Ce n'est pas un problème inabordable ...

Hum!

Impossible n'est pas français, c'est vrai. Cependant, si l'on admet que chaque borne (2) de chaque source (16) peut entrer en contact avec n'importe laquelle des 31 autres, cela fait 2720 tests à pratiquer entre 2 bornes à chaque fois, étant entendu qu'il faut "rendre" l'indépendance après le test, c'est à dire tout désolidariser. Je "vois" des relais le faire. Justement, c'est là que je vois moins bien


Serais-je en train de me fourvoyer?

Edit: rédigé sans la réponse de stefou, qui ne change pas mon opinion.

[invite50ea1636]

Salut genias,
petit réctificatif en effet, ce n'est pas 2720 tests mais 480 tests (on ne va pas tester les court circuit franc entre le + et le - de la meme batterie, celui la si il arrive tu va le sentir...).
Dommage que ce genre de système n'existe apparemment pas ^^

[gienas]

... ce n'est pas 2720 tests mais 480 tests ...

Alors, on n'a pas les mêmes conpréhensions du problème

J'ai supposé qu'il fallait tester chaque borne avec toutes celles des autres batteries.

Pour 2 batteries: 4 tests: A1 avec B1, A1 avec B2, A2 avec B1 et A2 avec B2.

Pour 3 batteries, les mêmes essais, il faut rajouter 8 mesures -> (rang*2)*2, rajouté à la valeur trouvée au rang précédent.

C'est cela qui m'amène à 2720.

4+12+24+40+60+ ... +420+480.

Ce 480 ne serait-il pas le résultat de la dernière itération?

Edit: et si je me suis trompé, 480 reste quand-meme énorme.

Re edit: tu as raison, pas besoin de faire la somme des 15 lignes

480 est suffisant, mais toujours irréalisable raisonnablement. Par curiosité, peux-tu nous dire ce que c'est? Dans un tel cas, si c'était un problème vital, je crois que je chercherais à faire autrement

Pour parodier Coluche, je dirais: "dis-moi ce que tu veux, je t'expliquerai comment t'en passer"

[invite50ea1636]

[QUOTE=gienas;1106814] Par curiosité, peux-tu nous dire ce que c'est? Dans un tel cas, si c'était un problème vital, je crois que je chercherais à faire autrement [QUOTE]

Tu parles de quoi quand tu parles du "ce que c'est"? Ce que c'est quoi? le système de détection? c'est que je cherche à faire !

[gienas]

[QUOTE=stefou;1106826 ... Tu parles de quoi quand tu parles du "ce que c'est"? Ce que c'est quoi? le système de détection? c'est que je cherche à faire ... [/QUOTE]Je me doute de ce que tu cherches à faire

Ma question est qu'est-ce que c'est que ces 16 batteries isolées les unes des autres, qui ont besoin de ne pas fuir entre elles, sinon catastrophe. A quoi sert ce système que tu cherches à "protéger", et pourquoi faut-il protéger?

[PA5CAL]

Bon, j'ai un peu cogité sur notre l'affaire, et je vous livre le schéma de principe en pièce jointe. Il est brut de décoffrage, et peut être amélioré.

Pour commencer, je fais la distinction entre la détection et la localisation d'un défaut. Je m'attache d'abord à faire la détection, puisque c'est le plus important.


Pour détecter un défaut entre deux batteries, il suffit de se connecter à une seule borne sur chacune d'elles. Si un courant peut passer entre les deux batteries, alors on peut dire qu'il y a effective un défaut. Si aucun courant ne passe, c'est soit parce qu'il n'y a pas de défaut, soit parce qu'on a appliqué très exactement la d.d.p. présente entre les batteries pour réaliser le test. En procédant chaque fois avec deux d.d.p. différentes, on élimine l'incertitude.

Dans le cas où le défaut présent n'est pas situé entre les deux bornes testées, on détectera une d.d.p. supplémentaire due aux tensions générées par les batteries (de l'une, de l'autre, ou des deux).

Pour la détection seule, il est inutile de réitérer le test avec les autres bornes des batteries. On n'a donc pas besoin de faire 32 connexions, mais seulement 16 (soit une borne sur chaque batterie).


Pour réaliser tous les tests, on peut très bien porter 15 connexions à un potentiel commun, et la 16ième connexion à un potentiel différent. Le passage d'un courant sur cette 16ième connexion permet de déterminer s'il y a un défaut sur la batterie correspondante.

Pour tester toutes les batteries, il suffit de porter successivement le potentiel différent sur chacune des 16 connexions. En procédant ainsi, on aura appliqué deux d.d.p. de signe différent entre chaque connexion à la fin des 16 étapes du test. On saura donc sans erreur s'il y a un défaut ou non.


En insérant une résistance supérieure à 50k en série sur chacune des connexions, on garantit une isolation d'au moins 100k entre les batteries durant le test.

[PA5CAL]

J'ai utilisé un compteur 4060 avec un oscillateur RC pour générer un nombre binaire entre 0 et 15. Le comptage doit être assez lent pour permettre de visualiser les défauts détectés.

Le compteur pilote un décodeur 4514 "4 vers 16" qui porte successivement l'une de ses 16 sorties à l'état haut pendant que les 15 autres sont à l'état bas.

Les zones du schéma en bleu sont répétées 16 fois, une pour chaque sortie du décodeur.

A un instant donné, la sortie du décodeur qui est à l'état haut alimente un pont diviseur dont la tension résultante est comparée, à l'aide de deux AOP montés en comparateur, à une plage de référence. En l'absence de défaut, la tension en sortie du pont diviseur reste dans cette plage, et les sorties des deux AOP restent à l'état bas.

L'équilibre du pont diviseur est modifié par un éventuel courant de fuite provenant des connexions avec les batteries testées. Dans ce cas, la tension de sortie du pont diviseur sort de la page de référence et porte la sortie d'un des deux AOP à l'état haut, ce qui provoque l'allumage de la LED correspondant à la sortie active du décodeur, et donc à la connexion en cours de test.

Des diodes de protection limitent l'incursion des tensions d'entrée, dans le cas où une tension générée par les batteries en défaut viendrait à être présentée entre deux connexions.

[gienas]

Bon, j'ai un peu cogité sur notre l'affaire, et je vous livre le schéma de principe en pièce jointe. Il est brut de décoffrage, et peut être amélioré ...

Chapeau

Tu as pris le problème à coeur. Je rédige sans avoir pu verifier les "nouveautés" de ton second post explicatif. J'ai un problème de compréhension. Je suis moins rapide que toi

... Pour détecter un défaut entre deux batteries, il suffit de se connecter à une seule borne sur chacune d'elles. Si un courant peut passer entre les deux batteries, alors on peut dire qu'il y a effective un défaut. Si aucun courant ne passe, c'est soit parce qu'il n'y a pas de défaut, soit parce qu'on a appliqué très exactement la d.d.p. présente entre les batteries pour réaliser le test. En procédant chaque fois avec deux d.d.p. différentes, on élimine l'incertitude ...

Peux-tu faire un petit croquis simplifié, montrant 2 batteries testées, et la source qui permet de détecter ou non le défaut. Il me semble que je bloque là

Et aussi la séquence de collage des contacts des relais.

A suivre donc, peut-être demain.

[PA5CAL]

Ce montage réalise la détection des défauts, et une partie de la localisation (on sait sur quelles batteries on a trouvé un défaut).

Pour localiser complètement les défauts détectés (i.e. savoir quelles bornes des batteries sont concernées, et aussi entre quelles batteries sont situés les défauts dans le cas de défauts multiples) je pense qu'il est préférable d'effectuer des tests séparés "à la main".

Voici un cas qui illustre la difficulté de localiser à coup sûr tous les défauts possibles. Admettons qu'on ait deux batteries générant des tensions identiques, et qu'on ait un court-circuit franc entre leurs deux bornes positives. Qu'est-ce qui permettrait de déterminer que c'est bien entre les bornes positives, et non entre les bornes négatives, que le défaut se situe ?

[PA5CAL]

Et aussi la séquence de collage des contacts des relais.

Ça peut être un relais ou des interrupteurs.

Il n'y a pas de séquence à ce niveau. Tout est fermé en même temps quand où on veut procéder au test.

A la limite, si l'on veut tester en permanence, on peut supprimer ces contacts et les remplacer par des liaisons électriques permanentes.

[PA5CAL]

Voici des schémas avec des couleurs pour décrire ce qui se passe. Les fils tournent au vert pour les potentiels positifs, et au rouge pour les potentiels négatifs. J'espère que ces codes de couleur seront assez parlant pour vous.

Je me place dans le cas où la sortie n du décodeur est active, et je représente une sortie m inactive (en réalité, les 15 sorties inactives entrent dans le fonctionnement).

Le premier schéma indique ce qui se passe en l'absence de défaut.

Le second schéma correspond au cas où le défaut est situé entre les deux bornes connectées.

Les deux suivants correspondent aux cas où une tension batterie est insérée dans la boucle de courant (deux polarités possibles).

[invite50ea1636]

Salut TLM,
Merci gienas et PA5CAL pour votre temps et votre aide. Je vais étudier le montage de PA5CAL et voir ce que je peux faire avec ça
Le principe est vraiment ingénieux !
A+

[invite50ea1636]

Bonjour à tous,
voici un autre principe de détection, que j'ai pu tester sans la partie "mesure".
Il n'utilise que des résistances. Sur l'image ne se trouve que 3 jeux de batteries (V4 V5 V6), mais le principe est le même pour 16 batteries. Les résistances R7 à R12 sont calculées pour qu'à chaque mélange, on garantie une tension aux bornes des Ress(i) concernées comprises entre 100mV et 10V.
Lorsque aucun défaut n'est présent, aucun courant ne circule dans les branches Rm et Ress (car chaque courant provenant de sa polarité + rejoint sa polarité - de sa batterie au travers uniquement des resistances R(i), donc aucune DDP à leurs bornes.)
Je l'ai testé en pratique et ça fonctionne. On peut détecter quelle batterie est en défaut, même si on ne localise pas précisement le défaut (+ ou -), ce qui n'est pas grave.
En fait je n'ai pas pu testé le montage de Pa5Cal car j'ai pas de composants dispo et ce schéma existait en gros déjà donc je suis reparti de là.

Mon problème actuel est l'exploitation de cette DDP qui apparait aux bornes des Ress(i) lors d'un défaut. J'ai mis des ampli diff LT1167 aux bornes de chaque Ress mais j'ai un problème de flottant (V+ et V- de l'aop directement aux bornes de Ress, et celui ci alimenté en +/-12V isolés des batteries). Je ne sais pas trop comment exploiter cette tension... je peux si vous le souhaitez vous donnez le schéma avec l'ampli diff suivi d'une led mais ça ne marche pas du tonnerre....

Merci A+,

[PA5CAL]

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[PA5CAL]

Bonsoir

En fait, ton schéma réalise à peu près le même type de mesure que celui que j'ai proposé. Mais il utilise en fait quatre résistances par batterie (R7, R8, Rm4, Ress4) là où le mien n'en a que deux (R1-n, R2-n). De plus, une partie de mon schéma exploite la tension mesurée en détectant la présence d'un défaut et en le visualisant à l'aide de diodes électro-luminescentes.

Le fait d'utiliser trois résistances supplémentaires n'est pas nécessaire (j'ai expliqué pourquoi plus haut dans ce fil) et n'apporte rien de positif. En revanche, dans cette configuration, certains défauts risquent de passer inaperçus, et le branchement systématique de circuits électriques entre les bornes + et - des batteries ne tend pas à favoriser la sécurité de l'installation.


Sinon, les valeurs très élevées des résistances de ton schéma me font douter de la "mesurabilité" des défauts. Les microampères doivent selon toute vraisemblance se perdre dans le bruit de fond électromagnétique et les phénomènes électrochimiques parasites... Il faudrait revoir ça à la baisse (100 fois moins).

[invite50ea1636]

Hello,

Je suis descendu à 47Kohms au lieu des resistances de 5M et 4.7k au lieu des 500k, et je mesure la tension avec un ampli diff suivi d'une led+res.

Ayant choisi le LT1167 ampli d'instrum (seul dispo ici), j'ai effectué les mesures de courants suivantes en présence d'un mélange -127V et +48V:

+Vsat = 3.64mA
-Vsat = -5.6mA
GND (pin 5) = 0.7mA
Rg (résistance permettant de régler le gain) = 1.05mA

sans mélange je suis à :
+Vsat=1mA
-Vsat=-0.97mA
GND=0.13mA
Rg = 0mA.

Le truc c'est que la doc technique autorise un courant max de 1.3mA pour le LT1167, mais où??? dans le +Vcc, -Vcc, Gnd??? Par ce que là je suis bien au dessus à part dans le GND en présence d'un mélange, et pourtant le composant ne chauffe pas d'un degré...