Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les câbles électriques sont vecteurs de l'alimentation et de l'information pour les systèmes communicants. Ils sont soumis aux mêmes contraintes et peuvent aussi être affectés par des défauts (court-circuit, rupture, corrosion, usure, etc.). En cas de panne du système, il peut être intéressant de vérifier l'état physique du réseau d'interconnexion filaire avant de changer de coûteux appareils. C'est certain, des systèmes de diagnostic filaire permettraient d'énormes gains de temps et d'argent dans de nombreux domaines tels que les transports, l'énergie, le bâtiment, les infrastructures et les télécommunications.
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Electrical cables transmit power and information to communicating systems. They are subjected to the same constraints and can also be impacted by faults (short circuit, breakage, corrosion, wear, etc.). In the event of a failure of the system, it may be advisable to check the physical state of the wire interconnection network before replacing expensive equipment. Wire diagnosis systems would undoubtedly allow for considerable savings in time and money in a large number of domains such as transportation, energy, construction, infrastructure and telecommunications.
Auteur(s)
-
Fabrice AUZANNEAU : Chef du Laboratoire de fiabilisation des systèmes embarqués au CEA LIST
INTRODUCTION
Les câbles électriques sont vecteurs de l'alimentation et de l'information pour les systèmes communicants. Ils sont soumis aux mêmes contraintes et peuvent aussi être affectés par des défauts (court-circuit, rupture, corrosion et usure, etc.). En cas de panne du système, il peut être intéressant de vérifier l'état physique du réseau d'interconnexion filaire avant de changer de coûteux appareils. Des systèmes de diagnostic filaire permettraient d'énormes gains de temps et d'argent dans de nombreux domaines tels les transports, l'énergie, le bâtiment et les infrastructures, les télécommunications.
Electrical cables are the support for energy and information transmission of many systems. They are subject to the same constraints and can as well be subject to defects (short circuit, break, corrosion, wear out...). In the event of a breakdown of the system, it can be interesting to check the status of the wiring interconnection network before changing expensive devices. The use of wire diagnosis tools would allow huge time and money savings in many fields such as transport, energy, building and infrastructures, telecommunications.
diagnostic, réseaux, câbles, interconnexion, défauts, maintenance
diagnosis, wires, network, defects, maintenance
Domaine : Fiabilité des réseaux de câbles
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : Électronique analogique et numérique, radiofréquence, microélectronique
Domaines d'application : Transports, énergie, communication, bâtiment et infrastructures
Principaux acteurs français :
Centres de compétence : CEA LIST, Supélec LGEP, INRIA
Pôles de compétitivité : SYSTEM@TIC
Autres acteurs dans le monde : Université de l'Utah, Livewire, Wirescan...
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de avr. 2023 par Fabrice AUZANNEAU
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Conclusion, perspectives5. Mise en œuvre
5.1 Laboratoire
Il est possible de mettre en œuvre les diverses méthodes de réflectométrie avec du matériel de laboratoire : générateur de signaux, oscilloscope, analyseur de réseau vectoriel, PC pour le contrôle des appareils, des connecteurs et des câbles. Cette mise en œuvre en laboratoire est utilisée pour tester les méthodes et évaluer leurs performances maximales. L'étape de laboratoire est essentielle pour la caractérisation préalable du câble (§ 3.3).
HAUT DE PAGE5.2 Prototypage
L'étape suivante visant au prototypage du système de diagnostic peut être faite sur un kit de développement du commerce, équipé de convertisseurs, par exemple FPGA (XILINX, ALTERA), ou microcontrôleur (PIC, ARM) selon les besoins et la méthode choisie.
La précision de localisation du défaut dépend en première approximation de la fréquence d'échantillonnage Fe des signaux :
avec :
- V :
- vitesse de propagation dans le câble, souvent proche de 2 × 108 m/s (mais la caractérisation préliminaire du câble permet de raffiner cette valeur).
C'est une approximation, car la vitesse de propagation dépend de la fréquence. Utiliser une fréquence fixe pour un signal multifréquence entraîne une perte de précision sur la localisation du défaut.
Une fréquence d'échantillonnage de 1 GHz apporte une précision de près de 10 cm.
La taille de la zone aveugle du diagnostic dépend de la durée du signal injecté (§ ...
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Mise en œuvre
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FURSE (C.), HAUPT (R.) - Down to the wire. - Spectrum, IEEE, vol. 38, Issue 2, p. 34-39, fév. 2001.
-
(2) - Management of life cycle and ageing at nuclear power plants : improved I maintenance - . AIEA, IAEA-TECDOC-1402 (2004).
-
(3) - FURSE (C.), SMITH (P.), LO (C.) - Spread spectrum sensors for critical fault location on live wire networks. - Structural control and health monitoring journal, 12, p. 257-267 (2005).
-
(4) - FLAKE (R.H.) - Advances in test technologies for metal cables. - IEEE ComSOC/SPSoc, Austin, USA, mai 2005.
-
(5) - FURSE (C.), CHUNG (Y.), LO (C.), PENDAYALA (P.) - A critical comparison of reflectometry methods for location of wiring faults. - Journal of Smart Structures and Systems, vol. 2, p. 25-46 (2006).
-
(6) - AUZANNEAU (F.), RAVOT (N.) - Détection et localisation de défauts dans des...
ANNEXES
Des logiciels de simulations numériques de la physique de propagation des ondes électromagnétiques peuvent être utilisés pour modéliser et simuler les performances d'une méthode ou d'un système de réflectométrie.
CST Microwave Studio (éléments finis dans le domaine fréquentiel) http://www.cst.com/Content/Products/MWS/Overview.aspx
Agilent ADS (Advanced Design System) http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=34346/0.00=USlc=eng
ESI CRIPTE (simulation de réseaux multiconducteurs, basé sur la méthode de topologie électromagnétique, développé à l'ONERA https://www.esi-group.com/fr
HAUT DE PAGE
Université de l'Utah http://www.ece.utah.edu/~cfurse/Center%20of%20Excellence/wiring.htm...
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