CA1169931A - Ligne d'alimentation electrique utile notamment a l'alimentation en courant de vehicules sur rails - Google Patents

Abstract

PRECIS

L'invention concerne une ligne d'alimentation électrique du type comprenant un ou plusieurs fils conducteurs en parallèle supportés de place en place qui constituent une ligne de courant pour un organe mobile de captation de courant. La ligne selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comporte un corps rigide, conducteur ou non, éventuellement muni d'un revêtement isolant, constitué d'éléments de profilé
placés bout-à-bout et que le ou les fils conducteurs sont soupportés de place en place par les éléments de profilé au moyen d'organes de fixation qui sont montés librement sur les éléments de profilé avec possibilité de débattement vertical et de coulissement longitudinal sur les éléments de profilé. Cette ligne d'alimentation électrique est utile notamment à l'ali-mentation en courant de véhicules sur rails.

Description

t . I , , .
' La présente invention concerne une li~ne dlalimentation él'ectrique u$ilisable notarmnent pour l~alimentation en courant de ~éhicules sur rails, tels que les rames de transports en commun souterrains et/
5 ou a grando Yitesse.
' On connaît déjà dans la technique antérieure dss lignes dlalimentation ~lectrique comprenant un fil conducteur ou plusieurs fils conducteurs parallèles supportés de place en plaoe qui constituent une ligne de courant pour un organe mobile de captation de cou rant~ tel qus l~archet du p~lto~raphe dllme motrice electrique.
On conna~t ainsi des lignes d~alimentation souples daIls lesquelles le fil conducteur Otl les fils 1~ conducte~rs 50nt suspendus par une structure classique dite caténaire~ De telles lignes d~alimentation ont pour avantage principal d?etr~ souples et par consé~
qucnt de permettre l9ali~entation dc ra~r~es de trans po~t ci.rculant à grands vitesse. Elles ont toutefois pour inconvenient de présente~ un encombremsnt en hau'.;eur important nulsa~t par conséquent à lour ins-talla$ion s~us ~oûte ou dans la position d~l troisièl~le rail.
On connaît par ailleurs des lignos d'ali mentation rigides dans lesquelles le fil conductet ou les fils conducteurs sont enssrr~3 dans ~1 corps croux conducteur rig~de constitué par ~e serie de pro~ s .-JiS bout ~-bout. )3e telles llgnes d~alimon-tation ont pour avantage principal de présenter un faible encombrement en ha~teur et de convenir tout spécialement à une utilisation sous voûte. Leur in-convénient principal provient de leur rigidité qui impose à l'organe mobile de captation de courant d'ab-sorber toutes les déformations et d'obliger ainsi d'utiliser un organe de captation de courant ayant une fréquence propre élevée, dans le cas des rames circu-lant à grande vitesse.
La présente invention concerne une ligne d'alimentation électrique qui remédie aux inconvénients précités et qui offre à la fois un faible encombrement en hauteur et une grande souplesse pour permettre ainsi une utilisation sous voûte et~ou à grande vitesse.
La ligne d'alimentation électrique de l'inven-tion est utile notamment pour l'alimentation en courant de véhicules sur rails et est du type comprenant un ou plusieurs fils conducteurs en parallèle supportés de place en place qui constituent une ligne de courant pour un organe mobile de captation de courant.
Selon la caractéristique essentielle de l'in- m vention, cette ligne comporte un corps rigide, conduc-teur ou non, éventuellement muni d'un revetement isolant, constitué d'éléments de profilé placés bout-à-bout et le ou les fils conducteurs sont supportés de place en place par les éléments de profilé au moyen d'organes de fixation qui soni montés librement sur les éléments de profilé avec possibilité de débattement vertical et de coulissement longitudinal sur les éléments de profilé.
Suivant une autre caractéristique de l'inven-tion, la ligne électrique comporte deux fils conducteurs qui sont supportés de façon alternée par les organes de fixation en sorte qu'un organe de fixation ne supporte qu'un seul fil conducteur.
En variante, on peut supporter plusieurs fils ~ , .

ccnducteurs, par exemple un à cinq fils conducteurs, sur un seul organe de fixation ou même sur plusieurs organes de fixation.
Dans un mode de réalisation préféré de l'in-vention, chaque organe de fixation comporte un penduletmonté librement sur l'élément de profilé et une griffe de fixation du fil conducteur supporté par le pendulet.
Les éléments de profilé affectent avantageu-sement un profil en I comportant une t8te et un pied et les organes de fixation présentent alors avantageu-sement chacun deux portions recourbées aptes à coopérer avec le pied du profilé en I en offrant une possibili-té de débattement vertical et de coulissement longitu--~ dinal sur le pied du profil en I.
Les éléments de profilé de la ligne de l'invention sont avantageusement conducteurs et reliés entre eux par des connexions électriques souples jouant ~; en même temps le rôle de joints de dilatation et de courbure, le ou les fils conducteurs étant reliés "` 20 électriquement aux éléments de profilé. Les éléments de profilé sont groupés en tronçons comportant chacun un certain nombre d'éléments de pxofilé et une longueur de chaque fil conducteur d'un seul tenant dont une première extrémité est fixée à une première extrémité du tronçon ;~ 25 et dont la seconde extrémité est fixée à la seconde extrémité du troncon par un organe tendeur.
Les éléments de profilé sont équivalents à
une ligne de transport électrique simple pour courant fort (1000,2000 ou 3000 Ampères) sans alimentation (feeder) et cablage, présentant une fiabilité accrue.
Les éléments de profilé peuven~ être conduc-teurs ou non et, dans le cas où ils sont conducteurs, ~,4. jj, . 4 muni~ dlun revQtement isolant~ par exemple par rilsani-sation, choupago~ capotage, otc.~ pour pouvoir appro-cher la vo~to au plus près et limiter les surfaces sous tension électrique. Dans le ca~ où lls ne sont pas conducteurs~ ils peu~ent être réalisés en une matière synthétlque, par exemple plastique, ayant la résistance requise.
La presente invention prévoit également q~e la ligne comporte des organes aptes à recentrer les fils conducteurs dans les courbes de la ligne d'ali-mentation. Ces organes de recentrage comportent avan-tageusement chacun au moins un or~ane de liaison dont une extrémite est reliée QU bord d'une plaque fixée sous un élément de profilé et dont llautre extrémité
est assujettie à un fil conducteur par l'intermédiaire d'une gri~fe.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va sui~re~ donnée ~niquement a titre dlexemple non limitatif~ et en référen~e aux dessins annexés sur le squel s:
. la ~igura 1 est une vua en perspective d'une portion d'~me ligne d'alimentation électrique à deux fil8 conducteurs selon l'invention ;
. les figures 2 à 4 montrent differents modes de réalisation des organes de fixation des fils condu -teurs de la ligne d'alimentation de la figure 1 ;
. les figures 5 à 8 montrent différents modes d'i~plant~tion d'une ligne d'alimentation selon l'in-vention sous une vo~te ;
la ~igure 9 montre la liaison electrique des éléments de profilé entre eux ;
. . la figure 10 montre u~e li~ne d'alimentatlon - électrique selon l'i.nvention munie d'~n org~ne tendeur .

3.3~
, .;

et d'un organe d'ancrage des fils conducteurs ;
. la figure 11 illustre le raccordement bout-a-bout des tron~ons de lignes d'alimentation électrique selon l'invention ;
. la figure 12 illustre le raccordement a~ec che~auchement des tronçons de lignes d'~lin:sntation électrîque selon.l'invention ;
. la figure 13 montre la position des organes de rec~ntrage dans une courbe ;
. les figures 14 à 16 illustrent différents mo~es de l~é~lisation d'organes de rscontrage selon ; l'invention ; ~t : . la figure 17 est une vue de dessous de l'or- gane ds recentrage de la figure 16.
1~ On a representé sur la figure 1 une portion . dtune ligne dlalimentation électrique selon l'invention : comportant un corps conducteur rigide constitué par des éléments de profilé~ tels 10, placés bout-à-bout et reliés électriquement entre eux0 L'élément de profilé
10 est réaliYe en une matière conductrice de l'éle~-tricité J de préference sn un alliage dlaluminium pré-sentant les qualités r0q~lises de légèreté et de bonne conduction de l'électricite~ et affecte un profil en I
co~portant une tète 12 e~ un pied 1~. La tete 12 est

2~ destinée à 8tre fixée9 par exemple sous une ~oûte~ par l'in~ermédiaire d'isolateurs ou de boucles isolantes 9 ; . comme cela sera docrit plus loin. Le pied 14 sert d~
support à deux fils conducteurs 16 et 18 en cuivre par l'in~ermédiaire d'organes de fixation, tels 20 et 22 disposés de place en place SOllS ltélément de profilé
1 0 ~j ~
Les ~lémellts de profilé 10 sont sous tension électrique ~t les fil~ conducteur3 16 et 18 sont al~-mentés en courant par des connexions electriques ~, ,. ~, ~,. .. .. . . .

souples~ non représentée~. Les deux ~ils conducteurs 16 et 18 sont supportes de ~açon alternee par les organes de ~ixation, telg 20 et 22, en sorte qu~un organe de fixation ne supporte qu~un seul fil conduc-teur. ~insi, l~organe de fixation 20 ne supporte q~le le fil conducte~r 1~ et l~organe de ~ix~tion 22 ne supporto que le fil conducteur 16. L~s fils conducteurs 16 ot 18 sont ~ontés en parallèle et constit~ent une . ligne de courant pour un organe mobile de captation de courant (non représenté) tel que par exemple l~archet du pantog~aphe d~une motrice électrique. Les deux fils co~ducteurs 16 et 18 ne con~tituent pas deux ligr~es de courant i~ldépendantes ~ais une seule ligne de cou-rant et il~ peu~ent sans inconvénient venir en contact entre ~ux.
Les organe~ de fixation sont montés li~rement sur les éléments de profilé avec possibilité de de--~ battement ~ertic~l et de coulissement longitudinal pour -~ conférar une plus grande souplesse à la ligne dlali-mentation électrique et permettre a~lssi le libre jeu - des organes de fixation sur les eléments de profilé en ~onction des efforts qui se produisent sur la ligne dlalimentation électrique~ notam~ent lors du passaga ~un organe mobile de captation de courant circulant ~; 25 à grande vitess~ ou des contraintes de dilatation. On réalise ainsi un montage flottant des organes de fixa-~ tion sur les éléments de profilé.
: On décrira maintenant difforents modes ds réall~ation des organes de fixation~ en re~érence aux ~igures 2 à 40 On a représe~té sur la figure 2 un orga~e de fixatlon 24 comprena~t un pendulet constitué par une barre de section circulaire réalisée par exemple en ~- - meta3., isolce ou non, et comportant une portion droite :
~, , .

.

3L.s.~. , .- 7 26 située transversalement et en dessous do l~elément de profilé 10 et deux portions recourbées 28 et 30 aptes à cooperer avec le pied 14 du profil en I de . ~.élement de profilé lOo Llorgane de fixation 24 est monté libr~ment sur le profilé 10 com~e indiqué précé-demmentO La portion 26 de l~org~ne de fixation 24 sert de suprort à une griffe de fixation 32 ou 34 apte à
enserrer~ par effet de tenaille~ un fil conducteur 16 ~u t8 rainuré sur ses faces-latérales. Dans l~exemple reprosente sur la flgure 2~ l~or~ane 24 supporte deu~
fils conducteurs, mais il est évident que celui-cl na doit en fait supporter qu~un seul fil. conducteur comme indiqué precédemment en référence à la figure 1.
La griffe 32 comporte un manchon 36 assurant son libr0 coulissement sur la portion 26 en assurant en même temps que cette portion 26 demeure perpendicu-. laire à llaxe longitudinal de l~élément de pro~ilé 10.
La grif~e 34 ne présente pas de manchon~ mais un ori-fice 38 permettant son libre coulissement St~ la por-tion 260 La flgure 3 montre un organe de fixation 40 en forme de pendulet constitué par deux pattes recour~
béss 42 et 44 maintenues entre elles par un boulon 46 st enserrant, par effet de tenaille~ un fil conduc-: 2~ teur 16 rainuré sur ses deux faces. Le dispositif 44est é~alement ~onté librement sur ltélément de profilé
10~ mais -l ne perm~t pa~ d'assurer le debatt0ment la~éral du ~il conducteur 16, c~me dans le cas du mode de réalisation de la figure 2.
~a figure 4 montre un organe de ~ixation 48 en forme de pendulet pouvant supporter une grif~e ~0 ou 52 supportant~ par effet de tenaille~ un ~il con-ducteur 16 Otl respecti~ement 18. La griffe 50 est mono~loc~ commo dans lo cas des griffes 32 ~t 34 de s,:~

.

la figure 2~ alors que la griffe 52, conn~e en ~oi, est réaliséé en plusieurs élé~ents assemblés entre eux. Les grif~es 50 et 52 assurent é~alement le débattement lateral des fils conducteurs 16 et 18. Bien entendu, comme dans l'e cas de la figur~ 2, ltorgane de fixation 48 s~rt en falt à ia fl~ation d~un seul fil conductcur ' et ne comporto donc ~u~une seule griffe ~0 ou 52.
, Comme indiqué précédemment 9 les éléments de profilé tels 10,'conviennent spécialement à une utili-~ation SOU9 voûte, On a représenté sur la ~igure ~ la fixationde deux éléments de pro~lle 10 et 10l sous une ~oute par llintormediaire d~une tra~erse horizontale ~4 ancrée par ses deux extrémités dans la paroi de la ~oûte.
1~ Lléle~ent de prof~lé 10 est supporté par la traverse 54 par 17intermédiaire de deux boucles isolantes 56 ; et 58~ connues en soi9 et l~é'lément de profilé 10l est supporté par la tra~erse 54 par l'intermédiaire d9un isolateur 60~ égalel~ent connu en soi, Une telle dispo-sition of~re lta~antage de pou~oir fournir facilement un réglage latéral des éléments de profilé par rapport à la traverse ~4, comme indique par les flèches F.
' La figure 6 montre un autre mode de flxation dans lequel les éléments de profilé 10 et 101 sont 2~ 5uspendus direotement sous une ~oûte par llintermé-diaire de boucles isolantes 62 et 64 dans le cas du profilé 10 ~t par l'intermédiaire d'un isolateur 66 ~t d~une chaise 68 dans le cas de llélément 1010 La ~igure 7 montre u~ autre mode de fixation 50US voûte dans lequel l~élément de profile 10 est . ~lxé sous la vo~te par~des bcucles isolantes 7Z et 74 - at l~elément de profilé 10~ par des boucles iso-lantes 76 et 7B, les deux éléments de profilé 10 et 10~ etant par ailleurs relies entre eux par l~inter-- médiaire de deu~ boucles isolantes 80 et 82 et dtun tirant horizontal 84.
- La ~igure 8 montra la fixation sous voûte sur~aissc~ dtun élement de profilé 10 par llintermé-g diaire de deux boucles isolantes 86 e-t ~8 et d'un élément de profile 10~ par l'intermédiair~ d'un isola-teur 9~ ancré sous le plafond de la vo~te~
Comme représenté sur la figure 9~ les élements de profilé, tels lOa, 10b et l~c, sont relié~
entr~ eux par des connexions électriques souples, telles 92a, 92b, etc., assurant à la fois 1R rôle de joints de dilatation et de ~joints de courbure entre les différents éléments de profilé. Ces connexions élec-triques 90~t avantageusement constituées par des tresses ou lamelles métalliques po~vant être soit fixées sur les éléments de profilé par l'intermédiaire de plaques de serrage boulonnées autour d~s élérnents de profilé
(connexion 92a), soit soudées par soudur0 bi--nétal (connexion 92b)~
Comme représenté dans la partie in~érieure de la figure 9~ les éle~ents de profilé 10a~ 10b, lOc~
etc., sont reliés bout-à bout par des connexions élec-tr~ques telles 92a, 92b, 92c, etc., chaque élément ~e profilé aya~t une longueur L, par cxemple de di~ mètres, et étant supporté par deux isolateurs, tsls 94 et 96 espacés d'une longueur 1~ par exe~ple de cinq Irlètres.
~es éléments de pro~ilé sont disposés en zig-zag pour assurer de façon connue sn soi une usuro réguliare de l'organe do oaptation de courant~ par exemple l'archet du pantograph0 d'une motrice électrique~ Ltamplitude - latéralo du zig zag es~ sxagérée sur la figuro 9 pour la clarté du dessinO
Les éléments de profil~ sont groupés en tronçons corrJportant chacun un cortain nombre dJélemellts ~6~

de profile (par exemple tron,con de ~00 mètres compor-tant 30 éléments de profilé de 10 metres) et une lon-gueur de chaque fil conducteur d~un seul tenant~ les tronçons étant reliés électriquement entre eux. Il est alors nécessaire que chaqua troncon puisse assurer~
,indépendamment des autres tron~ons~ la tension mecanique das deux *ils conducteurs d~un seul tenant qu7il supporte.
La ~i~urs 10 montre un élément de pro~ilé 98 constituant la jonction de deu,~ tronçons 100 et }02 placés bout~à~bout~ comme raprésen*é sur la figure 11.
Le tron,con 100 comporte deux longueurs de fils conducteurs 104 et 106 d'un seul tenant ayant une première extrémité (non représentée) fixée à une pre-1~ mière extrémité du -tronon (non représentée) bt une seconde extrémité 108 at respectivement 110 fixées toutes deux ~ la seconde extrémité du tronon par un organe tendeur 112. Cet organe tendeur 112 comporte un chariot 114 chevauchant l'élément de profilé 98 et comportant des pinces de serrage 116 et 11~ dans les-quelles sont bloquées respecti~ement les extrémités 108 ot 110 des fils conducteurs. Llorgane tendeur 112 com-porte en outre ~eux organes de rappel élastiqua cor.s-titués chacun par un ressort tel 120 relié d'une part au ~hariot 114 et d~autre part à un support 122 *ixé
su~ l~élément de profilé 98~
' Le tron~on 102 comporte deux lon~ueurs de fils conducteurs 124 et 126, d~un seul tenant~ ayant une première extrémité ~ixé~ par u~ organe de blocage 128 monté sous l~elément de pro~ilé 9~ et une 3econde extrémito (non représentée~ fixee ~ un organe tendeur (non représenté) analogue à l~organe tendeur112.
Comme représenté sur la ~i~ure 12 deux tron~
çons 130 e~ 132 sont raccordés avac chevauchement et 9~
.

non bout.-~-bout. Les troncons 130 et 132 présentent respecti~ement un organe de blocage de fils conduc-teurs (134 ou 136) et un org~ne tendeur 138 ou 1l~0.
` La figure 13 montre de faon schématique l~impl~ltation d~or~anes de recentrage pour recentrer los fils conducteurs dans les courbes ~e 'a ligne dlali-~en-tation pour suivre par exel~ple les courbes d~une Yoie ferrée., La ligne axiale de la voie farrée est repré-sentée par la ligne courbe 142 et la ligne d~alimenta-tion électrique par la ligne brisée 144 sur laquelle ll conYient d~exercer un recentrage en exerçant des forces représentoes schématiquement par les flèches 1~ ~2~ f3~ f4~ etc.
La figure 14 illustre un premier mode de réa-. llsation d~un organe de recentrage comportant une plaque 146 ~ixoe sous un élément de profilé 10 eb un ~rgane de liaison constitué par u~e tresse 148 ayant une extrémité 150 boulonnée sur la plaque 146 et une extrémité 152 fixee sur une griff0 154 enserrant le fil conducteur 160 La ~igure 1~ illustre un au-tre mode de réa-lisation dlun organe de recentrage qui dif~ère du pré-cédent par le fait que ltorgane de liaison est cons-titué par une tige 156 ayant une extrémité recourbée 158 passant dans un évidcment 160 de 1Q pla~ue ll~6 et ; 'une extrémité recourbée 162 reliée à une griffe 164 enserrant le ~il conducteur 16.
Les figures 16 et 17 illustrent un autre mode de réalisation d~un organs de recentrage qui diffère du precédent par le ~ait qulil compurte deux organes de llaison 166 et 1661 ayant une extrémité ~i~ée sur un pi~ot ~.~erti.cal 168 sur lequel est monté fou un galat 17~ apta à rouler sur le bord extérieur 172 de la plaque 1't6 et une extrémité solidaire d~une griffe 174 ou 174' enaerrant le fil conducteur 16.
Bien entendu, la présen-te invention n~e~t pas limitee aux modes de réalisation particulièremsnt d~crits et représentés et on peut en réaliser dlautres variantes sans sortir du cadre de l~invention. Ainsi, l~s élement~ de profilé peuven~ affecter un pro~il différent d~un profil en I et les organes de ~ixation -des fils conducteurs peuvent entourer partiollement ou totalement lo profil et comporter eventuellement des ressorts.
De plus, les éléments de profilé peuvent être-fixés non seulement sous des voutes~ mais encore à
llair libre en utilisant des potences appropriées, par 1~ exemple pour troisième rail.
En outre~ bien que llinvention trouve une application particulière aux rames de transports en commun souterrains, elle p~ut être aussi utilisée pour : ltalimentation élec.trlque de machines telles qu2 notam-ment les ponts roulants.

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- , :.

Claims (10)

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privi-lège est revendiqué, sont définies comme il suit:-

1. Ligne d'alimentation électrique, notamment pour l'alimentation en courant de véhicules sur rails, du type comprenant un ou plusieurs fils conducteurs en parallèle supportés de place en place qui consti-tuent une ligne de courant pour un organe mobile de captation de courant, caractérisée par le fait qu'elle comporte un corps rigide constitué d'éléments de profilé placés bout-à-bout et que le ou les fils con-ducteurs sont supportés de place en place par les éléments de profilé au moyen d'organes de fixation qui sont montés librement sur les éléments de profilé
avec possibilité de débattement vertical et de coulis-sement longitudinal sur les éléments de profilé.

2. Ligne selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte deux fils conducteurs qui sont supportés de façon alternée par les organes de fixation en sorte qu'un organe de fixation ne supporte qu'un seul fil conducteur.

3. Ligne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque organe de fixation comporte un pendulet monté librement sur l'élément de profilé et une griffe de fixation du fil conducteur supportée par le pendulet.

4. Ligne selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le pendulet comporte une portion si-tuée transversalement et en dessous de l'élément de profilé, sur laquelle la griffe est montée à coulis-sement libre.

5. Ligne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les éléments de profilé affectent un profil en I comportant une tête et un pied et que les organes de fixation présentent chacun deux portions recourbées aptes à coopérer avec le pied du profil en I en offrant une possibilité de débattement vertical et de coulissement longitudinal sur ledit pied du profil en I.

6. Ligne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les éléments de profilé sont conduc-teurs et reliés entre eux par des connexions électri-ques souples jouant en même temps le rôle de joints de dilatation et de courbure et par le fait que le ou les fils conducteurs sont reliés électriquement aux éléments de profilé.

7. Ligne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les éléments de profilé sont groupés en tronçons comportant chacun un certain nombre d'élé-ments de profilés et une longueur de chaque fil con-ducteur d'un seul tenant, dont une première extrémité
est fixée à une première extrémité du tronçon et dont la seconde extrémité est fixée à la seconde extrémité
du tronçon par un organe tendeur.

8. Ligne selon la revendication 7, caractérisée par le fait que l'organe tendeur comporte un chariot sur lequel sont fixées les secondes extrémités des deux longueurs de fil conducteur et au moins un organe de rappel élastique relié entre le chariot et la seconde extrémité du tronçon.

9. Ligne selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte des organes aptes à re-centrer les fils conducteurs dans les courbes de la ligne d'alimentation, ces organes de recentrage compor-tant chacun au moins un organe de liaison dont une extrémité est reliée au bord d'une plaque fixée sous un élément de profilé et dont l'autre extrémité est assujettie à un fil conducteur par l'intermédiaire d'une griffe.

10. Ligne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le corps rigide est muni d'un revê-tement isolant.