Brevet FR2184762A1 — publié le 19731228

La présente invention concerne un système de protection pour voitures de chemin: de fer électriques et, plus particulièrement, un système de protection pour des voitures de chemin de fer électriques destinées & être utilisées dans le cas où plusieurs voitures de chemin de fer électriques reliées entre elles traversent des sections sans tension (qui seront décrites ci-dessous) prévues sur une voie de chemin de fer électrique. I1 est d'une pratique courante qu'un système a caténaires appartenant a det voies de chemin de fer électriques soit divisé en petites sections de façon a tenir compte de la capacité d'une sous-station ou d1 une ligne de transmission, ou dans le but de raccourcir les sections interrompues en cas d'accidents. Entre les lignes caténaires distinctes, on prévoit une section isolée (qu'on désignera ci-dessous par section sans tension). Lorsqu'un train formé de plusieurs voitures automotrices traverse les sections sans tension mentionnées ci-dessus, il se produit souvent qu'un important courant transitoire circule a travers un moteur, ce qui a pour effet de diminuer sa durée de vie prévue, ou ce qui produit des incidents tels que des décharges électriques, comme cela sera décrit complètement ci-dessous. En outre l'automotrice équipée d'un dispositif de commutation auto-excité, comme un dispositif interrupteur ou un dispositif inverseur, présente l'inconvénient qu'une défaillance de commu station se produit du fait de l'absence d'une tension de commutation au moment où la tension recommence être appliquée, et, en outre, que des fluctuations apparaissent dans la tension du circuit de filtrage des dispositifs mentionnés ci-dessus. Tous les inconvénients précédents résultent du fait qu'il apparat brusquement une durée pendant laquelle aucune tension n'est délivrée, et on a donc proposé un système dans lequel une ligne de train et placé entre chaque automotrice de façon a raccorder tous les collecteurs de courant en parallèle les uns avec les autres. Ce système peut éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus, mais il présente, de façon désavantageuse, un autre inconvénient qui est que le courant excessif entraîne une détérioration du Eantographe ou la fusion de la caténaire, ou que le dispositif protecteur prévu sur le train s'actionne, de sorte qu'il s'ensuit des troubles de la bonne marche du train qui est au prise avec ces difficultés, ou d'autres trains. Un objectif de la présente invention est de fournir un dispositif de protection pour voitures de chemin de fer électriques avec lequel les inconvénients mentionnés précédemment sont complètement supprimés. Un autre objectif de la présente invention est de fournir un système de protection pour voitures de chemin de fer électriques conçu pour être utilisé dans un ensemble de plusieurs voitures de chemin de fer électriques reliées entre elles et par une ligne de train. Selon un mode de réalisation de la présente invention, on connecte un interrupteur de courant inverse entre un collecteur de courant et la ligne de train, un courant d'utilisation étant délivré, pour chaque voiture de chemin de fer électrique en un point où l'interrupteur de courant inverse est connecté a la ligne de train. On va décrire la présente invention au moyen de modes de réalisation, en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels Les Figures 1 et 2 sont des vues schématiques représentant un système de protection classique; et Les Figures 3 et 4 sont des vues schématiques représentant un système de Protection selon la présente invention. Sur la Figure 1, on prend d'abord l'exemple d'un train comprenant deux automotrices 3 et 5 traversant une section sans tension 1' disposées entre des lignes caténaires 1 et 2. On a respectivement prévu des pantographes 4 et 6 sur les automotrices pour délivrer la puissance électrique aux moteurs de traction et aux autres appareils d'utilisation 11 et 12 qui se trouvent respectivement sur les voitures 3 et 5. Lorsque le pantographe 4 de l'auto automotrice 3 pénètre dans la section sans tension indiquée sur la Figure, l'automotrice ne subit aucun entraSnement accélérateur du fait que son moteur de traction n'est pas excité. Ceci pose a peine un probldme du point de vue entrainement, car l'automotrice peut traverser cette section sans difficulté sérieuse du fait de sa force d'élan ou de la force de freinage d'une autre voiture 5.Lorsque, toutefois, le pantographe 4 a traversé la section sans tension et commence a effectuer un mouvement de Classement par rapport d la ligne caténaire 1, un important courant transitoire circule dans le moteur de traction, ce qui entraîne souvent une augmentation de la détériotation et de l'usure du moteur qui accompagne la baisse des caractéristiques de redressement, ou bien des étincelles de décharge. Pour supprimer les inconvénients précédents, on a proposé un autre système, indiqué sur la Figure 2, dans lequel une ligne de train 13 est prévue entre les automotrices pour connecter en parallèle tous les collecteurs de courant du train, de sorte qu'on supprime pratiquement les sections sans alimentation en tension. Ce système présente toutefois un autre inconvénient décrit ci-dessus. En d'autres termes, si l'on suppose qu'il existe une différence de tension entre les lignes caténaires 1 et 2, la tension de la caténaire 1 étant supérieure a celle de la caténaire 2, les alimentations respectives en énergie électrique des automotrices 3 et 4 par les caténaires 1 et 2 amènent le courant a circuler du pantographe 4 de l'automotrice précédente 3 a celui de l'automotrice suivante 5. En outre, l'existence d'une connexion avec d'autres voitures que la voiture 5 ou d'autres trains (non représentés) dans les limites de la ligne caténaire 2, entraîne l'alimentation en énergie électrique de toutes les voitures par le seul pantographe 4, et, par conséquent, une circulation de courant très excessive a travers le pantographe 4. Ceci, comme cela a été mentionné ci-dessus, entrasse la détérioration du pantographe 4 ou la fusion de la caténaire 1, ou amène le dispositif protecteur à jouer, de sorte qu'il se produit une gene au bon fonctionnement du train concerné, ou d'autres trains. La Figure 3 représente un agencement d'un mode de réalisation d'un système de protection pour voitures de chemin de fer électriques selon la présente invention, présentant, par rapport a celui de la Figure 2, la différence suivante : des interrupteurs 7 et 8 de courant inverse sont respectivement connectés entre les pantographes 4 et 6 et la ligne de train 13, les points utiles d'alimentation 9 et 10 des automotrices 3 et 5 se trouvant respectivement aux points de jonction entre les interrupteurs 7 et 8 de courant inverse et la ligne de train 13. Les interrupteurs 7 et 8 de courant inverse peuvent être constitués par des éléments conducteurs unidirectionnels (par exemple des redresseurs au silicium) ou par des relais d'intensité polaires en combinaison avec des interrupteurs. Un tel agencement permet d'éliminer tous les inconvénients décrits en rapport avec les Figures 1 et 2. En d'autres termes, mEme Si la voiture 3 précédente pénètre dans une section sans tension, la puissance électrique qui lui est nécessaire est délivrée par le pantographe 6 de la voiture 5 suivante a travers un fusible 15, l'interrupteur 8 de courant inverse et la ligne de train 13, au point d'utilisation 9. Lorsque le train continue d'avancer jusqu'au point où le pantographe 4 de la voiture précédente vient en contact avec la caténaire 1, un courant circule du pantographe 4 de la voiture 3 antérieure vers le seul point d'utilisation 10 de la voiture 5 suivante sans qu'aucun courant ne circule jusqu'à la caténaire 2 en raison de l'interrupteur 8 de courant inverse, même dans le cas où il existe une différence appréciable de tension.Par conséquent, ce système peut empêcher que l'énergie électrique ne soit délivrée a d'autres automotrices (non représentées) se trouvant dans les limites de la même ligne caténaire 2. La Figure 3 représente un mode de réalisation principal donné a titre a d'illustration selon la présente invention, ne colportant que deux automotrices reliées, dans lequel, toutefois ces automotrices 3 et 4 ne sont pas reliées de façon convenable pour le cas d'un ensemble plus important d'automotrices, si la structure du système de protection doit rester telle qu'elle est présentée. La Figure 4 montre un autre mode de réalisation selon la présente invention, dans lequel une automotrice 3' est pourvue d'un autre interrupteur 16 de courant inverse présentant la même structure que l'interrupteur 7 de courant inverse mentionné précédemment, mais d'une polarité de courant opposée à celle de ce dernier, qui vient s'ajouter au système de protection représenté sur la Figure 3. On doit noter que cet agencement permet de relier l'automotrice 3', de manière a former un ensemble de plusieurs voitures, entre les automotrices 3 et 5 représentées sur la Figure 3,et c'est m8me le seul type d's o~ motrice qui peut etre relié de manière a former' un ensemble de plusieurs voitures. L'automotrice 3' est pourvue de bornes 13' de raccordement avec la ligne de train, auxquelles la ligne de train 13 (Figure 3) est connectée de manière a former une connexion mutuelle avec la voiture qui la suit et celle qui la précède. REVENDICATIONS 1. Système de protection pour voitures de chemin de fer électriques destiné a être utilisé sur un ensemble de plusieurs voitures de chemin de fer électriques reliées entre elles et par une ligne de train, ledit système étant caractérisé en ce que chaque voiture de chemin de fer électrique comporte un moyen d'interruption de courant inverse connecté entre son moyen collecteur de courant et ladite ligne de train, le courant d'utilisation étant délivré au point de connexion dudit moyen d'interruption de courant inverse avec ladite ligne de train. de 2. Système,protecticn pour voitures de chemin de fer électriques destiné a être utilisé sur un ensemble de plusieurs voitures de chemin de fer électriques reliées entre elles et par une ligne de train, caractérisé en ce que chacune des voitures de chemin de fer électriques se trouvant aux extrémités du train comporte une borne de connexion a la ligne de train et un moyen d'interruption de courant inverse connecté entre ladite borne et un moyen collecteur de courant, le courant d'utilisation étant délivré au point de connexion dudit moyen dtinterruption de courant inverse avec une borne, et en ce qu'au moins une voiture de chemin de fer électrique reliée auxdites voitures de chemin de fer électriques qui se trouvent aux extrsinités du train comporte des bornes de connexion a la ligne de train,respectivement disposées sur ses côtés antérieur et postérieur, et des moyens d'interruption de courant inverse connectes entre un collecteur de courant et chaque dite borne de connexion, le courant d'utilisation étant délivré en l'un ou l'autre des points de connexionzdesbornes de connexion auxdits moyens d'interruption de courant inverse, lesdites bornes de connexion a la ligne de train disposées sur chaque voiture de chemin de fer électrique étant respectivement connectées a la voiture de chemin de fer électrique qui la précède et a celle qui la suit par l'intermédiaire de ladite ligne de train. 3. Système de protection pour voitures de chemin de fer électriques selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'interruption de courant inverse comprend un élément conducteur unidirectionnel connecté avec une polarité telle que la circulation du courant,dudit collecteur de courant a une charge,est permise, tandis que la circulation dans le sens opposé est interrompue. 4. Système de protection pour voitures de chemin de fer électriques selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen d'interruption de courant inverse comprend un élément conducteur unidirectionnel connecté avec une polarité telle que la circulation du courant, dudit collecteur de courant à une charge, est permise, tandis que la circulation dans le sens opposé est interrompue.