Brevet FR2398634A1 — publié le 19790223

La présente invention concerne les isolateurs de section pour caténaires dont le rible est d'isoler électriquement deux zones successives d'une caténaire. Le but de cet isolement est d'une part de pouvoir mettre hors alimentation une zone, par exemple pour des raisons d'exploitation ou d'entretien, tout en maintenant d'autres zones alimentées en courant, et d'autre part d'assurer.en fonctionaement normal une parfaite continuité électrique pour le pantographe qui parcourt cette caténaire. lorsque la ligne de contact de la caténaire comporte deux fils, il est connu d'écarter ceux-ci de manière à les isoler électriquement par la lame d'air qui les sépare, et de disposer un barreau isolant à la place d'une portion de chaque fil, à une extrémité de cette zone d'écartement pour l'un d'eux et à l'autre extrémité pour l'-autre.En outre, dans cette solution connue, chaque barreau isolant se trouve à un niveau plus élevé que la portion correspondante de l'autre fil, afin qu'il ne soit pas en contact avec le pantographe au passage de celui-ci, cequi aurait pour effet de provoquer une rapide détérioration du barreau tant par frottement que par la formation d'arcs électriques Cette variation de niveau est préjudiciable au bon fonctionnement du système, notamment en cas de franchissement à grande vitesse, car l'effort de contact est appliqué alternativement sur l'un et l'autre des conducteurs, ce qui introduit un balancement de la caténaire néfaste à un bon contact électrique avec le pantographe. De plus, cette variation de niveau doit être très progressive afin que le pantographe reste bien au contact du fil correspondant, ce qui implique une assez grande longueur donc un ensemble isolateur de section longitudinalement très encombrant. D'autres isolateurs de sections sont connus et ne présentent pas l'inconvénient précité de nécessiter une variation de niveau des fils de contact. Ce sont des ensembles monoblocs qui assurent à la fois la continuité du contact et l'isolement des deux tronçons de ligne. Mais ces ensembles, lourds et encombrants, sont contraignants pour I'exploitation de la ligne et pour l'installation et l'entretien de la caténaire. En outre, la mise en oeuvre de certains montages, tels que celui dit "isolation triple", qui nécessitent la mise en cascade de plusieurs isolateurs de section, devient très contraignante du fait tant de ltencombrement longitudinal que de l'importance de la masse suspendue. La présente invention a pour but de réaliser un isolateur de section qui assure à la fois la continuité du contact entre les fils de contact de la caténaire et le pantographe, et la possibilité de faire des montages tels que des isolations triples avec un encombrement limité et une faible masse suspendue. La présente invention a pour objet un barreau pour isolateur de section formé essentiellement d'une ame en isolant électrique de bonne résistance à la traction, terminée à ses extrémités par des moyens d'attache aux fils de contact de la caténaire, et comportant un revêtement isolant électrique et de bonne résistance aux arcs électriques placé au moins à la partie inférieure de ladite ame et dans le prolongement de la surface frottante des fils de contact. Dans un mode préféré de réalisation du barreau selon l'invention, ladite flme est réalisée en fibre de verre orientée longitudinalement et imprégnée de résine époxyde ; cette áme est ancrée à chacune de ses extrémités dans des griffes métalliques qui viennent-pincer les fils de contact de la caténaire et un revêtement en polytétrafluoréthylène (PTFE) chargé de verre entoure ladite ame. Avantageusement, le barreau est symétrique par rapport à son plan médian horizontal de manière à pouvoir être retourné et réutilisé en cas d'usure excessive dudit revêtement. Un autre objet de la présente invention consiste en l'application particulière du barreau défini ci-dessus, pour constituer un isolateur de section. Celui-ci comporte deux fils de contact écartés transversalement et localement interrompus et remplacés par des barreaux selon l'invention. Dans un mode de réalisation dit "isolateur de section simple", deux barreaux sont placés chacun sur un des fils de contact dans deux portions longitudinalement adjacentes. Dans d'autres modes de réalisation dits "isolateurs de section doubles ou triples", trois ou quatre barreaux selon l'invention sont placés alternativement sur chacun des fils de contact dans des portions successives longitudinalement adjacentes ; dans de tels cas, il est prévu en outre des moyens de jonction électrique des portions intermédiaires tels que disjoncteurs, commutateurs ou diodes. D'autres caractéristiques et avantages de l'isolateur de section selon l'invention apparaltront à l'étude de l'exemple de réalisation donné ci-apres à titre illustratif et nullement limitatif en regard du dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue de profil partiellement coupée d'un barreau d'isola teur, - la figure 2 est une section transversale du barreau -.les~ figures 3, 4 et 5 sont des vues d'ensemble schématiques d'isolateurs de section respectivement simple, double et triple - la figure 6 est un schéma montrant le principe de fonctionnement électrique de l'isolateur de section triple. te barreau isolant qui est l'élément de base des isolateurs de section, est représenté a la figure 1. L'ame centrale 1 est en matériau isolant susceptible de supporter en outre la force de traction résultant de la tension des fils de contact. La fibre de verre orientée longitudinalement et imprégnée de résine époxyde convient parfaitement. Le fil de contact 2 de la caténaire est interrompu et agrippé par deux griffes 3 solidaires d'un manchon comportant un emmanchement conique 4 dans lequel vient s'encastrer l'extrémité de l'âme 1. Cet emmanchement conique de-type connu procure un montage facile tout en assurant une bonne transmission de l'effort de traction entre le fil de contact 2 et l'ame 1 et en permettant de rapprocher au maximum l'axe longitudinal du fil 2 de celui de l'aine I, ce qui limite les efforts de flexion supportés par celleci. Avantageusement, l'aine I a des dimensions telles que sa flexibilité soit voisine de celle des fils de contact. L'ame isolante i est enveloppée dans un revêtement 5 qui doit à la fois être isolant, ne pas trop s'user sous l'action du passage des pantographes et résister aux arcs électriques. Le choix du polytétrafluoréthylène chargé de 15 à 25 % de verre semble bien indiqué. La -forme extérieure du revêtement 5 est telle que sa partie inférieure est dans le prolongement de la partie inférieure du fil de contact 2 de sorte qu'il y a une continuité de contact au passage des pantographes. En cas de besoin, une colle, une graisse ou un joint d'étanchéité peut être inséré entre l'aine 1 et le revêtement 5 pour éviter toute infiltration, d'eau par exemple, qui nuirait aux qualités d'isolement du barreau. Avantageusement, le revêtement 5 a une forme symétrique par rapport au plan médian horizontal, comme indiqué dans la coupe transversale de la figure 2. Ceci présente l'avantage de pouvoir réutiliser l'ensemble après simple retournement lorsque la partie inférieure en contact avec les pantographes se trouve exagérément usée. Le barreau isolant décrit ci-dessus est l'élément de base pour la réalisation d'isolateurs de section simples, doubles ou triples. La figure 3 rer4sente schématiquement un isolateur de section simple. Deux fils de contact 2 et 2b sont écartés latéralement par des écarteurs 6 qui sont supportés, au moyen de suspentes 7, au cable porteur 8 de la caténaire. Ce câble porteur 8 est le porteur auxiliaire si la caténaire en comporte, ou le porteur principal Chaque fil de contact palet 2b est interrompu pour recevoir barreau isolant l0a ou lOb, tel que précédemment décrit et représenté à la figure 1. Ces barreaux sont placés chacun dans une zone située pour chaque fil de contact respectivement de part et d'autre d'une ligne transversale 11. De la sorte, les fils de contacts 2a et 2b en amont de l'isolateur de section sont électriquement isolés de ceux en aval, sous réserve toutefois de placer un isolateur 9 entre les portions amont et aval correspondantes du porteur 8. Ainsi réalisé, l'isolateur de section peut être franchi par un pantographe sans risque de balancement puisque le contact a toujours lieu en deux points symétriques par rapport au plan médian longitudinal. L'alimentation électrique est continue puisqu'au droit de chaque barreau isolant l0a ou lOb se trouve une portion des fils de contact 2b ou 2a. Mais il est connu que l'isolateur de-section simple ne procure pas un isolement absolu entre les deux portions de caténaire puisque le passage d'un pantographe au droit de la ligne 11 précitée assure un shuntage des isolateurs. Pour éviter ceci, il est connu de disposer deux isolateurs simples l'un derrière l'autre. Le barreau isolant selon l'invention permet une réalisation très simple représentée à la figure 4. Cet isolateur de section double diffère de l'isolateur simple par la présence d'un deuxième barreau isolant 10c sur le fil de contact Za-Les barreaux Sc et lOb précédemment cité, sont placés de part et d'autre -d'une deuxième ligne transversale 12. Un fil dlalimentation 13 relie électriquement la portion centrale de fil de contact 2a placée centrales barreaux l0a et 10c, à la portion amont ou aval de caténaire par l'intermédiaire d'un contacteur.Lorsque celui ci est fermé, la continuité électrique est assurée, le barreau 10a ou l0c étant shunté ; mais lorsqu'il est ouvert, la portion centrale non alimentée assure la protection voulue en cas de franchissement par un pantographe. Cette réalisation en isolateur double implique une action volontaire sur le contacteur pour assurer I'isolement entre les alimentations des portions amont et aval. Une protection systématique peut être obtenue par l'emploi- d'un isolateur de section triple tel que représenté schématiquement à la figure 5. Les fils de contact 2a et 2b comportent chacun deux barreaux isolants disposés de manière à être dans des portions successives limitées par des lignes transversales 11, 12 et 14, alternativement sur l'un ou l'autre de ceux-ci. Des fils d'alimentation 13 et 15 relient électriquement les portions centrales des fils de contact 2a et 2b respectivement aux portions amont et aval au travers de diodes. Cette réalisation qui, comme les précédentes, permet le contact continu et sans risque de balancement, assure en outre une alimentation électrique continue-et un parfait-isolement des alimentations des portions amont et aval. En effet, comme le montre le schéma électrique de la figure 6, lorsqu'un pantographe passe sous un barreau isolant extrême, il est alimenté par la portion voisine de l'autre fil de contact ; lorsqu'il passe sous un barreau isolant lOb ou 10c des portions centrales, il est alimenté par la portion centrale de l'autre fil de contact, au travers de la diode 16 ou 17 correspondante.Lorsqu'il se trouve au droit d'une des lignes transversales extrêmes 11 et 14, l'isolement des alimentations est assuré par -les deux barreaux centraux lOb et 10c ; et lorsqu'il est au droit de la ligne transversale centrale 12 les diodes qui relient les portions centrales et les portions extrêmes des fils de contact correspondants empêchent tout courant inverse et les barreaux isolants extrêmes 10a et lod- isolent donc parfaitement les alimentations. L'invention n'étant pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus, on peut sans sortir du cadre decelle-ci apporter des modifications ou remplacer tout moyen par des moyens équivalents.En particulier, si l'inten situé du courant le nécessite, chacun des deux fils de contact pourra être doublé dans la partie où ils sont écartés, les barreaux pouvant alors comporter deux aines enveloppées dans un même revêtement; Inversement, si la caténaire ne comporte normalement qu'un fil de contact, celui-ci est double localement pour constituer un isolateur de section conforme à l'invention. La présente invention est applicable à tout type de caténaire servant à l'alimentation en courant électrique et nécessitant l'isolement de deux portions successives. Le cas particulier de l'isolateur de section triple n'étant cependant utilisable que dans le cas d'un courant continu. REVENDICATIONS I - Barreau pour isolateur de section de caténaire comportant une aine en isolant électrique de bonne résistance à la traction, terminée-à ses extrémités par des moyens d'attache aux fils de contact de la caténaire caractérisé par le fiait qu'un revêtement isolant électrique et de bonne résistance aux 'arcs électriques est placé au moins à la partie inférieure de ladite aine et dans le prolongement de la surface frottante des fils de contact. 2 - Barreau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite aine est réalisée en fibre de verre orientée longitudinalement et imprégnée de résine époxyde. 3 - Barreau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite ame est ancrée à chacune de ses extrémités dans des griffes métalliques qui viennent pincer les fils de contact de la caténaire. 4 - Barreau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisépar le fait que ledit revêtement est en polytétrafluoréthylène chargé de verre. 5 - Barreau selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit revête ment entoure ladite aine. 6 - Isolateur de section pour caténaire caractérisé par le fait qu'il comporte deux fils de contact écartés transversalement et localement interrompus et remplacés par deux barreaux selon l'une des revendications 1 à 5, placés chacun sur un des fils de contact dans deux portions longitudinalement adjacentes. 7 - Isolateur de section pour caténaire caractérisé par le fait qutil comporte deux fils de contact écartés transversalement et localement interrompus et remplacés par plusieurs barreaux selon l'une des revendications 1 à 5, placés alternativement sur chacun des fils de contact dans des portions successives longitudinalement adjacentes. 8 - Isolateur de section pour caténaire selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comporte quatre barreaux et que des diodes sont montées en parallèle des deux placés dans les portions extrêmes.