Brevet FR2470020A1 — publié le 19810529

247002( La présente invention concerne une ligne d'alimentation électrique utilisable notamment pour l'alimentation en courant de véhicules sur rails, tels que les rames de transports en commun souterrains et/ ou à grande vitesse. - On connaît déjà dans la technique antérieure des lignes d'alimentation électrique comprenant un fil conducteur ou plusieurs fils conducteurs parallèles supportés de place en place qui constituent une ligne de courant pour un organe mobile de captation de cou- rant, tel que l'archet du pantographe d'une motrice électrique. On connaît ainsi des lignes d'alimentation souples dans lesquelles le fil conducteur ou les fils conducteurs sont suspendus par une structure classique dite caténaire. De telles lignes d'alimentation ont pour avantage principal d'ttre souples et par consé- quent de permettre l'alimentation de rames de trans- port circulant à grande vitesse. Elles ont toutefois pour inconvénient de présenter un encombrement en hauteur important nuisant par conséquent à leur ins- tallation sous voûte ou dans la position du troisième rail. On connaît par ailleurs des lignes d'ali- mentation rigides dans lesquelles le fil conducteur ou les fils conducteurs sont enserrés dans un corps creux conducteur rigide constitué par une série de profilés mis bout-à-bout. De telles lignes d'alimen- tation ont pour avantage principal de présenter un faible encombrement en hauteur 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'absorber 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'in- vention est utile notamment pour l'alimentation en courant de véhicules sur rails et est du type compre- nant 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 cou- rant. Selon la caractéristique essentielle de l'invention, cette ligne comporte un corps rigide, conducteur ou non, éventuellement muni d'un revêtement 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. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la ligne électrique comporte deux fils conduc- teurs 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. Ces organes de fixation sont avantageusement montés librement sur les él6émenits de profilé avec possibilité de débattement vertical et de coulissement longitudinal sur les éléments de profilé. En variante on peut supporter plusieurs fils oonducteurs, par exemple un à cinq fils conduc- teus, sur un seul organe de fixation ou même sur plusieurs organes de fixation. Dans un mode de réalisation préféré de letnvention, ohaque organe de fixation comporte un pendulet monté librement sur eélément de profilé et une griffe de fixation du fil conducteur supporté par le pendulet, Les eléments de profilé1 affectent avanta- geusement un profil en I et les organes de fixation présentent alors avantageusement chacun deux portions recourbées aptes à coopérer avec le pied du profil en I. Les éléments de profilé de la ligne de, lin- vention 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 élec- triquement aux éléments de profilé6, Les éléments de profilé sont groupés en tronçons comportant chacun un certain nombre d'éléments de profilé et une longueur de chaque fil conducteur 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. Les éléments de profilé sont équivalents à une ligne detransport électrique simple pour courant fort (1000, 2000 ou 3000 Amperes) sans alimentation (feeder) et cAblage, présentant une fiabilité accrue. Les éléments de profilé peuvent 8tre conduc- tours ou non et, dans le cas o ils sont conducteurs, munis d'un revêtement isolants par exemple par rilsani- sation, choupage, capotage, etc., pour pouvoir appro- cher la voûte au plus près et limiter les surfaces sous tension électrique. Dans le cas o ils ne-sont pas conducteurs, ils peuvent être réalisés en une matière synthétique, par exemple plastique, ayant la résistance requise. La présente invention prévoit également que 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 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. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une portion d'une ligne d'alimentation électrique à deux fils conducteurs selon l'invention; - 25. les figures 2 à 4 montrent différents modes de réalisation des organes de fixation des fils conduc- teurs de la ligne d'alimentation de la figure 1; les figures 5 à 8 montrent différents modes d'implantation d'une ligne d'alimentation selon l'in- vention sous une voûte; la figure 9 montre la liaison électrique des éléments de profilé entre eux; la figure 10 montre une ligne d'alimentation électrique selon l'invention munie d'un organe tendeur et d'un organe d'ancrage des fils conducteurs; la figure 11 illustre le raccordement bout- à-bout des tronçons de lignes d'alimentation électrique selon l'invention; 5. la figure 12 illustre le raccordement avec chevauchement des tronçons de lignes d'alimentation électrique selon l'invention; la figure 13 montre la position des organes de recentrage dans une courbe; 10. les figures 14 à 16 illustrent différents modes de réalisation d'organes de recentrage selon l'invention; et la figure 17 est une vue de dessous de ltor- gane de recentrage de la figure 16. On a représenté sur la figure 1 une portion d'une ligne d'alimentation 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 eux. Ltélément de profilé 10 est réalisé en une matière conductrice de l'élec- tricité, de préférence en un alliage d'aluminium pré- sentant les qualités requises de légèreté et de bonne conduction de l'électricité, et affecte un profil en I comportant une tête 12 et un pied 14. La tête 12 est destinée à être fixée, par exemple sous une voûte, par leintermédiaire dtisolateurs ou de boucles isolantes, comme cela sera décrit plus loin. Le pied 14 sert de support à deux fils conducteurs 16 et 18 en cuivre par l'intermédiaire d'organes de fixation, tels 20 et 22 disposés de place en place sous l'élément de profilé 10. Les éléments de profilé 10 sont sous tension électrique et les fils conducteurs 16 et 18 sont ali- mentés en courant par des connexions électriques 2470020 t souples, non représentées. Les deux fils conducteurs 16 et 18 sont supportés de façon alternée par les organes de fixation, tels 20 et 22, en sorte qu'un organe de fixation ne supporte qu'un seul fil conduc- teur. Ainsis l'organe de fixation 20 ne supporte que le fil conducteur 18 et l'organe de fixation 22 ne supporte que le fil conducteur 16. Les fils conducteurs 16 et 18 sont montés en parallèle et constituent une ligne de courant pour un orgp-ne mobile de captation de courant (non représenté) tel que par exemple l'archet du pantographe d'une motrice électrique. Les deux fils conducteurs 16 et 18 ne constituent pas deux lignes de courant indépendantes mais une seule ligne de cou- rant et ils peuvent sans inconvénient venir en contact entre eux. Les organes de fixation sont montés librement sur les éléments de profilé avec possibilité de dé- battement vertical et de coulissement longitudinal pour conférer une plus grande souplesse à la ligne dtali- mentation électrique et permettre aussi le libre jeu des organes de fixation sur les éléments de profilé en fonction des efforts qui se produisent sur la ligne d'alimentation électrique, notamment lors du passage d'un organe mobile de captation de courant circulant à grande vitesse ou des contraintes de dilatation. On réalise ainsi un montage flottant des organes de fixa- tion sur les éléments de profilé. On décrira maintenant différents modes de réalisation des organes de fixation, en-référence aux figures 2 à 4. On a représenté sur la figure 2 un organe de fixation 24 comprenant un pendulet constitué par une barre de section circulaire réalisée par exemple en métal, isolée ou non, et comportant une portion droite 247002( 26 située transversalemernt et en dessous de lélément de profilé 10 'et deux portions recourbées 28 et 30 aptes à coopérer avec le pied 14 du profil en I de lgélément de profilé 10o LMorgane de fixation 24 est monté lbrement sur le profilé 10 comme indiqué précé demmente La portion 26 de l'organe de fixation 24 sert de support à une griffe de fixation 32 ou 34 apte à enserrerq par effet de tenaille, un fil conducteur 16 ou 18 rainuré sur ses faces latéraleso Dans lCexemple représenté sur la figure 2, l'organe 24 supporte deux fils conducteurs, mais il est évident que celui-ci ne doit en fait supporter quun seul fil conducteur comme indiqué précédemment en référence à la figure 10 La griffe 32 comporte un manchon 36 assurant son libre coulissement sur la portion 26 en assurant en mime temps que cette portion 26 demeure perpendicu- laire à l' axe longitudinal de l'élément de profilé 10, La griffe 34 ne présente pas de manchon, mais un ori- fice 38 permettant son libre coulissement sur la por- tion 26, La figure 3 montre un organe de fixation 40 en forme de pendulet constitué par deux pattes recour- bées 42 et 44 maintenues entre elles par un boulon 46 et enserrant, par effet-de tenaille, un fil conduc- teur 16 rainaré sur ses deux faces. Le dispositif 44 est également monté librement sur ltélément de profilé , mais il ne permet pas d'assurer le débattement latéral du fil conducteur 16, comme dans le cas du mode de réalisation de la figure 2. La figure 4 montre un organe de fixation 48 en forme de pendulet pouvant supporter une griffe 50 ou 52 supportant, par effet de tenaille, un fil con- ducteur 16 ou respectivement 18. La griffe 50 est monobloc, comme dans le cas des griffes 32 et 34 de 2470020. la figure 29 alors que la griffe 52, connue en soi, est réalisée en plusieurs éléments assemblés entre eux. Les griffes 50 et 52 assurent également le débattement latéral des fils conducteurs 16 et 18. Bien entendu, comme dans le cas de la figure 2, l'organe de fixation 48 sert en fait à la fixation d'un seul fil conducteur et ne comporte donc qu'une seule griffe 50 ou 52. Comme indiqué précédemment, les éléments de profilé tels 10, conviennent.spécialement à une utili- sation sous voûte. - On a représenté sur la figure 5 la fixation de deux éléments de profilé 10 et 10' sous une voûte par l'intermédiaire d'une traverse horizontale 54 ancrée par ses deux extrémités dans la paroi de la voûte. L'élément de profilé 10 est supporté par la traverse 54 par l'intermédiaire de deux boucles isolantes 56 et 58, connues en soi, et l'élément de profilé 10' est supporté par la traverse 54 par l'intermédiaire d'un isolateur 60, également connu en soi. Une telle dispo- sition offre l'avantage de pouvoir fournir facilement un réglage latéral des éléments de profilé par rapport à la traverse 54, comme indiqué par les flèches F. La figure 6 montre un autre mode de fixation dans lequel les éléments de profilé 10 et 10' sont suspendus directement sous une voûte par l'intermé- diaire de boucles isolantes 62 et 64 dans le cas du profilé 10 et par l'intermédiaire d'un isolateur 66 et d'une chaise 68 dans le cas de l'élément 10'. La figure 7 montre un autre mode de fixation sous voûte dans lequel l'élément de profilé 10 est fixé sous la voûte par des boucles isolantes 72 et 74 et l'élément de profilé 10' par des boucles iso- lantes 76 et 78, les deux éléments de profilé 10 et ' étant par ailleurs reliés entre eux par l'inter- médiaire de deux boucles isolantes 80 et 82 et dtun tirant horizontal 84. La figure 8 montre la fixation sous vo te surbaissée d'un élément de profilé 10 par ltintermé- diaire de deux boucles isolantes 86 et 88 et d'un élément de profilé 10t par l'intermédiaire d'un isola- teur 90 ancré sous le plafond de la voete.e Comme représenté sur la figure 9, les éléments de profile, tels lOa, lob et 1Oc, sont reliés entre eux par des connexions électriques souples, telles 92a, 92b, etc., assurant à la fois le r8le de joints de dilatation et de joints de courbure entre les différents éléments de profilé. Ces connexions élec- triques sont avantageusement constituées par des tresses ou lamelles métalliques pouvant 9tre soit fixées sur les éléments de profilé par l'intermédiaire de plaques de serrage boulonnées autour des éléments de profilé (connexion 92a), soit soudées par soudure bi-métal (connexion 92b). Comme représenté dans la partie inférieure de la figure 9, les éléments de profilé 10a, 0lob, 1Oc, etc., sont reliés bout-à-bout par des connexions élec- triques telles 92a, 92b, 92e, etc., chaque élément de profilé ayant une longueur L, par exemple de dix mètres, et étant supporté par deux isolateurs, tels 94 et 96 espacés d'une longueur 1, par exemple de cinq mètres. Les éléments de profilé sont disposés en zig-zag pour assurer de façon connue en soi une usure régulière de l'organe de captation de courants par exemple l'archet du pantographe d'une motrice électrique0 L'amplitude latérale du zig-zag est exagérée sur la figure 9 pour- la clarté du dessin, Les éléments de profilé sont groupés en tronçons comportant chacun un certain nombre d9éléments de profilé (par exemple tronçon de 300 mètres compor- tant 30 éléments de profilé de 10 mètres) et une lon- gueur de chaque fil conducteur d'un seul tenant, les tronçons étant reliés électriquement entre eux. Il est alors nécessaire que chaque tronçon puisse assurer, indépendamment des autres tronçons, la tension mécanique des deux fils conducteurs d'un seul tenant qu'il supporte. La figure 10 montre un élément de profilé 98 constituant la jonction de deux tronçons 100 et 102 placés bout-à-bout, comme représenté sur la figure 11. - Le tronçon 100 comporte deux longueurs de fils conducteurs 104 et 106 d'un seul tenant ayant une première extrémité (non représentée) fixée à une pre- mière extrémité du tronçon (non représentée) et une seconde extrémité 108 et respectivement 110 fixées toutes deux à la seconde extrémité du tronçon 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 118 dans les- quelles sont bloquées respectivement les extrémités 108 et 110 des fils conducteurs. L'organe tendeur 112 com- porte en outre deux organes de rappel élastique cons- titués chacun par un ressort tel 120 relié d'une part au chariot 114 et d'autre part à un support 122 fixé sur l'élément de profilé 98. Le tronçon 102 comporte deux longueurs de fils conducteurs 124 et 126, d'un seul tenant, ayant une première extrémité fixée par un organe de blocage 128 monté sous l'élément de profilé 98 et une seconde extrémité (non représentée) fixée à un organe tendeur (non représenté) analogue à l'organe tendeur112. Comme représenté sur la figure 12 deux tron- çons 130 et 132 sont raccordés avec chevauchement et * 11 non bout-à-bout0 Les tronçons 130 et 132 présentent respectivement un organe de blocage de fils conduec teurs (134 ou 136) et un organe tendeur 138 ou 1400 La figure 13 montre de façon schématique l9implantation d0organes de recentrage pour recentrer les fils conducteurs dans les courbes de ila ligne dealij mentation pour suivre par exemple les courbes d'une voie ferrée La ligne axiale de la voie ferrée est repré sentée par la ligne courbe 142 et la ligne dîalimenta= tion électrique par la ligne brisée 144 sur laquelle il convient diexercGr un recentrage en exerçant des forces représentées schématiquement par les flèches fú f2 f3' f4 9 etoo La figure 14 illustre un premier mode de réa- lisation dtune organe de recentrage comportant une plaque 146 fixée sous un élément de profile 10 etun organe de liaison constitué par une tresse 148 ayant une extrémité 150 boulonnée sur la plaque 146 et une estrémité 152 fixée sur une griffe 154 enserrant le fil conducteur 16. La figure 15 illustre un autre mode de réa- lîsation d'un organe de recentrage qui diffère du pré- cédent par le fait que lorgane de liaison est cons- titué par une tige 156 ayant une extrémité recourbée 158 passant dans un évidement 160 de la plaque 146 et une extrémité recourbée 162 reliée a une griffe 164 enserrant le fil conducteur 16. Les figures 16 et 17 illustrent un autre mode 3C de réalisation duun organe de recentrage qui diffère du précédent par le flait quail comporte deux organes de liaison 166 et 1661 ayant une extrémité fixée sur un pivot vertical 168 sur lequel est monté fou un galet 170 apte à rouler sur le bord extérieur 172 de 2470020 1 la plaque 146 et une extrémité solidaire d'une griffe 174 ou 1748 enserrant le fil conducteur 16. Bien entendu, la présente inventionntest pas limitée aux modes de réalisation particulièrement décrits et représentés et on peut en réaliser d'autres variantes sans sortir du cadre de l'invention. Ainsit les éléments de profilé peuvent affecter un profil différent d'un profil en I et les organes de fixation des fils conducteurs peuvent.entourer partiellement ou totalement le profil et comporter éventuellement des ressorts. De plus, les éléments de profilé peuvent être fixés non seulement sous des voûtes, mais encore à Vlair libre en utilisant des potences appropriées, par exemple pour troisième rail. En outre, bien que l'invention trouve une application particulière aux rames de transports en commun souterrains, elle peut être aussi utilisée pour l'alimentation électrique de machines telles que notam-- ment les ponts roulants. REVENDICATIONS 1. Ligne d'alimentation électrique, no- tamment pour l'alimentation en courant de véhicules sur rails, du type comprenant un ou plusieurs fils conducteurs (16, 18) en parallèle supportés de place en place qui constituent une ligne de courant pour un organe mobile de captation de courant, caractérisée par le fait qu'elle comporte un corps rigide, conduc- tour ou-non, éventuellement muni dfun revêtement iso- lante constitué d'éléments de profilé (10) placés boutrà-bout et que le ou les fils conducteurs sont supportes de place en place par les éléments de pro- filé au moyen d'organes de fixation (20, 22, 24, 40, 43). 2. Ligne selon la revendication 1, carac- térisée par le fait qu'elle comporte deux fils con- ducteurs (16, 18) qui sont supportés de façon alternée par les organes de fixation (20, 22, 24, 40, 48) en sorte qu'%n organe de fixation ne supporte qu'un seul fil conducteur. 3. Ligne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les organes de fixa- tion (20, 229 24, 40, 48) sont montés librement.sur les éléments de profilé avec possibilité de débattement vertical et de coulissement longitudinal sur les élé- ments de profilé. 4. Ligne selon la revendication 3, caracté- risée par le fait que chaque organe de fixation (20, 229 24e 40, 48) comporte un pendulet monté librement sur ltélément de profilé et une griffe (32, 34, 50, 52) de fixation du fil conducteur supportée par le pendu- let. Ligne selon la revendication 4, caracté- risée par le fait que le pendulet comporte une portion (26) située transversalement et en dessous de l'élé- ment de profilé, sur laquelle la griffe (32, 34) est montée à coulissement libre. 6. Ligne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les éléments de pro- filé (10) affectent un profil en I et que les organes de fixation (24) présentent chacun deux portions re- courbées (28, 30) aptes à coopérer avec le pied du profil en I. 7. Ligne selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les éléments de pro- filé (10) sont conducteurs et reliés entre eux par des connexions électriques (92a, 92b, 92c) souples jouant en m4me 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. 8. Ligne selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que les éléments de pro- filé (10) sont groupés en tronçons comportant chacun un certain nombre d'éléments de profilés et une longueur de chaque fil conducteur 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 (112). 9. Ligne selon la revendication 8, caracté- risée par le fait que l'organe tendeur (112) comporte un chariot (114) sur lequel sont fixées les secondes extrémités (108, 110) des deux longueurs de fil con- ducteur et au moins un organe de rappel élastique (120) relié entre le chariot et la seconde extrémité du tron- çon. 10. Ligne selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait qu'elle comporte des or- ganes aptes à recentrer les fils conducteurs dans les courbes de!a ligne déalimentation, ces organes de recentrage comportant chacun au moins un organe de liaison dont une extrémité est reli6e au bord dyune plaque fixée sous un élément de profilé et dont Vautre estrémeité est assujettie un fil conducteur par loins teormédiaire deune griffe.