Brevet FR2982228A1 — publié le 20130510

Rame ferroviaire comprenant un réseau de distribution d'électricité La présente invention concerne le domaine des réseaux de distribution d'électricité des rames ferroviaires pour l'alimentation en électricité des équipements électriques de la rame ferroviaire, tels que les moteurs électriques et/ou des équipements auxiliaires, tels que les systèmes d'éclairage, les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation et autres. Les voitures ferroviaires formant une rame ferroviaire sont reliées de manière amovible. Un réseau de distribution d'électricité d'une rame ferroviaire s'étend sur plusieurs voitures ferroviaires formant la rame ferroviaire pour alimenter les équipements disposés sur ces voitures ferroviaires. Un réseau de distribution d'électricité de rame ferroviaire comprend des câbles électriques de distribution d'électricité sur chaque voiture, les câbles électriques équipant chaque paire de voitures adjacentes étant connectés entre eux pour former le réseau de distribution d'électricité. Différents câbles électriques peuvent être utilisés pour l'alimentation des moteurs et pour les équipements auxiliaires, en fonction de caractéristiques de tension et de courant (haute tension, moyenne tension, basse tension, courant continu, courant alternatif...). Il est possible de disposer les câbles électriques sur le toit de chaque voiture ferroviaire, les câbles électriques étant raccordés à des boîtes de connexion disposées aux extrémités longitudinales du toit, et de connecter entre elles les boîtes de connexion correspondantes de chaque paire de voitures ferroviaire adjacentes par l'intermédiaire de câbles électriques intermédiaires. Il est possible de disposer, à chaque extrémité longitudinale du toit d'une voiture ferroviaire délimité par deux bord longitudinaux et deux bords transversaux, une boîte de connexion haute tension adjacente à un bord longitudinal et une boîte de connexion basse tension adjacente à l'autre bord longitudinal, de telle manière que lorsque deux voitures ferroviaires sont disposées l'une derrière l'autre, la boîte de connexion haute tension de chaque voiture ferroviaire est en regard de la boîte de connexion basse tension de l'autre voiture. Les boîtes de connexion basse tension sont connectées entre elles en diagonale et les boîtes de connexion haute tension sont connectées entre elles en diagonale, les câbles électriques intermédiaire de connexion des boîtes de connexion basse tension croisant les câbles électriques intermédiaire de connexion des boîtes de connexion haute tension sensiblement à la verticale d'une articulation entre les deux voitures ferroviaires. Un tel câblage nécessite au moins quatre boîtes de connexion. Un tel câblage est complexe, difficile et long à réaliser et génère des problèmes de couplages électromagnétiques (EMC) entre les différents câbles électriques s'entrecroisant. Un des buts de l'invention est de fournir une rame ferroviaire équipée d'un réseau de distribution d'électricité qui soit simple à réaliser et qui limite les problèmes de couplage électromagnétique. A cet effet, l'invention propose une rame ferroviaire comprenant une première voiture ferroviaire équipée de câbles électriques de distribution d'électricité et une deuxième voiture ferroviaire reliée à la première voiture et équipée de câbles électriques de distribution d'électricité connectés à ceux de la première voiture pour former un réseau de distribution d'électricité le long de la rame, caractérisée en ce qu'au moins une voiture parmi la première voiture et la deuxième voiture est équipée d'une unique boîte de connexion pour la connexion des câbles électriques de ladite voiture à ceux de l'autre voiture, chaque câble électrique de ladite voiture connecté à un câble électrique correspondant de l'autre voiture étant connecté à ce câble électrique correspondant par l'intermédiaire de ladite boîte de connexion. Selon d'autres modes de réalisation, la rame comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - au moins une boîte de connexion comprend au moins un assemblage de barres omnibus pour la connexion électrique des câbles électriques des deux voitures ; - l'assemblage de barres omnibus comprend un empilement de barres omnibus isolées électriquement au moyeu d'un matériau isolant ; - une seule voiture parmi la première voiture et la deuxième voiture est équipée d'une boîte de connexion pour la connexion des câbles électriques de la voiture à ceux de l'autre voiture ; - les câbles électriques de l'autre voiture sont raccordés à la boîte de connexion en enjambant l'intervalle entre les voitures ; - chaque voiture parmi la première voiture et la deuxième voiture est équipée d'une unique boîte de connexion respective pour la connexion des câbles électriques de ladite première voiture à ceux de la deuxième voiture ; - elle comprend des câbles électriques intermédiaires s'étendant entre les boîtes de connexion et connectant les boîtes de connexion entre elles ; - la boîte de connexion, ou au moins l'une des boîtes de connexion, est prévue pour la connexion de câbles électriques pour la transmission de courant à un premier niveau de voltage et la connexion électrique de câbles électriques pour la transmission de courant à un deuxième niveau de voltage différent du premier niveau de voltage ; - la boîte de connexion, ou au moins l'une des boîtes de connexion, comprend au moins un circuit de puissance pour la connexion électrique des câbles des deux voitures ; - la boîte de connexion, ou au moins l'une des boîtes de connexion, comprend un premier circuit de puissance pour la connexion électrique de câbles électriques pour la transmission de courant à un premier niveau de voltage, et un deuxième circuit de puissance pour la connexion électrique de câbles électriques pour la transmission de courant à un deuxième niveau de voltage différent du premier niveau de voltage. L'invention concerne également une voiture ferroviaire prévue pour être liée à une autre voiture ferroviaire de manière à former une rame ferroviaire, équipée de câbles électriques de distribution d'électricité prévus pour être connectés à des câbles électriques de distribution d'électricité de l'autre voiture pour former un réseau de distribution d'électricité le long de la rame ferroviaire, caractérisée en ce qu'elle est équipée, à au moins une de ses extrémités longitudinales, d'une unique boîte de connexion pour la connexion de ses câbles électriques à ceux de l'autre voiture, la boîte de connexion étant configurée pour la connexion de chaque câble électriques destiné à être raccordé à un câble électrique correspondant de l'autre voiture. L'invention concerne encore une boîte de connexion pour la connexion électrique de câbles électriques de distribution d'électricité équipant une voiture ferroviaire et prévus pour être connectés à des câbles électriques de distribution d'électricité équipant une autre voiture ferroviaire liée à la voiture ferroviaire, pour former un réseau de distribution d'électricité, caractérisée en ce qu'elle est configurée pour la connexion de chaque câble électriques destiné à être raccordé à un câble électrique correspondant de l'autre voiture. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - les Figures 1 et 2 sont des vues schématiques partielles respectivement de côté et de dessus d'une rame ferroviaire comprenant deux voitures ferroviaires et un réseau de distribution d'électricité selon un premier mode de réalisation ; - la Figure 3 est une vue schématique en perspective d'un jeu de barres omnibus d'une boîte de connexion du réseau de distribution des Figures 1 et 2 ; et - la Figure 4 est une vue analogue à celle de la Figure 2 illustrant une rame ferroviaire conformément à un deuxième mode de réalisation. Tel qu'illustrée sur les Figures 1 et 2, la rame ferroviaire 2 comprend une première voiture 4 et une deuxième voiture 5 ferroviaires adjacentes disposées à la file suivant une ligne médiane longitudinale L de la rame ferroviaire 2 et un réseau de distribution d'électricité 6 s'étendant le long de la rame ferroviaire 2, à cheval sur la première voiture 4 et la deuxième voiture 5. La première voiture 4 est équipée de premiers câbles électriques 8 de distribution d'électricité et la deuxième voiture 5 est équipée de deuxièmes câbles électriques 10 de distribution d'électricité. Les premiers câbles électriques 8 sont connectés électriquement aux deuxièmes câbles électriques 10 pour former le réseau de distribution d'électricité 6. Chaque premier câble électrique 8 est connecté à un deuxième câble électrique 10 correspondant. La rame ferroviaire 2 est par exemple un tramway ou un tram-train pour le transport de voyageurs en zone urbaine ou périurbaine. La première voiture 4 et la deuxième voiture 5 comprennent chacune une caisse 11 définissant un compartiment voyageur. La caisse 11 comprend un toit 12 délimité par deux bords longitudinaux 14 et deux bords transversaux 16 (Figure 2). Seuls les tronçons d'extrémité adjacents de la première voiture 4 et de la deuxième voiture 5 sont visibles sur les Figures 1 et 2. Seuls les bords transversaux 16 adjacents des toits 12 de la première voiture 4 et de la deuxième voiture 5 sont visibles sur la Figure 2. La première voiture 4 et la deuxième voiture 5 comprennent chacune un bogie 18 respectif. En variante, les extrémités adjacentes des voitures sont supportées par un bogie commun. Encore en variante, une voiture dite « porteuse » possède un bogie, et l'autre voiture dite « portée » est dépourvue de bogie et suspendue à la voiture porteuse. La rame ferroviaire 2 comprend un ensemble de liaison 20 pour lier mécaniquement la première voiture 4 et la deuxième voiture 5 longitudinalement de façon à assurer la cohésion de la rame ferroviaire 2, tout en autorisant des rotations relatives de la première voiture 4 et de la deuxième voiture 5, pour le passage des courbes, des creux et des bosses de la voie ferrée. L'ensemble de liaison 20 illustré sur la Figure 1 est à articulation simple et comprend une liaison rotule 22 interposée entre les deux voitures et permettant une rotation autour d'un axe vertical A passant par le centre de la liaison rotule 22. En variante, l'ensemble de liaison est à articulation double, et comprend deux liaisons rotules en série entre les voitures. Le réseaux de distribution d'électricité 6 permet la distribution d'électricité le long de la rame ferroviaire 2 pour l'alimentation électrique des équipements électriques de la rame ferroviaire 2, tels que les moteurs électriques assurant la traction de la rame le long de la voie ferrée et les équipements auxiliaires, tels que les systèmes d'éclairage des compartiments voyageurs, les systèmes d'affichages, les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (HVAC)... Les équipements électriques peuvent nécessiter des alimentations de différents types, les différents types différant en tension (haute tension, moyenne tension, basse tension) et/ou en courant (continu, alternatif avec différentes fréquences). La première voiture 4 et la deuxième voiture 5 sont équipées de câbles électriques de différents types. Les câbles électriques comprennent par exemple des câbles de haute tension, des câbles de moyenne tension et/ou des câbles de basse tension. Chaque premier câble électrique 8 est connecté à un deuxième câble électrique 10 de même type. Les câbles électriques sont réunis sur chaque voiture 4, 5 en au moins un faisceau de câbles électrique, ici en deux faisceaux 26 de câbles électriques s'étendant le long d'un bord longitudinal 14 respectif du toit 12 sur chacune de la première voiture 4 et de la deuxième voiture 5. Au moins une voiture parmi la première voiture 4 et la deuxième voiture 5 est équipée d'une unique boîte de connexion pour la connexion des câbles électriques de ladite voiture à ceux de l'autre voiture, chaque câble électrique de ladite voiture connecté à un câble électrique correspondant de l'autre voiture étant connecté à ce câble électrique correspondant par l'intermédiaire de ladite boîte de connexion. Tel qu'illustré sur les Figures 1 et 2, la première voiture 4 est équipée d'une unique boîte de connexion 30 pour la connexion des premiers câbles électriques 8 aux deuxième câbles électriques 10, l'intégralité des premiers câbles électriques est connectée aux deuxièmes câbles électriques 10 par l'intermédiaire de la boîte de connexion 30. La boîte de connexion 30 est disposée sur le toit 12 de la première voiture 4, à l'extrémité de la première voiture 4 adjacente à la deuxième voiture 5. Chacun des premiers câbles électriques 8 possède une terminaison raccordée à la boîte de connexion 30. La deuxième voiture 5 est dépourvue de boîte de connexion. Les deuxièmes câbles électriques 10 enjambent l'intervalle entre la première voiture 4 et le deuxième voiture 5. Chaque deuxième câble électrique 10 possède une terminaison raccordée directement à la boîte de connexion 30 de la première voiture 4. La boîte de connexion 30 comprend un coffret 32 de protection et un dispositif de câblage 34 reçu à l'intérieur du coffret 32. Le dispositif de câblage 34 permet de connecter les premiers câbles électriques 8 et les deuxièmes câbles électriques 10 entre eux. Le dispositif de câblage 34 comprend des premières bornes de connexion 36 pour le raccordement d'une terminaison de chacun des premiers câbles électriques 8 et des deuxièmes bornes de connexion 38 pour le raccordement de chacun des deuxièmes câbles électriques 10. Les premières bornes de connexion 36 sont séparées en deux groupes décalés latéralement par rapport à la ligne médiane longitudinale L, chaque groupe étant adjacent à un bord longitudinal 14 respectif du toit de la première voiture 4. Les deuxièmes bornes de connexion 38 sont réunies en un groupe centré latéralement par rapport à la ligne médiane longitudinale L. Les deuxièmes câbles électriques 10 sont réunis, à l'extrémité de la deuxième voiture adjacente à la première voiture 4, en un seul faisceau central 40 centré latéralement et enjambant l'intervalle entre la première voiture 4 et la deuxième voiture 5 sensiblement à l'aplomb verticalement de l'ensemble d'articulation 20. Ainsi, le faisceau central est soumis à des débattements limités lors de la rotation relative des voitures lors de passages de courbes, de bosses ou de creux. Les deuxièmes câbles 10 s'étendent entre la première voiture 4 et la deuxième voiture 5 côte à côte sans se croiser. Le dispositif de câblage 34 permet en variante des connexions en diagonale, de telle manière qu'un premier câble 8 situé latéralement d'un côté de la première voiture 4 soit câblé avec un deuxième câble 10 situé latéralement de l'autre côté de la deuxième voiture 5. Le dispositif de câblage 34 permet la connexion de câbles électriques de différents types. En particulier, le dispositif de câblage 34 permet la connexion de câbles pour la transmission de courant électrique à une première tension et la connexion de câbles pour la transmission de courant électrique à une deuxième tension différente de la première tension. Le dispositif de câblage 34 permet en particulier la connexion de câbles électriques de haute tension, de moyenne tension et de basse tension. Le dispositif de câblage 34 permet une isolation électromagnétique entre les câbles de haute tension, de moyenne tension et de basse tension du réseau de distribution d'électricité 6. Tel qu'illustré sur la Figure 3, le dispositif de câblage 34 comprend un assemblage de barres omnibus 42 (« busbar » en anglais). L'assemblage de barres omnibus 42 comprend un empilement de barres omnibus 44 alternées, isolées électriquement au moyeu d'un matériau isolant 46, par exemple au moyen de feuilles électriquement isolantes. Chaque barre omnibus 44 peut être portée à un potentiel électrique différent. Les bornes de connexion 36, 38 sont par exemple prévues sous la forme de pattes découpées dans les barres omnibus 44 et faisant saillie de l'empilement de telle manière à pouvoir raccorder sur chaque bornes de connexion 36, 38 une terminaison d'un câble électrique 8, 10. Les bornes de connexion 36, 38 peuvent être disposées en tout endroit le long du bord d'une barre omnibus 44. Ainsi, il est possible de prévoir simplement des croisements de lignes électriques comme illustré sur la Figure 3. Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif de câblage 34 comprend un seul assemblage de barres omnibus 42. En variante, le dispositif de câblage 34 comprend au moins deux assemblages de barres omnibus séparés. En variante, le dispositif de câblage comprend au moins un circuit de puissance, les câbles électriques étant connectés à des bornes du ou de chaque circuit de puissance. Dans un autre mode de réalisation non illustré, le dispositif de câblage 34 comprend plusieurs circuits de puissance, choisis par exemple parmi un circuit de puissance haute tension, un circuit de puissance basse tension et un circuit de puissance moyenne tension. Chaque câble électrique est connecté à une borne de connexion d'un circuit de puissance correspondant. Le deuxième mode de réalisation illustré sur la Figure 4 diffère de celui des Figures 1 et 2 en ce que chaque voiture parmi la première voiture 4 et la deuxième voiture 5 est équipée d'une unique boîte de connexion respective, pour la connexion des câbles électrique de la première voiture 4 à ceux de la deuxième voiture 5. Chaque câble électrique d'une voiture connecté à un câble électrique correspondant de l'autre voiture, est connecté à ce câble correspondant par l'intermédiaire de la boîte de connexion de ladite voiture. En d'autres termes, l'intégralité des câbles électriques de chaque voiture est raccordé à la boîte de connexion de cette voiture et connecté aux câbles électriques de l'autre voiture par l'intermédiaire de ladite boîte de connexion. La première voiture 4 est munie d'une première boîte de connexion 30 à son extrémité longitudinale adjacente à la deuxième voiture 5 et la deuxième voiture 5 est équipée d'une deuxième boîte de connexion 50 à son extrémité longitudinale adjacente à la première voiture 4. Chaque premier câble électrique 8 est raccordé à la première boîte de connexion 30. Chaque deuxième câble électrique 10 est raccordé à la deuxième boîte de connexion 50. Le réseau de distribution d'électricité 6 comprend des câbles électriques intermédiaire 52 enjambant l'intervalle ente la première voiture 4 et la deuxième voiture 5, chaque câble électrique intermédiaire 52 ayant une terminaison raccordée à la première boîte de connexion 30 et une terminaison raccordée à la deuxième boîte de connexion 50. Les câbles intermédiaires 52 sont réunis en un unique faisceau centré latéralement. Les boîtes de connexion 30, 50 sont connectés par l'intermédiaire des câbles électriques intermédiaires 52. Dans le premier mode de réalisation ou le deuxième mode de réalisation, une voiture peut être équipée, à une extrémité longitudinale de la voiture, d'une unique boîte de connexion pour la connexion des câbles électriques de distribution d'électricité à ceux d'une autre voiture reliée à ladite voiture à ladite extrémité longitudinale, et être dépourvue de boîte de connexion à l'autre extrémité longitudinale. A l'extrémité longitudinale dépourvue de boîte de connexion, les câbles électriques de la voiture peuvent être raccordés directement sur une boîte de connexion d'une autre voiture adjacente. Une voiture peut comprendre, à chaque extrémité longitudinale de la voiture, une unique boîte de connexion pour la connexion des câbles électriques de distribution d'électricité à ceux d'une autre voiture adjacente reliée à ladite voiture. Chaque boîte de connexion est prévue pour la connexion des câbles électrique de la voiture à ceux d'une autre voiture adjacente respective. La voiture comprend une unique boîte de connexion pour la connexion des câbles électriques de la voiture à ceux de chaque voiture adjacente. Grâce à l'invention, le câblage du réseau de distribution d'électricité est simple, facile et rapide à réaliser, et limite les couplages électromagnétiques indésirables. Un assemblage de barres omnibus permet de réaliser différents schémas de connexion en fonction des positions des bornes de connexion, tout en limitant efficacement les couplages électromagnétiques. Un assemblage de barres omnibus permet en particulier la connexion de câbles haute tension et de câbles basse tension avec des perturbations électromagnétiques réduites. Le réseau de distribution utilise un nombre limité de boîtes de connexion pour la connexion des câbles de deux voitures adjacents (une boîte de connexion ou deux boîtes de connexion), ce qui limite le coût de fabrication. REVENDICATIONS1.- Rame ferroviaire (2), comprenant une première voiture (4) ferroviaire équipée de câbles électriques (8) de distribution d'électricité et une deuxième voiture (5) ferroviaire reliée à la première voiture (4) et équipée de câbles électriques (10) de distribution d'électricité connectés à ceux de la première voiture (4) pour former un réseau (6) de distribution d'électricité le long de la rame, caractérisée en ce qu'au moins une voiture parmi la première voiture (4) et la deuxième voiture (5) est équipée d'une unique boîte de connexion (30, 50) pour la connexion des câbles électriques (8) de ladite voiture (4) à ceux de l'autre voiture (5), chaque câble électrique (8) de ladite voiture (4) connecté à un câble électrique (10) correspondant de l'autre voiture (5) étant connecté à ce câble électrique (10) correspondant par l'intermédiaire de ladite boîte de connexion (30). 2.- Rame (2) selon la revendication 1, dans laquelle au moins une boîte de connexion (30) comprend au moins un assemblage de barres omnibus (42) pour la connexion électrique des câbles électriques des deux voitures. 3.- Rame (2) selon la revendication 2, dans laquelle l'assemblage de barres omnibus (42) comprend un empilement de barres omnibus (44) isolées électriquement au moyeu d'un matériau isolant (46). 4.- Rame (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle une seule voiture parmi la première voiture (4) et la deuxième voiture (5) est équipée d'une boîte de connexion (30) pour la connexion des câbles électriques (8) de la voiture (4) à ceux de l'autre voiture (5). 5.- Rame (2) selon la revendication 4, dans laquelle les câbles électriques (10) de l'autre voiture (5) sont raccordés à la boîte de connexion (30) en enjambant l'intervalle entre les voitures (4, 5). 6.- Rame (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle chaque voiture parmi la première voiture (4) et la deuxième voiture (5) est équipée d'une unique boîte de connexion (30, 50) respective pour la connexion des câbles électriques (8) de ladite première voiture (4) à ceux (10) de la deuxième voiture (5). 7.- Rame (2) selon la revendication 6, comprenant des câbles électriques intermédiaires (52) s'étendant entre les boîtes de connexion (30, 50) et connectant les boîtes de connexion (30, 50) entre elles. 8.- Rame (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la boîte de connexion (30), ou au moins l'une des boîtes de connexion (30, 50), est prévue pour la connexion de câbles électriques pour la transmission de courant à un premier niveau de voltage et la connexion électrique de câbles électriques pour latransmission de courant à un deuxième niveau de voltage différent du premier niveau de voltage. 9.- Rame (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la boîte de connexion (30), ou au moins l'une des boîtes de connexion (30, 50), comprend au moins un circuit de puissance pour la connexion électrique des câbles des deux voitures (4, 5). 10.- Rame (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la boîte de connexion (30), ou au moins l'une des boîtes de connexion (30, 50), comprend un premier circuit de puissance pour la connexion électrique de câbles électriques pour la transmission de courant à un premier niveau de voltage, et un deuxième circuit de puissance pour la connexion électrique de câbles électriques pour la transmission de courant à un deuxième niveau de voltage différent du premier niveau de voltage. 11.- Voiture ferroviaire (4) prévue pour être liée à une autre voiture ferroviaire (5) de manière à former une rame ferroviaire (2), équipée de câbles électriques (8) de distribution d'électricité prévus pour être connectés à des câbles électriques (10) de distribution d'électricité de l'autre voiture (5) pour former un réseau (6) de distribution d'électricité le long de la rame ferroviaire (2), caractérisée en ce qu'elle est équipée, à au moins une de ses extrémités longitudinales, d'une unique boîte de connexion (30) pour la connexion de ses câbles électriques (8) à ceux (10) de l'autre voiture (5), la boîte de connexion (30) étant configurée pour la connexion de chaque câble électriques (8) destiné à être raccordé à un câble électrique (10) correspondant de l'autre voiture (5). 12.- Boîte de connexion (30, 50) pour la connexion électrique de câbles électriques (8) de distribution d'électricité équipant une voiture ferroviaire (4) et prévus pour être connectés à des câbles électriques (10) de distribution d'électricité équipant une autre voiture ferroviaire (5) liée à la voiture ferroviaire (4), pour former un réseau (6) de distribution d'électricité, caractérisée en ce qu'elle est configurée pour la connexion de chaque câble électriques (8) destiné à être raccordé à un câble électrique (10) correspondant de l'autre voiture (5).