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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS DE PROTECTION POUR CIRCUITS ELECTRIQUES. -
La présente invention concerne les appareils de protection pour circuits électriques fonctionnant sous plusieurs tensions, et elle porte essentiellement sur un dispositif automatique pour empêcher l'application, au circuit, d'une tension supérieure à celle qui est désirée, Plus spéciale- ment, l'invention porte sur un appareil de protection automatique, à comman- de par électro, fonctionnant sous l'effet de variations de tension, et cet appareil est particulièrement applicable aux voies ferrées électrifiées com- portant diverses sections de ligne à des tensions différentes,
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Lorsqu'une voiture roule sur une voie ferrée dont certaines portions de la ligne d'alimentation se trouvent à une tension relativement faible, par exemple 600 volts,
et d'autres portions se trouvent à une tension plus élevée, par exemple l.sOO volts, les circuits de contrôle et d'éclairage de la voiture sont généralement agencés pour être excités seulement par la tension de 600 volts. Lorsque la voiture atteint la section à 1.200 volts, la tension de ligne est réduite à une valeur convenable pour les circuits de contrôle et d'éclairage, généralement au moyen d'un dynamcteur.
Ainsi, quand la voiture roule sur une section à 600 volts, les cir- cuits de contrôle et d'éclairage sont relié-s directement au conducteur d'ali- mentation, tandis que sur les sections à 1.200 volts, ces circuits sont reliés au conducteur d'alimentation, par l'intermédiaire d'un dynamoteur, Dans un équi- pement électrique de cette catégorie, il est indispensable que les circuits de contrôle et d'éclairage ne soient jamais excités à la tension supérieure, car, sinon, les lampes et l'équipement de contrôle pourraient être brûlés ou sérieu- sement endommagés.
Un appareil de protection'conforme à l'invention empêche, de manière efficace, l'éventualite d'accidenta du caractère envisagé, sur les voies ferrées électriques à plusieurs tensions, ainsi que dans d'autres circonstances.
Suivant l'invention, un dispositif protecteur est muni de deux con- tacts de contrôle de circuit, dont,l'un est normalement fermé et l'autre est. normalement ouvert, pouvant être actionnés séparément, et ces deux contacts sont connectés de manière à contrôler, l'un et l'autre, un circuit électrique. Le contact normalement fermé est ouvert, de manière électromagnétique, seulement lorsque la tension appliquée dépasse une valeur déterminée, tandis que le contact normalement ouvert est fermé, seulement lorsque la tension appliquée est infé- rieure à la valeur déterminée.
De cette façon, le contact normalement ouvert empêche l'excitation du circuit contrôlé, après l'application initiale d'une tension supérieure à la valeur déterminée, tandis que l'ouverture du contact normalement fermé empêche l'excitation du circuit, après une réduction de la tension trop élevée, au-des- sous de la valeur à laquelle le contact normalement ouvert se ferme, Ainsi, les deux contacts coopèrent de telle façon que le circuit contrôlé est fermé seule-
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ment lorsque la tension appliquée initialement au circuit est inférieure à la valeur déterminée à l'avance.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre la nature et les avantages de l'invention.
La figure uaique est le schéma des connexions d'un système de con- trôle pour voiture électrique, conforme à l'invention, cette voiture étant des- tinée à être utilisée sur des voies comportant des sections à tensions différen- tes.
Le courant est amené de la ligne d'alimentation 1, par le trolley T, pour actionner les moteurs de traction 10 et 11 de la voiture. Le conducteur L reçoit un courant à basse tension, par exemple 600 volts, dans une portion, et un courant à haute tension, par exemple 1.200 Molts, dans une autre portion de la ligne,,
Un mécanisme d'interruption ou de commutation convenable 12, contrôlé' électriquement, et qui n'est pas représenté en détail sur le dessin, est prévu pour contrôler le fonctionnement des moteurs 10 et 11, par les deux sections de la ligne L, par la manoeuvre de l'un des contrôleurs-maîtres ou pilotes 13 ou 14 actionnés à la main.
Les circuits de contrôle dépendant de ces contrôleurs-maîtres 13 et 14, ainsi que les circuits d'éclairage 15 de la voiture, sont excités ou a- limentés seulement à basse tension, par exemple 600 volts, et par suite ne peu- vent pas supporter sans danger la tension des sections à haute tension,
Pour empêcher l'application d'une tension plus élevée, les circuits, de contrôle et d'éclairage sont alimentés ou excités par le trolley T, sous le contrôle d'un mécanisme de changement automatique comprenant, dans l'exemple en- visagé, un commutateur 16 à commande pneumatique, qui est rappelé convenablement, par exemple au moyen d'un ressort 17, vers la position représentée, et qui peut être amené vers son autre position par un mécanisme électromagnétique à valve 18.
Le commutateur pneumatique 16, dans sa position de rappel, relie les circuits de contrôle et d'éclairage à basse tension au trolley T, par l'intermé- diaire d'un dispositif réducteur de tension convenable, par exemple le dynamoteur 19. Le dynamoteur 19 est établi sur un type connu, et comporte deux collecteurs A1 et A2, un inducteur shunt F1 et un inducteur série F2.
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Les circuits de contrôle et d'éclairage sont reliés au point mé-
Z dian de l'inducteur série F2,de façon à être excités par une fraction déter- minée de la tension appliquée au circuit du dynamoteur, par exemple la moitié de cette tension. Lorsque le commutateur 16 est amené sur son autre position, les circuits de contrôle et d'éclairage sont reliés directement au trolley T, pour être excités par la tension complète de la ligne L
Suivant l'invention, le fonctionnement du mécanisme de changement de tension est contrôlé par un dispositif à comnande par électro, connecté de manière à être excité constamment par la tension du trolley T, et à être influen- cé par des changements déterminés dans la tension appliquée au trolley.
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Dans l'exemple envisagé, le dispositif électromagnétique comprend un relais ou interrupteur électromagnétique 20, normalement fermé,, et un autre relais ou interrupteur électromagnétique 21, normalement ouvert, et fonction- nant de manière séparée. Le contact 22 de contrôle de circuit, normalement fermé de l'interrupteur 20, et le contact 23 normalement ouvert, de l'interrupteur 21, sont reliés en série dans le circuit d'excitation de l'enroulement de com- man&e de l'appareil électromagnétique 18, de façon à contrôler, l'un et l'autre, le fonctionnementde cet appareil à valve.
la bobine de commande 24, de l'interrupteur 20, et la bobine de commande 25, de l'interrupteur 21, sont de préférence reliées en série, de ma- nière à être excitées simultanément sous l'effet de la tension appliquée au trolley T. L'interrupteur 20, normalement fermé, est agencé pour n'être pas in- fluencé par la faible tension appliquée au trolley T, lors du fonctionnement sur les sections à 600 volts, et à être influencé seulement lorsque le trolley T est en contact avec leshsections à 1.200 volts de la ligne L, et que la tension d' excitation est supérieure à une valeur déterminée, par exemple 800 toits.
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L'interrupteur ou relais 21, normalement ouvert, est du type connu à déblocage ou à accrochage (lockout relay), et est maintenu, de manière élec- tromagnétique, dans la position ouverte représentée, lorsque le trolley T est excité par les sections à 1.200 volts de la ligne L, et que la tension d'exci- tation est supérieure à une valeur déterminée, par exemple 650 volts. De pré- férence, l'interrupteur 2l est établi de façon que ses contacts ne se ferment que lorsque la'tension du trolley 2 est supérieure à une valeur déterminée,
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par exemple 400 volts, et inférieure à la valeur de déblocage, soit 650 volts, qui est de préférence un peu supérieure à la tension des sections à basse ten- sion de la ligne L.
Les relais ou interrupteurs de ce type étant connus, il n'est pas nécessaire de les décrire avec plus de détail.
L'interrupteur ou relais 20, normalement ferme, est muni de con- tacts auxiliaires 26 et 27 à recouvrement, qui sont agences respectivement pour établir un circuit de maintien pour la bobine de commande 24, par la résistance 28, et pour désexciter la bobine 25 de l'interrupteur 21, lorsque l'interrup- teur 20 est amené dans la position d'ouverture.
En outre, le montage est tel que l'interrupteur 20 est maintenu dans la position ouverte, lorsqu'il y est amené, jusqu'après que la tension appliquée au trolley T est abaissée un peu au-dessous de la tension minimum, soit 400 volts, à laquelle l'interrupteur 21 fonctionne. Si on le désire, des résistances 29 et 30 , de réduction de tension, peuvent être insérées dans les circuits d'excitation des interrupteurs 20 et 21 et du mécanisme à valve 18, comme représenté*
Le fonctionnement de ce système de contrôle est le suivant
Lorsque le trolley T fonctionne sur une section à haute tension, ou à 1.200 volts, de la ligne L, une tension suffisamment élevée est appliquée au circuit comprenant les bobines de commande des relais ou interrupteurs 20 et 21, pour verrouiller l'interrupteur 21 dans la position ouverte,
et pour amener l'interrupteur 20 dans la position ouverte. L'interrupteur 20 est main- tenu dans la position ouverte,avec sa bobine de commande 24 excitée, par le contact 26 et la résistance 28, tandis que le circuit d'excitation de la bobine 25, de l'interrupteur 21, est coupé au contact 27.
Ainsi ,le circuit d'excitation pour le mécanisme à valve 18, est maintenu ouvert au contact 22, ainsi qu'au contact 23; le mécanisme à valve et le commutateur pneumatique 16 restent donc dans la position de rappel, dans laquelle ils sont représentés. En conséquence, les circuits de contrôle et d'éclairage sont excités à la faible tension désirée, qui est environ la moitié de la tension appliquée au dynamoteur 19.
Si la voiture passe alors d'une section à haute tension à une section à basse tension, le trolley T passe sur un isolateur de sectionnement,
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non représenté, qui sépare les sections de tensions différentes. Cela entraîne une coupure du circuit de maintien de l'interrupteur 20, et ce dernier retourne à la position représentée.
Lorsque la tension de ma section à basse tension est appliquée au trolley T, l'interrupteur 20 est insuffisamment excité pour quitter la position de fermeture, tandis 'que l'interrupteur 21 est convenablement excité pour fonctionner, de la position ouverte représentée, ]Taro la position de fer- meture. la fermeture du relais ou interrupteur 21 complète le circuit d' excitation du mécanisme à valve 18, et ce dernier fonctionne pour admettre une certaine quantité de fluide comprimé venant d'une source convenable, non repré- sentée, vers le mécanisme à pression de fluide du commutateur pneumatique 16.
le commutateur 16 fonctionne alors, en déconnectant le dynamoteur 19 du trolley T, et en reliant directement le trolley aux circuits de contrôle et d'éclairage de la voiture.
En pénétrant de nouveau dans une section à haute tension, le cir- cuit d'excitation 21 est coupé à la section isolante de la ligne d'alimentation, et le contact 23 retourne à la position ouverte, sous l'effet de son rappel.
L'ouverture de l'interrupteur 21 entraîne l'ouverture du circuit d'excitation du mécanisme à valve 18, et la valve retourne à la position de rappel représentée, on coupant ainsi le mécanisme à pression de fluide du commutateur 16, de la source de pression T, et en permettant au fluide de s'échapper dans l'atmosphère.
Le ressort 17 ramène aussitôt le commutateur 16 vers sa position de rappel représentée, en connectant ainsi de nouveau les circuits de contrôle et d'éclairage de la voiture, au trolley T, par l'intermédiaire du dynamoteur 19. Lorsque le trolley T vient en contact avec la section à haute tension de la ligne d'alimentation, l'interrupteur 21 est de nouveau accroché ou bloqué, de manière électromagnétique , dans la position ouverte, et l'interrupteur 20 est émané à sa position d'ouverture, à la façon déjà décrite.
Si le trolley T quitte accidentellement la section à haute tension de la ligne L, le relais 20 est de nouveau désexcité et ramené à la position de fermeture. Si l'opérateur, en replaçant le trolley T sur la section à haute ten- sion, le place accidentellement dans une position incorrecte, l'interrupteur 21 est de nouveau accroché de manière électromagnétique, jusqu'après que l'inter-
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rupteur 20 ait été amené dans la position d'ouverture, et ait ouvert le circuit d'excitation de l'interrupteur 21, au contact auxiliaire inférieur 27.
Dans ces conditions, la manoeuvre du trolley T , pour l'amener dans la relation de fonctionnement convenable avec la section à haute tension de la ligne d'alimentation, peut entraîner la formation d'uri arc qui réduit la tension efficace, entre les limites de fonctionnement de l'interrupteur 21, ou même au- dessous de la valeur de déclenchement de l'interrupteur 20.
Toutefois, du fait que la tension de déclenchement de ltinterrup- teur 20 est inférieure à la limite minimum à laquelle l'interrupteur 21 fonction- ne, on conçoit qu'il n'est pas possible que le mécanisme à valve soit excité ac- cidentellement et entraîne le fonctionnement du commutateur pneumatique 16 , 1, pote relier les circuits de contrôle et d'éclairage de la voiture, à la section à hau- te tension du conducteur d'alimentation. Lorsque le trolley T est ramené conve- nablement en contact avec la section à haute tension du conducteur d'alimenta- tion, l'interrupteur 21 est de nouveau accroché jusqu'après que l'interrupteur 20 ait été amené à la position d'ouverture.
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Il est bien entendu que les dispositions et les applications qui ont été indiquées ci-dessus, à titre d'exemple, ne sont nullement limitatives, et qu'on peut s'en écarter sans pour cela sortir du cadre de l'invention.