<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX.CIRCUITS DE VOIE.
La présente invention est relative à des perfectionnements appor- tés aux circuits de voie. On sait que les relais de voie sont agencés pour faire tomber leur armature lorsque les essieux d'un train établissent une con- nexion entre les deux rails d'un circuit de voie;, en provoquant une baisse de la tension qui est normalement maintenue'entre eux par une source appro- priée.
Cette connexion, couramment appelée shunt, n'est pas toujours parfaite. Dans certaines conditions, elle peut être relativement résistante.
Les administrations des chemins de fer exigent donc que le fonctionnement des relais de voie soit convenablement assuré par une certaine valeur de ce "shunt", dite "shunt limite et fixée par les règlements.
Cette valeur est telle que, dans les conditions les plus défavo- rables le courant qui traverse le relais au moment de l'application de ce "shunt limite" entre les rails, soit inférieur de 10 % au courant de chute" du relais., mesuré en laboratoire.
Or, dans le cas notamment des circuits de voie à courant alterna- tif, il est souvent impossible de réaliser des relais de voie sensibles au "shunt limite réglementaire, surtout lorsque la fréquence du courant s'écar- te de sa valeur normale, ou bien, lorsque les ponts inductifs., prévus pour le retour du courant de traction, sont saturés par un déséquilibre de ce cou rant de retour circulant dans les rails
Il en résulte que pratiquement la valeur maxima du shunt qui fait déclencher le relais de voie, appelée "shunt pratique" est généralement net- tement inférieure au "shunt limite réglementaire, et la présente invention, système MM CREMER ET PEDOUSSAUT a pour objet notamment de perfectionner les circuits de voie en vue d'augmenter sensiblement la valeur de ce shunt prati- que,
c'est-à-dire de rendre les relais de voie plus sensibles aux shunts très imparfaits.
<Desc/Clms Page number 2>
A cet effet, les relais de voie d'un type quelconque, sont asso- ciés d'une façon appropriée à des résistances fixes, ainsi qu'à des résistan- ces ariable dont la conductibilité augmente sensiblement avec la tension à leurs bornes. Ces résistances fixes et variables sont insérées dans les circuits de voie de façon à augmenter dans une forte proportion la sensibilité des relais de voie à l'égard du "shuntage" par les essieux, ce shuntage pro- duisant une modification plus importante du courant qui traverse les relaise
L'invention prévoit également des dispositifs destinés à provoquer la chute des relais de voie en cas de défaillance de ces moyens de sensibili- sation.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple quelques formes de réalisation de l'invention. Sur ce dessin, la fig. 1 est un schéma du relais à courant continu, la fig. 2 est une variante de la fig. 1 la fig. 3 est un schéma d'un relais à courant alternatif, la fig. 4 est une variante de la fig.
3 et les figs. 5 et 6 représentent les caractéristiques de deux types de résis- tances variables.
Sur la fig. 1, on voit un canton de voie 1 - 2 séparé des cantons voisins par les isolateurs de voie 3 et 4; ce canton est alimenté par la sour- ce B de courant continu, et il alimente à son tour de la façon habituelle un relais de voie R ; V représente un essieu de véhicule qui constitue le "shunt".
Conformément à l'invention, on dispose en série avec le relais R une résistance variable Rv d'une nature telle que sa valeur ohmique augmente sensiblement lorsque la tension d'alimentation, c'est-à-dire la tension entre les rails 1 et 2, diminue, tandis qu'à l'autre extrémité du canton, on met de préférence en série avec la source B une résistance fixe Rf d'une valeur appro- priée.
Dans ces conditions,lorsque le canton 1-2 est shunté par l'essieu V, on constate les deux phénomènes suivants : - D'une part, l'augmentation.du courant qui est fourni au circuit de voie par la source B, consécutivement à l'apparition de l'essieu V, a pour effet d'augmenter la chute de tension dans la résistance Rf et par conséquent de réduire la différence de potentiel qui apparaît entre les rails 1 et 2.
- D'autre part, la.baisse de cette différence de potentiel produit une augmentation sensible de la résistance variable Rv, due à la caractéristi- que spéciale de cette résistance.
Il en résulte que le courant i qui traverse le relais de voie R diminue dans une proportion beaucoup plus forte que dans un circuit de voie ha- bituel, de sorte que le relais R fait tomber son armature, même si le "shunt" est très imparfait.
La résistance Rv pouvant éventuellement être exposée à des surten- sions,ondes à front raide ouà d'autres effets susceptibles de la mettre en court-circuit d'une¯ façon quelconque, ou bien d'en réduire accidentellement la valeur, des moyens sont prévus pour éviter que dans un tel cas, le relais R reste attiré en permanence.
La solution la plus simple consisterait à mettre à l'endroit désigné par P un dispositif de protection tel qu'un fusible. Si une telle solution.est considérée comme insuffisamment sûre, on peut remplacer par exemple le fusible
EMI2.1
par un relais de surintensité D. repréxenté sur la fige 2.
Ce relais est agencé pour laisser son contact fermé tant que le cou- rant i reste en dessous d'une certaine valeur normale. En cas d'une avarie de la résistance Rv se manifestant par son court-circuit complet ou partiel, ce courant i augmente anormalement, le relais D attire son armature A et coupe le circuit du relais R qui tombe et donne le signal d'arrêt. Il est à noter que le relais D se maintient ensuite dans la position haute au moyen de son contact supérieur, ou de toute autre façon appropriée; il peut comporter en outre:une
EMI2.2
ma.'S-se, suffisante, 'ou0d'autres..moyens' connus pour l.e::rendr.insens3ble aux sûriri- tensités de-courte durée.
<Desc/Clms Page number 3>
Sur la figé 3 qui représente un relais de voie R alimenté en cou- rant alternatifs on voit les transformateurs habituels de séparation du canton Tl et T2 ainsi que la source S de courant alternatif qui alimente le primai- re t2 du transformateur T2 et la bobine locale 12 du relais de voie R. A l'au- tre extrémité du canton, le secondaire .il du transformateur T1 alimente la bo- bine active du même relais.
Comme dans la figé 2 on insère en série avec la source S une résis- tance fixe Rfet on met en série avec le relais R une résistance variable Rv.
Le fonctionnement de ces deux résistances est analogue à celui décrit en regard de la figo 1
Pour réaliser la sécurité de ce circuit de voie, on peut avoir re- cours aux mêmes moyens que dans les exemples montrés sur les figo 1 et 2, mais on peut également utiliser les propriétés spéciales des relais à courant alter- natif pour obtenir cette protection sans aucun appareillage additionnel.
On peut par exemple agencer le relais R d'une façon telle que l'an- gle de phase entre les courants qui circulent dans les bobines c et b présente sa valeur optima, tant que la résistance variable Rv est en circuit. Si, dans ces conditions cette résistance Rv est mise en court-circuit par un accident quelconque., le courant i qui circule dans la bobine .± devient plus inductif; son déphasage change, et le relais R peut être agencé d'une façon telle que le couple du relais diminue sensiblement consécutivement à ce changement, de sorte que le relais R s'ouvre malgré l'accroissement du courant.
Un exemple de ce genre est représenté sur la fige 4 Le secondaire t1 du transformateur Tl est pourvu d'une prise médiane pour alimenter la bobi- ne e du relais de voie R suivant un schéma déphaseur bien connu ; ce sché- ma la bobine c constitue le pont d'un circuit dont les branches inférieures sont constituées par une résistance variable Rv et par une impédance fixe x.
La bobine b du relais R est alimentée par la source S comme précédemment; la résistance fixe Rf est insérée dans le circuit d'alimentation comme dans.la fig. 3
Si les impédances de Rv et de x ont des valeurs appropriées, la bo- bine.± est parcourue par un courant i qui est sensiblement en quadrature par rapport au courant 1 de la bobine b et le couple du relais présente sa va- leur maxima.
Lorsque la tension aux bornes de tl diminue, la valeur de Rv augmen- te ; il en résulte que, non seulement le courait i diminue comme dans la réali-, sation selon la figo 3 mais aussi que l'angle de phase du courant i n'est plus
EMI3.1
de 0,cl9 de. sortsnqùe e.-.cl>uple':dü'r.éiais:;'dimi:rlue: éga,len;.eht'o.';llt.
On voit donc que dans ce cas, la chute du relais R est facilitée par trois facteurs : baisse de tension entre les rails 1 et 2 due à la résis- tance fixe Rf; baisse accrue du courant i due à l'augmentation de la résistan- ce variable Rv, et enfin baisse du couple du relais R due à la variation de l'angle de déphasage du courant I La sensibilité du relais R à l'égard du shuntage est ainsi augmentée dans une forte proportion.
D'autre part, si la résistance variable est accidentellement mise en court-circuit, le pont suivant la Fig 4 est déséquilibré, l'angle de phase du courant i varie sensiblement en sens contraire, et le couple du relais R tombe à une valeur très faible, de sorte que ce relais déclenche également.
Il est à noter que le fonctionnement des circuits de voie confor- mes aux fige .3 et 4 est peu sensible aux variations de fréquence de la source S, ainsi qu'aux effets de saturation des transformateurs T1 et T2
En ce qui concerne la nature des résistances variables Rv, elles peuvent être par exemple des deux types suivants : - D'une part, on peut utiliser les substances semi-conductrices bien connues qui réalisent., comme on sait, la loi i = const eve où i est le courant qui traverse la résistance variable, e la tension à ses
<Desc/Clms Page number 4>
bornes et v un exposant généralement supérieur à deux. La variation de i en fonction de e, qui est extrêmement rapide, est représentée sur la fig. 5 tra- cée à double échelle logarithmique.
On y voit que si la valeur de la tension e tombe à 50% en passant de E1 à E2 le courant i baisse beaucoup plus fortement, en tombant par exemple a 15%.
- D'autre part, on peut utiliser les propriétés particulières des redresseurs secs à oxyde de cuivre qui présentent, comme on le sait, dans cer- taines conditions une résistance très variable en fonction de la tension appli quée à un élément. Lorsque cette tension est faible, de l'ordre d'un volt et en dessous, ces redresseurs ont une caractéristique représentée sur la fig.6 On y voit qu'une faible diminution de la tension e produit une très forte aug- mentation de la résistance Rv.
Dans le cas de circuits de voie à courant continu d'après la figo 1, dont la tension qui alimente le relais R est de l'ordre de quelques volts, il sera préférable de constituer la résistance Rv par quelques éléments redresseurs de ce genre mis en série, tandis que dans le cas de circuits de voie à courant alternatif dont les tensions sont plus élevées, il sera préférable d'utiliser les résistances variables présentant les caractéristiques de la fige 5.
Dans le cas des fig. 3 et 4, la résistance fixe Rf peut être rempla- cée par une impédance appropriée, ou bien le transformateur T2 peut présenter une caractéristique suffisamment tombante permettant de supprimer la résistan- ce Rf.