CATÉNAIRE RIGIDE CATÉNAIRE RIGIDE

CATÉNAIRE RIGIDE
CATÉNAIRE
RIGIDE
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C-CR00
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INDEX
1. CATÉNAIRE RIGIDE
2. LES ÉLÉMENTS QUI CONSTITUENT LA CATÉNAIRE RIGIDE
2.1 Le profil support conducteur
2.2 La plaque d'union
2.3 Le fil de contact
2.4 Isolateur support
2.5 Prend par courant
2.6 La capote protectrice
2.7 La poutre ressort
3. CORROSION CUIVRE - ALUMINIUM
4. DES TENSIONS PRODUITES PAR LA DILATATION DE LA CATÉNAIRE
5. DES APPUIS
5.1 Le Point fixe
6. DES AVANTAGES DE L'EMPLOI D'UNA CATÉNAIRE RIGIDE
7. DES CARACTÉRISTIQUES DU PROFIL EN ALUMINIUM
7.1 Forme d'une fourniture
8. MISE À LA TERRE
9. MONTAGE DU FIL DE CONTACT
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1.
CATÉNAIRE RIGIDE
La caténaire rigide est une ligne du contact qu'il peut avantageusement substituer le fil de
contact à un câble de sustentation, le troisième rail conducteur ou le rail "T" bimétallique
suspendu.
Elle est composée par un profil en aluminium traité, en forme d'un bâillon à qu'est fixé le fil
de contact en cuivre, en étant l'ensemble des deux de grande rigidité et section de pas de
courant ce qui permet avec tensions de 750-1.500 V de faire abstraction des câbles
d'alimentation dans parallèle. Elle peut aussi admettre des alimentations à 25.000 V.
2.
LES ÉLÉMENTS QUI CONSTITUENT LA CATÉNAIRE RIGIDE
2.1
Profil support conducteur
Fabriqué par extrusion dans un alliage en aluminium 6106 T5, traité thermiquement, dans
des longueurs de 10 ó 12 m. dans ses extrémités, il a 8 orifices disposés qui permettent au
moyen de l'ensemble de plaque et de vis, l'union entre différents tronçons de profil.
Sa partie inférieure a une forme de pince ou de tenaille dans celle qui avec aide d'un
dispositif spécial se sépare en vainquant son élasticité et se loge le fil de contact en cuivre
(Dessin 1).
L'altitude du profil est de 110 mm. et sa section 2.220 mm2
Dessin 1
2.2
Plaque d'union
Fabriquée comme le même alliage que le profil support, elle est montée par 8 vis en acier
inoxydable. AISI 304 avec ses rondelles correspondantes.
La plaque est dessinée de façon à ce que, après avoir effectué, le redouble, s'accouple à la
forme intérieure du profil, en faisant qu'il s'auto-centre et en obtenant avec cela un
alignement parfait entre des profils.
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2.3
Fil de contact
Dessiné avec une section transversale adéquate qui permet l'accouplement au profil
en aluminium. Sa section est de 107 mm2 en pouvant admettre jusqu'à 152 mm2. La
force de redouble au profil en aluminium avec le fil de contact elle est de 15 KN/m,
avec ce qu'un contact parfait électrique est obtenu.
2.4
Isolateur support
D'un matériel synthétique renforcé avec fibre en verre et des ferrures en acier
inoxydable AISI 304. Il s'accouple à la partie supérieure du profil en aluminium, en
faisant d'un support de celui-ci. Il dispose des griffes de matériel glissant qui
permettent le mouvement libre longitudinal de la caténaire sans soumettre l'isolateur
aux efforts additionnels.
Résistant aux produits chimiques tels que des huiles minérales, alcoolise,
hydrocarbures et benzènes employés dans les chemins de fer et aussi aux solutions
salines originaires de dégel.
Il a une haute résistance mécanique au vieillissement dans intempérie avec
températures de -50 ºC + 1ºC.
2.5
Pris de courant
C'est un crampon en aluminium avec ferrures en acier inoxydable. AISI 304 qui
permet la connexion entre le "feeder" d'alimentation et la caténaire, ainsi que entre
deux lignes de caténaire interrompues au moyen de l'union au moyen d'un câble
flexible. Quand un câble en cuivre s'emploie, l'union du cuivre - aluminium doit être
effectuée au moyen d'un plot bimétallique.
2.6
Couvercle protectrice
De PVC extrusionée dans des longueurs de 6 mt., il s'accouple au profil de
aluminium en préservant de poussière et humidité à la caténaire. Elle s'emploie dans
les entrées des tunnels ou dans des zones trouvées de beaucoup d'humidité. Elle
s'emploie aussi dans les stations, où, en plus de s'acquitter de la fonction antérieure,
elle améliore la sûreté et dote à l'ensemble de la caténaire d'une plus grande
esthétique.
2.7
Poutre ressort
Elle est construite par le même profil en aluminium de la caténaire. Elle s'emploie
pour le pas de caténaire conventionnelle à rigide, en absorbant la différence de
rigidité entre les deux, et évitant les ruptures par fatigue du fil de contact dans le
point d'union
Un système employé pour réaliser cette transition et avec lequel sont obtenus bons
résultats , évitant l'emploi de la poutre ressort, est un montage type sectionnement de
l'air (Dessin 2), que consiste à ancrer la caténaire conventionnelle à un pignon, en
continuant la rigide avec les suspensions normales de celle-ci.
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Caténaire conventionnelle
4m
Caténaire rigide
Curve du profilé et du fil.
Dessin 2
3.
CORROSION CUIVRE – ALUMINIUM
Pour atténuer la corrosion provoquée par la paire galvanique entre les deux métaux
deux mesures sont adoptées.
La première est de doter au profil dans sa partie inférieure proche du fil de contact, de
quelques orifices d'aération qui permettent l'évacuation de l'eau de condensation formée dans
son intérieur, en éliminant de cette façon l'électrolyte nécessaire pour le transport d'ions
La deuxième mesure, Elle consiste à imprégner le fil de contact au moment du montage, une
graisse spéciale conductrice. Cette graisse préserve de la corrosion et elle n'affecte pas au
flux de courant entre les deux métaux.
4.
TENSIONS PRODUITES PAR LA DILATATION DE LA CATÉNAIRE
Le coefficient de dilatation longitudinale en aluminium est de 24.10-6, par ce que les
variations de longueur dans la caténaire peuvent être importantes.
Pour une différence de température de +40ºC produite par l'intensité de courant et de la
température ambiant, la variation dans la longueur du profil serait à peu près de 100 mm.
par chaque 100 mètres
Les guides de glissement qui ont les isolateurs support permettent le mouvement libre du
profil sans soumettre le premier aux efforts de contention.
Jusqu'à la date toutes les assemblées préfabriquées qui se présentent sur le marché sont
chères et peu effectives. L'expérience a démontré qu'une interruption de la caténaire chaque
450-500 mt. disposant sa continuité conforme elle se montre en dessin 3, est le système le
plus effectif pour éviter les tensions produite par la dilatation.
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Curve du profilé et du fil de contact
pour l'entrée du pantographe.
L
A
Dessin 3
Les dimensions L et À varient en fonction de la vitesse et la largeur du pantographe. La
forme de la pointe courbée avec radio R est fonction du type de pantographe.
5.
APPUIS
La caténaire travaille comme une poutre continuelle par ce que les effets de la flèche sont les
plus favorables (Dessin 4).
Les appuis doivent disposer chaque 5 mt. et la flèche máx. entre deux consécutives ne doit
pas dépasser de 1‰, permettant, avec cette distance, des vitesses de 120 km/h, bien que 160
km/h se soient rejoints parfois.
Aussi, l'expérience a démontré que les appuis peuvent se séparer jusqu'à 12 mt en
permettant des vitesses de 90 km/h.
Selon l'exposé, la détermination de cette distance sera fonction des vitesses que chaque
administration ferroviaire détermine.
Charge constante
a
a
0
0
M max.
a
0
+
Dessin 4
a
0
Il y a deux points ZERO de
coupure de chaque côté des appuis.
Il faut, de préférence, placer les
plaques d'union des barres dans
ces points.
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L'alignement des appuis doit être effectué par des moyens précis. La plus idoine est en
employant un niveau laser. La différence entre deux supports consécutifs ne devra pas
dépasser de 1l.
5.1
Point fixe
Pour des distances de 400-500 mt avec des rampes importantes et aussi des zones de vitesse
maximale on disposera un point fixe au centre de cette section (Dessin 5).
Un dessin standard n'existe pas pour ce montage, devant s'approprier celui-ci aux gabarits
disponibles.
Dessin 5
6.
AVANTAGES DE L'EMPLOI DE LA CATÉNAIRE RIGIDE
11.
Elle réduit l'espace nécessaire des tunnels (Dessin 6). La cotte nécessaire entre le tunnel
et la caténaire, avec vains standard, est de 400 mm à peu près, pouvant arriver les
montages à être réalisés avec une distance de 300 mm.
SECTION DECOUVERTE
SECTION COUVERTE/TUNNEL
Câble portant
Fil de contact
Barre conductrice suspendue.
Dessin 6
8
21.
Après avoir manqué des efforts de traction, cela permet une plus grande usure du fil
de contact jusqu'à 30 % avec la limitation unique ce que le pantographe ne frôle pas
le profil en aluminium.
Dans la caténaire conventionnelle l'usure du fil de contact tendu normalement avec
effort de traction de 10 KN, produit une perte de résistance mécanique, cela et les
courts-circuits produits par l'action du pantographe il fait qu'un risque de rupture
existe, accroche dans le pantographe et la chute sur les promenoirs avec le danger
résultant pour les voyageurs. Avec la caténaire rigide l'absence de cette éventualité
est totale.
31.
La section équivalente dans cuivre du conjoint profil et de fil peut être de 1500
mm2, autour de 5 fois celui-là de la caténaire conventionnelle ce qu'il fait la
réduction, de l'emploi de câbles d'alimentation dans parallèle destinés à réduire la
chute de tension.
41.
Maintenence réduite. Après avoir permis une plus grande usure du fil de contact, en
pouvant être celui-ci pratiquement le double de celui-là d'une caténaire
conventionnelle la substitution est moins fréquent. Cette substitution est 10 fois plus
rapide dans une caténaire rigide que dans la conventionnelle, au manquer, la
première du grand nombre d'écrous à diminuer et à redoubler, nécessaires dans la
conventionnelle
Le contrôle périodique de redouble des unions et la propreté des aisladores est
pratiquement à tout celui qui réduit le maintenance.
Par ailleurs, les avaries produites dans le fil du contact par des courts-circuits ou
surintensités peuvent être réparés d'une manière très rapide, en substituant un petit
tronçon de fil de 1 ó 2 mt. sans que cela n'ait de conséquences dans l'alimentation, et
en permettant à un peu de temps le pas de trains, puisque cette opération peut
seulement durer 15 minutes.
EFFECT PRODUIT PAR LA RUPTURE D'UN SUPPORT
Dessin 7
9
Si par hasard se produisait, la rupture d'un isolateur de suspension (Dessin 7), la flèche
produite dans ce point permet le pas des trains à une vitesse réduite.
5º.
Moins usure des pantographes. Pour obtenir le zigzag nécessaire pour le balayage du
pantographes, le profil peut courber au montage avec un rayon supérieur à 100 mt.
avec seulement la pression latérale dans les fixations (Dessin 8).
BARRE EN POSITION "SINUSOIDALE"
Dessin 8
61.
La caténaire rigide suit les courbes des aiguilles et les croisements de manière
parfaite, sans montage d'isolateurs de section ni des ancrages.
71.
Elle permet de circuler aux vitesses de 110 km./h. avec un bon état de la voie, ayant
une moindre usure du pantographe.
7.
CARACTÉRISTIQUES DU PROFIL D’ALUMINIUM
Hauteur
Section du profil
2220 mm2
Moment d'inertie Ixx
338 . 104 mm4
Moment d'inertie Iyy
113,7 . 104 mm4
Poids par mètre
6,1 kg./m
Section équivalent de le cuivre
1400 mm2
Coefficient de dilatation longitudinale
Module d'élasticité
7.1
110 mm
24 . 10-6
69000 N/mm2
Forme de fourniture
Les barres sont fournies droites et, sous demande, courbées avec un radio
déterminé, puisque pour un radio au-dessous de 50 mt il est nécessaire de réaliser
courbé dans un atelier avec des moyens adéquats.
10
8.
Mise à la terre
Pour la mise à la terre de la caténaire, nécessaire, pour effectuer les travaux de
maintenance, il est effectué un montage consistant pour fixer dans la partie
supérieure du profil d'aluminium une plaque du même matériel à laquelle l'étrier de
connexion se joint de celui qui se suspend la barre de prise de terre (Dessin 9).
Le placement de ce dispositif devient indispensable dans les échanges de section et
dans les gares.
Plaque en aluminium.
Etrier de MALT.
Dessin 9
9.
MONTAGE DU FIL DE CONTACT
Une fois placé et aligné le profil d'aluminium dans les supports, l'opération que l'on peut
réaliser avec les systèmes classiques de montage de la caténaire conventionnelle, puisque la
légèreté du profil un tronçon de 12 mt. pèse 73 kg.), il permet qu'il soit facilement
maniable, on procédera à l'accouplement du fil de contact. Pour cela s'emploie un chariot
spécial, suspendu dans le profil d'aluminium qui en vainquant son élasticité ouvre l'extrémité
inférieure, permettant le logement du fil.
La bobine porteuse du fil de contact se met dans la voie au moyen d'une chariot qui passe
aussi le dispositif de graissage incorporé.
La vitesse de placement du fil avec ce dispositif est à peu près 2 km/h.
Dans les dessins 10 et 11 on peut apprécier le schéma de l'ensemble du montage.
11
Zone d'ouverture
du profilé pour
l'introduction du
fil conducteur.
Dispositif d'ouverture
du profilé.
Dessin 10
Profilé
Fil de contact
Huilage
Pompe de huilage
Dessin 11

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