FR2951262A1 - Device for analyzing state of wear of shoe gear of electric traction vehicle e.g. train, has shoe gears adapted to form short-circuit between two lines of conducting rails, where each lines of rails comprise coupons insulated electrically - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF PERMETTANT D'ANALYSER L'ETAT D'USURE DES FROTTEURS D'UN VEHICULE A TRACTION ELECTRIQUE Description Domaine technique de l'invention. DEVICE FOR ANALYZING THE WEAR CONDITION OF THE FRICTION OF A VEHICLE WITH ELECTRICAL TRACTION Description Technical Field of the Invention
L'invention a pour objet un dispositif pour analyser l'état d'usure des frotteurs d'un véhicule à traction électrique. Elle concerne également un procédé permettant une telle analyse. The invention relates to a device for analyzing the state of wear of the wiper of a vehicle with electric traction. It also relates to a method for such an analysis.
L'invention concerne le domaine technique des équipements électriques intégrés dans les lignes d'alimentation des véhicules propulsés électriquement tels que les métros, les tramways, les trains, etc. L'invention concerne notamment les équipements permettant de signaler le mauvais fonctionnement des frotteurs portés par de tels véhicules. État de la technique. Il est courant que les véhicules à traction électrique (métro, tramway, train, ...) intègrent des contacts métalliques appelés frotteurs. Généralement, on utilise deux files de rails conducteurs mis au même potentiel et contre lesquels vient s'appliquer au moins une ligne de frotteurs lors du déplacement du véhicule. Ces frotteurs sont adaptés pour former un court-circuit (ou shuntage) entre les deux files de rails et réaliser ainsi le retour du courant de traction ou la mise à la masse du châssis. 2951262 -2 The invention relates to the technical field of electrical equipment integrated into the supply lines of electrically powered vehicles such as subways, trams, trains, etc. The invention particularly relates to equipment for signaling the malfunction of the wiper worn by such vehicles. State of the art It is common that vehicles with electric traction (metro, tramway, train, ...) integrate metal contacts called rubbers. Generally, two rows of conductive rails are used at the same potential and against which at least one line of rubbers is applied during the movement of the vehicle. These wipers are adapted to form a short-circuit (or shunt) between the two rows of rails and thus achieve the return of the traction current or the grounding of the frame. 2951262 -2
Les frotteurs peuvent également servir à signaler la présence du véhicule sur un canton (ou section) de voie. En effet, lorsqu'ils sont associés par paire (ligne de frotteurs), ils court-circuitent les deux files de rails et permettent aux circuits de voie de détecter la présence du véhicule. On rappelle qu'un circuit de 5 voie est formé par l'application d'une même tension électrique à chaque file de rail et inclut généralement un relais à bobine. En l'absence de véhicule, le relais est sous tension et ses contacts restent collés. En présence du véhicule, une partie du courant est dérivée par le court-circuit, ce qui provoque l'ouverture des contacts du relais et peut commander un circuit générant un signal de 10 présence. The rubbers can also be used to signal the presence of the vehicle on a block (or section) of track. In fact, when they are paired together (line of rubbers), they short-circuit the two rows of rails and allow the track circuits to detect the presence of the vehicle. It is recalled that a track circuit is formed by the application of the same voltage to each rail line and generally includes a coil relay. In the absence of a vehicle, the relay is energized and its contacts remain stuck. In the presence of the vehicle, part of the current is diverted by the short circuit, which causes the relay contacts to open and can control a circuit generating a presence signal.
On comprend aisément que pour remplir ses différentes fonctions, le contact frotteur-rail doit être effectif. En effet, si le contact est mauvais, le court-circuit risque de ne plus être réalisé entre les deux files de rails. De plus, 15 l'absence d'un contact frotteur-rail pourrait être la conséquence d'un déraillement du véhicule. La détection de la présence du train sur un canton est donc sécuritaire. Il est donc nécessaire de pouvoir contrôler le contact assuré par le frotteur. D'autant plus que de part leur conception, les frotteurs sont des pièces d'usure qui se détériorent inévitablement dans le temps et qu'il est 20 nécessaire de changer régulièrement. It is easy to understand that to fulfill its various functions, the rail-rail contact must be effective. Indeed, if the contact is bad, the short circuit may no longer be achieved between the two rows of rails. In addition, the absence of a rail-to-rail contact could be the consequence of a derailment of the vehicle. The detection of the presence of the train on a block is therefore safe. It is therefore necessary to be able to control the contact provided by the wiper. Especially since by their design, the rubbers are wear parts that inevitably deteriorate over time and it is necessary to change regularly.
De nombreuses techniques permettent de contrôler un contact rail-frotteur. Le document WO 2008/074942 (LOHR INDUSTRIE) enseigne par exemple d'intégrer les frotteurs dans un circuit électrique équipant le véhicule et 25 déclenchant, lorsqu'ils ne sont plus au contact des rails, des dispositifs et procédures d'alerte. Ce type de solution a pour principal inconvénient de n'apporter qu'une information de type « Tout-Ou-Rien ». En effet, on peut seulement déterminer si le contact frotteur-rail existe ou pas. Il est absolument impossible de quantifier l'état d'usure d'un frotteur pour anticiper son éventuel 30 changement et/ou toute autre intervention de maintenance. 2951262 -3 Many techniques make it possible to control a rail-friction contact. The document WO 2008/074942 (LOHR INDUSTRIE) teaches, for example, integrating the wipers into an electrical circuit fitted to the vehicle and triggering, when they are no longer in contact with the rails, warning devices and procedures. This type of solution has the main disadvantage of providing only information type "All-Or-Nothing". Indeed, one can only determine if the rail-rail contact exists or not. It is absolutely impossible to quantify the state of wear of a wiper to anticipate its eventual change and / or any other maintenance intervention. 2951262 -3
Une autre solution connue est schématisée sur la figure 1 annexée. Il s'agit de placer une boucle magnétique BM entre les deux files de rails R. Lorsque la ligne de frotteurs F passe sur la boucle BM, un champ magnétique se créé. La mesure de l'intensité de ce champ magnétique renseigne sur l'état 5 des frotteurs F : si l'intensité mesurée est élevée, alors ils sont en bon état, et inversement. Bien que fournissant une information « quantitative » sur l'état d'usure des frotteurs, ce type d'installation est toutefois fragile car la boucle magnétique BM peut être accrochée lors du passage du véhicule. En outre, la valeur de 10 l'intensité mesurée ne donne pas toujours une indication fiable sur l'état d'usure des frotteurs F. En effet, l'intensité du champ magnétique est fonction de la température ambiante. Or, le couplage entre la boucle BM et la ligne de frotteurs F se faisant par l'air, une forte intensité mesurée peut être dûe soit au bon état des frotteurs soit à une température ambiante élevée. Enfin, il est 15 absolument impossible de définir quel frotteur de la ligne est en bon ou en mauvais état. On peut simplement définir l'état d'usure « générale » de la ligne de frotteurs. Another known solution is shown schematically in Figure 1 attached. This involves placing a magnetic loop BM between the two rows of rails R. When the rubbing line F passes on the BM loop, a magnetic field is created. The measurement of the intensity of this magnetic field provides information on the condition of the rubbers F: if the intensity measured is high, then they are in good condition, and vice versa. Although providing a "quantitative" information on the state of wear of the rubbers, this type of installation is however fragile because the magnetic loop BM can be hooked during the passage of the vehicle. In addition, the value of the measured intensity does not always give a reliable indication of the state of wear of the F-type rubbers. Indeed, the intensity of the magnetic field is a function of the ambient temperature. Now, the coupling between the BM loop and the rubbing line F being effected by the air, a high measured intensity can be due either to the good condition of the rubbers or to a high ambient temperature. Finally, it is absolutely impossible to define which shoe of the line is in good or bad condition. One can simply define the state of "general" wear of the line of rubbers.
Face à cet état des choses, un objectif de l'invention est de proposer un 20 dispositif permettant d'analyser de manière fiable et avec une grande précision, l'état d'usure des frotteurs, quels que soient les paramètres ambiants. Un autre objectif de l'invention est de proposer un dispositif permettant d'analyser de manière indépendante, l'état d'usure de chaque frotteur de chaque ligne de frotteurs. Encore un autre objectif de l'invention est de proposer un dispositif 25 d'analyse robuste et dont l'installation est aisée. In view of this state of affairs, an object of the invention is to provide a device for reliably and very accurately analyzing the state of wear of the wipers, whatever the ambient parameters. Another object of the invention is to provide a device for independently analyzing the state of wear of each wiper of each line of rubbers. Yet another object of the invention is to provide a robust analysis device and whose installation is easy.
Divulgation de l'invention. 30 La solution proposée par l'invention est un dispositif permettant d'analyser l'état d'usure des frotteurs d'un véhicule à traction électrique, ledit 2951262 -4 Disclosure of the invention. The solution proposed by the invention is a device for analyzing the state of wear of the rubbers of an electric traction vehicle, said
dispositif comportant deux files de rails conducteurs mis au même potentiel et contre lesquels vient s'appliquer au moins une ligne de frotteurs lors du déplacement du véhicule, lesdits frotteurs étant adaptés pour former un court-circuit entre lesdites files de rails. Ce dispositif est remarquable en ce que 5 chaque file de rail comporte au moins un coupon isolé électriquement, les frotteurs venant s'appliquer contre lesdits coupons lors du déplacement du véhicule. En outre, il comporte un moyen pour injecter un signal dans le court-circuit lorsqu'un frotteur s'applique contre un coupon et un moyen pour mesurer la puissance du signal absorbée dans ledit court-circuit. 10 Le fait d'injecter directement un signal dans le court-circuit et d'en mesurer la puissance absorbée permet de quantifier avec précision l'état d'usure des frotteurs : plus la puissance absorbée est faible, plus les frotteurs sont en bon état. L'utilisation de coupons isolés électriquement du reste des files de rails permet d'injecter le signal de mesure sans perturber les autres 15 signaux de la voie, et notamment le circuit de voie. device comprising two rows of conductive rails at the same potential and against which is applied at least one line of rubbers during the movement of the vehicle, said pads being adapted to form a short circuit between said rails. This device is remarkable in that each rail line comprises at least one electrically isolated coupon, the rubbers being applied against said coupons during the movement of the vehicle. In addition, it comprises means for injecting a signal in the short circuit when a wiper is applied against a coupon and a means for measuring the power of the signal absorbed in said short circuit. Directly injecting a signal into the short circuit and measuring the power absorbed makes it possible to precisely quantify the state of wear of the rubbers: the lower the power consumption, the better the rubbers are in good condition. . The use of coupons electrically insulated from the rest of the rail queues makes it possible to inject the measurement signal without disturbing the other signals of the track, and in particular the track circuit.
Pour quantifier de manière très précise l'état d'usure des frotteurs, le signal injecté est préférentiellement un signal électrique sinusoïdal dont la fréquence permet de mettre en résonance le circuit formé par la ligne de 20 frotteurs, le ou les coupons, éventuellement la ligne de rails et le moyen de mesure. To quantify in a very precise manner the state of wear of the rubbers, the signal injected is preferably a sinusoidal electrical signal whose frequency makes it possible to resonate the circuit formed by the line of rubbers, the coupon or coupons, possibly the line of rails and the measuring means.
Selon un premier mode de réalisation, les coupons sont positionnés en décalé sur les deux files de rails. Cette configuration permet de mesurer de 25 manière indépendante l'état d'usure de chaque frotteur de chaque ligne de frotteurs. According to a first embodiment, the coupons are positioned offset on the two rows of rails. This configuration makes it possible to independently measure the state of wear of each wiper of each line of wipers.
Selon un second mode de réalisation, les coupons sont positionnés en vis-à-vis sur les deux files de rails. Cette configuration permet de mesurer l'état 30 d'usure « générale » d'une ligne de frotteurs. 2951262 -5 According to a second embodiment, the coupons are positioned vis-à-vis on the two rows of rails. This configuration makes it possible to measure the "general" state of wear of a line of rubbers. 2951262 -5
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, une impédance relie chaque coupon à la file de rail dans laquelle il est positionné. L'utilisation d'impédance permet de maintenir la ligne de frotteurs au même potentiel que les files de rails, lorsque lesdits frotteurs s'appliquent contre les coupons. 5 Parallèlement, les impédances permettent de laisser passer les signaux électriques continus en bloquant les signaux électriques sinusoïdaux. En n'injectant pas le signal sur le reste de la voie, la mesure de la puissance absorbée dans le court-circuit n'est donc pas faussée. According to an advantageous characteristic of the invention, an impedance connects each coupon to the rail queue in which it is positioned. The use of impedance makes it possible to maintain the line of rubbers at the same potential as the rails, when said rubbers apply against the coupons. At the same time, the impedances make it possible to let the continuous electrical signals pass by blocking the sinusoidal electrical signals. By not injecting the signal on the rest of the channel, the measurement of the power absorbed in the short circuit is therefore not distorted.
10 Le moyen pour injecter le signal et le moyen de mesure sont préférentiellement intégrés dans un boitier positionné au niveau des files de rails. Ils ne sont donc pas positionnés dans le véhicule. The means for injecting the signal and the measuring means are preferentially integrated in a box positioned at the level of the rails. They are not positioned in the vehicle.
De manière avantageuse, on prévoit un moyen pour émettre un signal 15 d'alerte lorsque la puissance du signal absorbé dans le court-circuit dépasse une valeur seuil prédéterminée. Advantageously, means are provided for transmitting an alert signal when the power of the signal absorbed in the short circuit exceeds a predetermined threshold value.
Pour absorber toute dilatation et/ou déformation des coupons, des joints déformables sont positionnés aux extrémités desdits coupons de manière à les 20 isoler du reste des files de rails. To absorb any expansion and / or deformation of the coupons, deformable seals are positioned at the ends of said coupons so as to isolate them from the rest of the rails.
Un autre aspect de l'invention concerne un procédé pour analyser l'état des frotteurs d'un véhicule à traction électrique, dans une installation comportant deux files de rails conducteurs mis au même potentiel et contre 25 lesquels vient s'appliquer au moins une ligne de frotteurs lors du déplacement dudit véhicule, lesdits frotteurs étant adaptés pour former un court-circuit entre lesdites files de rails. Ce procédé consiste à : - positionner au niveau de chaque file de rail au moins un coupon isolé électriquement, les frotteurs venant s'appliquer contre lesdits coupons lors du 30 déplacement du véhicule, - 6 - injecter un signal dans le court-circuit lorsqu'un frotteur s'applique contre un coupon, - mesurer la puissance du signal absorbé dans le court-circuit. Description des figures. Another aspect of the invention relates to a method for analyzing the state of the wipers of an electric traction vehicle, in an installation comprising two rows of conductive rails placed at the same potential and against which at least one line is applied. wipers during movement of said vehicle, said wipers being adapted to form a short circuit between said rails. This method consists in: positioning at least one electrically isolated coupon at each rail line, the rubbers coming to bear against said coupons during the displacement of the vehicle, injecting a signal into the short circuit when a wiper applies against a coupon, - measure the power of the signal absorbed in the short circuit. Description of the figures.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en 10 référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 précitée représente schématiquement un dispositif d'analyse connu de l'art antérieur dans lequel une boucle magnétique est placée entre deux files de rails, 15 - la figure 2 représente schématiquement un dispositif d'analyse conforme à l'invention, les coupons étant positionnés en décalé sur les deux files de rails, - la figure 3 représente schématiquement un autre dispositif d'analyse conforme à l'invention et où les coupons sont positionnés en vis-à-vis sur les deux files de rails, 20 - la figure 4 montre le dispositif d'analyse de la figure 2 avec des impédances reliant chaque coupon à la file de rail dans laquelle il est positionné, - la figure 5 montre le dispositif d'analyse de la figure 3 avec des impédances reliant chaque coupon à la file de rail dans laquelle il est 25 positionné. Other advantages and characteristics of the invention will appear better on reading the description of a preferred embodiment which follows, with reference to the appended drawings, carried out as indicative and non-limiting examples and in which: - Figure 1 above schematically shows an analysis device known from the prior art in which a magnetic loop is placed between two rows of rails, - Figure 2 schematically shows an analysis device according to the invention, the coupons being positioned offset on the two rows of rails, - Figure 3 schematically shows another analysis device according to the invention and where the coupons are positioned vis-a-vis the two rows of rails, 20 - FIG. 4 shows the analysis device of FIG. 2 with impedances connecting each coupon to the rail queue in which it is positioned; FIG. 5 shows the anal device Fig. 3 with impedances connecting each coupon to the rail queue in which it is positioned.
Modes de réalisation de l'invention. 30 L'invention s'applique à des installations pour véhicules à traction électrique, tels que les métros, tramways ou autres trains, utilisant des 2951262 -7 Embodiments of the invention The invention applies to installations for electrically-powered vehicles, such as subways, trams or other trains, using 2951262 -7
alimentations électriques par le sol ou par câbles aériens. Ce type d'installation étant parfaitement connu de l'homme du métier, il ne sera pas décrit ici plus en détail. electrical power supplies by ground or overhead cables. This type of installation is well known to those skilled in the art, it will not be described here in more detail.
5 En se rapportant aux figures annexées, ces installations comportent habituellement deux files de rails R1 R2, parallèles, qui sont mises au même potentiel, généralement négatif ou à la masse. Le véhicule (non représenté) est muni d'au moins une ligne (ou paire) de frotteurs F1, F2 qui s'appliquent en permanence contre ces files de rails R1, R2 lors du déplacement du véhicule. With reference to the appended figures, these installations usually comprise two rails R1 R2, parallel, which are put at the same potential, generally negative or ground. The vehicle (not shown) is provided with at least one line (or pair) of rubbers F1, F2 which are permanently applied against these rows of rails R1, R2 during the movement of the vehicle.
En pratique, les frotteurs F1, F2 sont des patins métalliques conducteurs qui frottent contre les rails R1, R2. Ces derniers sont eux-mêmes des pièces métalliques conductrices. Les frotteurs F1, F2 sont généralement reliés entre eux par l'intermédiaire du châssis du véhicule. Une ligne de frotteurs F1, F2 permet ainsi de court-circuiter les deux files de rails R1, R2 pour réaliser le retour du courant de traction ou la mise à la masse du châssis. Dans la pratique, ce court-circuit sert également à signaler la présence du véhicule sur un canton de voie en activant les circuits de voie. Les frotteurs F1, F2 peuvent également participer à capter des consignes telles que la vitesse du véhicule. In practice, the rubbers F1, F2 are conductive metal pads that rub against the rails R1, R2. These are themselves conductive metal parts. The rubbers F1, F2 are generally connected to each other via the chassis of the vehicle. A line of rubbers F1, F2 thus makes it possible to short-circuit the two rows of rails R1, R2 to achieve the return of the traction current or the grounding of the chassis. In practice, this short circuit is also used to signal the presence of the vehicle on a channel block by activating the track circuits. The rubbers F1, F2 can also participate in sensing instructions such as the speed of the vehicle.
Conformément à l'invention, on utilise un dispositif permettant d'analyser l'état d'usure des frotteurs F1, F2. En se rapportant aux figures 2 à 5, chaque file de rail R1, R2 comporte au moins un coupon, respectivement Cl, C2, isolé électriquement de la file. Les coupons Cl, C2 sont positionnés de manière à ce que les frotteurs F viennent s'appliquer contre durant le déplacement du véhicule. En pratique, chaque coupon Cl, C2 se présente sous la forme d'une portion de rail qui est intégrée dans chaque file de rail R1, R2. Une liaison électrique L permet de maintenir au même potentiel les tronçons des files de rails R1, R2 disposés de part et d'autre des coupons C. According to the invention, a device is used to analyze the state of wear of the rubbers F1, F2. Referring to Figures 2 to 5, each rail line R1, R2 comprises at least one coupon, respectively Cl, C2, electrically isolated from the queue. The coupons C1, C2 are positioned so that the rubbers F come against against during the movement of the vehicle. In practice, each coupon C1, C2 is in the form of a rail portion which is integrated in each rail line R1, R2. An electrical connection L makes it possible to maintain at the same potential the sections of the rails R1, R2 arranged on either side of the coupons C.
Les coupons Cl, C2 ont une longueur comprise entre 1 m et 5 m, préférentiellement 3 m, et sont conçus dans le même matériau que les rails R1, 2951262 -8 Cl, C2 coupons have a length of between 1 m and 5 m, preferably 3 m, and are designed in the same material as rails R1, 2951262 -8
R2 ou dans un autre matériau conducteur. Leur profil est similaire à celui des rails R1, R2 de manière à ce qu'il n'y ait pas de risque de blocage et/ou d'endommagement des frotteurs F1, F2 lorsque ces derniers s'appliquent contre la jonction coupon-rail. Des joints J déformables, par exemple en 5 élastomère, sont positionnés aux extrémités des coupons Cl, C2. Ces joints J permettent non seulement d'isoler électriquement les coupons Cl, C2 du reste des files de rails R1, R2, mais encore d'absorber toute dilatation et/ou déformation desdits coupons. Pour l'isolation des coupons Cl, C2, on peut également prévoir d'utiliser des joints J rigides, par exemple en céramique. 10 En se rapportant aux figures 2 et 4, les coupons Cl, C2 peuvent être positionnés en décalé sur les deux files de rails R1, R2. Dans cette configuration, les frotteurs F1, F2 s'appliquent de manière alternée et non pas simultanément sur les coupons Cl, C2. Par exemple, lorsque le premier frotteur 15 F1 de la ligne s'applique contre le coupon Cl, le deuxième frotteur F2 s'applique contre la file de rail R2 correspondante. Et inversement, lorsque le premier frotteur F1 s'applique contre la file de rail R1, le deuxième frotteur F2 s'applique contre le coupon C2. Les deux coupons Cl, C2 sont donc préférentiellement décalés d'une distance au moins égale à la longueur d'un 20 coupon. R2 or another conductive material. Their profile is similar to that of the rails R1, R2 so that there is no risk of blockage and / or damage of the F1, F2 rubbers when they apply against the coupon-rail junction . Deformable J joints, for example elastomer, are positioned at the ends of coupons Cl, C2. These joints J not only electrically isolate coupons Cl, C2 from the rest of the rails R1, R2, but also to absorb any expansion and / or deformation of said coupons. For the insulation of coupons Cl, C2, it is also possible to use rigid J joints, for example ceramic. Referring to FIGS. 2 and 4, the coupons C1, C2 may be positioned offset on the two rails R1, R2. In this configuration, the rubbers F1, F2 apply alternately and not simultaneously on the coupons Cl, C2. For example, when the first shoe 15 F1 of the line is applied against the coupon C1, the second shoe F2 is applied against the corresponding rail rail R2. And conversely, when the first shoe F1 is applied against the rail line R1, the second shoe F2 applies against the coupon C2. The two coupons C1, C2 are therefore preferably offset by a distance at least equal to the length of a coupon.
Dans une variante de réalisation représentée sur les figures 3 et 5, les coupons Cl, C2 sont positionnés en vis-à-vis sur les deux files de rails R1, R2. Dans cette configuration, les frotteurs F1, F2 s'appliquent simultanément sur les 25 coupons Cl, C2. In an alternative embodiment shown in Figures 3 and 5, coupons Cl, C2 are positioned vis-à-vis on the two rails R1, R2. In this configuration, the rubbers F1, F2 apply simultaneously to coupons C1, C2.
Conformément à l'invention, on injecte un signal dans le court-circuit lorsqu'un frotteur F1, F2 s'applique contre un coupon Cl, C2 et on mesure la puissance du signal absorbée dans ledit court-circuit. La puissance du signal 30 absorbée renseigne directement sur l'état d'usure des frotteurs F1, F2. En effet, plus la puissance absorbée est faible, plus les frotteurs F1, F2 sont en bon état. 2951262 -9 According to the invention, a signal is injected into the short circuit when a wiper F1, F2 is applied against a coupon C1, C2 and the power of the signal absorbed in said short circuit is measured. The power of the absorbed signal provides a direct indication of the state of wear of the rubbers F1, F2. Indeed, the lower the power absorbed, the more the F1, F2 rubbers are in good condition. 2951262 -9
Inversement, une puissance absorbée élevée indique que les frotteurs F1, F2 sont détériorés et/ou usés. L'utilisation des coupons Cl, C2 isolés électriquement du reste des files de rails R1, R2 permet d'injecter le signal de mesure sans perturber les autres signaux de la voie, et notamment les signaux 5 activant les circuits de voie. Conversely, a high power absorbed indicates that the rubbers F1, F2 are deteriorated and / or worn. The use of coupons Cl, C2 electrically isolated from the rest of the rails R1, R2 allows to inject the measurement signal without disturbing the other signals of the channel, and in particular the signals 5 activating the channel circuits.
Le moyen pour injecter le signal et le moyen de mesure sont incorporés dans un boîtier électronique B. Ce dernier est positionné au niveau des files de rails R1, R2. Il pourra par exemple être inséré dans un caniveau prévu dans le 10 sol et au-dessus duquel le véhicule circule. Dans la configuration des figures 2 et 4, on prévoit au moins deux points d'injection et de mesure. Un premier point est prévu entre le premier coupon Cl (sur lequel s'applique le premier frotteur F1) et la file de rail R2 opposée (en amont du second coupon C2). Des câbles de liaison Cc 1 connectés au boîtier 15 B permettent de réaliser ce premier point d'injection et de mesure. Un second point est prévu entre le second coupon C2 (sur lequel s'applique le second frotteur F2) et la file de rail R1 opposée (en aval du premier coupon Cl). Des câbles de liaison Cc 2 connectés au boîtier B permettent de réaliser ce second point d'injection et de mesure. Il est ainsi possible d'injecter le signal dans le 20 court-circuit au niveau de ces deux points. La mesure de la puissance absorbée au niveau du premier point renseignera sur l'état d'usure du premier frotteur F1 et la mesure de la puissance absorbée au niveau du second point renseignera sur l'état d'usure du second frotteur F2. Dans la configuration des figures 3 et 5, on prévoit un seul point 25 d'injection et de mesure. Ce point est prévu entre les deux coupons Cl, C2 en utilisant des câbles de liaison Cc 3 connectés au boîtier B. La mesure de la puissance absorbée au niveau de ce point renseignera, dans ce cas, sur l'état d'usure « générale » de la ligne de frotteurs F1, F2. The means for injecting the signal and the measurement means are incorporated in an electronic box B. The latter is positioned at the level of the rails R1, R2. It may for example be inserted into a gutter provided in the ground and above which the vehicle is traveling. In the configuration of FIGS. 2 and 4, at least two injection and measuring points are provided. A first point is provided between the first coupon C1 (on which the first friction member F1 applies) and the opposite R2 rail queue (upstream of the second coupon C2). Cc connecting cables 1 connected to the housing 15 B make this first point of injection and measurement. A second point is provided between the second coupon C2 (on which the second shoe F2 applies) and the opposite rail line R1 (downstream of the first coupon C1). Cc 2 connecting cables connected to the housing B make it possible to make this second injection and measurement point. It is thus possible to inject the signal in the short circuit at these two points. The measurement of the power absorbed at the first point will provide information on the state of wear of the first shoe F1 and the measurement of the power absorbed at the second point will provide information on the state of wear of the second shoe F2. In the configuration of FIGS. 3 and 5, a single point of injection and measurement is provided. This point is provided between the two coupons Cl, C2 by using Cc 3 connecting cables connected to the box B. The measurement of the power absorbed at this point will indicate, in this case, the "general" state of wear. Of the friction line F1, F2.
30 Le signal injecté est préférentiellement un signal électrique sinusoïdal dont la fréquence W. permet de mettre en résonance le circuit formé par la 2951262 -10- The injected signal is preferably a sinusoidal electrical signal whose frequency W. makes it possible to resonate the circuit formed by the
ligne de frotteurs F1, F2, le ou les coupons Cl, C2, éventuellement la ligne de rails R1, R2 et le moyen de mesure. La fréquence de résonance Wo de ce circuit se définit théoriquement par la formule suivante : Wo 1 \/ LC Avec L = valeur de l'impédance équivalente du circuit résonnant et C = valeur du condensateur équivalent du circuit résonnant. line of rubbers F1, F2, the coupon or coupons Cl, C2, possibly the rail line R1, R2 and the measuring means. The resonance frequency Wo of this circuit is theoretically defined by the following formula: Wo 1 \ / LC With L = value of the equivalent impedance of the resonant circuit and C = value of the equivalent capacitor of the resonant circuit.
10 En se rapportant aux figures 4 et 5, une impédance I peut relier chaque coupon Cl, C2 à la file de rail R1, R2 dans laquelle il est positionné. En pratique, l'impédance I relie chaque coupon Cl, C2 au tronçon de file de rail R1, R2 qui le précède. Les impédances I permettent de maintenir la ligne de frotteurs F1, F2 au même potentiel que les files de rails R1, R2, lorsque lesdits 15 frotteurs s'appliquent contre les coupons. Cela présente l'avantage d'éviter toute coupure dans le retour du courant de traction et/ou la mise à la masse du châssis du véhicule. En outre, les impédances I permettent de bloquer les signaux électriques sinusoïdaux injectés dans le court-circuit. Il n'y a donc aucune perte de puissance, ce qui, de fait, ne perturbe pas la mesure de la 20 puissance absorbée dans ledit court-circuit. Referring to Figures 4 and 5, an impedance I can connect each coupon C1, C2 to the rail queue R1, R2 in which it is positioned. In practice, the impedance I connects each coupon Cl, C2 to the rail line section R1, R2 which precedes it. The impedances I make it possible to maintain the line of rubbers F1, F2 at the same potential as the rails R1, R2, when said rubbers apply against the coupons. This has the advantage of avoiding any cut in the return of the traction current and / or the grounding of the chassis of the vehicle. In addition, I impedances block the sinusoidal electrical signals injected into the short circuit. There is therefore no loss of power, which, in fact, does not disturb the measurement of the power absorbed in said short circuit.
En pratique, le signal est émis par un générateur sinusoïdal GS associé à un amplificateur de puissance AP, ces deux appareils étant intégrés dans le boîtier B. La mesure de la puissance absorbée est effectuée au moyen d'une 25 unité de traitement UT également intégrée dans le boîtier B. Cette unité de traitement peut éventuellement commander l'émission d'un signal d'alerte lorsque la puissance du signal absorbé dans le court-circuit dépasse une valeur seuil prédéterminée. L'amplificateur de puissance AP est avantageusement réglé de manière à limiter la puissance du signal hors d'une bande de 30 fréquence autorisée et définie autour de la fréquence de résonance du court-circuit. On peut également prévoir d'utiliser un circuit électronique permettant de 5 2951262 -11- In practice, the signal is emitted by a sinusoidal generator GS associated with a power amplifier AP, these two devices being integrated in the housing B. The measurement of the power absorbed is carried out by means of an integrated processing unit UT. in the housing B. This processing unit may optionally control the transmission of an alert signal when the power of the signal absorbed in the short circuit exceeds a predetermined threshold value. The power amplifier AP is advantageously set to limit the signal power out of a permitted frequency band and defined around the resonant frequency of the short circuit. It can also be envisaged to use an electronic circuit permitting
protéger le court-circuit et/ou les points d'injection et de mesure, contre les remontées de courant de traction du véhicule. L'alimentation électrique du boîtier est réalisée par l'intermédiaire d'un câble d'alimentation 24 Vcc ou d'une batterie embarquée. Les mesures analysées par l'unité de traitement UT sont 5 soit stockées dans une zone-mémoire de ladite unité, soit transférées vers un PC distant, via une interface Ethernet et/ou d'un câble de liaison série type RS485 ou RS232. Un serveur Web embarqué peut éventuellement être utilisé comme interface de gestion. L'avantage d'utiliser un boîtier B de dimensions réduites dans lequel sont intégrés la totalité (ou la majorité) des composants 10 électroniques, et comportant des connecteurs pour l'acquisition et le transfert des données, permet de remplacer facilement et rapidement ledit boîtier en cas de défaillance. protect the short circuit and / or the injection and measuring points against the traction current of the vehicle. The power supply of the housing is achieved via a 24 VDC power cable or an onboard battery. The measurements analyzed by the processing unit UT are either stored in a memory area of said unit, or transferred to a remote PC, via an Ethernet interface and / or RS485 or RS232 serial link cable. An embedded Web server can optionally be used as a management interface. The advantage of using a small-sized box B in which all (or most) of the electronic components are integrated, and having connectors for data acquisition and transfer, makes it possible to replace said box easily and quickly. in case of failure.
L'unité de traitement UT et/ou le PC distant, peuvent intégrer un 15 programme informatique comportant des instructions permettant d'horodater le passage des lignes de frotteurs en fonction d'un signal indiquant le début du véhicule (le signal étant par exemple émis par le circuit de voie). Il est ainsi possible de détecter et signaler quelle ligne de frotteurs est défaillante. On peut également prévoir de conserver dans une zone-mémoire, l'historique des 20 passages des frotteurs. Un autre programme peut comporter des instructions permettant d'émettre un signal d'alarme en cas de dégradation des conditions de mesures (joint brulé, défaut d'isolation du coupon, rail ou coupon abimé, ...). Pour ce faire, on peut utiliser une ligne de frotteurs « référence » en bon état. Si une 25 perte de puissance est mesurée après l'injection du signal dans le court-circuit généré par cette ligne « référence », cela indiquera que les conditions de mesure sont dégradées. The processing unit UT and / or the remote PC may integrate a computer program comprising instructions for timestamping the passage of the rubbing lines according to a signal indicating the beginning of the vehicle (the signal being for example transmitted by the track circuit). It is thus possible to detect and report which line of rubbers has failed. It is also possible to store in a memory zone the history of the 20 passes of the rubbers. Another program may include instructions for issuing an alarm signal in the event of degradation of the measurement conditions (burned joint, lack of insulation of the coupon, rail or damaged coupon, etc.). To do this, we can use a line of "reference" rubbers in good condition. If a loss of power is measured after the injection of the signal in the short circuit generated by this "reference" line, this will indicate that the measurement conditions are degraded.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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