FR3076093A1 - Dispositif de mise a la terre d'une catenaire comprenant des moyens conducteurs d'electricite securises - Google Patents

Dispositif de mise a la terre d'une catenaire comprenant des moyens conducteurs d'electricite securises Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une tête de perche (3) pour la mise à la terre d'une caténaire (2), la tête de perche (3) comprenant : - une armature (31) ; - des moyens conducteurs d'électricité (32) solidaires de l'armature (31) destinés à être amenés en contact électrique avec la caténaire (2) ; - des moyens de raccordement (33) reliés aux moyens conducteurs d'électricité (32) et destinés à coopérer avec un câble de mise à la terre, caractérisé en ce que les moyens conducteurs d'électricité (32) comprennent au moins deux brins (321, 322) de tresses métalliques superposés l'un sur l'autre.

Description

Dispositif de mise à la terre d’une caténaire comprenant des moyens conducteurs d’électricité sécurisés
Le domaine de l’invention est celui de la conception et de la fabrication d’équipements de maintenance ferroviaire. Plus précisément, l’invention concerne un outillage permettant la mise à la terre d’une caténaire.
Dans le domaine de la maintenance ferroviaire, les chantiers peuvent se dérouler à proximité immédiate de voies électrifiées, et donc de caténaires. Dans la majorité des cas, le chantier se déroule sans consignation électrique, c’est-à-dire sans arrêter l’alimentation en électricité des caténaires.
Outre la coupure de courant proprement dite, la procédure d’intervention sur le chantier exige que les caténaires soient reliées à la terre. La mise à la terre des caténaires permet de pallier les risques liés à l’induction provoquée par les caténaires voisines et sous tension, ou par une remise sous tension accidentelle des caténaires du chantier.
Pour relier une caténaire à la terre, une connexion entre la caténaire et un rail est établie. Cette opération de mise à la terre de la caténaire, par l’intermédiaire d’un rail, est réalisée à l’aide d’une perche isolante, télescopique le cas échéant, préalablement équipée : - d’une tête de perche destinée à être suspendue sur le fil de contact de la caténaire, et - d’un câble électrique relié à l’un au moins des deux rails d’une voie.
La tête de perche et le câble électrique permettent de connecter électriquement la caténaire à l’un et/ou l’autre des rails qui sont eux-mêmes reliés à la terre. On parle alors de mise en équipotentialité de la caténaire.
Suite à cette intervention, la zone de chantier est alors protégée contre tout risque de réalimentation intempestive de la caténaire, ou toute arrivée accidentelle de courant électrique à la caténaire.
Ces perches isolantes sont ainsi des éléments essentiels pour la sécurité du personnel de maintenance intervenant sur voie ferrée.
Les perches isolantes sont généralement simples de conception. Par exemple, en référence au document de brevet publié sous le numéro FR2749439, une perche isolante comprend : - une perche ; - une tête de perche formée par un crochet solidaire de la perche et destiné à être suspendu sur la caténaire, la tête comprenant des moyens conducteurs d’électricité destinés à venir au contact de la caténaire, et - un câble électrique coopérant avec les moyens conducteurs d’électricité et relié à l’un au moins des deux rails d’autre part.
Les moyens conducteurs d’électricité sont généralement sous la forme d’une tresse métallique constituée de fils métalliques tissés entre eux. Les tresses présentent généralement une largeur telle qu’elles définissent une sorte de nappe destinée à recouvrir une largeur donnée d’une caténaire.
Toutefois, les tresses métalliques sont des pièces d’usures qui se dégradent par diverses causes parmi lesquelles les intempéries, les frottements sur les caténaires ou encore la chaleur due au courant électrique. L’usure d’une tresse métallique peut provoquer une mauvaise conduction de l’électricité et donc une mise à la terre de la caténaire de mauvaise qualité. Cela présente donc un risque pour la sécurité des ouvriers travaillant sur les voies.
Dans le pire des cas, l’usure de la tresse métallique peut conduire à sa rupture et donc à l’absence de mise à la terre de la caténaire, ce qui représente un danger immédiat pour les ouvriers, surtout si la rupture intervient lorsque la perche isolante est suspendue à une caténaire.
Pour assurer une bonne isolation des caténaires et garantir la sécurité des ouvriers travaillant sur les voies, il est donc nécessaire de vérifier de manière récurrente l’état des tresses métalliques et de procéder à leur remplacement si nécessaire.
Toutefois, les usures légères ne sont pas toujours détectables lors opérations de vérification et une perche isolante peut être utilisée alors que la tresse métallique devrait être remplacée. Si la tresse métallique une telle perche isolante venait à rompre durant les opérations de maintenance, la mise à la terre de la caténaire ne serait plus assurée et les ouvriers seraient en danger. L’invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l’art antérieur.
Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer une tête de perche comprenant une tresse métallique dont le contrôle de l’usure est simplifié. L’invention a également pour objectif de proposer une tête de perche garantissant la mise à la terre d’une caténaire en cas de défaillance de la tresse métallique. L’invention a en outre pour objectif de proposer une tête de perche simple de conception et de fabrication.
Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l’invention qui a pour objet une tête de perche pour la mise à la terre d’une caténaire, la tête de perche comprenant : - une armature ; - des moyens conducteurs d’électricité solidaires de l’armature destinés à être amenés en contact électrique avec la caténaire ; - des moyens de raccordement reliés aux moyens conducteurs d’électricité et destinés à coopérer avec un câble de mise à la terre, caractérisé en ce que les moyens conducteurs d’électricité comprennent au moins deux brins de tresses métalliques superposés l’un sur l’autre.
La superposition des brins permet qu’en cas de rupture de l’un des brins, un autre brin puisse garantir la mise à la terre de la caténaire. Par ailleurs, la visibilité de l’un des brins au travers d’un autre permet de réaliser un témoin d’usure visuel fiable.
En effet, en cas de délamination de du premier brin, qui est au contact de la caténaire, des trous apparaîtrons dans ce dernier de sorte que le deuxième brin soit visible au travers du premier.
Le contrôle visuel de l’usure des brins est particulièrement simple et fiable lorsque le premier brin est rompu puisque les deux parties du premier brin seront écartées l’une de l’autre de sorte que le deuxième brin soit complètement visible.
Selon un premier mode de réalisation, les brins sont issus d’une même tresse métallique repliée sur elle-même.
Ainsi, la fabrication des moyens conducteurs d’électricité est simple et rapide.
Selon un autre mode de réalisation, les brins sont chacun issus d’une tresse métallique différente et sont couplés électriquement par au moins un raccord électriquement conducteur.
Il est alors possible d’utiliser des brins de différente couleur pour faciliter le contrôle visuel de l’usure des moyens conducteurs d’électricité. Il est par ailleurs possible d’utiliser des brins réalisés à partir de fils de matériaux différents.
Avantageusement, les moyens conducteurs d’électricité sont conformés en crochet.
La conformation en crochet des moyens conducteurs d’électricité assure une bonne tenue de la tête de perche en suspension sur la caténaire.
De préférence, l’armature présente une forme générale de crochet présentant une ouverture pour l’introduction d’une caténaire dans le crochet. L’armature en crochet accroît la tenue en suspension de la tête de perche en suspension sur la caténaire.
Selon un mode de réalisation avantageux, l’armature comprend deux flasques rigides entre lesquels sont montés les moyens conducteurs d’électricité.
Les flasques rigides assure une bonne tenue mécanique à la tête de perche, notamment pour que cette dernière résiste à son poids lorsqu’elle est suspendue sur la caténaire.
Avantageusement, les moyens de raccordement forment des moyens de pincement des brins entre eux.
Les brins sont ainsi au contact les uns des autres grâce au pincement, ce qui favorise la continuité électrique et la mise à la terre de la caténaire en cas de rupture de l’un des brins.
De préférence, la tête de perche comprend un verrou monté mobile sur l’armature entre : - une première position dans laquelle le verrou obture l’ouverture pour créer un espace clos destiné à recevoir une caténaire, et - une deuxième position dans laquelle le verrou est écarté de l’ouverture pour permettre l’insertion ou l’extraction de la caténaire dans ou hors du crochet.
La tête de perche peut ainsi être suspendue à la caténaire sans risque de décrochement par des vibrations par exemple. En d’autres termes, on s’assure que la tête de perche ne va pas se décrocher de façon intempestive.
Selon un mode de réalisation avantageux, l’un au moins du verrou et de l’armature porte un grattoir destiné à frotter sur la caténaire.
Lors de la mise en place de la tête de perche sur la caténaire, le grattoir assure un frottement sur la caténaire, ce qui a pour effet d’enlever une couche d'oxyde présente sur la caténaire afin de faciliter le passage du courant électrique de la caténaire aux moyens conducteurs d’électricité. La suppression de la couche d’oxyde est une étape importante pour la mise en équipotentialité de la caténaire, c’est-à-dire la mise à la terre de la caténaire. L’invention a également pour objet un dispositif pour la mise à la terre d’une caténaire, comprenant : - une tête de perche selon l’une des revendications précédentes, et - une perche de manipulation de la tête de perche. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation préférentiel de l’invention, donné à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d’un dispositif pour la mise à la terre d’une caténaire, selon l’invention ; - la figure 2 est une vue de côté d’une tête de perche du dispositif selon l’invention ; - la figure 3 est une vue schématique d’une tresse métallique de la tête de perche du dispositif selon l’invention, selon un premier mode de réalisation, - la figure 4 est une vue schématique d’une tresse métallique de la tête de perche du dispositif selon l’invention, selon un deuxième mode de réalisation.
La figure 1 illustre un dispositif 1 pour la mise à la terre d’une caténaire 2, selon l’invention.
Le dispositif 1 comprend : - une tête de perche 3 ; - une perche 4 de manipulation, et - un câble 5 relié à la terre.
La tête de perche 3, illustrée sur la figure 3 et en coupe transversale sur la figure 4, comprend : - une armature 31 destinée à être mise en suspension sur une caténaire 2 ; - des moyens conducteurs d’électricité 32 ; - des moyens de raccordement 33 ; - un verrou 34, et - un embout 35 destiné à coopérer avec la perche de manipulation 4. L’armature 31 est rigide, présente une forme générale de crochet et comprend deux flaques 311, en forme de crochet, reliés l’un à l’autre par un plateau 312. Plus précisément, les flasques 311 sont solidarisés au plateau 312 et maintenus parallèles l’un à l’autre au moyen d’un treillis 313 en forme de crochet auquel les flasques 311 sont fixés par vissage.
Le treillis 313 peut être réalisé dans un matériau métallique ou dans un matériau plastique permettant de réduire le poids de la tête de perche 3.
Le plateau 312 présente un fût 3121 s’étendant à l’opposé du treillis 313.
En référence à la figure 3, la forme de crochet de l’armature 31 a une première extrémité 314 et une deuxième extrémité 315 qui définissent entre elles un passage 316 par lequel la caténaire 2 est introduite dans la forme en crochet.
La première extrémité 314 est par exemple une extrémité inférieure au niveau de laquelle les flasques 311 sont reliés par le plateau 312 et la deuxième extrémité 315 est par exemple une extrémité supérieure au niveau de laquelle les flasques 311 sont reliés par un rebord métallique 317.
Par ailleurs, le rebord métallique 317 porte un grattoir 318 destiné gratter la caténaire 2 comme il sera expliqué ci-après.
Le grattoir 318 assure un frottement sur la caténaire 2, ce qui a pour effet d’enlever une couche d'oxyde présente sur la caténaire 2 afin de faciliter le passage du courant électrique de la caténaire 2 aux moyens conducteurs d’électricité 32. La suppression de la couche d’oxyde est une étape importante pour la mise en équipotentialité de la caténaire 2, c’est-à-dire la mise à la terre de la caténaire 2.
Chaque flasque 311 présente, entre la première extrémité 314 et la deuxième extrémité 315, une bordure 3111 définissant forme interne de crochet.
Les moyens conducteurs d’électricité 32 prennent la forme d’une tresse métallique destinée à venir au contact de la caténaire 2.
La tresse métallique est composée d’au moins deux brins superposés l’un sur l’autre.
Tel que représenté sur la figure 2, la tresse métallique comprend trois brins superposés, à savoir un brin externe 321 destiné avenir au contact de la caténaire 2, un brin médian 322 et un brin interne 323 situé en regard du treillis 313.
Selon un premier mode de réalisation schématiquement illustré sur la figure 3, les moyens conducteurs d’électricité 32 sont formés par des brins 321, 322, 323 qui sont issus d’une même tresse métallique repliée sur elle-même.
Selon un deuxième mode de réalisation schématiquement illustré sur la figure 4, les moyens conducteurs d’électricité 32 sont formés par des brins 321,322, 323 qui sont chacun issus d’une tresse métallique différente et sont couplés électriquement par au moins un raccord électriquement conducteur. Dans le cas présent, le raccord électriquement conducteur est formé par les moyens de raccordement 33 dans lequel l’une des extrémités de chacun des bras 321,322, 323 est jointe aux autres. L’autre des extrémités des brins est jointe aux autres au niveau du rebord métallique 317.
Tel qu’illustré sur les figures, les brins 321, 322, 323 sont identiques, c’est-à-dire réalisés à partir de fil de matière identique, tissés de la même manière.
Toutefois, chaque brin 321, 322, 323 pourrait avoir des caractéristiques différentes des autres.
Par exemple, les brins 321, 322, 323 pourrait chacun être d’une couleur différente ou tissé à partir d’un fil de matière différente.
La tresse métallique est conformée en crochet de sorte à suivre la forme des flasques 311 de l’armature 31 et garder cette forme une fois montée sur l’armature 31.
Les moyens conducteurs d’électricité 32 sont solidarisés, à leur première extrémité, au rebord métallique 317, et, à leur deuxième extrémité, aux moyens de raccordement 33.
Par ailleurs, les moyens conducteurs d’électricité 32 sont par exemple fixés au rebord métallique 317 par boulonnage comme cela est représenté sur les figures 3 et 4, ou par soudage, emboîtement ou sertissage que le rebord métallique 317.
Les moyens de raccordement 3 forment des moyens de pincement des brins 321,322, 323 entre eux.
Selon le présent mode de réalisation, les moyens de raccordement 33, visibles sur la figure 2, comprennent une première plaque 331 et une seconde plaque 332 destinées à pincer entre elles les brins de la tresse métallique, comme cela est schématiquement illustré sur les figures 3 et 4.
Ainsi, les moyens de raccordement 33 forment un raccord électriquement conducteur des brins 321,322, 232 entre eux.
La première plaque 331 est pourvue d’une fiche 333 dans laquelle vient se loger le câble 5 relié à la terre. Le câble 5 peut alors présenter, à cet effet, une cosse de raccordement. L’électricité de la caténaire 2 passe alors par les moyens conducteurs d’électricité 32 puis les moyens de raccordement 33 et enfin par le câble 5 qui est relié à la terre.
De plus, la première plaque 331 est solidarisée sur le plateau 312 et forme une entretoise qui participe au maintien parallèle des flasques 311 entre eux.
Tel que cela apparaît sur les figures 2 et 8, le verrou 34, est une pièce en forme d’arc montée à rotation sur l’un des flasques 311 de l’armature 31, entre : - une première position dans laquelle le verrou 34 obture le passage 316, et - une deuxième position dans laquelle le verrou 34 est écarté du passage 316.
La première position du verrou 34 est illustrée sur la figure 1, et la deuxième position du verrou 34 est illustrée sur la figure 2.
Sur une première face 341, tournée vers l’extérieur de l’armature 31, le verrou 34 porte un grattoir 342 destiné gratter la caténaire 2 comme il sera expliqué ci-après.
Le grattoir 342 assure un frottement sur la caténaire 2, ce qui a pour effet d’enlever une couche d'oxyde présente sur la caténaire 2 afin de faciliter le passage du courant électrique de la caténaire 2 aux moyens conducteurs d’électricité 32. La suppression de la couche d’oxyde est une étape importante pour la mise en équipotentialité de la caténaire 2, c’est-à-dire la mise à la terre de la caténaire 2.
La première face 341 présente également une découpe 343 destinée à recevoir une partie du rebord métallique 317 lorsque le verrou est dans sa première position.
Un élément de rappel (non visible) est solidarisé au flasque 311 sur lequel le verrou 34 est monté à rotation, cet élément de rappel étant destiné à coopérer avec le verrou 34 pour le repousser vers sa première position dans laquelle il obture le passage 316. L’élément de rappel est par exemple une spire qui exerce une force pour repousser la découpe 343 vers le rebord métallique 317.
Cet élément de rappel permet notamment de sécuriser la tête de perche 3, notamment en la maintenant suspendue à une caténaire 2 de sorte que des vibrations ou le vent ne puissent pas la faire tomber de la caténaire 2.
Des moyens de commande ad hoc sont couplés au verrou 34 pour le faire passer de sa première position à sa deuxième position. A titre d’exemple non limitatif, les moyens ad hoc sont un actionneur (non visible sur les figures) couplé en rotation avec l’embout 35 dans lequel vient se loger la perche 4 de manipulation. Ainsi, par un pivotement de la perche 4 de manipulation, l’embout 35 est entraîné en rotation et transmet ce mouvement à l’actionneur qui agit sur le verrou 34 pour le faire passer dans sa deuxième position.
En variante non représentée, les moyens de commande ad hoc pourraient être une cordelette couplée au verrou 34. En exerçant une force de traction sur la cordelette, le verrou 34 serait entraîné en rotation pour atteindre sa deuxième position. L’embout 35 se présente sous la forme d’une pièce cylindrique creuse de section circulaire, montée à rotation sur l’armature 31. L’embout 35 s’étend depuis le plateau 312, dans une direction opposée au treillis 313.
La perche 4 de manipulation comprend une âme 41 et un manchon 42 monté à une extrémité de l’âme 41.
Le manchon 42 peut être riveté, vissé, soudé ou collé sur l’âme 41 par exemple.
En utilisation, la vérification de l’état de fonctionnement les moyens conducteurs d’électricité 32 peut être réalisée visuellement, de manière rapide.
En effet, en cas d’usure anormale ou d’usure progressive liée par exemple au frottement de la caténaire 2 sur la tresse métallique, le brin extérieur 321 qui vient au contact de la caténaire 2 présentera une délamination qui sera aisément visible. C’est notamment vrai si chaque brin 321, 322, 323 présente une couleur différente puisque la couleur du brin intermédiaire 322 sera visible au travers du brin externe 321.
Dans les conditions normale d’utilisation du dispositif 1, le technicien positionne la tête de perche 3 en suspension sur la caténaire 2 depuis est le niveau des rails, c’est-à-dire à quelques mètres en dessous de la caténaire 2.
De sa position, la délamination du brin extérieur 321 sera aisément visible puisque le brin intermédiaire 322 apparaîtra au travers du brin extérieur 321. La délamination pourra être d’autant plus facilement visible si chaque brin 321,322, 323 présente une couleur différente, puisque une tâche de couleur différente apparaîtra sur le brin 321,322 concerné en cas de délamination. Il est à noter que l’intensité de la tâche de couleur s’accentuera au fur et à mesure que la délamination des fera.
Toutefois, si une réparation n’est pas possible ou si aucune vérification n’est faite, l’utilisation de la tête de perche 3 reste possible, quand bien même il existe un risque de rupture de l’un des brins 321,322, 323.
Cependant, la superposition des brins 321, 322, 323, offre une sécurité majeure en ce que si le brin extérieur 321 venait à rompre, la mise à la terre de la caténaire 2 serait garantie par la présente du brin intermédiaire 322 qui pourrait alors venir au contact de la caténaire 2.
La superposition des brins 321, 322, 323 assure ainsi un témoin visuel montrant l’état d’usure de le la tresse métallique des moyens conducteurs d’électricité 32.
Par ailleurs, la présence des grattoirs 318, 342 assure une bonne conduction électrique des moyens conducteurs d’électricité 32. En effet, lorsque le technicien positionne la tête de perche 3 sur la caténaire 2, il doit tirer vers le bas sur la tête de perche 3 pour que le verrou 34 et le rebord métallique 317 viennent an contact de la caténaire. En accentuant ce mouvement de tirage, le verrou 34 passe dans sa deuxième position de sorte à libérer le passage 316. La caténaire frotte alors contre le grattoir 342 du verrou 34 puis contre le grattoir 318 du rebord métallique 317 pour venir au contact de la tresse métallique. Par ce frottement, la couche d’oxyde présente sur la caténaire 2 est enlevée permettant de faciliter la conduction électrique entre la caténaire 2 et les moyens conducteurs d’électricité.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Tête de perche (3) pour la mise à la terre d’une caténaire (2), la tête de perche (3) comprenant : - une armature (31) ; - des moyens conducteurs d’électricité (32) solidaires de l’armature (31) destinés à être amenés en contact électrique avec la caténaire (2) ; - des moyens de raccordement (33) reliés aux moyens conducteurs d’électricité (32) et destinés à coopérer avec un câble (5) de mise à la terre, caractérisé en ce que les moyens conducteurs d’électricité (32) comprennent au moins deux brins (321, 322) de tresses métalliques superposés l’un sur l’autre.
  2. 2. Tête de perche (3) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les brins (321,32) sont issus d’une même tresse métallique repliée sur elle-même.
  3. 3. Tête de perche (3) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les brins (321,322) sont chacun issus d’une tresse métallique différente et sont couplés électriquement par au moins un raccord électriquement conducteur.
  4. 4. Tête de perche (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens conducteurs d’électricité (32) sont conformés en crochet.
  5. 5. Tête de perche (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’armature (31) présente une forme générale de crochet présentant une ouverture (316) pour l’introduction d’une caténaire (2) dans le crochet.
  6. 6. Tête de perche (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’armature (31) comprend deux flasques (311) rigides entre lesquels sont montés les moyens conducteurs d’électricité (32).
  7. 7. Tête de perche (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de raccordement (33) forment des moyens de pincement des brins (321,322) entre eux.
  8. 8. Tête de perche (3) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’elle comprend un verrou (34) monté mobile sur l’armature (31) entre : - une première position dans laquelle le verrou (34) obture l’ouverture (316) pour créer un espace clos destiné à recevoir une caténaire (2), et - une deuxième position dans laquelle le verrou est écarté de l’ouverture (316) pour permettre l’insertion ou l’extraction de la caténaire (2) dans ou hors du crochet.
  9. 9. Tête de perche (3) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l’un au moins du verrou (34) et de l’armature (31) porte un grattoir (342, 318) destiné à frotter sur la caténaire (2).
  10. 10. Dispositif (1) pour la mise à la terre d’une caténaire (2), comprenant : - une tête de perche (3) selon l’une des revendications précédentes, et - une perche (4) de manipulation de la tête de perche (3).
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