M M U UT

Fig. 269. — Montage mixte pour arcs et incandescence.

lampes à incandescence est telle que leur puissance lumineuse varie de 32 à 125 bougies suivant les modèles choisis. Les quatre régulateurs A ont une intensité de 1200 bougies chacun; les trois lampes D, une intensité de 125 bougies chacune ; la lampe B n'est que de 32 bougies et la lampe C de 55 bougies. Comme l'intensité ne peut pas dépasser sa valeur de régime, les lampes ne sont jamais poussées à l'excès, et leur durée normale est mieux assurée que dans n'importe quel autre système. La figure 271 montre une disposition un peu plus compliquée, mais qui présente l'avantage de permettre l'emploi de lampes à incandescence normales de 50 volts. Le courant a une intensité de 10 ampères. Les 6 régulateurs A sont comptés comme produisant des lumières de 2000 bougies. A la suite des régulateurs se trouvent d'abord deux groupes de 8 lampes à incandescence, absorbant chacune 1,25 ampère et donnant une

lumière de 16 bougies; puis le circuit se subdivise en deux ligues distinctes présentant une égale résistance et recevant chacune 5 ampères. Ces lignes alimentent deux groupes C et D de h lampes de 16 bougies.

Si Ton éteint une ou plusieurs lampes à incandescence, ou

Fig. 270. — Montage Thomson-Hoaston.

s'il s'en brise une pendant la marche, on introduit dans le circuit une résistance égale à celle qui disparaît, de manière à ne pas surmener les autres lampes. Les inventeurs ont imaginé, pour cet usage, des petits rhéostats fort ingénieux et très faciles à employer.

Couplage des dynamos. — On peut coupler les dynamos.

CONDUCTEURS

comme les foyers, en tension, en quantité ou d'une manière mixte, partie en tension, partie en quantité.

Le couplage en tension ne présente aucune difficulté. Dans le cas où les inducteurs sont montés en série, il suffit de réunir (Fig. 272) la borne négative de l'une à la borne positive de l'autre,

Fig. 27i. — Montage ThomsDo-Houston.

et de relier le circuit extérieur avec la borne positive de la première et la borne négative de la seconde. Les différences de potentiel fournies par chaque dynamo s'ajoutent, et l'intensité du com*ant est naturellement la même dans les deux dynamos et dans le circuit extérieur.

Il va sans dire qu'il faut préalablement choisir des machines

fournissant très approximativement le même courant quand elles fonctionnent séparément, sans cela on courrait le risque d'en brûler une en les couplant en tension.

On peut coupler ainsi un nombre quelconque de dynamos; mais pratiquement on n'en couple pas plus de trois ou quatre ensemble dans un même circuit.

Dans le cas où les inducteurs sont nuontés en dérivation, on procède de la même manière que précédemment, puis on relie ensemble les dérivations de manière à ce que le fil dérivé parte de la borne négative de la première machine, entoure les inducteurs des deux machines et aboutisse à la borne positive de la deuxième machine (Fig. 273).

Lorsque les machines ont des inducteurs à double enroulement, on relie les fils principaux comme dans le couplage des machines à inducteurs montés en série, et les fils fins comme dans le couplage des machines à inducteurs montés en dérivation (Fig. 274).

Pour le couplage des dynamos en quantité, il faut également examiner les trois modes de montage des inducteurs.

Si les inducteurs sont montés en série, on relie les balais négatifs des dynamos entre eux et les bornes positives entre elles. Puis on ajoute un fil fin, appelé fil Gramme ^ du nom de l'inventeur, ou fil d équilibre y entre les balais positifs (Fig. 275),

Si les inducteurs sont montés en dérivation, on relie aux deux câbles principaux : 1"* les balais positifs ; 2^ les balais négatifs ; et 3° les extrémités des deux fils de dérivation des inducteurs (Fig. 276).

Enfin si les inducteurs sont à double enroulement, on procède (Fig. 277) comme pour les dynamos dont les inducteurs sont montés en série; puis on rattache les extrémités des fils fins au fil d'équilibre d'une part et aux balais négatifs d'autre part.

Les divers modes de couplage que nous venons d'indiquer sont très simples, et leur emploi ne présente aucun inconvénient. Cependant, lorsque les dynamos doivent être couplées en quantité pendant la marche, il est nécessaire de disposer entre elles une résistance intermédiaire et de prendre quelques précautions préalables.

CONDUCTEURS. 451

Désigaons par A et B les deux, dynamos à réunir en quantité,

Fig. 272.

Fig. 273.

Fig. 274.

Fig. 275.

Fig. 276.

Fig. 277.

Couplages des dynamos.

et supposons que la dynamo A alimente seule le circuit exté-

45Î ÉCLAIRAGE A L'ËLECTRICITÊ.

rieur, et qu'on veuille renforcer son courant par celui de la dynamo B. On commencera par placer la dynamo A sur la résistance intermédiaire; on ouvrira ensuite le circuit d'excitation lorsqu'elle tournera à sa vitesse de régime, et on attendra quelques instants afin que sa puissance atteigne son maximum. A ce moment, on pourra sans inconvénient mettre la dynamo B sur le circuit extérieur à l'aide d'un simple commutateur.

Pour arrêter, il faudra repasser par les mêmes phases, mais en sens inverse, et ne toucher au commutateur que lorsque le courant sera tombé à zéro. En opérant ainsi, l'éclairage n'éprouvera aucun soubresaut.

Dimensions des conducteurs. — Dans le calcul d'une canalisation électrique on doit considérer : !• la perte de charge occasionnée par le courant dans les conducteurs; 2'' la température déterminée par le courant dans les conducteurs ; 3"" les frais de premier établissement.

Dans les installations de lampes à incandescence, la première de ces considérations est la plus importante, car une variation très faible dans l'intensité de courant, provenant d'une résistance trop faible ou trop forte, peut amener une destruction rapide des lampes ou donner un éclairage insuffisant. Pour l'éclairage par arc, au contraire, la température du câble est souvent l'unique élément à considérer. Dans bien des cas, le prix de la canalisation domine la question, les industriels ne se décidant à s'éclairer par l'électricité qu'à la condition absolue de ne pas dépenser une trop forte somme.

Température. — La température du câble dépend de la nature de l'isolement et des conditions d'installation. Un fil nu ayant une section d'un millimètre carré, par exemple, laisse facilement passer 10 ampères sans écbauffement anormal, tandis qu'un câble de 70 millimètres carrés de section, isolé au caoutchouc^ supporte à peine 2 ampères par millimètre carré.

Dans une installation réalisée avec des fils isolés, il est convenable de laisser passer au maximum, par millimètre carré de section, 4 ampères dans un conducteur ayant de 1 à 3 millimètres carrés; 3,5 ampères dans un conducteur de 3 à 15 milli-

CONDDCTEDRS. 453

mètres carrés; 3 ampères dans un conducteur de 15 à 50 millimètres carrés; et 2 ampères dans un conducteur de 50 à 100 millimètres carrés. Au-dessus de cette section, nous conseillons d'établir deux câbles au lieu d'un; le poids total sera moindre, et la pose s'exécutera plus économiquement.

Avec des câbles nus on peut, sans inconvénient, augmenter les débits précédents de 25 à 50 pour 100.

Prix de revient, — Le coût de l'installation ne dépend pas uniquement du poids de la canalisation, mais aussi et surtout des difficultés de pose et des complications qu'un projet basé sur la recherche des sections minima entraîne généralement avec lui. On a souvent plus d'intérêt à augmenter le poids du cuivre et à établir des câbles uniformes dans toute leur longueur, qu'à constituer des conducteurs à section décroissante et à poids réduit. Mais c'est surtout l'étude appprofondie du groupage en tension des foyers et des dynamos qui conduit à des économies considérables dans l'installation et rend possibles des applications jugées irréalisables par les systèmes ordinaires en dérivation.

Perte de charge, — Généralement les constructeurs se donnent, à priori^ la perte de charge consentie dans la canalisation et répartissent cette perte dans les diverses parties du réseau : câbles principaux, câbles intermédiaires, fils de dérivation.

Plus la perte admise est grande, moins la canalisation est coûteuse, mais, par contre, plus sont élevées les dépenses de force motrice pour la mise en mouvement des dynamos.

Un électricien intelligent doit surtout chercher à exécuter des machines à grand rendement, ce qui lui permet de réduire considérablement le prix de la canalisation, tout en ne consommant pas plus de force motrice que ses concurrents.

Nous avons eu l'occasion d'examiner un grand nombre de projets d'une même installation proposés par des sociétés françaises et étrangères, et nous avons constaté que la perte de charge prévue pour le réseau variait entre 5 et 15 pour 100. Une perte de 10 pour 100 paraît donc assez normale. Elle peut se répartir ainsi : 6 pour 100 dans les câbles principaux, 2 pour 100 dans les conducteurs intermédiaires et 2 pour 100 dans les fils

454 ÉCLAIRAGE A L'ÉLECTRICITÉL

de dérivatioD. Lorsqu'on emploie des lampes de 100 volts, la dynamo doit donc fournir à ses bornes 110 volts.

Dans Jétablissement des divers conducteurs,.il ne faut jamais perdre de^vue que la différence de potentiel aux bornes de chaque lampe doit être comprise entre 98 et 101 volts, quelles que soient la place des lampes et la quantité de foyers allumés.

La perte de force électromotrice dans un fil se calcule par

E la formule d*Ohm, !=:-•. Connaissant la longueur du fil / et

sachant qu'un fil de cuivre d'un millimètre carré de section et

de 60 mètres de longueur a une résistance d'un ohm environ, il est

facile de calculer sa section «. On a, en effet, R = —— , d'où

^ Il 60 E

Les renseignements qui précèdent suffisent pour calculer une canalisation électrique quelconque lorsqu'on est bien fixé sur toutes les longueurs des diverses parties du conducteur et sur la position exacte de tous les foyers lumineux. Quand tous les calculs sont terminés, il est bon d'examiner si les sections trouvées sont suffisantes pour donner passage, sans échauffement exagéré, au courant qui doit traverser les conducteurs considérés.

Distribution à trois conducteurs. — M. Edison a proposé une solution très ingénieuse pour diminuer le prix des câbles. Cette solution, dite à trois condurteurs, est représentée (Fig. 268). Elle consiste à alimenter le circuit des lampes par deux dynamos identiques, couplées en tension, et à placer les lampes en nombre égal de chaque côté d'un fil intermédiaire partant du point de jonction des deux machines.

Lorsque toutes les lampes sont allumées, le conducteur intermédiah*e n'est parcouru par aucun courant. Quand, au contraire, les lampes d'un groupe sont toutes éteintes, c'est le conducteur extrême de ce groupe qui devient passif. Dans tous les cas, le courant maximum qui peut traverser l'un des trois conducteurs a la même intensité que celui nécessaire pour alimenter un des groupes pris isolément. La disposition à (rois fils donne

CONDUCTEURS

donc une économie de 25 pour 100 dans le poids du cuivre, sur deux groupes séparés alimentés par deux fils.

La perte d'énergie étant la même que dans un circuit simple, et le nombre des lampes alimentées étant double, il en résulte que, dans le système à trois fils, cette perte est la moitié de ce qu'elle serait dans un système ordinaire à deux fils.

Au lieu de trois conducteurs, on peut en placer quatre ou un plus grand nombre. Avec m conducteurs, le rapport des poids de cuivre employé (en comparaison avec un système à deux fils)

serait égal à — ^î^, et l'économie d'énergie réalisée, de 1 —

pour 100.

Fi g. 278. — Compensateur Thomson.

En pratique, on n'accouple pas plus de quatre machines ensemble; la ligne se compose alors de cinq conducteurs. Le système à trois conducteurs peut, il est vrai, occasionner une usure plus rapide des lampes ou des irrégularités d'intensité lumineuse préjudiciables à un bon service d'éclairage; si, par exemple, on éteint un plus grand nombre de lampes sur un des groupes que sur l'autre, la perte de charge variera et influencera le débit électrique, et, par suite, la puissance lumineuse des deux groupes. L'un sera trop poussé, l'autre pas assez.

Compensateur Thomson. — Pour remédier à cet inconvénient, M. Elihu Thomson dispose sur le circuit un appareil com" penmteur ayant pour objet de maintenir la même tension dans les deux groupes de lampes.

4S6 ÉCLÂIBÂGE A L'ÉLECTRICITÉ.

Ce compensateur est représenté (ng. 278).

Au lieu de deux dynamos couplées en tension, noos indiquons une seule machine G, actionnée par la poulie P et tournant dans le sens indiqué par la flèche.

Cette dynamo est compound; elle maintient une différence de potentiel constante entre les conducteurs extrêmes aa et bb. Un fil intermédiaire dd divise cette différence de potentiel en deux parties, qui sont égales lorsque le nombre de lampes est le même sur les deux drcuits.

Le compensateur est une dynamo C dont Tinduit A tourne sur Taxe BB. L'inducteur FF de cette dynamo est excité par une dérivation du circuit principal prise sur les fils extrêmes.

L*induit est muni d'un double enroulement formé de deux circuits séparés. Il possède donc deux collecteurs et deux paires de balais. C'est en réalité un double anneau Gramme ayant une âme unique en fer doux. La longueur du fil sur chacun des anneaux est telle que la force électromotrice fournie par eux, à grande vitesse, est égale à celle existant normalement entre chacun des fils extrêmes, a, fr, et le fil intermédiaire d.

Un fil partant du conducteur a a se rend, en traversant le coupe-circuit fusible /?, à l'un des balais du collecteur de droite. Un deuxième fil partant du conducteur bbse rend, en traversant le coupe-circuit fusible p\ au balai correspondant du collecteur de gauche. Les deux autres balais sont reliés au fil intermédiaire dd.

Si le courant du groupe L est égal à celui du groupe L\ la différence de potentiel existant entre a eld est égale à celle existant entre d et b. Le compensateur tourne comme un moteur sans charge, et sa vitesse s'accroît jusqu'à ce que la force contreélectromotrice qu'il développe soit égale à ladite différence de potentiel.

Si l'on vient à éteindre des lampes sur le groupe L', par exemple, la différence de potentiel entre a etd s'élève aussitôt, tandis qu'elle baisse entre d et b. Un des anneaux Gramme reçoit alors un courant énergique, et l'armature du compensateur tourne plus vite qu'auparavant. Le second anneau Gramme agit alors comme générateur et fournit du courant entre b et d.

Le compensateur Thomson fait ainsi servir le surplus d'énergie

CONDUCTEURS

d'une paire de conducteurs à accroître l'énergie de l'autre paire, de façon à conserver un équilibre constant entre les deux groupes de lampes.

Circuit de sûreté. — Pour éviter d'une manière absolue tout risque d'incendie, lorsque les isolateurs sur lesquels s'appuient les câbles sont perméables à l'humidité et, par suite, de nature à établir des courts-circuits, M. Edwin Greenfield, de New-York, a imaginé une combinaison grâce à laquelle chaque circuit de

Fig. 279. — Circuit de sûreté.

lumière communique avec un fil de sûreté. Ce fil est relié à un avertisseur ou à un commutateur de telle sorte que le courant dérivé donne l'alarme ou supprime le circuit menacé.

La figure 279 représente cette disposition. Le fil neutre 7 accompagne les conducteurs 4 et 5 ; il est relié à l'électro-aimant 8 et rejoint le conducteur négatif parle fil 9. Les trois fils 4, 5 et 7 sont dans la même gaine isolatrice (Fig. 280).

Un circuit dérivé, 10, met en relation les conducteurs positif et négatif à travers le contact que l'armature 11 de Télectro établit sur la vis d'arrêt inférieure 12, de sorte que, lorsque le courant traverse rélectro, l'armature est attirée; les conducteurs principaux sont mis en court-circuit, ce qui a pour conséquence

de faire fonctionner immédiatement les coupe-circuits fusibles 15 et d'éloigner tout danger.

Distribution Lane Fox. — La disposition emfdoyée par M. Lane Fox pour distribuer les courants aux lampes à incandescence à portée d'un poste central mérite d'être signalée, bien que nous n'en connaissions aucune application. Elle consiste à actionner deux dynamos par la même machine à vapeur et à relier un pôle de chaque dynamo au conducteur prindpal, tandis que l'autre pôle est relié à la terre par de laides plaques métalliques ou par des tuyaux de conduites d'eau.

Pour assurer une différence de potentiel constante aux

Fig. 280. — Cooductoura arec leur fil de sûreté.

lampes, l'inventeur place un régulateur de courant à solénolde, entre le conducteur principal et la terre, et une série d'accumulateurs, emmagasinant une partie de l'énergie lorsque le courant dépasse son régime normal, et restituant au circuit principal l'énergie qu'ils ont absorbée lorsque le courant devient trop faible.

Tableaux de distribution. — Pour assurer la régularité du service dans les diverses parties d'une installation d'éclairage électrique, on groupe les instruments de mesures et de contrôle, les commutateurs, les coupe-circuits principaux, les rhéostats, etc., sur des tableaux placés en vue de l'ouvrier chargé d'assurer le fonctionnement normal de tous les appareils.

La composition des tableaux de distribution est extrêmement variable ; elle dépend d'une foule de considérations, notamment du nombre des dynamos et des circuits, du genre des brùleufs, de leur mode de montage, des heures d'allumage et d'extinction des divers locaux, du service de jour, du service de nuit, etc., etc. Comme exemple nous représentons (Fig. 281) le tableau de distribution de l'usine de M. Marchand à Dunkerque, avec le schéma des dynamos et des circuits électriques.

Fig. 281. — Tableau de distribution.

Voici la légende des appareils groupés sur ce tableau :

A, B, Bâtiments à éclairer;

C, D, Coupe-circuits (service de nuit) ;

E, Coupe-circuit (service de jour) ;

F, G, Rhéostats pour le réglage des courants ; H, Ampèremètre;

I, Voltmètre;

J, J*, Commutateurs desservant la dynamo n® 2 ;

K, L, Lampes témoins des deux services;

0, P, Commutateurs pour coupler les dynamos ;

S, T, Commutateurs des rhéostats F, G ;

V, Commutateur principal ;

m. M, Boutons de contact du voltmètre;

ft, /, Bornes des câbles principaux pour le départ;

«, g y Bornes de prise de courant des rhéostats ;

A, r, /, r, Retour commun du voltmètre.

Le commutateur S étant ouvert, il commande le circuit de dérivation de la machine n° 1 et fait monter la tension à 110 volts. Les commutateurs solidaires sont mis dans la position i J, l'J'; puis V est ouvert pour permettre au courant d'alimenter les trois circuits C, D, E, c'est-à-dire toute la canalisation de l'usine et des bureaux (service de nuit).

Le matin, la dynamo n° 2 remplace la dynamo n® 1 pour commander seulement le réseau E. A cet effet on commence par manœuvrer le commutateur T qui ferme le circuit de dérivation et amène la tension à 110 volts (celle-ci étant réglée exactement parle rhéostat G). Puis on transporte le circuit E de la machine n« 1 à la machine n« 2 au moyen des commutateurs solidaires. On ferme ensuite le commutateur V, qui coupe les réseaux C et D, et le commutateur S, qui arrête l'excitation, et la dynamo n*» 1 est ainsi retirée du circuit.

Ces manœuvres se font rapidement et le service est très régulièrement assuré, sans aucun inconvénient.