R ^ 5 US

dans une usine génératrice où la tension est de 550 volts, à l'aide d*un voltmètre de 600 volts ayant 80000 ohms de résistance, il suffira de constater que la déviation donne un nombre de volts inférieur à

valeur qui est encore lisible sur la graduation du voltmètre.

On peut avoir beaucoup plus de précision pour l'isolement des feeders (qui est toujours élevé) en remplaçant le voltmètre par un galvanomètre plus sensible, atteignant son maximum de déviation sous 600 volts avec un grande résistance en série (1 mégohm par exemple). On dispose cette résistance r entre le commutateur à fiches F (fig. 28) et la terre. Soient a le nombre de divisions lu lorsqu'on met la fiche T, et a' celui qu'on obtient ensuite en mettant la fiche 1. La résistance cherchée a pour valeur

Celte disposition n'est qu'un cas particulier de la méthode générale de comparaison, dans laquelle on adjoint au galvanomètre G un shunt, non représenté, dont on peut faire varier la résistance de façon à avoir chaque fois une grande déviation. Soient m et m' les pouvoirs multiplicateurs du shunt dans les deux mesures (c'est-à-dire les chiffres par lesquels il faut multiplier la déviation lue pour obtenir la valeur correspondante qu'on aurait sans shunt*); la résistance cherchée a pour valeur

La méthode de la déviation est utilisée sur bien des réseaux de tramways; elle est simple, sensible et assez exacte à la condition de se placer pour les conducteurs souterrains dans les conditions où les phénomènes d'électrification du diélectrique des câbles sont peu sensibles; on obtient, par exemple, de bonnes mesures en opérant avec la tension même du réseau et en ne faisant les

* Ces chiffres se lisent sur le shunt au droit des fiches correspondantes.

lectures que lorsque les câbles sont depuis longtemps en charge, comme c*est le cas à la fin de la journée.

Si Ton emploie au contraire de faibles f. é. m., il faut faire grande attentioa à la charge résiduelle, souvent très considérable, des câbles et commencer par l'annuler en inversant le courant et mettant Tàme du câble à la terre d'une façon prolongée.

A Boston, sur le réseau de la West End Ry. Co., on vérifie l'absence d'électrification résiduelle en isolant le câble après Tavoir ainsi mis à la terre : en le déchargeant après cinq minutes dans un balistique, on ne doit pas trouver de charge sensible. Sur le même réseau, on a remarqué que les variations continuelles du potentiel aux divers points de la terre, dus aux variations du courant des voitures, rendent pendant les heures d'exploitation la méthode de la déviation à peu près inapplicable, par suite des charges et décharges qu'elles produisent dans le câble. On a dû recourir, par suite, à la méthode bien connue de la perte de charge^ qui consiste à charger à un certain potentiel le câble préalablement isolé et à le décharger aussitôt dans un galvanomètre balistique, puis à refaire la même suite d'opérations en laissant entre la fin de la charge et le moment de la décharge un certain intervalle de temps (1 minute par exemple)*.

A côté de la méthode de la déviation, on emploie aussi avec succès les ohmmètres à boussole Carpentier et les ponts de Wheatstone portatifs ; les plus commodes sont ceux qui donnent la résistance par simple lecture.

Supposons, par exemple, qu'on emploie Tohmmètre Chauvin et Arnoux, qui est un simple pont de Wheatstone à fil divisé. La figure 30 indique schématiquement la disposition des circuits de Tappareil. On réunit les bornes X et X' respectivement à l'âme du câble M dont on cherche l'isolement et aux rails (ou à une bonne terre F). Le pont comprend ainsi :

i^ Deux bras formés par la résistance d'isolement x et par une résistance de comparaison R, à laquelle un curseur C permet de donner à volonté les valeurs 10, 100, 1 000, 10 000 ou 100 000 ohms; on prend la valeur R la plus voisine de x pour avoir la sensibilité maxima;

2"^ Un fil divisé BB' formé d'un fil de cuivre de 1/10 mm. enroulé sur un tube isolant et sur lequel se déplace un curseur C ; la position de l'index sur une règle

graduée donne directement le rapport -r- des résistances des deux portions du

fil divisé, dont la résistance totale a -|- ^ 6st égale à environ 2 200 ohms ;

* Soient t cet intervalle en minutes, G la capacité du câble en microfarads, a et a'

les déflexions de la première et de la seconde décharge ; la résistance dlsoiement est

donnée par la relation

C log -

(î s'obtient par comparaison avec uti condensateur étalon.

Mais cette méthode, qui exige l'emploi d'un galvanomètre balistique et la mesure d'une capacité, ne peut être appliquée que dans des laboratoires spéciaux, comme ceux des puissantes compagnies américaines. Elle n'aurait, du reste, guère de raison d'être en Europe, car il faut remarquer qu'à Boston on a admis jusqu'ici sur le retour de grandes différences de potentiel, qui ne seraient pas tolérées chez nous ; c'est à cette circonstance qu'il faut attribuer les effets de charge constatés.

3^ Un galvanoscope à aiguille d'aluminium, sensible et amorti, du genre d'Arsonval, analogue aux voltmètres du même constructeur et suspendu entre deux boudins en bande d^argent ;

4® Une pile sèche de 18 volts environ, avec une résistance de protection r de 300 ohms, placée dans une caisse séparée.

Pour faire une mesure, on appuie sur le bouton K (pile), puis sur le bouton D (galvanoscope], et on déplace le curseur C jusqu'à ce que Taiguille du galvanoscope reste à zéro. On lit alors sur la règle divisée la valeur du rapport ^ et on en déduit la résistance cherchée

S'il s'agit d'un câble souterrain, présentant de la capacité diélectrique, il faut, pour les mêmes motifs que plus haut, régler la position du curseur de

Fig. 30. — Montage de rohmmôtre Chauvin et Arnoux pour la mesure

de l'isolement d'un feeder.

façon que l'équilibre soit réalisé non pas au moment même de la fermeture du bouton K, mais après le temps fixé pour l'électriflcation, par exemple après

1 minute. Cette précaution est inutile pour mesurer l'isolement d*un conducteur aérien.

Ce pont est d'un emploi très commode; il donne de bonnes lectures jusqu'à

2 mégohms environ; au delà, il serait bon d'employer une résistance de comparaison plus forte (0,5 ou 1 mégohm).

Recherche des défauts. — Lorsqu'on constate une insuffisance d'isolement du réseau pris dans son ensemble, il faut rechercher le défaut par l'une des différentes méthodes indiquées dans les traités de mesures.

La plus sûre et la plus simple est en général la méthode des sectionnements, qui est facilement applicable aux réseaux de tramways, toujours divisés en sections séparables. On débranche les différentes lignes rayonnant de l'usine et on les essaye séparément. Si l'on en trouve une qui n'ait pas l'isolement voulu, on la divise en deux tronçons, qu'on essaye successivement. Si l'un d'eux a un isolement insuffisant, on le divise à son tour en deux parties, etc.

Un autre procédé, qui est une application de la méthode du voltmètre, permet de retrouver un défaut d'une ligne aérienne pendant le jour : on fait

passer lenlemeot sur ]a voie qui suit cette ligne une voiture portant deux voltmètres bien semblables, reliés Tun au trôlet, Tautre à une perche auxiliaire isolante portant un ressort qui vient frotter au passage sur les fils transversaux; les deux voltmètres, étant mis d'autre part à la terre, donnent Tun la tension U, Tautre la déviation m de la formule précédente (p. 648). Toute valeur exagérée de u indique un défaut d'isolation.

La recherche de ces défauts n'intéresse directement que le concessionnaire. Le service du contrôle se borne à vérifier que l'isolement est suffisant.

Résistances de la ligne et de la voie. — Le service du contrôle peut vérifier la valeur des résistances de la ligne et de la voie, seulement à litre d'indication accessoire, pour se rendre compte du bon élat des circuits d'aller et de retour. Cela exige que chaque ligne soit séparée des autres, de façon à éviter la présence de boucles fermées. Sur chaque ligne partant de Tusine, il suffit alors d appliquer la méthode potentiométrique.

On place à l'extrémité la plus éloignée une voiture ayant ses moteurs hors

Feeder

Fig. 31. — Disposition des instruments pour la mesure de la résistance totale d'une ligne aller et retour par la méthode potentiométrique.

Voiture

'ÏÏâT/i

Feeder

Fil de trayait

Usint

Voiture

Fig. 32 et 33. — Mesures des résistances séparées de la ligne et du retour.

du circuit, mais mettant la ligne en communication avec les rails (fig. 31) par le trôlet et un rhéostat p, qui permet de régler le courant à une valeur convenable. Un voltmètre Y relié à la ligne indique le voltage, qu'on compare à celui mesuré à Tusine.

On peut aussi séparer les chutes de voilage de Taller et du retour en intercalant, comme le montrent les figures 32 et 33, le voltmètre dans le circuit d'un fil pilote partant d'une barre du tableau de distribution de l'usine et aboutissant soit à la voie, soit au conducteur aérien. Ce voltmètre indique directement la chute de voltage dans la ligne ou dans la voie, et il suffît de la diviser par le courant, mesuré à Fampèremètre, pour connaître la résistance soit de l'aller, soit du retour.

En promenant la voiture depuis Tusine jusqu'à l'extrémité d'une ligne et en faisant de distance en distance cette mesure, pour laquelle on peut utiliser les fils téléphoniques particuliers du tramway, on peut voir comment la résistance varie en fonction de la longueur et trouver les points de résistance anormale, notamment les points mauvais des voies de retour. Pour cette dernière espèce de mesure, on opère plus directement en promenant pendant la nuit sur la voie deux voitures reliées par un attelage isolant (fig. 34), celle de tête recevant le courant de la ligne, celle de queue servant uniquement à prendre la différence de potentiel au moyen d'un voltmètre Y relié aux trucks des deux véhicules. Au passage d'un joint de rails, on constate une variation brusque de potentiel t^, qui, divisée par le courant I lu à rampèremètre, donne la résistance de ce joint. Cette méthode est inapplicable quand les joints des deux files de rails se chevauchent, car le courant se partage entre les rails sui-

Fig. 34. — Schéma du dispositif employé pour mesurer la résistance des joints

de la voie de retour.

vant une proportion inconnue; mais on peut comparer la résistance du joint à celle d*un tronçon de rail immédiatement voisin, limité par un troisième frotteur, dont on mesure le potentiel.

On peut par cette dernière méthode mesurer la résistance d*un joint en y faisant passer le courant d'un accumulateur, bien que le courant trouve un passage en dehors du joint par le reste du réseau.

Différence de potentiel maxima entre les divers points de la voie. — La méthode des fils pilotes servira principalement à mesurer à Tusine la chute de potentiel maxima entre le point le plus éloigné de chaque ligne et la station. A cet cfTet, on doit, comme le représente la figure 28, prévoir sur chaque ligne un fil pilote aboutissant à un interrupteur K qui permette de le mettre aisément en relation métallique avec le point le plus éloigné de la voie. A Tusine, tous ces fils pilotes aboutiront à un voltmètre enregistreur V, gradué en général de 0 à 10 volts, avec lequel ils pourront être reliés à tour de rôle par un commutateur G et dont l'autre pôle sera relié à la terre de Tusine ; cette terre sera prise sur les rails toutes les fois qu'ils passeront à proximité immédiate de Tusine, car les conduites peuvent avoir en ce point un potentiel supérieur à celui de la voie. La courbe relevée pendant une

journée de service normal pour chaque ligne ne doit pas accuser une moyenne supérieure aux 5 volts prévus.

De même sur un pont métallique A B (flg. 35), un fil pilote abcd devra être disposé de façon à être relié facilement à la voie aux deux extrémités du pont avec intercalalion d'un voltmètre enregistreur portatif Y de 0 à 1 volt.

Les voltmètres enregistreurs choisis pour les applications précédentes doivent avoir des résistances suffisantes pour que le courant qui les traverse ne dépasse pas i /5 d'ampère ; ils doivent être apériodiques, comme nous l'avons expliqué (t. 11^ p. 389), et ne présenter aucun frottement sensible, ce dont on s*assure en constatant que le trait est finement tremblé et non pas uni. A la rigueur on pourra employer un même voltmètre enregistreur pour toutes les

Fig. 35. — Schéma des connexions d'un fil pilote sur un pont métallique.

mesures précédentes, en le faisant construire sur commande avec plusieurs sensibilités différentes.

Ces appareils peuvent être complétés par des voltmètres ordinaires à lecture directe. On vérifiera leur graduation par comparaison avec un voltmètre de précision, étalonné de temps en temps ^

Fonctionnement des feeders de retour. — On peut aussi mesurer de même à Taide de fils pilotes la perte de charge sur chaque feeder de retour. Lorsqu'il n'y a pas de survolteur en circuit, lamperemëtre suffît. Il est toujours nécessaire d'intercaler dans chacun des feeders de retour un ampèremètre, afin de savoir comment se répartit entre eux le courant de retour et de modifier, s'il y a lieu, cette répartition de la façon la plus favorable pour T uniformisation du potentiel et pour le maintien d'une densité de courant convenable dans les câbles.

Essais acceBSoires concernant rélectrolyBe. — 11 y a souvent intérêt, pour apprécier les dangers d'électrolyse, à mesurer soit les différences de potentiel entre les conduites et les rails, soit le courant de perte total qui suit une conduite donnée.

* Un étalonnement tous les deux ans sera suffisant pour les appareils du genre Weston.

1<» Mesure des différences de potentiel entre des masses métalliques et les rails ' . — Cette mesure demande plus de précautions que les précédentes, parce que le faible courant qui traverse un voltmètre suffit à produire de sérieuses perturbations dans le régime des courants dérivés.

M. Rowland a cité, par exemple, des mesures qu'il a faites entre le pôle négatif d'une station et une terre, avec divers voltmètres. Il a trouvé :

3 volts avec un voltmètre Weston de 500 volts, résistance 60000 ohms. 1,2 ~ 10 — 1000 —

Cette variation énorme tient à ce que la différence de potentiel constatée existait dans un circuit très résistant où le courant ne pouvait atteindre 0,00005 ampère.

Le véritable instrument pour ces mesures serait donc un électromètre; mais il

Fig. 3G. — Mesure des diÛerences de potentiel des conduites

par le potentiomètre.

n'en existe pas de pratique pour ces faibles voltages. A défaut de cet instrument, on ne devra employer que des voltmètres très sensibles, qui ne consomment pas plus de 1 milliampère pour 5 volts. On les fei a étalonner ou on les vérifiera d'après un étalon de f. é. m. avec les précautions ordinaires. Ces appareils ne donneront pas des mesures rigoureuses, mais ils peuvent suffire pour permettre des comparaisons utiles. Il serait cependant préférable, pour ce genre d'essai, d'employer la méthode de compensation bien connue, qui consiste à opposer à la différence de potentiel à mesurer une f. é. m. variable à l'aide d'un potentiomètre. En principe, ce potentiomètre consiste en une résistance parcourue par un courant constant et le long de laquelle le potentiel varie d'une manière continue. En établissant sur cette résistance une dérivation entre des

* On devra éviter de mesurer la différence de potentiel entre une masse métallique et une terre artificielle obtenue en enfonçant une pièce de métal dans la terre à quelque distance. En effet cette mesure n'a pas de signification précise ; elle ne peut d'ailleurs être exacte que si Ton forme la terre artificielle du même métal que la masse et si le courant du voltmètre est nul. Le résultat obtenu varie en outre beaucoup avec le point où l'on prend la terre, suivant la nature et l'humidité du sol.

656 LA TRACTION ÉLECTUIQUE

points variables, on peut prendre plus ou moins de volts pour les opposer à la dilTérence de potentiel qu*on veut annuler.

IL existe dans Tindustrie divers modèles pratiques de potentiomètres' ; mai-s comme ces instruments sont peu répandus en France, nous conseillons plutôt d*en réaliser un au moyen d'un ohmmètre Chauvin et Aruoux, de la manière suivante (fi g. 30) : on placera les bornes X et X' en relation avec les rails et la conduite entre lesquels on veut mesurer la différence de potentiel et on supprimera le curseur C de la flgure 30; puis on placera entre les bornes +B et — B une batterie de quelques éléments Leclanché, en opposition à la tension XX% et un voltmètre V d'une dizaine de volts, destiné à en mesurer la force électromotrice totale que nous appellerons E. Ou déplacera le curseur jusqu'à l'annulation de la déviation du galvanoscope ; à ce moment, la règle graduée donne

le rapport -r- et, par suite, la différence de potentiel cherchée, qui a pour

expression u = — —-r E. Il sera bon, pour plus de commodité, d'employer

une graduation donnant directement ce dernier rapport.

2° Mesure de la résistance d'isolement des conduites par rapport aux rails. — La résistance d'isolement entre les conduites et les rails se mesurera par les mêmes méthodes que la résistance d'isolement des feeders, mais avec des instruments de sensibilité très difTérente, puisque cette résistance s'exprime eo ohms et non plus en mégohms *. Il faut encore, si l'on emploie la méthode de la déviation, se servir d'une batterie non polarisable, avec une résistance additionnelle, et d'un ampèremètre de graduation appropriée. Le pont portatif ou ohmmètre Chauvin et Arnoux se prête encore à cette mesure grâce à Taddition d'une résistance de 300 ohms en série avec la pile.

Ces déterminations sont délicates parce qu'elles peuvent être faussées par des elTetsde polarisation et par les courants telluriques qui se produisent dans le sol sous l'influence de causes divci*ses. On réduira l'efTet de ces courants en ayant soin d'opérer en dehors des heures de fonctionnement du réseau, d'intervertir le sens du courant pendant les mesures et de prendre la moyenne des dévialions opposées souvent très différentes que l'on obtient ainsi.

Enfin, lorsque cela est possible et si l'on dispose de résistances étalons sans capacité appréciable, on peut éliminer assez bien ces causes d'erreur en employant le pont de Wheatstone avec un téléphone au lieu de galvanomètre et une petite bobine de RhumkorfT à trembleur (un petit modèle médical, par exemple) au lieu de pile. Dans le pont Chauvin et Arnoux, par exemple, on branche le secondaire de la bobine aux bornes S et S* et le téléphone aux bornes T et T*, et on déplace le curseur jusqu^à ce que le son s'annule ou passe par un minimum.

* Par exemple ceux de Crompton, Nalder, Feussner, etc. Voir à ce sujet une iiiléressante communication de M. Qosselln kÏB. Société des Électriciens, juin 1898.

* M. Rowland a trouvé, par exemple, pour la résistance entre la voie de retour et le réseau de conduites souterraines d'une ville une valeur de 0,09 ohm seulement. Dans des essais exécuLés suivant nos indications, MM. Revel et Jigouzo ont obtenu, sur la ligne Paris- Ko main ville, pour Tisolement des conduites de l'avenue Gambetta par rapport aux rails, des chiâ'res variant de 0,67 à 4,50 ohms.

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TRACTION ÉLBGTRIQDS. 42