DISTRIBUTION DU COURANT PAR CONDUCTEURS AÉRIENS

Conducteurs aériens. — Suspension des fils conducteurs : (a) Suspension par haubans et poteaux; (6) Suspension par haubans et agrafes; (c) Suspension par poteaux-consoles. — Prise de courant : (a) Navette; (6) Trolley; (c) Trolley à frotteur ; (d) Archet. — Aiguillages et croisements. — Distribution à trois filsj. — Distribution par courants polyphasés. — Protection des lignes.

Conducteurs aériens . — Au début les conducteurs aériens étaient formés par des tubes de cuivre fendus suivant une génératrice et dans lesquels circulait une navette reliée à la voiture d'abord par une corde, qui la tirait en même temps que le tramway se déplaçait, puis en outre par un fil de cuivre qui amenait le courant aux moteurs.

C'est ainsi qu'a fonctionné le petit tramway installé en 1881, à Paris, à Toccasion de Fexposition d'électricité, entre la place de la Concorde et le palais de l'Industrie. C'est d'ailleurs encore par ce système que se fait la distribution du courant sur le tramway de Clermont-Ferrand à Royat et sur celui de Vevey à Chillon (Suisse).

Mais ces conducteurs tubulaires, d'aspect disgracieux, ont été rapidement abandonnés et l'on s'est attaché au contraire

à n'employer que des fils pleins, de section aussi réduite que possible*.

Les conducteurs aériens actuellement en usage sont en cuivre étiré, ou en bronze siliceux, ou plus rarement en acier. Leur diamètre ne dépasse pas ordinairement 8 à 9 mm. On les tend soit au-dessus, soit sur le côté des voies. Pour diminuer leur flèche (0,40 m au plus), tout en ne les soumettant pas à un effort de tension exagéré, on les soutient en alignement droit tous les 33 à 40 m. Leur hauteur au-dessus du sol est d'environ 7 m. Les fils sont généralement amenés à pied d'œuvre par longueurs de 700 à 800 m. Pour les réunir bout à bout on emploie des manchons dans lesquels on engage les extrémités des deux fils à jonctionner et que Ton remplit de soudure. On peut aussi adopter des manchons tendeurs qui servent également pour racheter les inégalités de longueur qui se produisent dans les conducteurs, sous Tinfluence des variations de la température. Enfin certains constructeurs préfèrent perdre une certaine longueur de fil et se servir des pièces de support ellesmêmes pour établir les joints.

Suivant l'importance du trafic, les conducteurs sont ou directement alimentés par Tusine génératrice ou divisés en sections reliées à cette usine par des feeders^. Ces feeders sont presque toujours souterrains.

« Exceptionnellement on s'est servi de conducteurs pleins en forme de huit (Nantasket-Beach).

• Ces sections n'ont pas besoin d'être isolées les unes des autres. Il est au contraire préférable de les jonctionner entre elles, de telle façon qu'elles puissent, au besoin, se secourir mutuellement. C'est ainsi que l'on procède sur les réseaux d'éclairage.

CONDUCTEURS AERIENS

La perte de charge consentie en ligne ne dépasse pas ordinairement 10 p. 100.

Suspension des fils conducteurs. — (a). Suspension par haubans et poteaux. — Ce système est généralement employé dans les rues de largeur moyenne, munies de trottoir (fig. 19).

Fig. 19. — Suspension par haubans et poteaux.

Les poteaux se font soit en bois (surtout aux Etats-Unis), soit en fer ou en acier. Comme poteaux métalliques on emploie principalement en Europe des poteaux tubulaires plus ou moins ornementés ayant une hauteur au-dessus du sol de 7 m à 7,5 m et un socle de 1,5 m à 1,8 m que Ton encastre dans les trottoirs. Les poteaux en treillis coûtent moins cher, mais sont moins décoratifs.

Les haubans sont en fil d'acier galvanisé et ont de 5 à 6 mm de diamètre. D'une part ils sont accrochés aux poteaux par des colliers munis de tendeurs et d'autre part ils soutiennent

les conducteurs par des isolateurs de forme diverse (fig. 20). Souvent on exige un double isolement pour le cas où un

Fig. 20. — Isolateur pour la suspension du conducteur aérien.

fil métallique (par exemple un fil de téléphone) viendrait à tomber sur la ligne et mettre en contact les conducteurs

aériens et les haubans tendeurs ou encore pour le cas où un isolateur de suspension viendrait à se casser ou à brûler. Les isolateurs supplémentaires se placent alors au départ des haubans, près des tendeurs.

Ils sont en forme de boules (fig. 21), de cylindres, etc.. On peut ainsi combiner des isolateurs-tendeurs (fig. 22).

y — (ZX

Fig. 21. — Isolateur >our hauban tenleur.

Fig. 22. — Isolateur tendeur.

En alignement droit les poteaux sont placés tous les

CONDUCTEURS AERIENS

Dans les courbes ils doivent être beaucoup plus rapprochés. Mais rien n*empêche de se servir d'un même poteau C

Fig. 23. — Suspension en courbe.

Fig. 24. — Isolateur en courbe.

pour tendre plusieurs haubans (fig. 23). Dans ce cas, les iso-

Fig. 25. — Agrafe pour hauban tendeur.

lateurs de ligne, qui ne sont tirés que d'un seul côté, ont la forme représentée par la figure 24.

Lorsque la disposition des lieux ne se prête pas à l'établissement du poteau de courbe G, on le remplace par une

couronne que Ton tend à Taide de poteaux E, D, F convenablement placés.

(b) Suspension par haubans et agrafes. — Quand les trottoirs sont trop étroits pour que Ton puisse y placer les poteaux, on scelle dans les façades des maisons des agrafes analogues à celle que représente la figure 25*. Mais il faut se préoccuper, dans ce cas, d'amortir les vibrations que produit le trolley et qui pourraient gêner les habitants. On place alors dans l'intérieur de Tagrafe un tampon en caoutchouc, qui agit en même temps comme isolateur.

Pour monter la ligne on établit deux agrafes en face Tuno

Fig. 26. — Suspension par haubans et agrafes.

de Ta litre (fig. 26) et Ton emploie des haubans analogues à ceux qui servent pour les poteaux.

1 11 faut naturellement Tassentiment des propriétaires.

CONDUCTEURS AERIENS

[c] Suspension par poteaux-consoles. — Dans ce cas il n'y a plus besoin de haubans tendeurs. Si la voie est large, les poteaux se placeront sur refuge (fi g. 27) et on pourra les utiliser pour Téclairage en installant une lampe à arc au sommet.

Si les voies sont sur accotement ou longent un trottoir,

Fig. 27. — Suspension par poteau, avec double console.

Fig. 28. — Suspension par poteau, avec simple console.

on adoptera une console à un seul bras, plus ou moins longue (fig. 28) suivant que la ligne sera à simple ou double voie.

Il faut, pour supporter les conducteurs aériens, des isolateurs spéciaux. Les figures 29 et 30 montrent un isolateur qui se fixe par deux colliers de serrage sur le bras de la console.

4i LES TRAMWAYS ELECTRIQUES

La Société Alsacienne évite cette sujétion, en employant

Fig. 29. — Isolateur pour consule, vu de face.

(les consoles analogues à celle que représente la figure 31.

Fig. 30. — Isolateur pour console, vu parallèlement au conducteur.

On voit qu'avec ces dispositions le fil du conducteur est soutenu comme dans le cas d'une suspension par poteaux

CONDUCTEURS AERIENS

OU par agrafe. En outre la prise du courant se fait au passage

des consoles , par des â^^ -..

mouvements plus doux.

Prise de courant. —

(a). Navette. — Ce système s'emploie avec des conducteurs tubulaires.

(Ligne de Clermont-Ferrand à Royat. Ligne de Vevey à Chillon, etc.)

(b). Trolley, — Le trolley est , comme nous avons déjà eu Toccasion de le dire, une roulette en bronze fixée à l'extrémité d'une perche métallique montée sur le toit de la voiture K De puissants ressorts tendent à ramener la perche verticalement. Celleci en est empêchée par le fil aérien contre lequel elle presse énergiquement.

La figure 32 montre le système employé par la Société

Fig. 31. — Suspension par console avec isolateur ordinaire.

' Dans la pratique on confond sous le nom de trolley non seulement la roulette de contact, mais aussi bien la perche et le support à ressorts.

Thomson-Houston. L'appareil est mobile autour d*uii axe vertical, ce qui permet son retournement lorsque le tramwayest arrivé à rextrémilé de la ligne. Le trolley peut aussi se déplacer latéralement, mais il ne peut le faire que dans un angle assez faible, sous peine d'abandoimer les conducteurs.

Fig. 32. — Trolley. Élévation et plan.

L'ensemble de Tappareil est monté sur un plateau en bois. Le courant passe de la roulette dans la perche par Taxe de rotation du trolley.

La Société Fivcs-Lille préfère recueillir le courant qui s'échappe de la roulette par un contact spécial (fig 33). Ce contact est en charbon et est pressé par un ressort contre le trolley.

Avec le mode de montage précédemment indiqué, les

CONDUCTEUBS A

conducteurs aériens doivent ôtre sensiblement placés dans l'axe même des voies. Si l'on veut que ceux-ci n'empiètent pas sur la chaussée, il faut employer le /ro/ley Dickinson (Bristol, Montpellier, etc.) qui permet de placer les conducteurs à quelques mètres en dehors des voies '. Ce système est surtout avantageux dans les rues plantées d'arbres, car les conducteurs peuvent alors être tendus à peu près dans la ligne des plantations, et, dans cette situation, ils sont à peine visibles.

Le trolley Dickitison se compose d'une roulette qui peut tourner autour d'un axe perpendiculaire à son axe de rotation.

Le bras qui la supporte (Hg. 34) et qui tend à se soulever verticalement est susceptible, comme un bras de trolley ordinaire de se déplacer dans le plan vertical et dans le plan horizontal. Tous

ces mouvements permettent à la roulette de maintenir son contact avec les conducteurs, non seulement quand ils sont

Fig. 34. — Trolley Dickinson.

extérieurs à la voie, mais encore quand ils sVlèvent ou s'abaissent, on encore quand leur distance à l'axe de la voie varie. Aussi peut-on substituer aux courbes un polygone inscrit, à côtés très allongés, ce qui constitue un grand avantage, attendu que les conducteurs aériens, généralement très admissibles dans les alignements droits,

CONDUCTEURS AERIENS

sont au contraire d'un aspect assez choquant dans les courbes.

L'axe vertical autour duquel tourne le bras du trolley est ici très élevé. C'est qu'il a été surtout combiné pour des

Fig. 3a. — Trolley à trotteur.

voitures à impériale. Pour des voitures ordinaires il est beaucoup moins haut.

(c). Trolley à frotteur. — Nous ne citons ce système que pour mémoire. Il a été appliqué à Richemond (Etats-Unis) par M. Short. C'est un trolley ordinaire dont la roulette a été remplacée par une sorte de spatule garnie de graphite (fig. 35).

Maréchal. — Les Tramways électriques. i

Sur la petite ligne de Stansstad à Stans, la Compagnie de rindustrie électrique de Genève a également installé des trolleys à frotteurs. La prise de courant se fait par une semelle garnie de métal antifriction.

(d). Archet, — L'archet est surtout préconisé par la maison Siemens qui en a fait des applications à Bâle, Dresde, Gones,

^ \ *miimmiS w m m i f^y

Fig. 36. — Archet, vu de côté et de face.

Mulhouse, etc. Il est en usage en France sur un certain nombre de lignes et, en particulier, sur les tramways de Fontainebleau

La partie la plus intéressante de Tarchet est le montant supérieur qui frotte sur les conducteurs aériens.

S'il est fait en métal trop dur, il risque d'user rapidement

les conducteurs. D'autre part, s'il frotte toujours à la même place, il peut se scier transversalement.

On évite ces deux inconvénients en adoptant un montant en métal moins dur que le cuivre et en tendant les fils en zigzags allongés au-dessus des voies.

Le montant se fait surtout en aluminium ; il a la forme d'une petite gouttière que Ton remplit de graisse (fig. 37). Quelquefois on emploie un fil de cuivre entouré d'une

gaine en métal mou.

La largeur du montant étant de 1 , 50 m, coupf de l'archet, on voit que les déplacements latéraux des conducteurs aériens peuvent atteindre 0,75 m soit à droite, soit à gauche de l'axe. Il en résulte la possibilité d'allonger beaucoup, dans les courbes, les côtés des polygones que forme forcément le conducteur. Cet avantage se traduit par une diminution dans le nombre des poteaux et des haubans tendeurs. La construction des aiguillages et des croisements se trouve également facilitée.

L'archet peut, comme le trolley, tourner dans le plan longitudinal ; un jeu de ressorts le presse constamment contre les conducteurs.

Il n'a pas besoin d'être muni d'un axe de rotation vertical : d'abord, parce que la largeur du montant rend inutiles les petits mouvements latéraux de la perche de support, ensuite parce que, grâce à l'élasticité du montant et des fils, il se place toujours "de lui-même dans une position inclinée par rapport au sens de la marche.

Ainsi, il nest pas nécessaire, quand on est arrivé au terminus, de faire subir à Tappareil une rotation de 180®. Dès les premiers tours de roue l'archet bute contre les conducteurs, se relève verticalement puis se rabat en sens inverse.

Fig. 38. — Aiguillage.

Pendant cette manœuvre la voiture reste en contact avec les conducteurs. L'éclairage n'est donc pas supprimé, alors

Fig. 39. — Croisement.

qu'avec le trolley les lampes s'éteignent forcément, quand on tire sur la perche pour la ramener en arrière.

On fait valoir également que l'on supprime tous les déraillements qui se produisent parfois avec le trolley et que l'on diminue un peu les mouvements vibratoires des conducteurs ainsi que leur action inductive sur les téléphones.

Aiguillages et croisements. — Les aiguillages et les croi-

CONDUCTEURS AERIENS

sements se font à Taide de pièces pleines en bronze, auxquelles on fixe les conducteurs et qui portent des saillies pour diriger la marche du trolley (fig. 38 et 39). Dans le tracé de ces pièces il faut surtout avoir pour but d'éviter les soubresauts du trolley et de rendre tout déraillement impossible par un bon guidage.

Dans les aiguillages, on recommande de placer Taiguille aérienne un peu en arrière de Taiguillage des rails, de manière que le mouvement du trolley soit facilité par celui de la voiture.

Les aiguillages sont toujours plus compliqués que les croisements, attendu qu'ils servent de point de départ à une courbe. De nombreux fils tendeurs sont donc

nécessaires. La figure 40 montre comment on peut soutenir les conducteurs dans le cas dW aiguillage avec courbes, à angle droit*.

Avec Tarchet il n'y a pas besoin de pièces spéciales pour les croisements et les aiguilles. Il suffit qu'il n'y ait pas de solution de continuité ou de saillies brusques dans les conducteurs aériens.

Fig. 40. — Suspension du conducteur dans les aiguillages.

* Les lignes à voie unique avec garages à double voie nécessitent des aiguil loges fréquents. On peut avoir intérêt, dans ce cas, à supprimer les aiguillages électriques et à adopter deux conducteurs, même en simple voie. Ces conducteurs sont placés à quelques centimètres l'un de l'autre et servent : l'un pour les voitures montantes, l'autre pour les voitures descendantes.

Distribution à trois fils. — Si la voie est divisée en sections alternativement à + 500 volts et — 500 volts. On se trouve, sur chaque section, dans le cas d'une ligne avec conducteurs au même potentiel.

Si, au contraire, il s'agit d'une ligne à double voie, avec conducteurs à des potentiels différents, on devra employer aux points où le conducteur à + SOO volts rencontrera le conducteur à — 500 volts des croisements isolés.

C'est là une petite complication ; mais rien n'empêcherait de diviser une ligne à double voie en sections alternativement positives et négatives, comme dans le cas de la simple voie.

Distribution par courants polyphasés. — Nous prendrons comme type la distribution par courants triphasés de Lugano, dont il a été parlé au chapitre premier.

Pour distribuer un courant triphasé il faut trois conducteurs. On peut prendre les rails pour former l'un de ces conducteurs ; dans ce cas il reste à poser deux conducteurs par voie et les voitures doivent être munies de deux trolleys (fig. 41).

Les deux conducteurs aériens de Lugano sont constitués par des fils de cuivre de 6 mm de diamètre placés au-dessus et au milieu de la voie et à 25 cm l'un de l'autre. La différence de potentiel efficace entre ces deux conducteurs et entre chacun d'eux et la terre (rails) est de 400 volts.

Les fils sont suspendus soit à des consoles, soit à des haubans par la méthode ordinaire.

CONDCCTEDRS AÉRIENS S5

Mais, pour les aiguillages et les croisements, il faut adopter des dispositions spéciales, puisque les courants qui suivent les conducteurs aériens ne sont jamais en concordance de phase.

Les aiguillages se font comme l'indique la figure 42, qui

Fig. 41. — Tramway avec courants triphasts.

donne, en plan, le tracé des conducteurs. P est un poteau soutenant parla console PC et les isolateurs i les deux conducteurs aériens de la ligne principale ; ô' et ù' sont les deux conducteurs de l'embranchement. Ces deux conducteurs sont fixés à la console PC par l'intermédiaire d'isolateurs i' et de fils tendeurs.

D'autre part, a et d ainsi que b et V communiquent électriquement. Dans cesconditions/pour aiguiller le tramway, il suffit de l'amener en T, et de tirer sur les trolleys pour les faire passer successivement de a sur d et de b sur V .

On aiguille sur a b par une manœuvre inverse.

Il n'existe pas de croisements. S'il y en avait, on adopterait une disposition analogue à la suivante (fig. 43). Les

Fig. 42. — Aiguillage avec des courants triphasés.

Fig. 43. — Croisement avec des courants triphasés.

croisements m et j» seraient isolés \ q ^i n réuniraient, à la façon ordinaire, les conducteurs a, d et b\ b'. Deux dérivations d^ rfg compléteraient l'alimentation de la ligne d b\ On n'aurait pas besoin alors de toucher aux trolleys, car, aux passages m et p, les moteurs continueraient à marcher, en fonctionnant comme des moteurs à courant alternatif simple.

On pourrait combiner des aiguillages d'après le même

CONDUCTEURS AERIENS 57

principe, ce qui permettrait de les franchir sans arrêt. A Lugano on fait coïncider les aiguillages avec l'un des arrêts obligatoires des tramways. De cette façon, les pertes de temps occasionnées par la manœuvre des trolleys sont peu sensibles.

Protection des lignes. — Les lignes doivent être protégées contre plusieurs sortes de dangers.

V Si le fil vient à se rompre et à tomber sur le sol, il se produit un court circuit capable d'endommager les conduc-

Fig. 44. — Interrupteur de ligne.

teurs et les machines. On évite cet inconvénient à l'aide de coupe-circuits fusibles, convenablement disposés.

Généralement ces coupe-circuits ne se placent qu'à l'origine des feeders et sur les dynamos de l'usine. Mais on peut être amené à en monter sur la ligne elle-même.

On emploiera dans ce cas un appareil analogue à celui que représente la figure 44. C'est une sorte d'interrupteur calibré à sa partie inférieure de telle façon qu'il puisse être suivi sans secousse par le trolley. 11 est soutenu par deux oreilles et des haubans tendeurs, comme un isolateur ordinaire. De part et d'autre se trouvent deux paliers de serrage que l'on réunit par des fils métalliques à une boîte d'inter-

ruption vissée sur Tun des poteaux. C'est dans cette boîte que Ton placera le fil fusible.

Un appareil ainsi disposé permet aussi de diviser la ligne en sections isolées, ce qui est commode pour la recherche des défectuosités d'isolement.

La compagnie Fives-Lille emploie un appareil analogue, mais il fonctionne automatiquement sans Tintermédiaire de fil fusible.

2** On doit empêcher que les fils téléphoniques ou télo-

Fig. 45. — Garniture isolante pour la protection des lignes.

graphiques ne puissent, quand ils cassent, tomber sur les conducteurs aériens. A cet effet, ceux-ci sont protégés par des fih de garde qui sont constitués par des fils en fer ou on acier régnant parallèlement aux fils de trolley et à oO cm environ au-dessus. Ces fils do garde sont tondus par des haubans isolés.

On peut éviter ces haubans en soutenant les fils de garde par des isolateurs fixés sur les supports mômes des conducteurs aériens. Mais cela n'améliore évidemment pas l'aspect de la ligne.

Lorsque la zone à protéger est localisée on préférera souvent protéger les fils eux-mêmes, en les recouvrant d'une demi-garniture isolante (fig. 45).