ESSAIS SPECIAUX AUX RESEAUX DE TRACTION

Nous considérerons le cas le plus fréquent d'un tramway à fil de trolley. Les indications données à ce sujet seront aisément étendues aux autres s\stèmes. Outre les mesures de résistance, les vérifications d'isolement et les recherches de défauts, qu'on doit effectuer sur les réseaux de traction aussi bien que dans ceux d'éclairage, il se présente pour les premier.-; (luekjues essais spéciaux. Sans parler des génératrices et des moteurs, (jui seront visés dans des chapitres ultérieurs, il y a lieu de contnMer la résistance du retour par les rails, la conductance des joints de ceux-ci et le potentiel des rails par rapport au sol.

Résistance des tij^nes de contact. — Pour déterminer in résistance électrique d'une ligne de trolley, le procédé le plus simi)le est de se servir (l'un ampèremètre et d'un voltmètri'. Pendant ime interruption du service, on envoie sur la ligne à examiniT une voiture, (pii est arrêtée à l'endroit du racct>nl d'un ieeder à\ei- le lil de trolley. De l'usine on fait passer dans ce dernier un courant dont l'intensité, estimée par l'ampèremètre, est réglée à l'aide du rhéostat de la voiture. .Vu

ESSAIS SPSCUUX AXJX RlSBAUX DE TRACnÔN! 5Ï7

moN'cn du voltmètre, on évalue la différence de potentiel entre l'orifiine du fil de trolley et les rails, pmis entre ceux-ci et le point du fil de trolley où aboutit le i'eeder, point qu'on relie au voltmètre par l'intermédiaire de ce I'eeder employé en guise de conducteur île connexion. En divisant par le courant la chute de tension sur le fil de trolley, déduite de ces deux mesures, on obtient la résistance du fil. Avec les lignes qui possèdent des fils pilotes, on peut utiliser ces derniers pour les raccordements. Au besoin, on aura recours aux fils téléphoni<]ues de ser\'ice.

Résistance du retour. — La résistance du retour par les rails s'apprécie d'une manière semblable : en même temps que l'intensité du courant transmis, on relève la différence de potentiel entre les rails au \'oisinage de l'usine et les rails à l'extrémité de la ligne, en connectant à ces derniers un fil pilote par exemple. L'essai sera utilement répété en tous les points <3Ù aboutissent des fils pilotes ou des t'ecders, en vue de préiser les sections dél'ectueuses.

On opère de même pour trouver la résistance d'un I'eeder de retour.

Résistance des joints de rails. — Pour estimer la résistance d'un joint de rails, on la compare ordinairement à celle d'un bout de rail do même longueur sans joint. Dans ce but, on fait arriver de l'usine, par l'intermédiaire du fil de trolley et d'une voiture, un courant qui retourne par la voie ferrée et l'on note, à l'aide d'un voltmètre, la dift'érence de potentiel entre deux trotteurs à écartcment constant placés successivement sur le tronçon jointe et sur un bout de rail plein attenant. Le voltmètre doit être sufiisamment sensible pour permettre d'évaluer la chute de tension occasionnée par un courant d'une cinquantaine d'ampères dans une longueur <Ie rail de i m, dont la résistance ne vaut que 0,000014 ohm pour une voie de 40 kg au mètre. Le courant d'essai peut aussi être emprunté à des couples secondaires portés par une voiture.

Lorsque les joints des deux files de rails ne sont pas alternés.

il est possible de vérifier rapidement leur conductance en faisant circuler sur la voie une voiture motrice et une voiture remorquée dont les trucs sont raccordés par un voltmètre à basse tension. Chaque passage de joints est accusé par une augmentation de la déviation de l'instrument. Une variation anormale décèle un joint défectueux.

On peut aussi recourir au galvanomètre différentiel ou au pont de Wheatstone pour comparer les résistances d'un joint et d'un bout de rail. Le ilernit-r dispositif est le plus recommandable. On réalise le pont avec un fil divisé ou un rhéostat à curseur ab, le joint cd et un tronçon de rail de, fig. 259- I

Fig. 259.

On fait varier la position du curseur C jusqu'à obtenir l'immobilité du galvanomètre relié à celui-ci. Le courant de service suffit pour la mesure.

II est bon d'exécuter les expériences en question par temps sec, afin que les dérivations à travers la terre n'amènent pas d'erreur sensible.

Isolement. — L'isolement des fils de trolley et des l'eeders s'estime ordinairement par la méthode de déviation, chap.

Un autre procédé consiste à faire usage d'un voltmelrt <Je résistance ^s au moyen duquel on évalue d'abord la tension V aux bornes des génératrices de ser\Mce. En intercalant ensuite l'appareil entre lé pôle isolé de celles-ci et la ligne à l'essai, on ob.serve une chute de potentiel r, à laquelle correspond un courant de perte i = v/g. On obtient ainsi, pour la résistance d'isolement cherchée,

SSAIS SPÊCUtTX AUX RÉSEAUX DE TRACTION.

Des moyens analogues peuvent sen-ir à déterminer l'isolement des rails par rapport aux conduites souterraines voisines, en ayant égard à l'ordre de grandeur difterent de la quantité à estimer, qui se rapproche ici de l'ohm, et en prenant des précautions pour éviter les perturbations dues aux courants telluriques et à la polarisation.

Dérangements. — Les défauts les plus fréquents sont la mise à la terre et l'interruption d'une ligne de trolley.

Les procédés de recherche décrits à propos des réseaux électriques en général trouvent leur application dans l'occurrence.

La méthode de sectionnement est notamment d'un emploi usuel. On détache successivement les divers tronçons de ligne jusqu'à ce que l'appareil de contrôle n'accuse plus de faute. La dernière section enlevée est celle qui présente le dérangement.

On peut localiser, pendant le service, un défaut d'isolement entre un fil de trolley et un fil transversal de suspension en faisant circuler lentement une voiture portant deux voltmètres, dont l'un marque la difterence de potentiel entre le fil de trolley et le sol, tandis que l'autre renseigne la différence de potentiel entre celui-ci et les fils transversaux qu'on touche au passage avec une perche. Une forte déviation du dernier instrument est l'indice d'une perte à l'endroit correspondant.

L'usage du téléphone, indiqué par l'auteur, chap. XXVJ, est susceptible de rendre des services. Ce mode d'investigation est utilisé couramment par la Société des tramways bruxellois, qui a installé à demeure, à son usine centrale, un mécanisme permettant d'envoyer des courants interrompus sur les lignes.

Différences de potentiel des rails entr'eux et par rapport aux conduites voisines. — Afin d'éviter la détérioration électrol>tique des tuyaux métalliques proches des voies, les règlements prescrivent des différences de potentiel maxima entre les divers points des rails ou entre les rails et ces conduites.

Pour relever les premières tensions, on utilise des fils pilotes.

Un voltmètre sensible est raccordé aux rails, d'une part, à proximité de l'usine et, d'autre part, en différents endroits de la lifi;ne. Les écarts de potentiel ainsi trouvés ne doivent pas dépasser une limite ordinairement fixée à 5 volts.

Pour vérifier les secondes tensions, il faut avoir soin d'env plojer un voltmètre très résistant, de peur que le courant absorbé par l'appareil ne change complètement la valeur cherchée, par suite de la résistance relativement grande de la terre intéressée dans le circuit de fuite. La méthode d'opposition étudiée au chap. IX échappe ù cette cause d'erreur.

En vue de se rendre compte du courant <]ui revient à l'usine par une canalisation souterraine voisine, on relie celle-ci aux génératrices par un cfiblc isolé dans lequel est intercalé un ampèremètre. Un autre ampèremètre est disposé entre les machines et les rails. La comparaison des indications de ces instruments, quand un courant de service est transmis par la hgne de contact à une voiture spéciale, permet de juger du rôle relatif des deux retours. Un voltmètre à grande résistance est utilement dérivé entre les rails et la conduite durant l'expérience, pour contrôler les différences de potentiel correspondant à divers courants de travail. C'est aussi à l'aide d'ampèremètres insérés dans les feeders de retour qu'on peut apprécier l'efticacité de ceux-ci et voir si leurs points de jono tion avec les rails sont bien choisis.

PILES HYDRO-ELECTRIOUES.

Mesure de la force électromotrice. — Une pile est caractérisée, au jioint de vue électrlcjuc, par sa force électromotrice et sa résistance intérieure. C'est abusivement que ces quantités sont appelées cousiantes de la pile, attendu qu'elles ne peuvent avoir de signification précise que pour un débit déterminé et une durée donnée de passage du courant. Les phénomènes désignés sous le nom de polarisation ont pour effet de modifier la force électromotrice et !a résistance intérieure des couples voltaïques dans des proportions encore mal définies. Il n'est, par suite, pas étonnant de voir que, si les mesures de force électromotrice à circuit ouvert donnent des résultats concordants, qui ont permis (î'adopter certains éléments comme étalons de force électromotrice, les déterminations de force électromotrice à circuit fermé et de résistance intérieure conduisent à des valeurs variables avec les régimes auxquels les couples sont soumis pendant les essais. Alors qu'im est en iroit d'exiger une grande approximation dans l'évaluation de la force électromotrice des piles à circuit ouvert, on ne peut atteindre qu'une concordance beaucoup) moins satisfaisante dans les expériences à circuit fermé.

Nous avons décrit, à l'occasion de la mesure des potentiels, un certain nombre de méthodes applicables à l'estimation de la force électromotrice des générateurs hydro-électriques, entr'autres les procédés basés sur l'emploi de l'électromètre, du gahanomètre balistique et du voltmètre, ainsi que ceux de Poggendorft", de ClarU et de Lacoine. Dans la plupart de ces méthodes il est possible de ne faire débiter à la pile étudiée qu'un courant extrêmement faible ou nul, de sorte que le résultat ainsi obtenu peut être considéré comme la valeur de la force électromotrice à circuit ouvert.

Mesure de l'effet utile. — L'essai le plus important à effec?

tuer sur une pile est la tlétermination de l'énergie utile qu'elle est capable de fournir dans les conditions normales d'emploi, soit sous forme de courant continu ou de courant intermittent, en débitant sur une résistance invariable, en manganine par exemple, réglée de manière à obtenir l'intensité moyenne de régime. Cette expérience peut être conduite en notant, à des intervalles convenablement choisis, les tensions v indiquées par un voltmètre dérivé sur la résistance de charge r. La moyenne des rapports v* j r multipliée par la durée de fonctionnement, qu'on prolonge jusqu'à ce que la différence de potentiel aux bornes soit tomliée à une valeur jugée insuffisante, généralement go pour loo de la valeur initiale pour les piles dites constantes, donne le résultat cherché. On simplifie l'ess; par l'emploi d'un voltmètre enregistreur.

Quand un nouveau ti,pc de pile est soumis au contrôle, on prend ordinairement un certain nombre d'éléments, qu'on nu corde séparément à des résistances constituées chacune p^ une bobine de fil de manganine. Ces résistances peuvent étn différentes, en vue d'examiner les couples avec des cour»n1 variés. On relève périodiquement la tension aux bornes '1' divers éléments et l'on dresse les courbes du voltage en foni tion du temps. On peut appliquer simultanément la méthodi du voltmètre exposée plus loin, pour étudier les variations u( la force électromotrice et de la résistance intérieure.

Reste à estimer les matières consommées et à évaluer le

i^fl

PILES HYDRO-ÊLRCTRIQUES. 523

coût de production du kilowatt-heure. Souvent, on se contente de déterminer la perte de poids du zinc et de la comparer à la dépense théorique, qui est de 1,22 gramme environ par ampère-heure.

Mesure de la résistance intérieure. Méthode de la déviation réduite. — La quantité à mesurer dépendant de l'intensité du courant débité, il faut chercher dans les essais à donner à celui-ci tles valeurs qui ne s'écartent pas trop de celles que la pile est appelée à fournir dans les applications auxquelles on la destine.

La méthode de la déviation rétluite pour la mesure de la résistance intérieure d'une pile est analogue à la méthode de ce nom convenant à l'évaluation de la résistance d'un galvanomètre.

Pour l'appliquer on constitue un circuit avec la pile à essayer, un galvanomètre shunté, une boîte de résistances et une clef. Si p désigne la résistance cherchée, g la résistance combinée du galvanomètre et de son shunt de pouvoir multiplicateur m et r la résistance débouchée dans la boite, on obtient une déviation a telle que

Une plus grande résistance r" prise dans la boite donne un courant

en supposant que la force électromotrice de la pile soit restée la même, hypothèse qui ne peut être admise que si les intenités I et f ne sont pas trop difl'érentes et si la clef n'est maintenue fermée que pendant le temps strictement nécessaire pour les lectures. Des équations précédentes on tire

La discussion de la méthode montre que, pour accroître

CHAWTRB XXVm.

l'exactitude du résultat, il faut réduire g + r autant que possibi et choisir r' de telle façon que a' soit égal à la moitié envirot de a, qui doit s'approcher de l'extrémité de l'échelle. Les considérations exposées plus haut ne permettent pas toutefois de diminuer g \- r en dessous d'une certaine limite, atteignant au moins la résistance de la pile avec les éléments du genre Daniell et très supérieure à cette valeur avec les éléments fort polarisablcs, comme les couples Leclanché.

Lorsqu'on utilise un f;alvanomètre sensible, on est amené le pourvoir d'un shunt qui rend g négligeable devant r et r'.

Méthode d'égale déviation. — Cette méthode ressemble aussi à celle de même nom applicable aux galvanomètres. Dans une boite mise en série avec la pile étudiée et un

galvanomètre muni éventuellement d'un shunt de pouvoi multiplicateur tu, autjuel ccjrrespond une résistance comltiné g, on débouche une résistance r occasionnant une déviation s telle que

On shunte ensuite la pile par une résistance 5 et l'on substitue à r une résistance r\ de manière à reproduire la déviation a. On a, dans ce cas,

On déduit de là

La réserve faite, en discutant la méthode précédente, quant! à la réduction limite de la résistance du circuit extérieur tle lâl pile doit également être prise en considération ici pourl

l'interprétation tle la formule

(-;)(-ffj