Commutateur de charge et de décharge
sorts 4-1) et son pôle négatif aux trois ressorts — D. Les pôles négatifs des éléments 1, i21, U, sont respectivement reliés aux ressorts 1 — A, 21 — A, 41 — A; les pôles positifs des éléments 20, 40, 60 sont respectivement reliés aux ressorts 20 + A, 40 + A, 60 + A. Par conséquent, la lame/' réunit le pôle négatif du 1'''^ élément au pôle négatif de la dynamo; de môme la liaison entre le pôle positif du 20" élément et le. pôle positif de la dynamo est établie par la lame /^; il en est de même pour les
lames P, l*, P, P qui mettent les deux autres groupes en communication avec la djTiamo.
Dans cette position, les trois sections de la batterie sont montées en quantité et sont en charge ; la série des ressorts de droite et la série des ressorts supérieurs sont isolées, car elles reposent sur la surface même du cylindre.
Lorsque la manette M est verticale la batterie est au repos ; les trois séries de ressorts reposent sur la surface du cylindre et sont isolées.
Lorsque la manette M est tournée à droite, la batterie est dans la position de décharge. Les six ressorts D communiquant avec la d^-namo sont isolés et les trois sections de la batterie sont montées en tension. En effet, le pôle négatif du 1" élément est à la terre par la lame /' qui réunit le ressort — A au ressort T; le pôle positif du 20^ élément est réuni au pôle négatif du 21" par 204- A, /*, r«8, c, r«», /^ 21 — A; la liaison entre la 2« et la 3« section est établie d'une mani^re analogue par 40 + A, /^, r'', c\ r^*, P, 41 — A. Les ressorts supérieurs, reliés aux pôles positifs des 3*, 5% 8%... éléments, communiquent par les bandes métalliques incrustées sur la surface du cylindre avec les ressorts latéraux de droite, réunis aux différents appareils à desservir, et constituent les prises de courant.
Lorsqu'il s'agit d'une batterie négative, la seule différence consiste en ce que c'est le pôle positif du 1" élément qui est à la terre.
Les commutateurs sont placés sur des tableaux avec les appareils de mesure et les rhéostats; il existe un tableau pour les 3 batteries positives et un autre pour les 3 batteries négatives.
Dans chacun de ces tableaux (fig. 08) le courant de la dynamo arrive par la borne D-f-» puis passe successivement par un coupe-circuit à fil fusible, par le rhéostat R et l'ampèremètre A. A la sortie de celui-ci, trois dérivations se dirigent sur les rhéostats R*, R-, R^ et, de là, à travers les coupe-circuits i, vers les ampèremètres A*, A^, A'. Chacun de ces trois derniers instruments lance également trois dérivations vers les commutateurs G*, C*, C^. Les trois dérivations c' sont attachées aux trois ressorts -j-D du commutateur C*, les trois dérivations c^ aux trois bornes + D du commutateur C* et les trois dérivations c^ aux trois bornes -f-D du commutateur C^. Dos trois bornes — D de ces trois commutateurs partent des conducteurs qui, à travers un disjoncteur automatique et un coupe-circuit, reviennent par la borne D — au pôle négatif de la dynamo.
Ainsi, lorsque la batterie R* est en charge, elle reçoit le cou-
0a(le dje» fTlAclUne»
T^P«dr« Central'
Fig. 68. — Tableau de charge et tableau de réparlilioD.
SOURCES D^ELEGTRICITE 83
rant de la dynamo D par D+» R» A, puis R', b, AS c* pour la i'* section, R^, 6, A*, c* pour la 2" section, R', i, A^, c^ pour la 3* section; le retour commun se fait par la ligne flgurée en pointillé, c*, D — pour aboutir au pôle négatif de la dynamo.
Un voltmètre, garni de (ils souples, peut à tout moment être intercalé entre les bornes.
Les prises de courant des appareils, représentées par des bornes situées en arrière du tableau, sont telles que le travail des différentes sections de chaque batterie n'est pas le môme; la i'** section travaille beaucoup plus que les autres. Elle fournit 350 prises de courant tandis que la seconde n'en a que 150 et la 3* 50. 11 y avait donc intérêt, pour répartir uniformément le travail, à faire passer périoditjuement chacune des trois sections au second et au 1" rang, de façon à obtenir les trois combinaisons successives ABC, BCA, CAB pour revenir ainsi à ABC, A, B et C étant les trois sections de la batterie montées en tension.
Un commutateur, imaginé par M. Mauriva, inspecteur des Postes et Télégraphes, permet d'obtenir ce résultat; il se compose de bornes à contre-écrou du modèle ordinaire, montées sur un panneau en bois. Ces bornes sont disposées par groupes de trois, et, au-dessus de chaque groupe, se trouve une quatrième borne, qu'à Taide d'une lame de cuivre mobile on peut réunir à chacune des trois premières. La borne unique, placée au-dessus de chaque groupe, est reliée au commutateur de charge, les trois bornes inférieures sont réunies à des éléments de même ordre dans les trois sections de la batterie. Par exemple, la première borne supérieure étant réunie au ressort Terre du commutateur de charge, les trois bornes inférieures sont reliées au pôle négatif du 1" élément de chacune des trois sections de la batterie; la seconde borne supérieure étant réunie au ressort marqué 6* volts du conumutateur de charge, les trois bornes inférieures sont reliées au pôle positif du 3*^ élément de chacune des trois sections de la batterie, et ainsi de suite, de sorte que, en déplaçant la lame mobile, on peut amener à volonté au commutateur de charge un courant ayant une tension de B volts et provenant do l'une quelconque des trois sections de la batterie.
Les commutateurs dont nous venons de parler ont été nommés commutateurs de base parce qu'ils permettent de permuter la base de la batterie; ils sont indiqués en Ci*, G6^, Cb^ sur la ligure 68. Comme les commutateurs de charge, ils sont placés dans la salle des machines.
A rintérieur du poste central se trouve un tableau de répartition.
Ce tableau porte à sa partie inférieure des bornes qui reçoivent les prises de courant venant du tableau de charge; à sa partie supérieure, des bornes d'où partent les fils conduisant à une rosace. Les deux séries de bornes sont réunies par des conducteurs sur lesquels sont intercalés des coupe-circuits à fîl fusible et qui permettent de faire sur les bornes supérieures un premier groupement de prises de courant à la même tension. L'un des côtés du tableau est réservé aux prises de courant positives, Tautre côté est affecté aux prises de courant négatives. Un voltmètre permet, par des communications mobiles, de mesurer la tension sur chacun des conducteurs, et, comme le sens du courant n est pas le môme, suivant qu il s agit de Tun ou de l'autre des côtés du tableau, un commutateur inverseur permet de diriger le courant, toujours dans le môme sens, à travers le circuit du voltmètre.
C'est à la rosace que se fait le groupement définitif des prises de courant qui aboutissent aux appareils.
Les bornes de la rosace sont réunies entre elles de façon à opérer cette répartition. Par exemple, si 15 appareils doivent être desservis par un courant ayant une tension de 20 volts, 15 bornes de la rosace sont réunies ensemble et reçoivent les 15 conducteurs allant à chacun des appareils; un conducteur unique relie ces 15 bornes au tableau de répartition, et ce conducteur est attaché à la borne qui fournit 20 volts.
Dans la nouvelle installation, chaque appareil est muni d'un
coupe-circuit imaginé par
9 ^P ^BÈ ^- Damiens et qui est une
aX^ bI c a application ingénieuse des
^ii^^itgÉSisg^^^;^ paratonnerres à fil pré-
^^M^** ^jf ^\w servateur actuellement en
Le cylindre qui porte le fil ténu étant évidé dans
Fig. 69. - Coupe-clrcuit Damiens. ga partie b (ftg. 69), UU
ressort est soudé à a et soutenu par l'enroulement du fil recouvert, de façon à ce qu'il ne puisse toucher la pièce b.
Le cylindre étant mis en place, si le fil fusible s'échauffe assez pour brûler son enveloppe isolante, la communication entre la pièce b (:l le ressort r s'établit, et une sonnerie reliée à la pièce
B fonctionne. Si le fll ténu vient à être fondu, il libère le ressort r qui rencontre la pièce b et fait également fonctionner la sonnerie.
L'installation que nous venons de décrire est évidemment Tune des plus compliquées que Ton ait à réaliser en télégraphie, et il est clair que Taménagement des postes, moins importants que le poste central de Paris, peut être résolu par des procédés beaucoup plus simples.
Fig. 70. — Type d'inslallation d^une batterie d'accumulateurs.
M. Gauthier, notamment, inspecteur à Lyon, a imaginé un commutateur qui, depuis longtemps, est en service et qui donne d'excellents résultats.
La figure 70 représente une installation d'un autre genre.
Renseignements pratiques. — Nous empruntons les renseignements suivants à l'intéressant ouvrage de M. Montpellier, intitulé : les Accumulateurs électriques (1).
Le froid et la trop grande chaleur étant également nuisibles au bon fonctionnement des accumulateurs, il faut choisir, pour les installer, un endroit sec, et d'une température aussi uniforme que possible. Un sous-sol suffisamment ventilé et éclairé
(1) J.-A. Montpellier, le» AccumvJUUeurs électriques, A. Grelot, éditeur. Paris 1896.
par la lumière du jour est le local le plus convenable que Ton puisse trouver.
11 est bon que le sol soit asphalté ou mieux dallé en briques réfractaires, qu'il soit légèrement en pente et qu'il ait des rigoles d'écoulement.
Les accumulateurs doivent être installés dans le voisinage de la salle des dynamos servant à les charger; mais il y aurait inconvénient à les placer dans le môme local, par suite des vapeurs acides qui se produisent vers la fm de la charge et qui détérioreraient les pièces métalliques des dynamos et des appareils placés sur les tableaux de distribution.
Les éléments doivent être disposés soit sur une ligne, soit sur plusieurs lignes parallèles, mais toujours de façon à ce que chaque élément soit facilement accessible. De même, si les éléments forment plusieurs rangées superposées, il faut toujours laisser entre les diflÇérents étages un espace suffisant pour permettre de retirer les électrodes de leur récipient.
Les éléments doivent être séparés les uns des autres par un espace de 2 à 3 centimètres.
Avant de placer les électrodes dans leur récipient, ce dernier doit être soigneusement nettoyé et enduit sur ses bords, extérieuroniont et intérieurement, de paraffine fondue, sur une hauteur de 2 centimètres.
Généralement, les constructeurs marquent les pôles au moyen des signes -{- oi — ou bien avec de la peinture rouge pour le collecteur positif, noire pour le négatif.
Lorsqu'on a à souder les barres collectrices, on peut faire usage d'une lampe de soudeur. On introduit sous les deux extrémités des barres à souder une gouttière en tôle, dans laquelle on fait couler du plomb pur; un bon fondant est la stéarine.
l^orsqu'il n'est pas possible de faire une soudure autogène, on peut souder au fer, en ayant soin d'employer aussi peu d'otain que possible, strictement ce qu'il faut pour étamer le fer à souder: on se sert de plomb pur pour fournir le métal nécessaire à la soudure.
Dans ce cas, même lorsque la quantité d'étain est très minime, il faut recouvrir soigneusement la soudure de plusieurs couches de vernis inattaquable à l'acide.
Le liquide employé dans les accumulateurs ou électrolyte est généralement composé de :
Eau distillée : 8 à 9 parties en volume. Acide sulfnrique pur à 66* : 1 à 2.
Le mélange d'eau et d'acide snlfarique doit être préparé d'avance dans une cnve de grès, de porcelaine ou de verre bien propre. On verse d'abord l'eau, puis on ajoute peu à peu Tacido sulfurique, en agitant continuellement le liquide avec une baguette de verre. Le liquide s'échauffe assez fortement, et il est indispensable de le laisser complètement refroidir avant de le verser dans les récipients.
Le lic|uide est versé dans les éléments avec précaution, à Vaide d'un vase en verre ou en grès et d'un entonnoir en verre ; il doit dépasser de 3 centimètres environ le bord supérieur des électrodes.
Pendant la période qui sépare l'immersion des plaques négatives de la charge première, ces électrodes se sulfatent avec la plus grande facilité, et les charges ultérieures, même prolongées, ne suffisent pas pour réduire le sulfate formé, qui a pour effet d'augmenter la résistance intérieure de l'élément et de diminuer sa capacité dans de très fortes proportions.
Pour éviter cet inconvénient, on remplit les éléments d'eau acidulée sulfurique marquant seulement 2° à 3» Baume. Dans cet électrohie, les plaques négatives ne se sulfatent pas et Ton peut opérer la charge à sa convenance. En outre, les électro<les qui seraient préalablement sulfatées se dosulfatont bien plus complètement dans ce liquide faiblement acidulé.
On reconnaît que les plaques négatives sont bien désulfatées, c'est-à-dire que la matière active est bien du plomb métallique provenant de la réduction du sulfate, à ce fait que les pastilles se laissent traverser facilement par une épingle. Tant cpi'il reste du sulfate, l'épingle ne peut pénétrer dans la matière actives ^ la fin de l'opération, l'épingle entre aussi facilement que dans du beurre.
Ce procédé de désulfatation en effectuant une charge avec un électrolyte peu acide a été désigné sous le nom de bain dhyérogène.
L'opération terminée, on retire, avec un siphon, une partie du liquide et on la remplace par une solution neuve, de densité calculée pour que le mélange ait le titre normal prescrit par le constructeur.
Les éléments étant garnis d'électrolyte normal, on effectue la charge sans perdre de temps et on obtient ainsi, du premier coup, une excellente décharge et une grande capacité.
Lorsqu'on emploie l'acide sulfurique ordinaire du commerce, il est indispensable de le purifier en projetant dans ce liquide un peu de sulfure de barj'^um. L'hydrogène sulfuré qui se dégage
précipite les impuretés, en même temps qu'il se forme du sulfate de baryum qui se dépose au fond du vase contenant Tacide.
Il suffit de laisser reposer vingt-quatre heures et de décanter ensuite la partie claire pour obtenir de Tacide sulfurique propre à être utilisé pour la préparation de Vélectrolyte.
La densité de Télectrolyte, après son complet refroidissement, doit être comprise entre 1,10 et 1,20, soit 13* à 24° Baume. Chaque constructeur a, du reste, le soin d'indiquer la densité du liquide qui convient à ses accumulateurs.
L'emploi de l'eau acidulée expose les personnes qui manient les accumulateurs à de petits accidents tels que brûlures aux mains et détérioration des vêtements. Nous conseillons les précautions suivantes :
Enduire les chaussures d'un mélange de paraffine et de cire jaune, mélange très plastique.
On mettra un tablier de grosse toile doublée de flanelle ordinaire.
Les vêtements de travail seront en laine et cousus avec de la laine; la laine n'est, en effet, presque pas attaquée par les acides.
La chemise devra être préalablement trempée dans une dissolution concentrée de carbonate de sodium, puis ensuite bien séchée.
Avoir toujours à portée de la main un flacon d'ammoniaque, en prévision du cas où une goutte d'acide viendrait à jaillir sur les vêtements ; il suffit alors de déboucher le flacon et d'appuyer le bouchon humide sur l'endroit atteint pour neutraliser l'acide et éviter qu'un trou ne se produise.
Pour éviter les brûlures provenant de l'action corrosive de l'eau acichilée, il faut avoir en permanence, dans le local des accumulateurs, un seau plein d'eau rendue fortement alcaline par du carbonate de sodium; on y trempe de temps en temps les mains afin de les protéger.
Enfin, il est très utile d'installer dans ce local une prise d'eau et un évier.
