FÉVRIER LA H O U I L L E B L A N C H E
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TRACTION ÉLECTRIQUE
CHEMIN DE FER ÉLECTRIQUE MONOPHASÉ DE LA VALLÉE BREMBANA
La Vallée B r e m b a n a , e n c a i s s é e e n t r e d e u x r a m i f i c a t i o n s des Alpes, d a n s la H a u t e Italie, est e x c e s s i v e m e n t p i t t o r e s - que et a c c i d e n t é e ; de g r o s v i l l a g e s y s o n t d i s s é m i n é s , p a r m i lesquels San P e l l e g r i n o q u i est, p e n d a n t la s a i s o n d ' é t é , l ' u n e des villes d ' e a u d ' I t a l i e les p l u s f r é q u e n t é e s .
Le m o u v e m e n t c o n s i d é r a b l e des v o y a g e u r s q u i s'y p r o d u i t pendant la saison estivale et le d é v e l o p p e m e n t i n d u s t r i e l d e la région a v a i e n t , d e p u i s l o n g t e m p s , r e n d u n é c e s s a i r e la c r é a - tion d ' u n c h e m i n d e fer d o n t le r é a l i s a t i o n é t a i t a r r ê t é e p a r les difficultés d ' e x é c u t i o n q u e la l i g n e p r é s e n t a i t . A c t u e l l e - ment ce r é s e a u est e n e x p l o i t a t i o n d e p u i s 1906 ; o n y a r é a - lisé avec succès l ' u n e des p r e m i è r e s a p p l i c a t i o n s e n E u r o p e , du système de t r a c t i o n é l e c t r i q u e m o n o p h a s é e W c s t i n g h o u s e . Le c h e m i n de fer de la Vallée B r e m b a n a r é u n i t B e r g a m e (2/17 m . d ' a l t i t u d e ) a u v i l l a g e de S a n G i o v a n n i B i a n c o (4oo m . d'altitude) ; sa l o n g u e u r est d e 3o k i l o m è t r e s .
Outre les g a r e s t e r m i n u s , il y a s e p t g a r e s i n t e r m é d i a i r e s ; loules sont p r é v u e s a v e c voies d e g a r a g e et o u t i l l é e s p o u r le service des m a r c h a n d i s e s .
La voie est s i m p l e , à é c a r t e m e n t d e im4 4 , c o n s t r u i t e e n rails de 27 k g . le m è t r e c o u r a n t ; le r a y o n m i n i m u m des courbes est d e i 5 o m . ; la p e n t e m a x i m u m est d e 2/1 0/00, sur u n e l o n g u e u r d ' e n v i r o n 1 k m . La n a t u r e a c c i d e n t é e d u terrain t r a v e r s é a n é c e s s i t é d e n o m b r e u x o u v r a g e s d ' a r t ; le nombre des t u n n e l s est de 17, d o n t q u e l q u e s - u n s o n t u n e longueur d é p a s s a n t 200 m . ; la l i g n e est o b l i g é e de f r a n c h i r le Brembo en p l u s i e u r s e n d r o i t s .
Station centrale. — La S t a t i o n c e n t r a l e , s i t u é e e n a m o n t d e la gare de San G i o v a n n i B i a n c o , u t i l i s e u n e c h u t e d ' e a u d e 27 m . m é n a g é e s u r le B r e m b o . Elle c o m p r e n d 3 a l t e r n a t e u r s Weslinghousc à i n d u c t e u r t o u r n a n t 25 p é r i o d e s , t o u r n a n t à 5oo t. p . m . et d e la p u i s s a n c e d e 5oo k v a , c o m m a n d é s c h a - cun à l'aide d ' u n a c c o u p l e m e n t s e m i - é l a s t i q u e p a r u n e t u r - bine à axe h o r i z o n t a l d e la m a i s o n R i v a et M o n e r e t , de M i l a n . Le courant p r o d u i t est d u c o u r a n t m o n o p h a s é 6 000 v o l t s 25 périodes, q u i est t r a n s m i s j u s q u ' à S a n G i o v a n n i B i a n c o p a r une ligne a é r i e n n e d ' e n v i r o n 1 k m . de l o n g u e u r . O u t r e ces trois unités, la S t a t i o n c e n t r a l e c o m p r e n d t r o i s p e t i t s g r o u - pes électrogènes d e 5o H P à c o u r a n t c o n t i n u 110 v o l t s , f o u r - nissant l ' e x c i t a t i o n des a l t e r n a t e u r s ci-dessus et u n g r o u p e alternateur d e 5o k v a . à 2.5 p é r i o d e s a v e c e x c i t a t r i c e e n b o u t d'arbre p o u r le s e r v i c e d e l ' é c l a i r a g e é l e c t r i q u e d e s g a r e s . L'éclairage des g a r e s est a i n s i r e n d u i n d é p e n d a n t d u service de la traction. Il est à r e m a r q u e r c e p e n d a n t q u e l a p é r i o d i c i t é et le voltage d u s e r v i c e de l ' é c l a i r a g e o n t été c h o i s i s s e m b l a - bles à la p é r i o d i c i t é et a u v o l t a g e d u s e r v i c e de la t r a c t i o n , afin q u ' é v e n t u e l l e m e n t le c o u r a n t des g r o u p e s é l e c t r o g è n e s de aoo kva. p u i s s e s e r v i r é g a l e m e n t p o u r l ' é c l a i r a g e .
Le tableau d e d i s t r i b u t i o n d e la s t a t i o n c e n t r a l e est c o n s - titué par des c o l o n n e s m é t a l l i q u e s m o n t é e s p r è s de c h a q u e machine et p o r t a n t les a p p a r e i l s et i n t e r r u p t e u r s n é c e s s a i r e s à la c o m m a n d e d e c e t t e m a c h i n e . Les i n t e r r u p t e u r s p o u r courant alternatif 6 000 v o l t s s o n t d u t y p e à h u i l e et c o m - mandés à d i s t a n c e a u m o y e n d ' é l e c t r o - a i m a n t s a l i m e n t é s p a r le courant c o n t i n u d e l ' e x c i t a t i o n . Le v o l t a g e d e s a l t e r n a t e u r s de traction est r é g l é a u t o m a t i q u e m e n t a u m o y e n d ' u n r é g u - lateur (( Tirill ». O n o b t i e n t u n e t e n s i o n s u r l e s b a r r e s d e |
d i s t r i b u t i o n p r a t i q u e m e n t c o n s l a n t e , q u e l l e q u e soit la c h a r g e et le f a c t e u r d e p u i s s a n c e .
Le c â b l a g e de la s t a t i o n c e n t r a l e est d i s p o s é d a n s l e s o u s - sol ; il est c o n s t i t u é p a r des b a r r e s d e c u i v r e n u , placées s u r i s o l a t e u r s . Le d é p a r t des l i g n e s se fait d ' u n e t o u r s i t u é e s u r l ' u n des côtés d u b â t i m e n t ; a u x différents é t a g e s d e c e t t e t o u r s o n t disposés les i n t e r r u p t e u r s g é n é r a u x cle la l i g n e a i n s i q u e les p a r a f o u d r e s .
•Ligne. — Le c o u r a n t à 6 000 volts p r o d u i t p a r les a l t e r n a - t e u r s est t r a n s m i s d i r e c t e m e n t a u x l o c o m o t i v e s p a r u n e l i g n e de t r o l l e y à 6 000 v o l t s ; de la s o r t e , a u c u n e s o u s - s t a t i o n n ' e s t n é c e s s a i r e . Le fil d e t r o l l e y , e n c u i v r e cle 8 m m . d e d i a m è t r e , est s u s p e n d u à 6 m . a u - d e s s u s des r a i l s à u n c â b l e p o r t e u r e n acier a u m o y e n de p e n d u l e s en fer p l a t s u i v a n t la d i s p o s i t i o n a p p e l é e « c o n s t r u c t i o n c a t é n a i r e ». N o r m a l e m e n t les p o t e a u x de la l i g n e s o n t e n b o i s d e p i n i n j e c t é a u b i c h l o r u r e d e m e r - c u r e . Le c â b l e p o r t e u r est s u p p o r t é p a r des i s o l a t e u r s en p o r - c e l a i n e fixés à d e s t r a v e r s e s o u des c o n s o l e s . S u r les p o n t s o n a r e m p l a c é les p o t e a u x en b o i s p a r des a r c h e s m é t a l l i q u e s , et d a n s les g a r e s , en r a i s o n de la faible d i s l a n c e e n t r e voies, o n a été o b l i g é d e s u p p r i m e r les p o t e a u x i n t e r m é d i a i r e s et de s u s p e n d r e les l i g n e s à des p o u l r e s m é t a l l i q u e s en treillis d o n t la p o r t é e a t t e i n t parfois 18 m è t r e s .
La l i g n e d e s u s p e n s i o n , e n c â b l e d ' a c i e r , est s u p p o r t é e à c h a q u e p o t e n c e p a r u n s y s t è m e d e d e u x i s o l a t e u r s s p é c i a u x : ces i s o l a t e u r s p e u v e n t r é s i s t e r à u n e t e n s i o n c o n t i n u e d e
i5 000 v o l t s s o u s u n e p l u i e artificielle et u n e t e n s i o n i n s t a n - t a n é e d e 5.o 000 v o l t s .
Les p o t e n c e s o u t r a v e r s e s s o n t faites cle fers à U j u m e l é s , e n t r e l e s q u e l s s o n t s e r r é s les i s o l a t e u r s .
Les p o r t é e s n o r m a l e s de la l i g n e s o n t de 35 m . avec flèche au c â b l e p o r t e u r d e 3o c m . , ce q u i c o r r e s p o n d à u n e t e n s i o n de 45o k g . à o° C. Le n o m b r e d e p e n d u l e s p o u r celle p o r t é e est d e i4. E n c o u r b e s , les p o r t é e s s o n t r é d u i t e s d e façon à ce q u e le d é s a x e m c n l de la l i g n e ne soil p a s s u p é r i e u r à 5o c m . au t o t a l , el des i s o l a t e u r s d ' a n c r a g e s o n t p r é v u s p o u r m a i n - t e n i r v e r t i c a l le p l a n d e s u s p e n s i o n d u fil. E n a l i g n e m e n t d r o i t , o n a p r é v u , d e p l a c e en p l a c e , des b r a s s p é c i a u x d i t s
« a n l i b a l a n ç a n l s », p o u r éviter le b a l a n c e m e n t d u fil de c o n - t a c t e n d e s s o u s d u fil d e s u s p e n s i o n . D a n s les t u n n e l s , les p o i n t s d e s u s p e n s i o n d e la l i g n e s o n t scellés t o u s les i 5 m . d a n s la v o û t e ; la h a u t e u r d e la l i g n e a u - d e s s u s d u p l a n des rails est de 4m5 o .
Le r e t o u r d u c o u r a n t se fait p a r les r a i l s c o n n e c t é s électri- q u e m e n t a u m o y e n de c o n n e x i o n s d u s y s t è m e « C h i c a g o », a y a n t u n e s e c t i o n cle 5o m m2 ; d a n s les a i g u i l l a g e s , ces c o n - n e x i o n s s o n t faites a u m o y e n d e tresses de c u i v r e d ' u n e sec- t i o n b e a u c o u p p l u s g r a n d e . La m i s e à la t e r r e des r a i l s est a s s u r é e p a r des p l a q u e s d e fer g a l v a n i s é , disposées d a n s le sol tous les k i l o m è t r e s à u n e p r o f o n d e u r d ' e n v i r o n i'"5o.
La l i g n e a é r i e n n e c o m p r e n d en o u t r e : u n feeder d e m ê m e section q u e le fil d e trolley et m o n t é s u r les p o t e a u x d e la l i g n e et l a l i g n e d ' é c l a i r a g e c o m p o s é e de d e u x fils d e c u i v r e de 4 m i l l i m . d e d i a m è t r e . Le feeder est s p é c i a l e m e n t p r é v u p o u r p e r m e t t r e d'isoler u n e section de la l i g n e cle t r o l l e y et d ' a l i m e n t e r les s e c t i o n s a d j a c e n t e s p e n d a n t le m ê m e t e m p s .
A cet effet, d a n s l o u l e s les g a r e s se t r o u v e n t d i s p o s é s , s u r des t o u r s e n treillis, des postes d e s e c t i o n n e m e n t q u i p e r m e t - t e n t d ' i s o l e r e n cas- d e b e s o i n soit les l i g n e s , soit le feeder, au m o y e n d ' i n t e r r u p t e u r s à h u i l e , d o n t la m a n œ u v r e est t r è s facile. D e p l u s , , e n t r e d e u x s e c t i o n s d e l i g n e s , est p r é v u e u n e section n e u t r e a l i m e n t é e p a r le p o s t e d e s e c t i o n n e m e n t et q u i p e r m e t d ' é v i t e r l ' a l i m e n t a t i o n d e l a s e c t i o n m i s e h o r s s e r v i c e p a r la s e c t i o n a d j a c e n t e s o u s - t e n s i o n a u m o m e n t d u p a s s a g e
Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1911009
52 LA H O U I L L E B L A N C H E
d ' u n t r a i n r e m o r q u é p a r d e u x l o c o m o t i v e s , c h a c u n e d'elles é t a n t s u r u n e s e c t i o n différente et é t a n t c e p e n d a n t c o n n e c t é e s é l e c t r i q u e m e n t à t r a v e r s le s y s t è m e à c o n t r ô l e m u l t i p l e .
La l i g n e d ' é c l a i r a g e a l i m e n t e des p o s t e s d e t r a n s f o r m a t e u r s - a b a i s s e u r s d e t e n s i o n é t a b l i s d a n s les g a r e s , s u r les t o u r s à treillis o u s u r d e u x p o t e a u x j u m e l é s .
Locomotives, —- Le s e r v i c e d e s v o y a g e u r s e t des m a r c h a n - dises est a s s u r é p a r c i n q l o c o m o t i v e s à d e u x b o g g i e s é q u i - pées de /( m o t e u r s W e s t i n g h o u s e d e 75 c h e v a u x c h a c u n .
Ces l o c o m o t i v e s r e ç o i v e n t le c o u r a n t à 6 000 v o l t s d e la l i g n e de c o n t a c t a u m o y e n d ' u n t r o l l e y p a n t o g r a p h e , q u i p e r m e t la m a r c h e d a n s les d e u x s e n s s a n s m a n œ u v r e s p é - ciale. Le s a b o t d e c o n t a c t , e n a l u m i n i u m , est a p p l i q u é c o n t r e le (il de la l i g n e a u m o y e n d e r e s s o r t s m é t a l l i q u e s disposés à la b a s e d u trolley d a n s u n c y l i n d r e m é c a n i q u e , d i t c y l i n d r e p r i n c i p a l .
E n a d m e t t a n t l'air c o m p r i m é d a n s le c y l i n d r e , o n a g i t c o n - tre les r e s s o r t s m é t a l l i q u e s et le t r o l l e y s ' a b a i s s e . U n d i s p o s i - tif de v e r r o u i l l a g e à l'air c o m p r i m é p e r m e t de le fixer d a n s cette p o s i t i o n et d'isoler a i n s i c o m p l è t e m e n t la v o i t u r e d e la l i g n e . D u t r o l l e y le c o u r a n t p a s s e d a n s u n t r a n s f o r m a t e u r p l a c é s u r la v o i t u r e et v e n t i l é a r t i f i c i e l l e m e n t a u m o y e n d ' u n p e t i t v e n t i l a t e u r é l e c t r i q u e a l i m e n t é p a r d u c o u r a n t m o n o - p h a s é à 100 v o l t s p r i s s u r l ' a u t o - t r a n s f o r m a t e u r .
Ce t r a n s f o r m a t e u r est d u t y p e a u t o - t r a n s f o r m a t e u r ; u n e des e x t r é m i t é s de l ' e n r o u l e m e n t est c o n n e c t é a u r a i l et l ' a u t r e e x t r é m i t é a u t r o l l e y .
Le s y s t è m e d e c o n t r ô l e c o n s i s t e à c o n n e c t e r les m o t e u r s e n t r e la t e r r e et différents p o i n t s c h o i s i s s u r l ' e n r o u l e m e n t ; o n g r a d u e a i n s i le v o l t a g e a u x b o r n e s d e s m o t e u r s , ce q u i p e r m e t d ' o b t e n i r différentes v a r i a t i o n s d e v i t e s s e s a n s p e r t e s r h é o s t a t i q u e s .
P o u r p a s s e r d e l ' u n e des p r i s e s d e c o u r a n t à l ' a u t r e s a n s r o m p r e l e c i r c u i t o u c o u r t - c i r c u i t e r les e n r o u l e m e n t s , il a é t é p r é v u e n t r e c o n t a c t e u r s d u c o n t r ô l e u r d e s b o b i n e s p r é v e n t i - v e s . La c o m m a n d e se fait p a r le s y s t è m e d u c o n t r ô l e m u l t i p l e ,
d o n t les c o n t a c t e u r s s o n t a c t i o n n é s p a r l ' a i r c o m p r i m é . L ' a d - m i s s i o n d e l ' a i r a u x c o n t a c t e u r s s'effectue p a r d e s valves élec- t r o m a g n é t i q u e s d o n t le c i r c u i t d ' e x c i t a t i o n , a l i m e n t é p a r c o u r a n t m o n o p h a s é à 5o v o l t s p a r F a u t o - t r a n s f o r m a t e u r , est c o m m a n d é p a r u n p e t i t c o n t r ô l e u r m a n œ u v r é p a r l e w a t t - m a n n d e la l o c o m o t i v e .
Les m o t e u r s é l e c t r i q u e s s o n t d u t y p e m o n o p h a s é à collec- t e u r ; ils o n t u n e p u i s s a n c e n o r m a l e d e 75 c h e v a u x à 700 t o u r s p a r m i n u t e et a t t a q u e n t les e s s i e u x d e s r o u e s p a r s i m - p l e r é d u c t i o n d ' e n g r e n a g e s , d e r a p p o r t 15/70. L e u r c o n s t r u c - t i o n r a p p e l l e celle d e s m o t e u r s d e t r a c t i o n e m p l o y é s s u r le c o u r a n t c o n t i n u ; ils s o n t d u t y p e série à c o l l e c t e u r a v e c e n r o u l e m e n t s c o m p e n s a t e u r s s u r les p ô l e s et c i r c u i t r é s i s t a n t f o r m a n t c o n n e c t i o n e n t r e b o b i n e s et l a m e s d ' i n d u i t .
Les l o c o m o t i v e s c o m p o r t e n t u n é q u i p e m e n t d e freins W e s - t i n g h o u s e . L ' a i r c o m p r i m é n é c e s s a i r e à la m a n œ u v r e d u f r e i n , des c o n t a c t e u r s et d u t r o l l e y , est p r o d u i t p a r u n c o m - p r e s s e u r a c t i o n n é p a r u n p e t i t m o t e u r m o n o p h a s é .
Les l o c o m o t i v e s s o n t p r o t é g é e s c o n t r e les d é c h a r g e s a t m o s - p h é r i q u e s p a r u n p a r a f o u d r e t y p e « W u r t z » p l a c é s u r le t o i t .
E n f i n , s u r les e n r o u l e m e n t s d u t r a n s f o r m a t e u r , u n e b o r n e à 5oo v o l t s a été p r é v u e p o u r le s e r v i c e d ' é c l a i r a g e e t d e c h a u f f a g e d e s v o i t u r e s à v o y a g e u r s .
Essais. — Les l o c o m o t i v e s d u p o i d s de 37i t o n n e s a i n s i é q u i p é e s p e u v e n t r e m o r q u e r n o r m a l e m e n t u n t r a i n d e 90 t o n n e s à u n e v i t e s s e a t t e i g n a n t 60 k m . à l ' h e u r e , et u n t r a i n d e i a o t o n n e s à u n e vitese d e 18 k m . à l ' h e u r e s u r u n e
r a m p e de 2 % ; l o r s d e s essais effectués, o n a m ê m e p u cons- t a t e r q u e , s u r c e r t a i n e s p a r t i e s d u p a r c o u r s , le p o i d s total d u t r a i n r e m o r q u é p o u v a i t a t t e i n d r e i/io t o n n e s . Les essais d ' a c c é l é r a t i o n o n t m o n t r é q u ' i l é t a i t p o s s i b l e d ' o b t e n i r des a c c é l é r a t i o n s a t t e i g n a n t e t d é p a s s a n t 5o c m . p a r s e c o n d e .
Le c h e m i n d e fer é l e c t r i q u e d e l a v a l l é e B r e m b a n a , pat s o n trafic et p a r le t o n n a g e de ses t r a i n s , n e s a u r a i t se corn- p a r e r a u x g r a n d e s l i g n e s d e c h e m i n d e fer, m a i s si l ' o n tient, c o m p t e q u e le s y s t è m e d e t r a c t i o n m o n o p h a s é e p e r m e t faci- l e m e n t d ' é q u i p e r d e s l o c o m o t i v e s d e 1 000 c h e v a u x et que, d ' a u t r e p a r t , le v o l t a g e d e 6 000 v o l t s a u t r o l l e y est l o i n d'être u n m a x i m u m et p o u r r a i t ê t r e p o r t é f a c i l e m e n t à 112 000, il est i n d é n i a b l e q u e ce n o u v e a u m o d e de t r a c t i o n p r é s e n t e un g r a n d i n t é r ê t . L ' i n s t a l l a t i o n d u c h e m i n d e fer d e la vallée B r e m b a n a offre, e n p e t i t , ce q u e p e u t d o n n e r l'électricité, et p a r t i c u l i è r e m e n t le s y s t è m e m o n o p h a s é a p p l i q u é à la grande t r a c t i o n .
A ce t i t r e , cette i n s t a l l a t i o n m é r i t e d o n c de r e t e n i r l'atten- t i o n d e t o u s les I n g é n i e u r s q u e s é d u i t le p r o b l è m e d e l'ap- p l i c a t i o n de l ' é l e c t r i c i t é à la t r a c t i o n d e s t r a i n s l o u r d s .
X. W.
A C A D É M I E D E S S C I E N C E S
M É C A N I Q U E E T É L E C T R I C I T É
Gompoundage des alternateurs au moyen des soupap®
électrolytiques. — N o t e d e M. C. L i m b , p r é s e n t é e par M. L i p p m a n n , s é a n c e d u 30 j a n v i e r 1911.
J'ai indiqué, dans u n e Note en date du 1 8 mai 1 9 0 8 , que les alternateurs étaient susceptibles de s'exciter spontanément, sur leur propre induit, par l'intermédiaire de soupapes électrolytiques.
Dans une seconde Note, présentée le 6 juillet 1 9 0 8 , j e montraisl qu'on pouvait conclure, de ce fait, à la possibilité de construire non seulement des dynamos génératrices à courant alternatif, sans excitatrice, mais même des dynamos à courant continu, sans, collecteur, au moins théoriquement. Dans le cas des alternateurs, la suppression de l'excitatrice ne présente certainement pas grand intérêt pratique, vu l'importance m i n i m e de cette machine auii-, liaire ; toutefois les soupapes électrolytiques d o n n e n t une nouvelle, solution simple de la question du compoundage des alternateurs,
J'ai effectué diverses expériences sur le m ê m e alternateur Bi- phasé, de 1 0 kilovolts-ampères, soit 5o ampères par fil, sous ni volts composés, qui m'avait déjà servi à ces études.
L'inducteur comportait deux jeux de bobines excitatrices : l'un, le plus important, servait à produire l'excitation principale, n5 volts à vide, au moyen d'un courant continu pris à une cfistri- bution générale ; le deuxième jeu de bobines inductrices, de bien- moindre importance, formait l'enroulement de compoundage. I * trois conducteurs de départ du courant triphasé traversaient cha- cun un enroulement de afi spires de grosse section, placé sut chacun des trois noyaux d'un transformateur triphasé de faiU*
puissance. Les enroulements secondaires de ce transformateur étaient formés de trois bobines de 2/10 spires de faible section ; fe- r-apport de transformation était donc r : 1 0 , réduisant le courant primaire à une valeur convenable pour être supporté par l'enrou- lement de, compoundage de - l'alternateur. Les secondaires peu, vent être groupés, soit en triangle, soit en étoile, suivant les in.
tensités désirées. Quel que soit le groupement, les trois bornes étaient reliées, suivant le montage ordinaire, à trois paires **
soupapes électrolytiques. Enfin le courant redressé sortant d e ! batterie de soupapes, aboutissait à l'enroulement de compoundag»
de l'alternateur. Un petit rhéostat, placé en dérivation sur cet e*
roulement, permettait d'y laisser entrer u n e portion plus ou moi*
grande du courant redressé, depuis sa valeur m a x i m u m , jusqu'à zéro, cas du rhéostat, sur le plot résistance nulle ou court-circuit
