Lignes électriques ferroviaires – L’art de les maintenir droites
Summary
TLDRDans le cadre de ce script, nous explorons les défis de la conception des câbles de transmission d'énergie pour les trains, en particulier en ce qui concerne les variations de températures qui peuvent causer des problèmes tels que le relâchement ou la déformation des câbles. Pour résoudre ces problèmes, on propose l'utilisation de poulies et de poids morts pour compenser les changements de températures, ce qui permet de maintenir un contact parfait entre le fil et le pantographe du train. De plus, la vidéo explique comment la duplication de cette unité simple permet de créer un système de câbles de contact plus long et plus efficace. L'introduction de caténaires et de dropper pour maintenir la tension des câbles et absorber les vibrations est également abordée, offrant une solution pour assurer un contact permanent entre le pantographe et le fil de contact. Le tout est illustré par des modèles et des explications détaillées pour mieux comprendre le fonctionnement du système.
Takeaways
- 🚆 L'installation d'un câble à haute tension fixé aux deux extrémités peut poser de gros problèmes à cause des variations de température qui causent des dilatations et des contractions.
- 🔌 En été, la chaleur cause la dilatation du matériau, relâchant ainsi le câble et provoquant des ondulations qui augmentent le risque d'étincelles et de panne du pantographe.
- ❄️ L'inverse se produit en hiver, où le froid entraîne la contraction du matériau, ce qui peut causer des ruptures de câble si le relâchement est insuffisant.
- 🔄 Pour résoudre ce problème, on peut utiliser un système de poulie et de poids mort pour compenser les changements de température et maintenir une tension constante.
- 🎢 L'utilisation de disques de poids peut réduire l'affaissement du câble, mais ne peut pas l'éliminer complètement, surtout sur de longues distances.
- 🚏 La distance maximale autorisée entre les poteaux est d'environ 50 mètres, au-delà de cela, il est nécessaire d'ajouter plus de soutiens.
- 🔗 Les câbles de liaison souple sont utilisés pour maintenir la continuité électrique entre les unités de câble, permettant ainsi au train électrique de fonctionner correctement.
- 🔄 Un système de dropper avec des câbles de même forme est utilisé pour maintenir le fil de contact presque droit et absorber les vibrations.
- 🔩 L'ajout de points de suspension supplémentaires est nécessaire pour équilibrer les tensions des câbles et assurer la stabilité du système.
- 🔧 La tension des câbles doit être la même que dans la conception précédente pour assurer le bon fonctionnement du système.
- 🛠️ Un système de poulie intelligent permet d'obtenir un avantage mécanique significatif, transformant une force appliquée en une tension accrue à l'autre extrémité.
Q & A
Que sont les 'pois' mentionnés dans le script et à quoi servent-ils dans le contexte du train ?
-Les 'pois' mentionnés dans le script font référence aux poids en béton qui sont utilisés pour réduire l'affaissement des câbles. Ils sont suspendus près des poteaux pour compenser les variations de température et maintenir la tension des câbles.
Comment les variations de température affectent-elles le câble fixé aux deux extrémités ?
-Les variations de température causent la dilatation en été et le rétractation en hiver du matériau du câble. Cela entraîne des problèmes tels que le relâchement du fil et la déformation des câbles, avec un risque d'étincelles et de blocage du pantographe.
Quelle est la solution proposée pour résoudre le problème de l'affaissement du câble en été ?
-Pour résoudre le problème de l'affaissement en été, le script suggère d'utiliser une poulie et un poids mort pour compenser les changements de température et réduire l'affaissement du câble.
Comment les poids de disques peuvent-ils influencer la tension dans le fil ?
-La tension dans le fil est égale à la force due au poids des disques. Plus la température augmente, plus le poids tire vers le bas, ce qui permet de compenser les changements de température et d'éviter le relâchement du câble.
Pourquoi les pois en béton ne peuvent-ils pas éliminer complètement l'affaissement du câble ?
-Les pois en béton peuvent réduire l'affaissement du câble, mais ils ne peuvent pas l'éliminer complètement, en particulier lorsque la portée est trop importante. Même avec une bonne quantité de poids de disques, il y a toujours un certain affaissement.
Quel est le rôle des porte-à-faux dans le système de câble ?
-Les porte-à-faux sont utilisés pour maintenir les câbles en mouvement libre sans les bloquer, ce qui permet d'éviter les déformations et les dommages causés par les variations de température.
Comment le système de poulie et de poids peut-il contribuer à la continuité électrique entre les unités ?
-Le système de poulie et de poids permet de maintenir une tension constante et une distance appropriée entre les câbles, ce qui assure la continuité électrique entre les unités en cas de changement de température ou de charge.
Quelle est l'avantage d'utiliser un système de dropper pour les câbles de contact ?
-Un système de dropper permet d'obtenir une ligne droite presque parfaite pour le fil de contact, en absorbant les vibrations et en équilibrant les tensions entre le caténaire et le fil de contact.
Comment les dropper peuvent-ils résoudre le problème de relâchement des câbles de contact ?
-Les dropper, en étant de longueurs différentes, peuvent ajuster la tension des câbles de contact pour les ramener à une forme droite, en tirant le fil de contact vers le haut et le fil supérieur vers le bas.
Quelle est la fonction des cavaliers dans le système de câble ?
-Les cavaliers sont utilisés pour fournir l'alimentation électrique en passant à travers le fil caténaire, ce qui permet au système de câble de fonctionner sans interruption.
Comment la conception finale de l'OHIO (Overhead Conductor Installation) est-elle efficace pour le train électrique ?
-La conception finale de l'OHIO est efficace car elle maintient les câbles de caténaire et de contact à la même tension, évite les pertes d'énergie inutiles et assure que le pantographe reste en contact avec le fil de contact, même en cas de variations de température ou de charge.
Outlines
🚆 Comment fonctionnent les câbles d'alimentation des trains
Le paragraphe explique le problème rencontré avec les câbles d'alimentation des trains lorsqu'ils sont fixés aux poteaux. Les variations de température provoquent des dilatations et des contractions du matériau, entraînant des problèmes tels que le relâchement du fil et le risque d'étincelles ou de blocage du pantographe. Pour résoudre cela, on propose un système de poulie avec des poids qui permet de compenser les changements de température et de réduire l'affaissement du câble. Cependant, ce système ne peut pas éliminer complètement l'affaissement, en particulier sur de longues distances. Une solution consiste à ajouter des points de soutien supplémentaires entre les poteaux. L'idée est de maintenir le fil de contact droit sans le briser, ce qui est essentiel pour assurer une alimentation électrique continue au train.
🔌 La conception avancée du système de câbles pour les trains électriques
Le second paragraphe décrit l'amélioration du système de câbles avec l'ajout de dropper cables et de caténaires pour une meilleure gestion des tensions et des vibrations. Les caténaires sont des câbles supérieurs qui maintiennent la tension, tandis que le fil de contact est le câble inférieur qui fournit l'énergie électrique. L'ajout de dropper cables permet d'assurer que le fil de contact reste presque droit, absorbant ainsi les vibrations et évitant les pertes d'énergie. La tension doit être égale entre les caténaires et le fil de contact pour éviter une fuite de courant. L'illustration finale montre comment le pantographe d'un train électrique peut maintenir un contact constant avec le fil de contact grâce à cette conception avancée du système de câbles.
Mindmap
Keywords
💡train
💡pois suspendus
💡variations de température
💡câbles conducteurs
💡poulie
💡poids mort
💡pantograffe
💡caténaires
💡câbles de liaison souple
💡dropper
💡cavaliers
Highlights
En été, la dilatation du matériau cause un relâchement du fil fixé aux deux extrémités.
Le relâchement du câble peut entraîner des étincelles et même un blocage du pantographe.
La contraction du matériau en hiver peut causer la rupture du fil si le relâchement est insuffisant.
Une installation idéale d'équipement aérien doit maintenir un contact parfait sans casser le fil.
Une poulie remplace une connexion fixe pour résoudre le problème d'extension et de contraction du câble.
Le poids attaché à l'extrémité libre d'une poulie réduit considérablement l'affaissement du fil.
La tension dans le fil est égale à la force due au poids des disques.
Le dispositif de poulies et de poids permet de compenser les changements de température.
Un poids infini serait nécessaire pour maintenir une ligne droite parfaite.
La distance maximale autorisée entre les poteaux est d'environ 50 mètres.
Des supports supplémentaires sont ajoutés entre les deux poteaux pour éviter le relâchement du câble.
Un porte-à-faux étendu permet de ne pas bloquer le mouvement du fil en cas de variations de température.
La duplication de l'unité simple permet de maintenir la continuité électrique entre les unités.
Des câbles de liaison souple sont utilisés pour relier électriquement les unités.
Le pantographe peut changer le contact d'une unité à l'autre sans interruption.
Les câbles de contact sont encore un peu relâchés même avec le poids du disque et les bras oscillants.
Un système de poulie avec un dropper permet d'obtenir une ligne droite presque parfaite.
Les dropper absorbent également les vibrations résultant de l'interaction entre le porte au graff et le fil de contact.
En attachant les extrémités des deux câbles à une poulie commune, on peut simplifier le système.
Un système de poulie astucieux offre un immense avantage mécanique.
Le fil de contact reste toujours en contact avec le pantographe grâce au système de dropper.
La conception finale de l'OHIO permet de maintenir les câbles de la caténaire à la même tension que les câbles de contact.
Si le fil de contact est endommagé, le système ne tombera pas en panne grâce à la caténaire.
Le cavalier passe à travers le fil caténaires pour fournir l'alimentation.
Transcripts
en voyageant dans un train vous allez
peut-être vu ses pois suspendu près des
poteaux et un étrange raccordement de
câbles près d'eux
de quoi s'agit-il exactement
pourquoi ne pas utiliser simplement un
agencement de câbles conducteurs
similaire au système normal de
transmission d'énergie
nous allons explorer ce sujet
dans ce cas simples les deux extrémités
du câble sont fixés comme indiqué
les variations de température causeront
de gros problèmes dans cette conception
en été lorsque la température augmente
le matériau se dilate
comme les extrémités sont fixes il en
résulte un relâchement du fil
et les câbles se déforme facilement
de ce fait le fils se met à onduler
il y à un risque d'étincelles et le
pantographe peut même se bloquer
on pourrait peut-être c'est résécable un
peu plus afin de réduire l'affaissement
en été
mais en faisant cela le fils se rompra
pendant les mois froids de l'hiver car
le matériau se contracte
on comprend maintenant pourquoi la
fixation d'un fil aux deux extrémités
n'est pas une bonne idée
une installation idéal d'équipement
aérien doit toujours maintenir le fil de
contact parfaitement droit sans le
casser
voyons comment nous pouvons y parvenir
tout d'abord nous devons concevoir un
système simple pour résoudre ce problème
d'extension et de contraction
dans cette conception nous remplaçons
une connexion fixe par une poulie
si on attache un poids mort à cette
extrémité libre l'affaissement d'une
file sera considérablement réduit
ici la tension dans le fil est la même
que le poids des disques
cette disposition permettra de compenser
tout changement de température
plus la température augmente plus le
poids va tirer vers le bas
avec ce dispositif de poulies et de
poids pouvant nous augmenter la distance
entre l'épaule dans une certaine mesure
la réponse est non
bien que les pois en béton réduisent
l'affaissement du câble ils ne peuvent
jamais l'éliminer complètement en
particulier lorsque la portée est trop
importante même avec une bonne quantité
de poids de disques l'affaissement soit
un considérable
voici une expérience facile pour le
prouver
ce dispositif expérimental est identique
à celui de l'oat à une extrémité du
câble est fixé ici et l'autre extrémité
passe par une poulie
vous pouvez voir un bon relâchement
ajoutons un poids et voyons ce qui
arrive aux systèmes
[Musique]
le relâchement a diminué maintenant
ajoutons un poids supplémentaire un
poids très lourd
le relâchement a encore diminué mais pas
à 0 cela signifie que si on veut une
ligne droite par fait ici il faut que la
quantité et de poids du côté de la
poulie soin infini
pour cela la distance maximale autorisée
entre les poteaux et d'environ 50 m
la solution est simple
ajouter plus de soutien entre les deux
voici l'astuce
vous pouvez voir un porte-à-faux étendu
dans ses supports
ils doivent pouvoir aussi et comme
indiqué
de sorte que lorsque les variations de
température se produise il ne bloque pas
le mouvement du fil
cependant le dernier élément en
porte-à-faux est fixée comme nous
l'avons vu précédemment nous avons
développé une petite unité filaire ou un
équipement est rien pour le train
électrique
maintenant il est temps de réaliser un
non-système au h à partir de cette
conception
la solution est simple il suffit de
dupliquer toute cette unité est de
commencer cette nouvelle unité avant la
fin de la première pour maintenir la
continuité électrique entre les unités
on utilise quelques câbles de liaison
souple vous pouvez voir comment les
câbles de liaison relie électriquement
la première et la deuxième unité
notre train électrique peut fonctionner
parfaitement avec ce système vous pouvez
voir clairement comment un pantographe
change le contact d'une unité aux achats
à une autre
le test du train a été un succès
cependant si vous observez attentivement
vous remarquerez que les câbles de
contact sont encore un peu relâché
le poids du disque lé support avec bras
oscillant n'ont pas pu résoudre
complètement le problème de relâchement
pouvez vous imaginer une solution pour
résoudre ce problème une fois pour
toutes
nous allons vous donner un indice
la ligne droite presque parfaite peut
être obtenue à l'aide d'un autre système
de poulie fils qui est placé légèrement
au-dessus du fil de contact du courant
pouvez vous trouver la solution
maintenant
c'est relativement simple ces deux
câbles ont exactement la même forme
maintenant
si vous prenez un câble de connexion
appelé dropper qui a la même longueur
que la distance entre les fils rien ne
passera dans leur forme
cependant que se passerait-il si nous
roulions les câbles à l'aide d'un drop
heures de plus petites longueurs
ce dropper plus court va évidemment
tirer le fil de contact vers le haut
tout en tirant le fil supérieur vers le
bas
en bref le fléchissement du fils
supérieur va augmenter tandis que le
fils inférieur aura un fléchissement
parfait 2-0 à ce point le fil supérieur
est appelée caténaires et le fil
intérieur est évidemment le fil de
contact
en ajoutant d'autres dropper le fil de
contact sera encore plus droit
c'est dropper absorbent également les
vibrations résultant de l'interaction
entre le porte au graff est le fils de
contact
nous pouvons simplifier ce système en
attachant les extrémités des deux câbles
à la poulie commune
cependant la tension des câbles doit
être la même que dans la conception
précédente
cela signifie t'il que nous devons
ajouter des points supplémentaires
évidemment ce n'est pas une bonne idée
mettant en place un système de poulie
astucieux qui offre un immense avantage
mécanique
une force de de newton à la poulie donne
une tension de 3 newton à jacqueville
pouvez le voir maintenant le fil de
contact presque droit
ce système le pantographe reste toujours
en contact avec le fils de contact
jusqu'à présent nous avons vu que la td
est attaché à une extrémité et que
l'autre extrémité fx nous avons vu
précédemment comment dupliquer cette
unité simple et obtenir un long aux
achats
avant de le dupliquer si vous
reproduisez ce concept simple
l'ensemble du concept sera beaucoup plus
simple
il s'agit de la conception finale de
l'ohio
ces illustrations vous permettront de
comprendre de nombreux détails sur ce
design
les câbles de la caténaire sont
maintenus à la même tension que les
câbles de contact
sinon il y aura un flux de courant via
les dropper et une perte d'énergie
inutile
de plus si le fils de contact et
endommager le système ne tombera pas en
panne
regardez ce modèle de cavaliers
le cavalier passe à travers le fils
caténaires
cela signifie que l'alimentation sera
fournie par le fils caténaires à travers
des cavaliers
merci d'avoir regardé la vidéo à bientôt
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