Mesures en environnements haute tension : Maintenance de caténaires et pantographes

La caténaire d’un train est un élément essentiel de l’infrastructure ferroviaire. On peut considérer qu’elle est la source d’énergie, qui alimente le matériel roulant Pour que le traingarantir le bon fonctionnemant du train bien,, le contact entre le pantographe et la caténaire doit être correctest indispensable. Les trains électriques sont connectés avec la caténaire par l'intermédiaire de leurs pantographes

Les caractéristiques des lignes aériennes de contact haute tension pour les trains électriques doivent respecter certains critères afin d’assurer un minimum de pertes, une usure limitée et un risque réduit d’interruption de la transmission de courant au groupe motopropulseur du véhicule. Pour satisfaire les exigences liées à ces conditions de fonctionnement, le positionnement vertical et horizontal de la caténaire, ainsi que sa tension, doivent être conformes aux normes internationales.

La surveillance garantit un fonctionnement fiable et sécurisé du train

Surveiller les forces et accélérations sous haute tension des pantographes permet de réduire le risque de dommages sur les caténaires des réseaux ferroviaires.

Applications type

  • Maintenance prédictive des caténaires (ou OHL pour « overhead line ») - surveillance des caténaires 24h/24 et 7j/7 par l’intermédiaire des trains
  • Contrôle actif de la force de contact du pantographe - primordial pour les applications à grande vitesse
  • Homologation et essai du pantographe (EN50317)

Un système de surveillance fiable fournit des informations précieuses sur l'état de la caténaire et sur la position des trains sur les voies.

Ces mesures doivent inclure des valeurs telles que la force de contact verticale, l’accélération verticale et le calcul de la position latérale à partir des forces de contact.

Pour les mesures du pantographe et l’évaluation de l’état de la caténaire, l’on peut utiliser des moteurs de trains standards équipés de systèmes de mesure actifs pendant le fonctionnement normal. Toutes les données peuvent être enregistrées et collectées dans une base de données et par conséquent, il est possible de surveiller des endroits bien précis sur une période donnée avec, comme résultat, l’acquisition de données pour la surveillance prédictive des lignes aériennes de contact.

Mais quelles sont les caractéristiques d'un système de surveillance fiable et d’un diagnostic durable ?

Robuste, précis et stable : Technologie optique

La principale exigence pour la surveillance des lignes aériennes et des pantographes est d'obtenir des mesures précises en environnement haute tension (15 – 25 kV). Les capteurs optiques sont des éléments passifs , leur principe de mesure étant basé sur la lumière, aucune excitation active des capteurs n'est nécessaire. Il n’y a donc aucune interférence avec d’autres opérations pendant la mesure.

La technologie optique, insensible aux interférences EM et RF, est particulièrement indiquée pour les mesures des pantographes et caténaires. Alors que les capteurs électriques sont défaillants ou exigent des moyens de protection avancés, les mesures par fibre optique restent fiables, précises et stables.

Les relevés réalisés avec un système de mesures par fibre optique permettent de déterminer le déplacement latéral de la ligne aérienne de contact, les forces de contact verticales momentanées, la détection des crêtes de force non admissibles et la perte de contact.

Le système de mesure du pantographe par fibre à réseau de Bragg (FBG) HBK garantit :

  • La détection de toute variation de la force au contact sur le pantographe

  • La mesure du mouvement latéral de la ligne de contact

  • La détection de crêtes indésirables de la force de contact

  • La possibilité de tracer toutes les mesures effectuées par géolocalisation GPS (précision d’1 m)

  • La définition de seuils et le déclenchement d’alarmes instantanées en cas d’identification d’un état critique

  • Un fonctionnement 24h/24 et 7j/7

  • La conformité à la norme EN 50317 (mesure de l'interaction dynamique entre le pantographe et la caténaire)

  • Un impact minime sur la maintenance du véhicule grâce à l’utilisation de bandes de frottement standard

Fonctionnement sûr en environnement haute tension

Tous les composants sont passifs à haute tension, les éléments de détection étant basés sur des fibres optiques.

Fiabilité sur le long terme

Technologie éprouvée offrant une stabilité à long terme avec acquisition de longueurs d’onde utilisant des références du NIST traçables.

Des solutions hybrides flexibles

Le module MXFS est un élément de la célèbre gamme QuantumX DAQ, permettant d'intégrer facilement les mesures optiques et électriques à votre chaîne de mesure.

Solutions HBK de surveillance par fibre optique de pantographes et caténaires (OHL)

Le système HBK de mesure par fibre optique a a été développé et est destiné à une utilisation sur des types dde pantographes standards, testés et homologués. Ce système répond avec fiabilité aux principales exigences, notamment la capacité de réaliser des mesures précises en environnement haute tension (15 - 25 kV), de localiser et de suivre fidèlement la position du train, ainsi que d'enregistrer, de regrouper et d'évaluer un grand nombre de données conformément aux exigences de la norme EN 50317.

La solution de mesure par fibre optique HBK est composé d’un QuantumX MXFS BraggMETER, du nouveau capteur optique newLight Heavy Duty Force FS66HDL et de l'accéléromètre Heavy-duty FS65HDA. Des accessoires adaptés assurent la transition entre la haute tension et la tension à l’intérieur des véhicule.

 

FS66HDL Transducteur Heavy-duty Force

 

FS65HDA Accéléromètre Heavy-duty

 

QuantumX MXFS BraggMETER

 

FS66HDL

FS65HDA

Interrogateur optique QuantumX MXFS BraggMETER

Une conception novatrice et unique

  • Technologie newLight®
  • Haute résolution
  • Léger : 99 g
  • Modèle compact

Une conception novatrice et unique

  • Technologie newLight®
  • Haute résolution
  • Très léger : 34 g
  • Modèle compact

Interrogateur optique pour capteurs FBG (par réseaux de Bragg)

  • 8 connecteurs optiques parallèles
  • Taux d’acquisition de 100 S/s et 2 000 S/s

Gamme de mesures ± 500N

Gamme de mesures ± 20 g

Intégration complète à la plateforme QuantumX

  • Compact et léger pour applications mobiles
  • Conception robuste pour une utilisation intensive

Mesure des forces suivant le principe du cisaillement

  • Effets de la température neutralisés

Mesure de l’accélération suivant le principe de la masse sismique

  • Effets de la température neutralisés

Technologie éprouvée de balayage continu par laser

Un boîtier de connecteur pour deux fibres optiques

  • Possibilité de raccorder les capteurs en série

Un boîtier de connecteur pour deux fibres optiques

  • Possibilité de raccorder les capteurs en série

Étalonnage constant avec longueurs d’onde selon les références du NIST traçables

  • Précision garantie même après un fonctionnement prolongé

Robuste

  • Protection et revêtement, résistance aux intempéries
  • Câbles et connecteurs conformes aux normes ferroviaires

Robuste

  • Protection et revêtement, résistance aux intempéries
  • Câbles et connecteurs conformes aux normes ferroviaires

Haute résolution

  • Assuré par des algorithmes efficaces de détection des pics
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