Installation électrique de commande et de contrôle à distance par conducteur unique. Dans les installations de commande élec trique à distance, on utilise le plus souvent un, deux ou plusieurs fils pour assurer la commande et également, pour chacun des appareils commandés, un, deux ou plusieurs fils pour assurer le contrôle des appareils, ce qui fait que l'ensemble de l'installation com prend toujours un grand nombre de fils pour la. commande et le contrôle.
La présente invention vise essentiellement à simplifier de telles installations par une di minution du nombre des fils utilisés. Elle a pour objet une installation électrique de com mande et de contrôle à distance dans laquelle à partir d'un poste de commande, on provoque par l'envoi d'un courant dit de commande un changement d'état d'appareils situés en un point éloigné et dans lequel l'état de fonction nement desdits appareils est vérifié par l'envoi du poste éloigné au poste de commande, d'un courant dit de contrôle , installation carac térisée par le fait que le courant de com mande et le courant de contrôle sont transmis d'un poste à l'autre par un même fil de ligne, mais sont de nature différente.
Par exemple, les appareils du poste éloigné peuvent être commandés soit directement, soit indirectement au moyen d'un courant alternatif, tandis que le contrôle de ces appareils se fera au moyen du même fil de ligne, mais au moyen d'un courant continu.
La description qui va suivre et le dessin se rapportent plus spécialement à l'applica- tion de l'invention à la commande des signaux en. matière de trafic ferroviaire, mais il est évident que la présente invention pourra être appliquée à d'autres commandes à distance.
Le dessin représente, schématiquement et à, titre d'exemple, diverses formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fi-. 1 montre un schéma d'une installa tion pour la charge et le contrôle à distance d'une batterie d'accumulateurs et pour la charge à distance d'une autre batterie d'accu mulateurs, ces batteries étant destinées, par exemple, à des signaux de voie (ou tous autres appareils).
La fig. 2 montre une variante de la fig. 1. La fig. 3 montre une autre variante de la fig. 1, variante dans laquelle on utilise une liaison. bifilaire entre le signal et le poste pour l'envoi des deux contrôles.
La fig. 4 montre un dispositif pour la com mande et le contrôle de feux de signalisation alimentés par courant alternatif.
La fig. 5 est une variante de la fig. 4 avec utilisation d'une pile de secours pour le cir cuit d'allumage des feux.
La fig. 6, enfin, montre un schéma plus complet pour l'alimentation directe de feux à distance par courant alternatif et pour le contrôle de ces feux.
On va tout d'abord envisager (fig. 1) le cas d'une batterie d'accumulateurs placée en un poste B situé à une certaine distance d'un poste A réuni au poste B par un fil de ligne 1. Cette installation permet, dans des condi tions qui vont être précisées., d'envoyer du poste A, à la batterie située en B, un courant alternatif dit de commande destiné à charger cette batterie, tandis qu'ici courant continu de contrôle, envoyé par cette batterie au poste A, permet de savoir depuis ce poste si la batte rie débite ou non, c'est-à-dire si elle fournit aux appareils à commander le courant néces saire à leur fonctionnement.
Le rôle de cette batterie peut être quel conque. Elle sen-ira, par exemple, à alimenter des feux de signalisation ferroviaire, mais elle peut servir également à alimenter des circuits de voie ou un crocodile .
On a supposé que l'installation comporte un troisième poste C réuni aux postes A et B par le fil de ligne 1 et constitué par un char geur simple sans renvoi de contrôle, ceci sim plement à titre d'exemple, pour montrer qu'une installation conforme à l'invention, c'est-à-dire comportant un poste éloigné avec courant de contrôle, 'peut comprendre, en outre, un ou plusieurs autres postes éloignés sans courant de contrôle.
Le fil de ligne 1 qui réunit les trois postes A, B et C sert aussi bien à la transmission du courant de commande chargeant la batterie située en 3 qu'à la transmission du courant de contrôle depuis le poste B, jusqu'au poste A. Les trois postes A,<I>B,</I> C sont, d'autre part, comme représenté, mis à la terre en 2.
Le poste A comprend un transformateur 3 (ou un autotransformateur) muni de diffé rentes prises primaires telles que 4, 4', 4", etc., telles qu'elles puissent s'adapter sans dif ficulté au réseau de distribution se trouvant sur les lieux d'installation. Par exemple, -une barrette 4", conductrice mobilq, peut réunir la prise choisie à l'un des conducteurs du ré seau de distribution (le second conducteur étant réuni en permanence à la prise com mune du primaire du transformateur 3). Ce dernier alimente le circuit 1-2 (ligne-terre) en courant alternatif basse tension par l'in termédiaire du condensateur 5 dont le rôle est de former obstable au passage du courant continu pouvant parcourir la ligne et en par ticulier du courant de contrôle.
Un appareil! indicateur 6 (un voltmètre par exemple) est relié., d'im.e part, à la terre et de l'autre à la ligne par l'intermédiaire d'une self î dont le rôle est de s'opposer au passage du courant alternatif tout en n'offrant au courant con-, tinu qu'une faible résistance. L'appareil indi cateur 6 pourra être alimenté par le courant continu de contrôle envoyé aii poste A par la batterie située en B lorsque cette batterie dé bite, c'est-à-dire lorsqu'elle fait passer du cou rant dans les appareils qu'elle doit alimenter.
Le poste B comprend un transformateur 8, un redresseur 9 et une résistance variable 10 de réglage. Ce transformateur est relié, d'une part, au fil de ligne 1 et, d'autre part, à la terre 2 par l'intermédiaire d'un conden sateur 11. Le redresseur 9 alimenté par le transformateur 8 charge en courant continu la batterie 12 du poste B à partir du courant alternatif envoyé par le transformateur 3. Le pôle de la batterie 12 non relié à la terre est relié à un commutateur 13, placé lui-même dans le circuit d'une self 14 grâce à laquelle la batterie se trouve protégée contre la ten sion alternative de la ligne, ladite self n'oppo sant toutefois au passage du courant continu qu'une faible résistance.
Le commutateur 13 pourra être commandé, par exemple, par un relais électromagnétique, de façon à ce qu'on puisse le faire passer de l'une à l'autre de ses p itions <B>à</B> partir du poste<B>A.</B> Suivant la posi- osi tion du commutateur 13, la batterie 12 débi tera ou ne débitera pas du courant continu sur la ligne 1 et, par suite, agira ou n'agira pas sur l'appareil indicateur 6 dit poste A; dans la position représentée du commutateur 13. cette batterie ne débite pas sur la ligne 1.
On voit ainsi qu'on peut faire passer par le même fil de ligne 1 le courant de commande destiné à modifier l'état de la batterie 7.2 (courant alternatif passant par l'intermé diaire du transformateur 3, du fil 1, du trans formateur 8 et du redresseur 9 pour charger la batterie 12), et le courant de contrôle per mettant de vérifier si cette batterie débite ou non, c'est-à-dire si elle fait passer effective- ment du courant dans les appareils qu'elle doit alimenter.
L'ensemble de l'installation A-B com prend, comme on l'a vu, tune réactance d'uti lisation 8 et des réactances de protection (con densateurs 5 et 11 s'opposant au passage du courant continu, pouvant se trouver sur la ligne, à travers la réactance d'utilisation et réactances 7 et 11 s'opposant au passage du courant alternatif).
Bien entendu, le type de ces réactances pourrait être différent de celui qui a été re présenté, en particulier dans le cas où l'on dé sirerait utiliser comme courants de commande et de contrôle des courants autres que le cou rant alternatif et le courant continu ci-dessus indiqués à titre d'exemple.
Il est bien évident, en effet, que d'autres types de courant pourraient être utilisés. Il suffirait qu'ils soient de nature différente et que des organes de protection ou filtres puissent être placés dans la partie du circuit qui ne doit pas être influencée par l'un ou l'autre des types de courant utilisés.
Sur la fi g. 1, on a représenté, pour la rai son indiquée plus haut, également un troi sième poste d'utilisation C qui comprend les mêmes organes que l'ensemble B, mais qui constitue un chargeur simple sans circuit de contrôle. On retrouve dans cet ensemble C un transformateur 8' et un redresseur 9' qui peuvent d'ailleurs être très différents du transformateur 8 et du redresseur 9, mais le transformateur sera toujours disposé en série avec un condensateur 11'.
Il est à remarquer qu'il serait possible de transmettre deux indications de contrôle grâce à deux positions du commutateur 13 (plus une position supplémentaire de repos). Il suffirait, par exemple, de prévoir, en liaison avec le commutateur 13, pour la batterie 1.2, un inverseur qui permettrait de relier au fil de ligne 1 soit le pôle positif, soit le pôle néga tif de la ligne ou (troisième position de re pos) d'interrompre la fourniture de courant continu à ladite ligne. La commande de cette inversion pourrait être assurée électromagné- tiquement comme pour le commutateur 13. L'indicateur 6 pourrait traduire ces indi cations à condition qu'il soit judicieusement polarisé.
Il est évident que les résistances variables de réglage 10 et 10' pourraient être rempla cées, par exemple, par une résistance poten- tiométrique disposée sur le secondaire du transformateur 8 ou 8'. On pourrait encore prévoir des prises sur ces secondaires ou même un dispositif à relais shuntant une ré sistance dans un temps variable.
La fig. 2 représente un dispositif de com mande et de contrôle d'un signal 15 situé à une certaine distance du poste A, ce signal étant alimenté au moyen de la batterie 12 chargée à distance par le réseau et par l'in termédiaire des transformateurs 3 et 8 et du redresseur 9.
Le commutateur 13 peut avoir une posi tion de commande (position inférieure repré sentée) et une position de contrôle (position supérieure), ledit commutateur comportant deux bagues grâce auxquelles le signal 15 peut être commandé ou contrôlé. Comme dans le cas de la fig. 1, le commutateur 13 peut être commandé à distance. Les deux bagues de ce commutateur assurent, par exemple, la fermeture ou l'ouverture du circuit, connu en soi et ne faisant pas partie de la présente invention, d'un relais dit de commande des feux . L'un des contacts mobiles de ce dernier bascule dans un sens ou dans l'autre et ferme ou ouvre à son tour le circuit d'excitation d'un relais dit de contrôle , dont le contact mo bile ferme en position de travail le circuit d'alimentation du signal.
Sur la fig. 3, on a représenté un dispositif semblable à celui de la fig. 2, mais assurant la commande séparée de deux signaux ayant chacun une signification propre. Dans cette forme d'exécution, deux fils 1 et 1' permettent d'assurer à la fois, d'une part, le contrôle (au moyen de l'appareil indicateur 6) et la com mande d'un signal situé" par exemple, en amont du signal 16 (par le fil 1) et, d'autre part, le contrôle du signal 16 (par le fil 1') au moyen du voyant 6'. Pour chaque signal est prévu. un dispositif d'alimentation analogue à celui qui a été décrit sur les fig. 1 et 2 pour le poste B.
Un commutateur 13',à deux ba gues, commandé à distance, par exemple élec- tromagnétiquement au moyen de dispositifs connus ne faisant pas partie de l'invention, permet, par exemple pour le signal 16, d'as surer le contrôle et la commande. L'ensemble est alimenté comme précédemment par le sec teur au poste A par l'intermédiaire du trans formateur 3.
Au poste B', comme précédem ment au poste B, sont prévues des réactances de sécurité 14', 14 s'opposant au passage du courant alternatif, et on pourrait ajouter des réactances de sécurité constituées par un con densateur 11 pour s'opposer au passage du courant continu à travers le système de com mande (charge des batteries 12). Ces éléments 11 montés comme sur la fig. 1 n'ont pas été représentés.
On pourrait ajouter au signal situé en amont du signal 16 et à ce dernier des signaux 17, 18, 19 alimentés respectivement par les postes<I>C, D</I> et E et dont. la commande et le contrôle seraient assurés pour chaque signal 17, 18 ou 19 par une ligne 1", 1"' ou 1<B>"</B> associée à des éléments 13", 13'" ..., 14", 14". . 6.. 6... ...
Dans, la variante de la fig. 3, on a supposé que le retour se faisait par la terre. Bien entendu, un tel retour par la terre n'est pas indispensable dans ce cas.
La fig. 4 représente. un dispositif pour l'alimentation d'un feu de signal de trafic ferroviaire au moyen de courant alternatif.
Pour alimenter le circuit de contrôle, on peut utiliser également une pile. Pour réduire au minimum le passage du courant alternatif dans cette pile, on peut prévoir, comme on l'a indiqué précédemment, une self (telle que la self 14 précédemment indiquée à propos des fig. 1 à 3).
On pourra prévoir également un circuit complexe (circuit bouchon) en résonance sur la fréquence à appliquer. On peut disposer également un redresseur ou une valve en série avec une pile; dans ce cas, le redresseur ou son équivalent sera dirigé de telle sorte que sa résistance maximum s'oppose au courant in verse de celui de la décharge.
Mais, on peut également, comme représenté à la fig. 4, supprimer les piles et relier la bague 13" du commutateur à im dispositif producteur de courant ou d'harmoniques, par exemple un redresseur 20. Au poste de com mande A se trouve le transformateur 3 d'ali mentation dont le primaire est relié au sec teur et dont le secondaire est relié au fil uni que de transmission 1 (pour la commande et le contrôle) et au condensateur 5 lui-même relié à la terre 2.
A ce poste A. est également prévu pour le contrôle, comme précédemment, un appareil indicateur 6 protégé par une self 7.
Au poste d'utilisation B est prévu un transformateur 8 qui alimente directement les feux 21 du signal transformateur dans le cir cuit primaire duquel se trouve disposée une capacité 11 de sécurité empêchant la circula tion de courant continu dans ledit transfor mateur. Sur le circuit de contrôle sont placés le commutateur 13" et le redresseur 20.
Si on le désirait, on pourrait transmettre deux indications au lieu d'une seule, les ba gues du commutateur 1.3" étant dans ce cas dis posées en inverseur, une des bagues, la bague 13", étant reliée au redresseur 20 et l'autre, 1.3"a, étant reliée à im redresseur 20a disposé en sens inverse du redresseur 20 (voir partie pointillée de la fig. 4).
Là encore, le commu tateur 1.3 peut être commandé électromagné- tiquement à distance par un dispositif connu ne faisant pas partie de l'invention.
Sur la fig. 5, on a représenté une variante de la fig. 4, variante dans laquelle on utilise une pile de secours 22 pour l'allumage des feux 21 et dans laquelle cette pile 22 consti tue en même temps une pile de contrôle. Dans ce cas, le redresseur 20 est supprimé. En outre, un contact 23 à deux positions, permet de faire passer l'alimentation des feux, du transformateur 8 (lorsque le contact 23 est dans la position haute), à la pile de secours 22 (lorsque le contact 23 se trouve dans la posi tion basse représentée sur le dessin). Pour commander le contact 23, on se sert du trans- formateur 8 qui comporte un entrefer dans son circuit magnétique.
Lorsque pour une raison quelconque, le courant alternatif n'arrive pas au transfor- inateur 8, le contact 23 tombe et établit un circuit d'alimentation des feux sur la pile de secours 22.
La fig. 6 représente le schéma d'un dis positif de commande et de contrôle de signaux. La disposition est tout à fait analogue à celle de la fig. 5. On trouve au poste A ou poste de commande, alimenté en courant alternatif par le secteur (120 ou 210 volts), le transforma teur 3 qui transmet sous une tension conve nable le courant au signal par l'intermédiaire du poste B par un fil 1 (fil unique de com mande et de contrôle). Le condensateur 5 em pêche le courant continu provenant de la bat terie 12 de circuler dans le secondaire du transformateur.
La self i empêche le courant alternatif de circuler dans l'appareil indica teur 6" irais n'oppose qu'une faible résistance au passage du courant de contrôle. La protec tion du côté secteur est réalisée au moyen de fusibles sous verre. En outre, la ligne est pro tégée contre les surtensions par un parafou dre 23 et par un limiteur de tension à gaz 24.
Au poste B ou poste de réception, on trouve le transformateur 8 qui reçoit le cou rant alternatif par l'intermédiaire du fil 1 et dont le secondaire peut comporter plusieurs prises permettant d'alimenter soit une lampe, soit deux lampes en série du signal 15. A ce poste de réception est prévue, comme précé- deinnient, une pile 12 pour le courant de con trôle qui alimente par le fil 1 l'appareil indi cateur 6 placé au poste de commande. En outre, un parafoudre de protection 25 est éga lement prévu. Le commutateur 13 peut tou jours être commandé électromagnétiquement depuis le poste A.
Dans tous les exemples ci-dessus donnés, on a prévu que les filtres élémentaires ou réac tances de protection étaient constitués par des selfs et des condensateurs tels que les selfs 14 et les condensateurs 5 et 11, mais il est bien évident que ces selfs et condensateurs peuvent être remplacés par tous autres filtres et, par exemple, par des circuits complexes mettant en jeu des phénomènes de résonance.
Il est bien évident, en outre, que l'inven tion ci-dessus décrite dans son application à la commande des signaux de trafic ferroviaire pourrait trouver son application dans d'au tres cas où il s'agirait d'effectuer une com mande électrique à distance et de contrôler en même temps la bonne exécution de cette commande.