EP2748050A1 - Système de détection d'un shunt sur une voie ferroviaire - Google Patents

Système de détection d'un shunt sur une voie ferroviaire

Info

Publication number
EP2748050A1
EP2748050A1 EP12773114.9A EP12773114A EP2748050A1 EP 2748050 A1 EP2748050 A1 EP 2748050A1 EP 12773114 A EP12773114 A EP 12773114A EP 2748050 A1 EP2748050 A1 EP 2748050A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit
shunt
impedance
receiver
track
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12773114.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Marc Antoni
Francis LERDU
Emmanuel RIGAUD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SNCF Reseau
Original Assignee
SNCF Mobilites
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SNCF Mobilites filed Critical SNCF Mobilites
Publication of EP2748050A1 publication Critical patent/EP2748050A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/18—Railway track circuits
    • B61L1/181—Details
    • B61L1/187—Use of alternating current

Definitions

  • the invention relates to the field of railway track circuits and more particularly to a management module, a system and a method for detecting a mobile or an object establishing a shunt between two rails.
  • a railway track includes two rails installed side by side and on which a railway vehicle can run.
  • Such a railway vehicle comprises a plurality of axles or bogies each comprising at least two wheels.
  • Each track of the railway track receives one of the wheels of each axle of the railway vehicle so that the railway vehicle can roll on the track.
  • track circuits In order to detect a railway vehicle on the track, a rail break or the presence of a foreign body across the track, it is known to use track circuits.
  • the track can thus be divided into a plurality of successive track circuits, two consecutive track circuits being separated by at least one seal, for example a pair of mechanical seals or an electrical seal.
  • a track circuit thus comprises an insulated portion of two rails connected to a joint at each of its ends.
  • a transmitter connected to one end of the rail portion, sends a signal in the isolated section thus formed, circulating a current at a certain intensity, while a receiver can measure the power to the other end of the section of rails.
  • the channel circuit has undergone a change of state.
  • a change of state can be induced, for example, by the breaking of the rail or by the circulation of a railway vehicle.
  • detection is particularly important for the rail sector because it is the foundation of a railway safety system, thus avoiding any collision between railway vehicles, for example.
  • a path circuit can be used to detect a limit value, fixed in time, of pure resistance called theoretical shunt resistance so that the impedance of the axle is always lower than this theoretical shunt resistance, deviant enough current to allow the receiver to detect the movement of a railway vehicle on the track.
  • theoretical limit shunt resistor is small, between 0.15 and 0.5 Ohm, and varies with distance, it can happen that the impedance of the axle is greater than the theoretical limit shunt resistor, in particular at a certain point of the track circuit, thus not deviating enough current in the shunt so that the detection of the railway vehicle is not carried out continuously by the receiver on the whole of the track circuit.
  • the invention aims to eliminate at least some of these disadvantages. It relates to a system for detecting a shunt on a track, said track comprising two rails, said system comprising:
  • an emitter connected to one end of the rail portion and configured so as to impose a voltage between the two rail portions and to induce the passage of a current
  • a receiver connected to the other end of the rail portion and configured to detect power between the two rail portions
  • the rail portion, the seals, the transmitter and the receiver forming an electrical path circuit able to receive the current emitted by the transmitter, the receiver being able to detect a shunt connecting the rails of the rail portion when the impedance of said shunt is less than a theoretical limiting limit of detection of the track circuit,
  • said track circuit is configured such that the impedance of a shunt connecting the rails of the rail portion is less than the theoretical limit resistance of the track circuit regardless of the position of the shunt in the circuit of way.
  • this allows the detection of a shunt and / or a circulation of an axle whose impedance is equal to the characteristic impedance of the portion of rails that extends between the transmitter and the receiver, that is, this allows the limiting theoretical resistance to be substantially equal to the characteristic impedance that is constant throughout the path circuit.
  • the system thus makes it possible to systematically detect any shunt impedance less than the characteristic impedance of the portion of rails that extends between the transmitter and the receiver.
  • the system is configured so that the voltage across the shunt is independent of the position of the shunt on the rail portion. This ensures an optimal and constant efficiency of the shunt regardless of the position of the shunt on the isolated section and its possible sensitivity to the current flowing through it.
  • the transmitter is configured to minimize the impedance of the shunt. This ensures that the impedance of the shunt is lower than the theoretical limit resistance of the track circuit.
  • the system is configured to maintain the theoretical limit shunt resistance beyond 0.5 Ohm, or even 1 Ohm. This ensures that the limiting theoretical resistance of the track circuit is greater than the impedance of the shunt.
  • the intensity of the current in the shunt is greater than 1 effective amperes or, preferably, and the voltage imposed by the transmitter is greater than 2 volts effective in the absence of shunt in the circuit between the transmitter and the transmitter. receiver.
  • This ensures that the impedance of the shunt is less than the theoretical limit resistance of the track circuit.
  • An intensity greater than 1 Ampere makes it possible to ensure that the entire track lane is correctly bridged, not just a shunt. For example, this makes it possible to maintain the conduction in the axle independently of the rust thickness of the rail. Voltage higher than 2 volts makes it possible to guarantee correct shunting of an axle when a train arrives on the track circuit both on the transmission side and on the reception side, where the voltage is lower.
  • the impedance of the assembly formed by the emitter and the associated seal is equal to the impedance of the assembly formed by the receiver and the associated seal.
  • the impedance of the assembly formed of the transmitter and the associated seal is equal to the impedance of the assembly formed by the receiver and the associated seal and is equal to the impedance of the portion of rails that extends between the transmitter and the receiver.
  • the signal transmission in the track circuit is thus fully adapted, making it possible to guarantee that the intensity of the current in the shunt is greater than 1 amperes effective and that the voltage imposed by the transmitter is greater than 2 Volts effective in the absence of shunt in the circuit between the transmitter and the receiver.
  • the system comprises at least one compensation capacitor disposed between the two rail portions, preferably a plurality.
  • the impedance of the receiver is equal to the impedance of the transmitter and equal to the impedance of the portion of rails that extends between the transmitter and the receiver, whatever the frequency of the channel circuit , its length, its constitution, the isolation of the way.
  • the existing channel circuits do not satisfy this double equality because their transmission and reception impedances are different (reception in high impedance and emission in low impedance), the characteristic impedance of the channel being by nature a function of the isolation of the way that depends on the climatic conditions.
  • the shunt efficiency is identical regardless of the position of the shunt on the track circuit, this is not the case in non-compensated track circuits.
  • the real parts and the respective imaginary parts of the impedance of the receiver and the impedance of the transmitter are chosen so that the impedance of the receiver is equal to the impedance of the transmitter.
  • the emitter transmits a signal at a given frequency, modulated or not
  • the seals are electrical separation seals, respectively in transmission and in reception
  • the circuit further comprises at least one arranged capacitance. between the two rails, the distance between the capacitor and the seal in reception constituting an adaptation step of the transmission of the signal, each step being arranged so as to be adapted to the frequency of the signal emitted in the circuit.
  • the seals are mechanical seals equipped with an inductive connection, fulfilling the same role as an electrical seal.
  • the system comprises:
  • a first channel comprising a first channel circuit and a second channel circuit separated by an electrical joint, whose frequency of the first channel circuit is substantially equal to 1700 Hz and the frequency of the second channel circuit is substantially equal to 2300 Hz ,
  • a second channel comprising a third channel circuit and a fourth channel circuit separated by an electrical joint, whose frequency of the third channel circuit is substantially equal to 2000 Hz and the frequency of the fourth channel circuit is substantially equal to 2600 Hz ,
  • each track circuit comprising at least one compensation device, characterized in that the pitch between each compensation device is substantially equal to 70 m for the first circuit, 140 m for the first circuit, second circuit, 90 m for the third circuit, 180 for the fourth circuit.
  • these frequencies may be different, for example 2040, 2760, 2400 and 3120 Hz, respectively.
  • the length of the rail portion is less than 2500 m.
  • the output voltage of the transmitter is furthermore limited to 6 V.
  • the invention also relates to a method for adjusting a system, as defined above, for detecting a shunt on a track, said track comprising two rails, said system comprising:
  • an emitter connected to one of the ends of the rail portion and configured so as to impose a voltage between the two rows of the rail portion and induce the passage of a current
  • a receiver connected to the other end of the rail portion and configured to detect a power between the two rows of the rail portion
  • said method comprising the step of configuring the transmitter and the receiver so that at the channel circuit frequency the receiver impedance is equal to the transmitter impedance and the impedance of the transmitter. portion of rails that extends between the transmitter and the receiver.
  • the emitter transmits a signal at a given frequency
  • the seals are electrical separation seals, respectively in transmission and in reception
  • the circuit furthermore comprises at least one compensation device, (For example, a capacitance) disposed between the two rails, the distance between the compensation device and the seal constituting a compensation step of the signal transmission
  • the configuration step further comprises the steps of:
  • the impedance of the assembly formed by the receiver and the electrical seal in reception is determined
  • the compensation step is tuned to the frequency of the signal emitted in the circuit and to the value of the determined impedance
  • the impedance of the assembly formed by the emitter and the electrical transmission joint is attributed so that it is equal to the determined impedance
  • the transmitter is set so that it simultaneously delivers a current greater than 1 A and a voltage greater than 2 V in the electric circuit
  • the receiver is adjusted so that it detects any power drop below a predefined threshold in order to detect a shunt on the rail portion.
  • FIG. 1 illustrates a railway track circuit
  • FIG. 2 illustrates two railway tracks each comprising two track circuits
  • FIG. 3 illustrates a railway vehicle axle resting on two rails of a railway track
  • FIG. 4 illustrates an equivalent electrical modeling of the axle of FIG. 3 traveling at low speed on the rails
  • FIG. 5a illustrates an equivalent electrical modeling of the axle of FIG. 3 traveling beyond a certain speed on the rails
  • FIG. 5b illustrates a current diagram that is a function of the channel voltage
  • FIG. 6 illustrates the track circuit of FIG. 1 further comprising a shunt induced by a railway vehicle axle
  • FIG. 7a illustrates an equivalent electrical modeling of the track circuit according to the free channel invention
  • FIG. 7b illustrates an equivalent electrical modeling of the track circuit according to the invention with occupied track
  • FIG. 8 illustrates an equivalent electrical modeling of the track circuit according to the invention
  • FIG. 9 illustrates an equivalent electrical model of an electrical separation joint according to the invention
  • FIG. 10 illustrates a current diagram that is a function of the track voltage
  • FIG. 11 illustrates a current diagram that is a function of the track voltage
  • FIG. 10 illustrates a useful power diagram function of the impedance brought to the transmitter.
  • a track circuit 1, illustrated in FIG. 1, comprises a track portion formed of two rails 2a and 2b connected at each of its ends to a joint 10 and 20.
  • a receiver 6 connected to the other end of the rail portion is configured to detect power between the two rail portions 2a and 2b.
  • the transmitter 4 makes it possible to send a signal in the track circuit 1 thus formed, circulating a current at a certain intensity, while the receiver 6, connected to the other end of the rail portion (2a, 2b), allows to measure the power.
  • a railway track thus comprises a plurality of successive track circuits, for example extending over approximately 2000 m each and separated by separating joints, for example electric.
  • four different channel circuits 1 .1, 1 .2, 1 .3, 1 .4, arranged in two successively and by two side-by-side on two different paths will receive signals to four different frequencies. These frequencies can be, for example, 1700, 2000, 2300 and 2600 Hz.
  • the first path and the second path are adjacent and spaced a few meters, at most 10 meters.
  • a railway vehicle comprises a plurality of axles or bogie each comprising at least two wheels. Each track of the railway track receives one of the wheels of each axle of the railway vehicle so that the railway vehicle can roll on the track.
  • FIG. 3 illustrates an axle 30 of a railway vehicle placed on two rails 2a and 2b of a railway track circuit.
  • Such an axle 30 comprises an axis 31 and two wheels 32a and 32b configured to come into contact with the rails 2a and 2b statically or while driving the railway vehicle.
  • the axle 30 can be modeled electrically by (ie is electrically equivalent to) an impedance Z s (f), called impedance of the axle, surrounded by two resistors R c i and R C 2 respectively connected to the rails 2a and 2b as shown in Figure 3.
  • Z s (f) is the shunt resistance theoretical limit required by law to allow the start of operation the track circuit
  • Z (f) "R SLT -
  • the axle 30 can be modeled electrically by an equivalent resistance comprising an impedance Z s (f) surrounded by two electric groups.
  • Each group being connected to a rail 2a (respectively 2b) and comprising a resistor R in parallel with a resistor R d i (respectively R D2 ) in series with a voltage diode bridge U d i (respectively U d 2) as illustrated in Figure 5a.
  • the voltage between the rails 2a and 2b is, at a minimum, at certain points of the track circuit less than the sum of the voltages U d i and U d2 , which implies that the resistors R d i and R D2 , traversed by a low current, then take very large values, too large compared to the resistance of the theoretical limit shunt that the circuit must detect regulatory to be put into operation, as shown in Figure 5b, while their values should be lower than the theoretical limit shunt resistance, for example as R d 3 in Figure 5b.
  • Figure 6 illustrates the circuit of Figure 1 further comprising a shunt constituted by an axle 30 as defined above.
  • the equivalent impedance in reception that is to say the impedance equivalent to the receiving joint 20 and the receiver 6 is equal to the equivalent impedance in transmission, that is to say ie the impedance equivalent to the transmission joint 10 and the transmitter 4, and also equal to the impedance of the portion of rails that extends between the transmitter 4 and the receiver 6.
  • the track circuit 1 is then modeled electrically by an equivalent circuit comprising the voltage E, a resistance R c in emission, an equal resistance R c in reception and the resistor R s in parallel with the resistor R c in reception, as illustrated by FIG. 7b.
  • the resistance R s is equal to the resistance
  • circuit 1 used to make such an adaptation.
  • the circuit is configured so that:
  • the short circuit current always exceeds 1 Ampere over a given range, for example 2200m which is the length of the conventional line circuit circuit,
  • the distance of non-detection of a shunt 30 at the joints 10 and 20 is less than 3m
  • a short circuit current that is to say in the shunt 30, l cc in an axle (ie in the shunt) greater than I UM , for example 1 Ampere.
  • the circuit 1 is configured so that the real characteristic impedance Z c (f) of the channel is equal to the terminal impedance Z JE s (f) of each of the two separation joints (JES ) 10 and 20, real, view from the side of the track (Z c (f) ⁇ Z JE s (f)) -
  • This equality makes it possible to cancel the stationary wave ratio on the track circuit, to reduce the dynamic of it and maintain a constant residual voltage for a shunt resistor R S fixed.
  • This makes it possible in particular to increase the theoretical limited shunt resistor value (R SLT ) up to 2.5 Ohm in practice, that is to say substantially equal to the reception resistance R C.
  • the circuit 1 is configured so that the transmitter 4 is set so that the lowest free path voltage U is always greater than U LIM (2 volts effective).
  • the transmitter 4 is thus configured to provide maximum useful power in this configuration.
  • the transmitter 4 therefore has a non-linear behavior of the transmitter, as described with reference to FIG. 12 below.
  • the transmitter 4 is furthermore configured so that the short-circuit current I cc in a railway axle 30 is always greater than a predefined value I UM , for example 1 effective amperes, despite the non-linear behavior of the transmitter.
  • the non-detection of the shunt 30 at the joints 10 and 20 and at each position of the shunt on the remote channel section a multiple of the half wavelength (lambda / 2) of the transmitter is then thwarted, even completely canceled, in particular because of the non-linear behavior of the transmitter 4 and the weak dynamics of the track circuit 1.
  • a delay, for example 2s, of the receiver can, if necessary, cover the time for traffic to pass from one point to another.
  • Such an electrical joint 10 (respectively 20) comprises a tuning block at the frequency of the contiguous track circuit, an airway inductance and a tuning block at the frequency of the track circuit 35a, 36a, 37a (respectively 35b, 36b, 37b) each disposed between the rails 2a and 2b.
  • the centrally located inductance 36a (respectively 36b) can be placed at given distances D1 and D2 from the other two chord blocks 35a and 37a (respectively 35b and 37b), as illustrated in FIG.
  • D1 and D2 can be, for example, respectively 13 and 14m (respectively lower frequency side and higher frequency) for sinusoidal signals of frequency Fo equal to 1700, 2000, 2300 or 2600Hz, for example, modulated by frequency shift, as described above. above with reference to Figure 2.
  • Compensation capacitors C for example of 22 F, known from the prior art, can be arranged between the rails 2a and 2b of the track circuit 1 as illustrated in FIG. 8.
  • the compensation capacitor C closest to the seal in reception 20 may be placed at a predefined distance from the receiving joint 20 called half-pitch P / 2.
  • the half-steps P / 2 are constant and fixed for each frequency of the channel circuits 1 .1, 1 .2, 1 .3, 1 .4: for example, 70/2, 90/2, 140/2 and 180 / 2m respectively for the frequencies 1700, 2000, 2300 and 2600Hz.
  • the compensation capacitor C preceding the compensation capacitor C closest to the reception seal 20 may be placed at a predetermined distance from the compensation capacitor C closest to the reception seal 20 called the compensation step P.
  • Such a step is variable around, according to the same example, 70, 90, 140 and 180 m depending on the actual length of the channel circuits 1 .1, 1 .2, 1 .3, 1 .4.
  • the method for obtaining this configuration of the channel circuit is as follows for a plurality of circuits as described above with reference to FIG.
  • the seam is received in reception of the channel circuits 1 .1, 1 .2, 1 .3, 1 .4 for each of the four frequencies by varying the positioning of the airway inductance 36b. in center of joint and considering frequency pairs (for example 1700-2300 Hz and 2000-2600 Hz).
  • the impedance Z JE s (f) observed between the two rows of rails 2a and 2b must preferably be as real and as high as possible in view of losses in the rails.
  • the values of the components constituting the joints can lead, for example, to joints of 14m for 2300 or 2600Hz and 13m for 1700 or 2000 Hz.
  • the receiving circuit including, for example, an adaptation transformer, cables, an input impedance of the receiver, an eventual inductance, etc.
  • the receiving circuit is tuned so that the impedance reduced to Z R ( f) on the receiving joint 20 is real and as high as possible.
  • the compensation step is defined according to the value of C (F / km) and the value of the compensation capacity (for example, 22 F).
  • Thévenin impedance equal to the characteristic impedance previously defined.
  • the transmitter is then set so that the maximum payload is delivered for the "free path" channel circuit and this provides a minimum path voltage greater than U LIM (for example, 2 volt).
  • the receiver is set so that it detects any passage of the input voltage to a value lower than the value U 'defined above (detection threshold effective reception voltage).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Système de détection d'un shunt sur une voie, ladite voie comprenant deux rails, ledit système comprenant : - une portion de rails (2a, 2b), isolée du reste du rail par un joint (10, 20) en chacune de ses deux extrémités, - un émetteur (4) relié à l'une des extrémités de la portion de rails (2a, 2b) et configuré de sorte à imposer une tension entre les deux portions de rails (2a, 2b) et induire le passage d'un courant, - un récepteur (6) relié à l'autre extrémité de la portion de rails (2a, 2b) et configuré de sorte à détecter une puissance entre les deux portions de rails (2a, 2b), la portion de rails (2a, 2b), les joints (10, 20), l'émetteur (4) et le récepteur (6) formant un circuit électrique de voie (1 ) apte à recevoir le courant émis par l'émetteur (4), le récepteur (6) étant apte en outre à détecter un shunt (30) reliant les rails de la portion de rails (2a, 2b) lorsque l'impédance dudit shunt (30) est inférieure à une résistance théorique limite de détection du shunt du circuit de voie (1 ), système caractérisé en ce que ledit circuit de voie (1 ) est configuré de sorte que l'impédance d'un shunt (30) reliant les rails de la portion de rails (2a, 2b) soit inférieure à la résistance théorique limite du circuit de voie (1 ) quel que soit le positionnement du shunt (30) dans le circuit de voie (1 ).

Description

Système de détection d'un shunt sur une voie ferroviaire
L'invention concerne le domaine des circuits de voie ferroviaire et plus particulièrement un module de gestion, un système et un procédé de détection d'un mobile ou d'un objet établissant un shunt entre deux rails.
Une voie ferroviaire comprend deux rails installés côte-à-côte et sur lesquels peut circuler un véhicule ferroviaire. Un tel véhicule ferroviaire comprend une pluralité d'essieux ou bogies comportant chacun au moins deux roues. Chaque rail de la voie ferroviaire reçoit l'une des roues de chaque essieu du véhicule ferroviaire de sorte que le véhicule ferroviaire puisse rouler sur la voie.
Afin de détecter un véhicule ferroviaire sur la voie, une rupture du rail ou la présence d'un corps étranger en travers de la voie, il est connu d'utiliser des circuits de voie. La voie peut ainsi être divisée en une pluralité de circuits de voie successifs, deux circuits de voie consécutifs étant séparés par au moins un joint, par exemple une paire de joints mécaniques ou un joint électrique. Un circuit de voie comprend ainsi une portion isolée de deux rails reliés à un joint en chacune de ses extrémités. Un émetteur, relié à une extrémité de la portion de rails, permet d'envoyer un signal dans la section isolée ainsi formée, faisant circuler un courant à une certaine intensité, tandis qu'un récepteur permet d'en mesurer la puissance à l'autre extrémité de la section de rails. Ainsi, lorsque la puissance du signal détectée par le récepteur passe en dessous d'un certain seuil de détection, on en déduit que le circuit de voie a subi un changement d'état. Un tel changement peut être induit par exemple par la rupture du rail ou par la circulation d'un véhicule ferroviaire. Une telle détection est particulièrement importante pour le domaine ferroviaire car elle constitue le fondement d'un système de sécurité ferroviaire, évitant ainsi toute collision entre engins ferroviaires, par exemple.
Dans le cas d'une rupture de rail, un courant nettement plus faible circule dans le circuit de voie et le récepteur détecte de facto un changement d'état. Dans le cas d'une circulation d'un véhicule ferroviaire, l'essieu du véhicule ferroviaire se comporte, vis-à-vis du circuit de voie, comme une impédance indépendante de la tension en voie et du courant la traversant, ce qui créé un shunt sur le circuit de voie. Un tel shunt dévie une partie du courant imposé par l'émetteur de sorte que le récepteur reçoit un courant de plus faible intensité que celui induit par l'émetteur. La puissance associée à un tel courant de plus faible intensité peut alors être en deçà du seuil de détection, indiquant ainsi un changement d'état du circuit de voie et donc un problème sur la voie ou l'impossibilité d'emprunter cette voie par un autre engin ferroviaire.
En théorie, un circuit de voie permet de détecter une valeur limite, fixe dans le temps, de résistance pure appelée résistance de shunt limite théorique de sorte que l'impédance de l'essieu soit toujours inférieure à cette résistance de shunt limite théorique, déviant suffisamment de courant pour permettre au récepteur de détecter la circulation d'un véhicule ferroviaire sur la voie. En pratique, dans les circuits de voie existants, étant donné que la résistance de shunt limite théorique est faible, entre 0,15 et 0,5 Ohm, et varie avec la distance, il peut arriver que l'impédance de l'essieu soit supérieure à la résistance de shunt limite théorique, notamment en certain point du circuit de voie, ne déviant ainsi pas assez de courant dans le shunt de sorte que la détection du véhicule ferroviaire n'est pas réalisée en continu par le récepteur sur l'ensemble du circuit de voie.
L'invention vise à éliminer au moins une partie de ces inconvénients. Elle concerne un système de détection d'un shunt sur une voie, ladite voie comprenant deux rails, ledit système comprenant :
- une portion de rails, isolée du reste du rail par un joint en chacune de ses deux extrémités,
- un émetteur relié à l'une des extrémités de la portion de rails et configuré de sorte à imposer une tension entre les deux portions de rails et induire le passage d'un courant, - un récepteur relié à l'autre extrémité de la portion de rails et configuré de sorte à détecter une puissance entre les deux portions de rails,
la portion de rails, les joints, l'émetteur et le récepteur formant un circuit électrique de voie apte à recevoir le courant émis par l'émetteur, le récepteur étant apte à détecter un shunt reliant les rails de la portion de rails lorsque l'impédance dudit shunt est inférieure à une résistance théorique limite de détection du circuit de voie,
système caractérisé en ce que ledit circuit de voie est configuré de sorte que l'impédance d'un shunt reliant les rails de la portion de rails soit inférieure à la résistance théorique limite du circuit de voie quel que soit le positionnement du shunt dans le circuit de voie.
Ceci permet de détecter systématiquement et continûment la présence d'un shunt sur la portion de rails. En particulier, cela permet la détection d'un shunt et/ou d'une circulation d'un essieu dont l'impédance est égale à l'impédance caractéristique de la portion de rails qui s'étend entre l'émetteur et le récepteur, c'est-à-dire que cela permet à la résistance théorique limite d'être sensiblement égale à la l'impédance caractéristique qui est constante toute au long du circuit de voie. Le système permet ainsi de détecter systématiquement toute impédance de shunt inférieure à l'impédance caractéristique de la portion de rails qui s'étend entre l'émetteur et le récepteur.
De préférence, le système est configuré de sorte que la tension aux bornes du shunt soit indépendante de la position du shunt sur la portion de rails. Cela permet de garantir une efficacité optimale et constante du shunt indépendamment de la position de celui-ci sur la section isolée et de son éventuelle sensibilité au courant le traversant.
Selon un aspect de l'invention, l'émetteur est configuré de sorte à minimiser l'impédance du shunt. Cela permet d'assurer que l'impédance du shunt soit inférieure à la résistance théorique limite du circuit de voie. Selon un autre aspect de l'invention, le système est configuré de sorte à maintenir la résistance de shunt limite théorique au-delà de 0,5 Ohm, voire 1 Ohm. Cela permet d'assurer que la résistance théorique limite du circuit de voie soit supérieure à l'impédance du shunt.
Avantageusement, l'intensité du courant dans le shunt est supérieure à 1 Ampère efficace ou, de préférence et, la tension imposée par l'émetteur est supérieure à 2 Volts efficace en l'absence de shunt dans le circuit entre l'émetteur et le récepteur. Ceci permet d'assurer que l'impédance du shunt soit inférieure à la résistance théorique limite du circuit de voie. Une intensité supérieur à 1 Ampère permet de garantir le maintien sur toute la longueur du circuit de voie un shuntage correct d'un essieu, et non seulement d'un shunt. Par exemple, cela permet de maintenir la conduction dans l'essieu indépendamment de l'épaisseur de rouille du rail. Une tension supérieure à 2 Volts permet de garantir établissement du shuntage correct d'un essieu lorsqu'un train arrive sur le circuit de voie aussi bien du côté émission que du côté réception, où la tension est plus faible.
Selon un aspect de l'invention, l'impédance de l'ensemble formé de l'émetteur et du joint associé est égale à l'impédance de l'ensemble formé du récepteur et du joint associé. Ceci permet d'assurer qu'il existe une possibilité de compenser la section de voie afin d'en optimiser la transmission et ainsi assurer que toute altération des conditions de transmission aura un impact utile sur la puissance en entrée de récepteur.
Selon un aspect de l'invention, l'impédance de l'ensemble formé de l'émetteur et du joint associé est égale à l'impédance de l'ensemble formé du récepteur et du joint associé et est égale à l'impédance de la portion de rails qui s'étend entre l'émetteur et le récepteur. La transmission de signal dans le circuit de voie est ainsi intégralement adaptée, permettant de garantir que l'intensité du courant dans le shunt est supérieure à 1 Ampère efficace et que la tension imposée par l'émetteur est supérieure à 2 Volts efficace en l'absence de shunt dans le circuit entre l'émetteur et le récepteur.
Avantageusement, le système comprend au moins une capacité de compensation disposée entre les deux portions de rail, de préférence une pluralité.
De préférence, l'impédance du récepteur est égale à l'impédance de l'émetteur et égale à l'impédance de la portion de rails qui s'étend entre l'émetteur et le récepteur, quels que soient la fréquence du circuit de voie, sa longueur, sa constitution, l'isolement de la voie. Les circuits de voie existants ne satisfont pas à cette double égalité car leurs impédances d'émission et de réception sont différentes (réception en haute impédance et émission en basse impédance), l'impédance caractéristique de la voie étant par nature fonction de l'isolement de la voie qui lui dépend des conditions climatiques. Une telle double égalité permet en outre d'assurer d'une part, que toute altération des conditions de transmission aura un impact utile sur la puissance en entrée de récepteur et, d'autre part, que la puissance résiduelle reçue par le récepteur en présence d'un shunt résistif sera constante indépendamment de sa position sur la section isolée. De plus, cela permet au circuit de voie d'être optimisé de manière à ce que le rendement énergétique entre émetteur et récepteur soit maximal. Ainsi, toute altération du circuit, notamment l'arrachage d'une ou plusieurs capacités de compensation disposées sur la voie entre les deux rails ne se traduit pas par un rendement inférieur comme cela est le cas dans l'art antérieur. De plus, lorsque le circuit de voie est compensé, par exemple par l'utilisation de capacités de compensation disposées entre les portions de rails du système, l'efficacité de shuntage est identique quelle que soit la position du shunt sur le circuit de voie, ce qui n'est pas le cas dans les circuits de voie non-compensés. Selon une caractéristique de l'invention, les parties réelles et les parties imaginaires respectives de l'impédance du récepteur et de l'impédance de l'émetteur sont choisies de sorte que l'impédance du récepteur est égale à l'impédance de l'émetteur.
Selon un autre caractéristique de l'invention, l'émetteur émet un signal à une fréquence donnée, modulé ou non, les joints sont des joints électriques de séparation, respectivement en émission et en réception, le circuit comprend en outre au moins une capacité disposées entre les deux rails, la distance entre la capacité et le joint en réception constituant un pas d'adaptation de la transmission du signal, chaque pas étant agencé de sorte à être adapté à la fréquence du signal émis dans le circuit.
On notera que ladite fréquence peut être la fréquence centrale dans le cas d'un circuit de voie modulé. Selon un autre aspect de l'invention, les joints sont des joints mécaniques équipés d'une connexion inductive, remplissant le même rôle qu'un joint électrique.
Selon un aspect de l'invention, le système comprend :
- une première voie comprenant un premier circuit de voie et un deuxième circuit de voie séparés par un joint électrique, dont la fréquence du premier circuit de voie est substantiellement égale à 1700 Hz et la fréquence du deuxième circuit de voie est substantiellement égale à 2300 Hz,
- une seconde voie comprenant un troisième circuit de voie et un quatrième circuit de voie séparés par un joint électrique, dont la fréquence du troisième circuit de voie est substantiellement égale à 2000 Hz et la fréquence du quatrième circuit de voie est substantiellement égale à 2600 Hz,
- la première voie et la deuxième voie étant adjacentes
- chaque circuit de voie comprenant au moins un dispositif de compensation, caractérisé en ce que le pas entre chaque dispositif de compensation est substantiellement égal à 70 m pour le premier circuit, 140 m pour le deuxième circuit, 90 m pour le troisième circuit, 180 pour le quatrième circuit.
Ceci s'applique notamment dans le cas d'une voie ballastée.
De plus, dans la cas de lignes à traction 60 Hz, ces fréquences peuvent être différentes, par exemple, respectivement 2040, 2760, 2400 et 3120 Hz.
Avantageusement, la longueur de la portion de rails est inférieure à 2500 m.
Selon une caractéristique de l'invention, la tension de sortie de l'émetteur est en outre limitée à 6 V. L'invention concerne aussi un procédé de réglage d'un système, tel que défini ci-dessus, de détection d'un shunt sur une voie, ladite voie comprenant deux rails, ledit système comprenant :
- une portion de rails, isolée du reste du rail par un joint en chacune de ses deux extrémités,
- un émetteur relié à l'une des extrémités de la portion de rail et configuré de sorte à imposer une tension entre les deux files de la portion de rail et induire le passage d'un courant,
- un récepteur relié à l'autre extrémité de la portion de rail et configuré de sorte à détecter une puissance entre les deux files de la portion de rail,
ledit procédé comprenant l'étape selon laquelle on configure l'émetteur et le récepteur de sorte à ce que à la fréquence du circuit de voie l'impédance du récepteur soit égale à l'impédance de l'émetteur et à l'impédance de la portion de rails qui s'étend entre l'émetteur et le récepteur. De préférence, l'émetteur émet un signal à une fréquence donnée, les joints sont des joints électriques de séparation, respectivement en émission et en réception, le circuit comprend en outre au moins un dispositif de compensation, (par exemple, une capacité), disposé entre les deux rails, la distance entre le dispositif de compensation et le joint constituant un pas de compensation de la transmission du signal, l'étape de configuration comprend en outre les étapes selon lesquelles :
- on détermine l'impédance de l'ensemble formé du récepteur et du joint électrique en réception,
- on accorde le pas de compensation à la fréquence du signal émis dans le circuit et à la valeur de l'impédance déterminée,
- on accorde l'impédance de l'ensemble formé de l'émetteur et du joint électrique en émission de sorte à ce qu'elle soit égale à l'impédance déterminée,
- on règle l'émetteur de sorte à ce que celui-ci délivre simultanément un courant supérieur à 1 A et une tension supérieure à 2 V dans le circuit électrique,
- on règle le récepteur de sorte qu'il détecte toute chute de puissance en deçà d'un seuil prédéfini afin de détecter un shunt sur la portion de rail.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés correspondants (des références identiques portant sur des objets semblables) dans lesquels :
- la figure 1 illustre un circuit de voie ferroviaire,
- la figure 2 illustre deux voies ferroviaires comprenant chacune deux circuits de voie,
- la figure 3 illustre un essieu de véhicule ferroviaire posé sur deux rails d'une voie de chemin de fer,
- la figure 4 illustre une modélisation électrique équivalente de l'essieu de la figure 3 circulant à faible vitesse sur les rails,
- la figure 5a illustre une modélisation électrique équivalente de l'essieu de la figure 3 circulant au-delà d'une certaine vitesse sur les rails,
- la figure 5b illustre un diagramme de courant fonction de la tension de voie,
- la figure 6 illustre le circuit de voie de la figure 1 comprenant en outre un shunt induit par un essieu de véhicule ferroviaire, - la figure 7a illustre une modélisation électrique équivalente du circuit de voie selon l'invention à voie libre,
- la figure 7b illustre une modélisation électrique équivalente du circuit de voie selon l'invention à voie occupée,
- la figure 8 illustre une modélisation électrique équivalente du circuit de voie selon l'invention,
- la figure 9 illustre une modélisation électrique équivalente d'un joint électrique de séparation selon l'invention,
- la figure 10 illustre un diagramme de courant fonction de la tension de voie, - la figure 1 1 illustre un diagramme de courant fonction de la tension de voie,
- la figure 10 illustre un diagramme de puissance utile fonction de l'impédance ramenée sur l'émetteur.
Un circuit de voie 1 , illustré par la figure 1 , comprend une portion voie formée de deux rails 2a et 2b reliée en chacune de ses extrémités à un joint 10 et 20.
Un émetteur 4, relié à une extrémité de la portion de rails 2a et 2b, est configuré de sorte à imposer une tension entre les deux portions de rails 2a et 2b de sorte à induire le passage d'un courant. Un récepteur 6, relié à l'autre extrémité de la portion de rails, est configuré de sorte à détecter une puissance entre les deux portions de rails 2a et 2b. Ainsi, l'émetteur 4 permet d'envoyer un signal dans le circuit de voie 1 ainsi formé, faisant circuler un courant à une certaine intensité, tandis que le récepteur 6, connecté à l'autre extrémité de la portion de rails (2a, 2b), permet d'en mesurer la puissance.
Ainsi, lorsque la puissance du signal détectée par le récepteur 6 passe en dessous d'un certain seuil de détection, on en déduit que le circuit de voie 1 a subi un changement d'état. Un tel changement peut être induit par exemple par la rupture d'un rail (2a, 2b) ou par la circulation d'un véhicule ferroviaire (non représenté). Une voie ferroviaire comprend ainsi une pluralité de circuits de voie successifs, par exemple s'étendant sur environ 2000 m chacun et séparés par des joints de séparation, par exemple électriques. Afin d'éviter les interférences entres les circuits de voie, il est connu d'utiliser des fréquences différentes entre deux circuits de voie successifs sur une même voie et aussi entre deux groupes de circuits sur des voies adjacentes.
Ainsi, comme illustré par la figure 2, quatre circuits de voie différents 1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4, disposés par deux successivement et par deux côte-à-côte sur deux voies différentes recevront des signaux à quatre fréquences différentes. Ces fréquences peuvent être, par exemple, 1700, 2000, 2300 et 2600 Hz. La première voie et la deuxième voie sont adjacentes et espacées de quelques mètres, au maximum 10 mètres.
Un véhicule ferroviaire comprend une pluralité d'essieux ou bogie comportant chacun au moins deux roues. Chaque rail de la voie ferroviaire reçoit l'une des roues de chaque essieu du véhicule ferroviaire de sorte que le véhicule ferroviaire puisse rouler sur la voie.
La figure 3 illustre un essieu 30 d'un véhicule ferroviaire posé sur deux rails 2a et 2b d'un circuit de voie ferroviaire. Un tel essieu 30 comprend un axe 31 et deux roues 32a et 32b configurées pour venir au contact des rails 2a et2b statiquement ou en roulage du véhicule ferroviaire.
Lorsqu'un tel essieu 30 est au contact des rails 2a et 2b, on dit qu'il constitue un shunt dans le circuit de voie 1 puisqu'il permet de relier électriquement les deux rails 2a et 2b du circuit de voie 1 . A basse vitesse, par exemple sensiblement moins de 3 km/h, l'essieu 30 peut être modélisé électriquement par (i.e. est électriquement équivalent à) une impédance Zs(f), dite impédance de l'essieu, entourée de deux résistances Rci et RC2 reliées respectivement aux rails 2a et 2b comme illustré par la figure 3. Dans ce cas, Rci ~ RC2 « RSLT, OÙ RSLT est la résistance de shunt limite théorique requise réglementairement pour autoriser la mise en exploitation du circuit de voie, et Z(f) « RSLT-
Lorsque l'essieu se déplace plus rapidement sur les rails 2a et 2b, par exemple à une vitesse sensiblement supérieure à 3 km/h, l'essieu 30 peut être modélisé électriquement par une résistance équivalente comprenant une impédance Zs(f) entourée de deux groupes électriques. Chaque groupe étant relié à un rail 2a (respectivement 2b) et comprenant une résistance R en parallèle avec une résistance Rdi (respectivement RD2) en série avec un pont de diodes en tension Udi (respectivement Ud2) comme illustré par la figure 5a. Dans ce cas, on a Zs(f) « RSLT, R »> RSLT et RD ~ RD2 » RSLT si le circuit de voie n'est pas optimisé ou Rdi ~ RD2 « RSLT si le circuit de voie est optimisé. La résistance équivalente de l'essieu 30 de chemin de fer est variable en fonction :
- de la vitesse de circulation,
- du positionnement de l'essieu en alignement ou en courbe (effet différentiel de l'essieu assurant un glissement de la roue sur le rail du fait de la conicité des roues),
- de la nature non linéaire du contact rail-roue (acier-oxyde-acier).
Dans les solutions existantes, les tensions à la voie et les courants de court- circuit dans l'essieu correspondants étant généralement insuffisants, la résistance équivalente d'un essieu est éminemment variable en fonction de la position sur le circuit de voie et peut être très supérieure à la résistance de shunt limité théorique du circuit de voie (SLT), ne permettant pas à celui-ci de garantir continûment la détection de l'essieu. En particulier, la tension entre les rails 2a et 2b est, a minima en certains points du circuit de voie inférieure à la somme des tensions Udi et Ud2 ce qui implique que les résistances Rdi et RD2, traversées par un courant faible, prennent alors des valeurs très importantes, trop importante par rapport à la résistance du shunt limite théorique que le circuit doit réglementaire détecter pour pouvoir être mis en exploitation, comme illustré par la figure 5b, alors que leurs valeurs devraient être inférieures à la résistance du shunt limite théorique, par exemple comme Rd3 sur la figure 5b.
La figure 6 illustre le circuit de la figure 1 comprenant en outre un shunt constitué par un essieu 30 tel que défini ci-dessus.
Dans le système selon l'invention, l'impédance équivalente en réception, c'est-à-dire l'impédance équivalente au joint en réception 20 et au récepteur 6 est égale à l'impédance équivalente en émission, c'est-à-dire l'impédance équivalente au joint en émission 10 et à l'émetteur 4, et aussi égale à l'impédance de la portion de rails qui s'étend entre l'émetteur 4 et le récepteur 6.
Une telle égalité permet d'adapter intégralement la transmission du signal dans le circuit de voie 1 . La dynamique du circuit de voie 1 reste faible. Cela se traduit notamment par le fait que la tension dans le shunt est indépendante de la position du shunt 30 dans le circuit de voie 1 entre les deux joints 10 et 20. Autrement dit, le récepteur 6 est configuré de sorte à détecter un shunt 30 en tout point du circuit de voie 1 entre l'émetteur 4 et le récepteur 6. Une telle adaptation implique, comme illustré par la figure 7a, une modélisation électrique équivalente du circuit de voie 1 , en voie libre, par un générateur de tension E, une résistance Rc en émission et une résistance égale Rc en réception. La tension U aux bornes de la résistance Rc en réception est alors égale à la tension E minimum divisée par deux : U = Emin / 2.
En voie occupée, c'est-à-dire en présence d'un shunt de résistance Rs, le circuit de voie 1 est alors modéliser électriquement par un montage équivalent comprenant la tension E, une résistance Rc en émission, une résistance égale Rc en réception et la résistance Rs en parallèle de la résistance Rc en réception, comme illustré par la figure 7b. Lorsque la résistance Rs est égale à la résistance
Rc en réception alors la tension U' aux bornes de la résistance Rc en réception est alors égale à la tension E maximum divisée par trois : U' = Emax / 3. Avec une telle configuration, la tension aux bornes du shunt est indépendante de la position du shunt sur les rails. Le seuil du récepteur est alors placé à la valeur U' afin de garantir la détection d'un shunt de l'ordre de grandeur de RC (2,5 à 3 Ohm), ce que permet la faible dynamique du circuit de voie adapté intégralement.
Les éléments du circuit 1 utilisé pour réaliser une telle adaptation sont décrits sur la figure 8. Le circuit est configuré de sorte que :
- le courant de court circuit dépasse toujours 1 Ampère sur une portée donnée, par exemple de 2200m qui est la longueur du circuit de voie sur lignes conventionnelle,
la distance de non-détection d'un shunt 30 au niveau des joints 10 et 20 soit inférieure à 3m,
- une tension résiduelle U' aux bornes du shunt 30, fixée par la valeur de la résistance équivalente d'un essieu de chemin de fer, constante et indépendante de la position du shunt 30 sur les rails 2a et 2b du circuit de voie 1 ,
une tension U à voie libre supérieure à une valeur ULIM fixée, par exemple 2
Volts,
- un courant de court circuit, c'est-à-dire dans le shunt 30, lcc dans un essieu (i.e dans le shunt) supérieur à IUM, par exemple 1 Ampère.
Afin d'adapter la transmission, le circuit 1 est configuré de sorte que l'impédance caractéristique réelle Zc(f) de la voie soit égale à l'impédance terminale ZJEs(f) de chacun des deux joints de séparation (JES) 10 et 20, réelle, vue du côté de la voie (Zc(f) ~ ZJEs(f))- Cette égalité permet d'annuler le taux d'onde stationnaire sur le circuit de voie, de réduire la dynamique de celui-ci et de maintenir une tension résiduelle constante pour une résistance de shunt RS fixe. Ceci permet notamment d'augmenter la valeur de résistance de shunt limité théorique (RSLT) jusqu'à 2,5 Ohm en pratique, c'est-à-dire sensiblement égale à la résistance en réception RC. De plus, le circuit 1 est configuré de sorte que l'émetteur 4 soit réglé de manière à ce que la tension à voie libre U la plus faible soit toujours supérieure à ULIM (2 Volts efficace). L'émetteur 4 est ainsi configuré de sorte à fournir une puissance utile maximale dans cette configuration. L'émetteur 4 a donc un comportement non linéaire de l'émetteur, comme décrit en référence à la figure 12 ci-dessous.
L'émetteur 4 est en outre configuré de manière à ce que le courant de court circuit lcc dans un essieu 30 de chemin de fer soit toujours supérieur à une valeur prédéfinie IUM, par exemple 1 Ampère efficace, malgré le comportement non linéaire de l'émetteur.
La non-détection de shunt 30 au niveau des joints 10 et 20 et à chaque position du shunt sur la section de voie distante d'un multiple de la demi longueur d'onde (lambda/2) de l'émetteur est alors contrariée, voire totalement annulée, du fait notamment du comportement non linéaire de l'émetteur 4 et de la faible dynamique du circuit de voie 1 . Une temporisation, par exemple de 2s, du récepteur peut, le cas échéant, couvrir le temps pour la circulation de passer d'un point à l'autre.
Lorsque plusieurs circuits de voie sont utilisés dans la configuration décrite à la figure 2, l'utilisation de joints dissymétriques permet d'assurer pour chaque fréquence une adaptation parfaite de la transmission. Un tel joint électrique 10 (respectivement 20) comprend un bloc d'accord à la fréquence du circuit de voie contigu, une inductance de voie à air et un bloc d'accord à la fréquence du circuit de voie 35a, 36a, 37a (respectivement 35b, 36b, 37b) disposées chacune entre les rails 2a et 2b. L'inductance 36a (respectivement 36b) placée au milieu peut être placée à des distances D1 et D2 données des deux autres blocs d'accord 35a et 37a (respectivement 35b et 37b), comme illustré par la figure 9, de sorte à adapter le joint 10 (respectivement 20) aux fréquences utilisées dans les circuits de voie 1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4. D1 et D2 peuvent être, par exemple, respectivement de 13 et 14m (respectivement côté fréquence inférieure et fréquence supérieure) pour des signaux sinusoïdaux de fréquence Fo égale à 1700, 2000, 2300 ou 2600Hz, par exemple, modulés par shift de fréquence, comme décrit ci-dessus en référence à la figure 2.
Des capacités de compensation C, par exemple de 22 F, connues de l'art antérieur, peuvent être disposées entre les rails 2a et 2b du circuit de voie 1 comme illustré par la figure 8. La capacité de compensation C la plus proche du joint en réception 20 peut être placée à une distance prédéfinie du joint en réception 20 appelée demi-pas P/2. Les demi-pas P/2 sont constants et fixés pour chaque fréquence des circuits de voie 1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4 : par exemple, 70/2, 90/2, 140/2 et 180/2 m respectivement pour les fréquences 1700, 2000, 2300 et 2600Hz. La capacité de compensation C précédent la capacité de compensation C la plus proche du joint en réception 20 peut être placée à une distance prédéfinie de la capacité de compensation C la plus proche du joint en réception 20 appelée pas de compensation P. Un tel pas est variable autour de, suivant le même exemple, 70, 90, 140 et 180 m en fonction de la longueur réelle des circuits de voie 1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4. Le procédé permettant d'obtenir cette configuration du circuit de voie est la suivante pour une pluralité de circuits telle que décrite ci-dessus en référence à la figure 2.
Dans une première étape, on accorde le joint en réception 20 des circuits de voie 1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4 pour chacune des quatre fréquences en jouant sur le positionnement de l'inductance de voie à air 36b en centre de joint et en considérant les paires de fréquence (par exemple 1700-2300 Hz et 2000- 2600Hz). L'impédance ZJEs(f) observée entre les deux files de rails 2a et 2b doit être, de préférence, réelle et aussi élevée que possible compte tenu de pertes dans les rails. Les valeurs des composants constituant les joints peuvent conduire, par exemple, à des joints de 14m pour 2300 ou 2600Hz et 13 m pour 1700 ou 2000 Hz. Dans une seconde étape, on accorde le circuit de réception (comprenant, par exemple, un transformateur d'adaptation, des câbles, une impédance d'entrée du récepteur, une inductance de pupinisation éventuelle etc) afin que l'impédance ramenée ZR(f) sur le joint en réception 20 soit réelle et aussi élevée que possible.
Dans une étape suivante, on détermine l'impédance terminale du joint en réception 20 : ZRE(f) = ZR(f) // ZJES(f). Ensuite, on détermine le pas de compensation P optimum pour la fréquence du circuit de voie f et compte tenu des paramètres linéiques de la voie ferrée. L'impédance caractéristique de la voie doit être réelle et définie par l'expression suivante : Zc(f) = SQR((R+j.L.w)/(G+j.Cw)) ~SQR(L/C) = ZRE(f). Il est à noter que les paramètres primaires R, L, G et C sont fonction de la fréquence f du signal de circuit de voie. Le pas de compensation est défini en fonction de la valeur de C ( F/km) et de la valeur de la capacité de compensation (par exemple, de 22 F).
On accorde ensuite l'émission du circuit de voie de manière à ce que le joint en émission présente une impédance de Thévenin réelle et égale à l'impédance caractéristique précédemment définie. Cette impédance de Thévenin est définie par l'expression suivante : ZEM(f) = ZE(f) // ZJES(f) = Zc(f) = ZRE(f), ZE(f) étant l'impédance du circuit émission (comprenant, par exemple, un transformateur d'adaptation, des câbles, une impédance de sortie de l'émetteur, une inductance de pupinisation éventuelle) ramenée sur le joint en émission.
On règle alors l'émetteur de manière à ce que la puissance utile maximale soit délivrée pour le circuit de voie à « voie libre » et que celle-ci permet d'obtenir une tension en voie minimale supérieure à ULIM (par exemple, 2 volt).
On vérifie, à ce stade, que le courant de court circuit Icc minimal observé soit supérieur en tout point à IUM (par exemple, 1 Ampère). On règle enfin le récepteur de manière à ce que celui-ci détecte tout passage de la tension d'entrée à une valeur inférieure à la valeur U' définie précédemment (seuil de détection en tension de réception efficace).

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système de détection d'un shunt sur une voie, ladite voie comprenant deux rails, ledit système comprenant :
- une portion de rails (2a, 2b), isolée du reste du rail par un joint (10, 20) en chacune de ses deux extrémités,
- un émetteur (4) relié à l'une des extrémités de la portion de rails (2a, 2b) et configuré de sorte à imposer une tension entre les deux portions de rails (2a, 2b) et induire le passage d'un courant,
- un récepteur (6) relié à l'autre extrémité de la portion de rails (2a, 2b) et configuré de sorte à détecter une puissance entre les deux portions de rails (2a, 2b),
la portion de rails (2a, 2b), les joints (10, 20), l'émetteur (4) et le récepteur (6) formant un circuit électrique de voie (1 ) apte à recevoir le courant émis par l'émetteur (4), le récepteur (6) étant apte en outre à détecter un shunt (30) reliant les rails de la portion de rails (2a, 2b) lorsque l'impédance dudit shunt (30) est inférieure à une résistance théorique limite (RSLT) de détection du shunt du circuit de voie (1 ),
système caractérisé en ce que ledit circuit de voie (1 ) est configuré de sorte que l'impédance (Zs) d'un shunt (30) reliant les rails de la portion de rails (2a, 2b) soit inférieure à la résistance théorique limite (RSLT) du circuit de voie (1 ) quel que soit le positionnement du shunt (30) dans le circuit de voie (1 ).
2. Système selon la revendication 1 , le système (1 ) étant configuré de sorte que la tension aux bornes du shunt (30) soit indépendante de la position du shunt
(30) sur la portion de rails (2a, 2b).
3. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'émetteur (4) est configuré de sorte à minimiser l'impédance du shunt (Zs).
4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système (1 ) est configuré de sorte à maintenir la résistance de shunt limite théorique (RSLT) au-delà de 0,5 Ohm.
5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'intensité du courant dans le shunt (lcc) est supérieure à 1 Ampère efficace et la tension (U) imposée par l'émetteur est supérieure à 2 Volts efficace en l'absence de shunt (30) dans le circuit (1 ) entre l'émetteur (4) et le récepteur (6).
6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'impédance (ZEM) de l'ensemble formé de l'émetteur (4) et du joint (10) associé est égale à l'impédance (ZRE) de l'ensemble formé du récepteur (6) et du joint (20) associé et est égale à l'impédance (ZC) de la portion de rails (2a, 2b) qui s'étend entre l'émetteur (4) et le récepteur (6).
7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'émetteur (4) émet un signal à une fréquence (f) donnée, les joints (10, 20) sont des joints électriques de séparation (JES), respectivement en émission (10) et en réception (20), le circuit (1 ) comprenant en outre au moins une capacité (C) disposées entre les deux rails (2a, 2b), la distance entre la capacité et le joint en réception constituant un pas (P) d'adaptation de la transmission du signal, chaque pas (P) étant agencé de sorte à être adapté à la fréquence (f) du signal émis dans le circuit (1 ).
8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, le système (1 ) comprenant en outre :
une première voie comprenant un premier circuit de voie (1 .1 ) et un deuxième circuit de voie (1 .2) séparées par un joint électrique (10, 20), dont la fréquence du premier circuit de voie (1 .1 ) est substantiellement égale à 1700 Hz et la fréquence du deuxième circuit de voie (1 .2) est substantiellement égale à
2300 Hz, une seconde voie comprenant un troisième circuit de voie (1 .3) et un quatrième circuit de voie (1 .4) séparées par un joint électrique, dont la fréquence du troisième circuit de voie (1 .3) est substantiellement égale à 2000 Hz et la fréquence du quatrième circuit de voie (1 .4) est substantiellement égale à 2600 Hz,
la première voie et la deuxième voie étant adjacentes,
chaque circuit de voie (1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4) comprenant au moins un dispositif de compensation, caractérisé en ce que le pas entre chaque dispositif de compensation est substantiellement égal à 70 m pour le premier circuit (1 .1 ), 140 m pour le deuxième circuit (1 .2), 90 m pour le troisième circuit (1 .3), 180 pour le quatrième circuit (1 .4).
9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la longueur de la portion de rails (2a, 2b) est inférieure à 2500 m.
10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tension de sortie de l'émetteur (4) est en outre limitée à 6 V.
1 1 . Procédé de réglage d'un système (1 ), selon l'une des revendications 1 à 10, de détection d'un shunt (30) sur une voie, ladite voie comprenant deux rails, ledit système comprenant :
- une portion de rails (2a, 2b), isolée du reste du rail par un joint (10, 20) en chacune de ses deux extrémités,
- un émetteur (4) relié à l'une des extrémités de la portion de rail (2a, 2b) et configuré de sorte à imposer une tension entre les deux files (2a, 2b) de la portion de rail et induire le passage d'un courant,
- un récepteur (6) relié à l'autre extrémité de la portion de rail (2a, 2b) et configuré de sorte à détecter une puissance entre les deux files (2a, 2b) de la portion de rail,
ledit procédé comprenant l'étape selon laquelle on configure l'émetteur (4) et le récepteur (6) de sorte à ce que l'impédance ZRE du récepteur (6) soit égale à l'impédance ZEM de l'émetteur (4) et à l'impédance ZC de la portion de rails (2a, 2b) qui s'étend entre l'émetteur (4) et le récepteur (6).
12. Procédé selon la revendication 1 1 , dans lequel l'émetteur (4) émet un signal à une fréquence (f) donnée, les joints (10, 20) sont des joints électriques de séparation (JES), respectivement en émission (10) et en réception (20), le système (1 ) comprend en outre au moins un dispositif de compensation disposé entre les deux rails (2a, 2b), la distance entre le dispositif de compensation et le joint (10, 20) constituant un pas (P) de compensation de la transmission du signal, l'étape de configuration comprend en outre les étapes selon lesquelles :
- on détermine l'impédance ZRE de l'ensemble formé du récepteur et du joint électrique en réception,
- on accorde le pas (P) de compensation à la fréquence du signal émis dans le circuit électrique constitué par le système (1 ) et à la valeur de l'impédance ZRE déterminée,
- on accorde l'impédance ZEM de l'ensemble formé de l'émetteur et du joint électrique en émission de sorte à ce qu'elle soit égale à l'impédance ZRE déterminée,
- on règle l'émetteur (4) de sorte à ce que celui-ci délivre simultanément un courant supérieur à 1 A et une tension supérieure à 2 V dans le circuit électrique constitué par le système (1 ),
- on règle le récepteur (6) de sorte qu'il détecte toute chute de puissance en deçà d'un seuil prédéfini afin de détecter un shunt (30) sur la portion de rail (2a, 2b).
EP12773114.9A 2011-08-25 2012-08-24 Système de détection d'un shunt sur une voie ferroviaire Withdrawn EP2748050A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1157519A FR2979318B1 (fr) 2011-08-25 2011-08-25 Systeme de detection d'un shunt sur une voie ferroviaire
PCT/IB2012/054300 WO2013027195A1 (fr) 2011-08-25 2012-08-24 Système de détection d'un shunt sur une voie ferroviaire

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2748050A1 true EP2748050A1 (fr) 2014-07-02

Family

ID=47023035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12773114.9A Withdrawn EP2748050A1 (fr) 2011-08-25 2012-08-24 Système de détection d'un shunt sur une voie ferroviaire

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2748050A1 (fr)
FR (1) FR2979318B1 (fr)
WO (1) WO2013027195A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108021035A (zh) * 2017-11-17 2018-05-11 电子科技大学 一种基于补偿漏泄电阻的分路残压幅值稳定方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9811599B2 (en) 2011-03-14 2017-11-07 Verisign, Inc. Methods and systems for providing content provider-specified URL keyword navigation
FR3036815B1 (fr) * 2015-05-27 2017-05-19 Sncf Reseau Dispositif pour reguler en puissance un circuit de voie d'un canton, systeme comprenant un tel dispositif et procede de regulation

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2138201B1 (fr) * 1971-05-19 1973-05-11 Signaux Entr Electriques
IT1281830B1 (it) * 1995-10-27 1998-03-03 Sasib Railway S P A Circuito di binario ad audiofrequenza con trasmissione di dati (c.d.b..digitale): interfaccia di ricetrasmissione.
DE102006024691A1 (de) * 2006-05-19 2007-11-22 Siemens Ag Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizeitzustandes eines Gleisabschnittes
DE102009010907A1 (de) * 2009-03-02 2010-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Detektion des Belegt- und Freizustandes eines Gleisabschnitts sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2013027195A1 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108021035A (zh) * 2017-11-17 2018-05-11 电子科技大学 一种基于补偿漏泄电阻的分路残压幅值稳定方法
CN108021035B (zh) * 2017-11-17 2020-07-21 电子科技大学 一种基于补偿漏泄电阻的分路残压幅值稳定方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013027195A1 (fr) 2013-02-28
FR2979318B1 (fr) 2013-08-23
FR2979318A1 (fr) 2013-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2447105B1 (fr) Système d'alimentation par le sol pour véhicule de transport et procédés associés
EP3507877B1 (fr) Procédé de pilotage d'une installation permettant le transport de courant continu dans un réseau tout en protégeant ledit réseau vis à vis d'un défaut de court-circuit
EP2377716A1 (fr) Procédé de dégivrage d'une ligne d'alimentation de véhicules ferroviaires
EP2748050A1 (fr) Système de détection d'un shunt sur une voie ferroviaire
EP3814788A1 (fr) Systeme et procede de localisation de defaut sur un reseau electrique poliphase utilisant l'evolution de tension directe et inverse
EP1348608A1 (fr) Procédé et installation pour la detection d'un bris de rail
EP2773010A1 (fr) Générateur d'énergie électrique, alimentation électrique, capteur comportant une telle alimentation électrique
FR2568209A1 (fr) Circuit de voie perfectionne pour chemins de fer electrif ies en courant alternatif
FR2988854A1 (fr) Circuit et procede de surveillance d'une separation des potentiels
EP3150425B1 (fr) Système amélioré d'alimentation d'une ligne aérienne de contact
WO2020074128A1 (fr) Aeronef comprenant une installation electrique utilisant une haute tension a courant continu
EP3709481B1 (fr) Procédé de gestion d'un système de charge sans contact et système de charge sans contact
WO2013057399A2 (fr) Alimentation continue basse tension pour dispositifs électroniques de communication
WO2002098699A9 (fr) Systeme d'alimentation directe en energie electrique d'un vehicule ferroviaire et voie ferree correspondante
FR3032167A1 (fr) Procede et systeme de caracterisation du contact rail-roue entre un vehicule ferroviaire et une voie ferree, et vehicule equipe d'un tel systeme
EP1277641A1 (fr) Dispositif d'equipement pour voies de type ferroviaire
EP4054888B1 (fr) Système, et procédé, d'alimentation par le sol pour des véhicules électriques non-guidés
EP4064495B1 (fr) Compensateur synchrone statique série moyenne tension pour réseau électrique de distribution et procédé de commande
EP2045901B1 (fr) Dispositif de compensation actif de courants d'harmonique
FR3038328B1 (fr) Vehicule ferroviaire pour le nettoyage des files de rail, en particulier pour ameliorer le fonctionnement d'un circuit de voie.
EP2377717B1 (fr) Procédé de détection de défauts sur une ligne d'alimentation de véhicules ferroviaires
EP2551149B1 (fr) Système d'alimentation destiné à former un circuit électrique d'alimentation d'un véhicule de traction, installation et ensemble ferroviaire comprenant un tel système d'alimentation
CH554253A (de) Installation de commande de la marche de vehicules circulant sur au moins une voie.
FR2814406A1 (fr) Installation de detection de la rupture des conducteurs d'une ligne aerienne de contact pour vehicule a traction electrique
FR2500393A1 (fr) Installation pour la transmission d'informations entre le sol et un vehicule roulant sur une voie ferree divisee en troncons

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20140214

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SNCF RESEAU

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SNCF RESEAU

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SNCF RESEAU

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

17Q First examination report despatched

Effective date: 20171222

18W Application withdrawn

Effective date: 20180116