Premiers résultats d’échauffement et d’usure d’un banc représentatif du contact électrique glissant caténaire-pantographe
Théo Kziazyk1, Didier
Chamagne1, Philippe
Baucour1, Eric Gavignet1
⋆ : theo.kziazyk@femto-st.fr
1 Institut FEMTO-ST
(CNRS-UMR6174), Département Energie
Mots clés : Banc d’essais, Mesures thermiques,
Instrumentation, Résistance thermique de contact
Résumé :
L’usure et l’échauffement des bandes de captage lors du contact
électrique glissant pantographe-caténaire sont des problématiques encore
mal comprises. Ils sont causés par un frottement mécanique, un
échauffement par effet joule et par des arcs électriques. Cela entraîne
notamment une usure prématurée, une maintenance accrue et de multiples
casses. L’usure est aussi associée à d’autres grandeurs électriques,
thermiques ou tribologiques telles que les résistances électrique et
thermique de contact, le coefficient de partage de flux thermique, le
glissement magnétique, le coefficient de frottement, etc. Ces grandeurs
sont influencées par de nombreux facteurs comme la vitesse linéaire, le
courant électrique, la force de contact ou la raideur de contact. Pour
étudier expérimentalement cette liaison électrique glissante, un banc
d’essai a été développé et réalisé. Il est constitué de trois éléments
principaux: (1) un disque en cuivre mis en rotation représentant le fil
de contact de la caténaire (2) un échantillon de bande de captage mis en
contact avec le disque en cuivre et étant dans un mouvement de balayage
sur celui-ci et (3) une charge et une alimentation permettant de faire
circuler un courant dans les deux entités précédentes. Le banc d’essais
est conçu en reproduisant de manière détournée un contact entre un
pantographe et une caténaire. Il est aussi créé pour être modulable et
flexible, en pouvant par exemple agir sur le courant électrique passant
dans la liaison, sur le type de matériau étudié ou sur la force
appliquée entre les deux structures.
Les caractéristiques, les solutions techniques et la configuration de
cette machine sont ici présentées en comparaison avec la liaison
étudiée. Les premiers résultats d’échauffement et d’usure observés sur
deux types différents de bande de captage sont présentés. Une critique
de ces résultats est ensuite réalisée. Le matériau des bandes de captage
étant anisotropique, l’analyse des résultats s’appuie sur des mesures de
diffusivité thermique selon les trois axes.
doi : https://doi.org/10.25855/SFT2022-094
PDF : download