Dispositivo y procedimiento de medición de la corriente consumida por una cadena de tracción de un vehículo ferroviario.

Aislador (1) de techo de un vehículo ferroviario equipado con un órgano de captación de corriente (1) sobre el cualcircula la corriente captada desde una línea catenaria,

siendo la corriente consumida por una cadena de tracción delvehículo ferroviario, aislador en el que están alojados:

- un transformador de aislamiento (29) apto para ser conectado por una parte a una batería del vehículo ferroviarioy por otra parte a unos medios de alimentación de un órgano de medición de la corriente consumida por lacadena de tracción;

- un órgano de medición de la tensión (22) suministrada por la línea catenaria;

- un multiplicador para calcular la energía consumida por la cadena de tracción multiplicando la medición detensión suministrada por el órgano de medición de la tensión y una medición de corriente suministrada por elórgano de medición de la corriente.

Dispositivo y procedimiento de medición de la corriente consumida por una cadena de tracción de un vehículo ferroviario.

El campo de la invención es el de la captación de corriente para la cadena de tracción de un material rodante ferroviario, en particular para locomotoras, automotoras y máquinas motrices ferroviarias.

La invención se refiere más precisamente a un dispositivo destinado a medir la energía consumida por dicha cadena de tracción ferroviaria.

Encuentra ventajosamente aplicación para los materiales rodantes ferroviarios con cadena de tracción multitensión, es decir, los materiales de tracción aptos para ser alimentados por diferentes valores de tensión, y esto tanto en forma de una tensión de corriente continua como bajo la forma de una tensión de corriente alterna.

Una cadena de tracción multitensión puede ser alimentada así a partir de corrientes eléctricas captadas sobre una línea catenaria de corriente continua (cuya tensión es, por ejemplo, de 1.500 voltios o de 3.000 voltios) o, alternativamente, a partir de corrientes eléctricas captadas sobre una línea catenaria de corriente alterna (cuya tensión es, por ejemplo, de 15.000 voltios a 16 2/3 hertzios o incluso de 25.000 voltios a 50 hertzios) .

La captación de la corriente sobre la línea catenaria está asegurada por un aparato denominado pantógrafo que comprende una estructura articulada fijada sobre el techo de una unidad ferroviaria. Una línea de potencia está prevista para canalizar la corriente captada por el pantógrafo con destino a un motor eléctrico que permite arrastrar la unidad de tren.

En una cadena de tracción ferroviaria clásica, se encuentra, además del pantógrafo, un órgano de medición que permite conocer la corriente consumida y disparar elementos de seguridad en caso de cortocircuito en la cadena de tracción.

En el caso de una cadena de tracción multitensión, este órgano de medición de corriente está compuesto por dos tipos de dispositivos de medición de corriente, para proporcionar una información tanto en el caso de una alimentación con corriente alterna como en el caso de una alimentación con corriente continua.

Un transformador de corriente dispuesto en la línea de potencia directamente aguas abajo del pantógrafo permite así proporcionar una medición de corriente en el caso de una alimentación con corriente alterna, mientras que una derivación situada cerca del bloque motor o una sonda con efecto Hall permite proporcionar una medición de corriente en el caso de una alimentación con corriente continua.

No obstante, dicho órgano de medición de corriente resulta ser voluminoso, relativamente pesado y costoso.

Un primer objetivo de la invención es proponer un órgano de medición de la corriente consumida por una cadena de tracción ferroviaria que no presente estos inconvenientes del estado de la técnica.

Se puede encontrar asimismo en una cadena de tracción ferroviaria clásica, un órgano de medición de la tensión suministrada por la línea catenaria.

Un primer tipo de órgano conocido de medición de tensión presenta un transformador del cual un extremo del devanado primario está conectado al pantógrafo y del cual el otro extremo está conectado a la masa por medio de un puente resistivo. El transformador permite realizar una medición de la tensión en el caso de una alimentación con corriente alterna, mientras que el puente resistivo permite realizar una medición de la tensión en el caso de una alimentación con corriente continua.

Además de los problemas de aislamiento, este primer tipo de órgano de medición de tensión resulta ser pesado y costoso.

Un segundo tipo de órgano conocido de medición de tensión ha sido presentado en el documento EP 0 743 528. Este órgano está formado, en particular, por una caja electrónica de medición POD que comprende un divisor de tensión resistivo cuya referencia es el potencial de masa, así como un transformador de aislamiento alimentado desde una caja electrónica de interfaz FOR. La caja POD está montada en el techo del vehículo ferroviario, mientras que la caja FOR está dispuesta en el interior del vehículo, estando las dos cajas conectadas por una fibra óptica.

Debido en particular a la presencia de la fibra óptica, este segundo tipo de órgano de medición de tensión resulta ser relativamente complejo desde un punto de vista del cableado. En particular, este segundo tipo de órgano necesita modificar la estructura del vehículo para hacer pasar la fibra óptica.

Un segundo objetivo de la invención, considerado solo o en combinación con el primer objetivo, es proponer un órgano de medición de tensión que supere los problemas encontrados con los órganos del estado de la técnica.

Por último, un tercer objetivo de la invención es proponer un órgano de medición de la energía consumida por una cadena de tracción ferroviaria. El documento DE 10 2004 042 101 A1 propone un dispositivo de aislamiento de medios de alimentación de un sistema de medición conectado a un potencial de alta tensión.

Con el fin de responder al primer objetivo, la invención propone según un primer aspecto un aislador de techo tal como el definido en la reivindicación 1. Ciertos aspectos preferidos, pero no limitativos, de este dispositivo son los siguientes: -como el órgano de medición de corriente presenta una estructura articulada soportada por un chasis, el tramo es una porción de dicha estructura articulada;

- el tramo es una porción del chasis, o un tramo de material insertado en el chasis;

- los medios de determinación están asociados a unos medios de cálculo de la corriente consumida a partir de la

diferencia de potencial determinada y de una caracterización de la resistividad del tramo;

- los medios de determinación están asociados a unos medios de detección del potencial en cada uno de los extremos del tramo;

- los medios de determinación comprenden un amplificador operacional configurado para comparar el potencial detectado en cada uno de los extremos del tramo y para determinar la corriente consumida a partir de la diferencia de potencial determinada y de una caracterización de la resistividad del tramo;

- el dispositivo comprende además una sonda de temperatura dispuesta sobre el órgano de captación de corriente, estando dicha sonda conectada al amplificador operacional para hacer variar su ganancia en función de la temperatura;

- el dispositivo comprende además unos medios de alimentación que tienen por potencial de referencia el potencial del órgano de captación de corriente;

- los medios de alimentación son alimentados por la batería del vehículo por medio de un transformador de

aislamiento;

- el transformador de aislamiento está integrado en un pie del órgano de captación de corriente;

- el dispositivo está integrado en una caja fijada a un chasis de soporte del órgano de captación de corriente;

- el dispositivo está alojado en el pie en el que está integrado el transformador de aislamiento;

- los resultados de la medición de corriente son canalizados por una línea de transmisión que pasa por un pie del

órgano de captación de corriente;

- el dispositivo comprende además un transformador de corriente integrado sobre un chasis de soporte del órgano de captación de corriente;

- el dispositivo está adaptado además para proporcionar una medición de la tensión suministrada por la línea catenaria y comprende a este efecto un divisor de tensión resistivo que tiene por potencial de referencia el

potencial del órgano de captación de corriente;

- el divisor de tensión resistivo está conectado a la masa por medio de un pie del órgano de captación de corriente;

- el dispositivo comprende además un multiplicador para calcular la energía consumida por la cadena de tracción

multiplicando la medición de corriente y la medición de tensión. Otros aspectos, objetivos y ventajas de la presente invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la lectura de la descripción detallada siguiente de formas de realización preferidas de ésta, dada a título de ejemplo no limitativo y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que: -la figura 1 es un esquema de un pantógrafo del cual un tramo del brazo inferior se utiliza de acuerdo con la invención para determinar una diferencia de potencial proporcional a la corriente que circula en el pantógrafo;... [Seguir leyendo]

1. Aislador (1) de techo de un vehículo ferroviario equipado con un órgano de captación de corriente (1) sobre el cual circula la corriente captada desde una línea catenaria, siendo la corriente consumida por una cadena de tracción del 5 vehículo ferroviario, aislador en el que están alojados:

- un transformador de aislamiento (29) apto para ser conectado por una parte a una batería del vehículo ferroviario y por otra parte a unos medios de alimentación de un órgano de medición de la corriente consumida por la cadena de tracción;

- un órgano de medición de la tensión (22) suministrada por la línea catenaria;

- un multiplicador para calcular la energía consumida por la cadena de tracción multiplicando la medición de

tensión suministrada por el órgano de medición de la tensión y una medición de corriente suministrada por el 15 órgano de medición de la corriente.

2. Aislador según la reivindicación 1, por el que pasa una línea de transmisión (26) para canalizar los resultados de la medición de corriente.

3. Aislador según la reivindicación 2, en el que la línea de transmisión es una fibra óptica.

4. Aislador según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el órgano de medición de la tensión es un divisor de tensión resistivo (22) que tiene por potencial de referencia el potencial (+HT) del órgano de captación de corriente y conectado a la masa por medio del aislador.

5. Aislador según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el aislador es un pie aislador (11) de un chasis de soporte del órgano de captación de corriente.

6. Aislador según una de las reivindicaciones anteriores, en el que está alojado asimismo el órgano de medición de 30 la corriente consumida por la cadena de tracción.

7. Aislador según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el transformador de aislamiento es apto asimismo para conectar la batería del vehículo ferroviario y a unos medios de alimentación del órgano de medición de la tensión suministrada por la línea catenaria.

8. Sistema que comprende un aislador según una de las reivindicaciones 1 a 5 y un órgano de medición de la corriente consumida por la cadena de tracción del vehículo ferroviario.

9. Sistema según la reivindicación 8, en el que el órgano de medición de la corriente es un transformador de

corriente (40) apto para realizar una medición de la corriente alterna consumida por la cadena de tracción del vehículo ferroviario.

10. Sistema según la reivindicación 9, en el que el transformador de corriente está integrado sobre un chasis de soporte (8) del órgano de captación de corriente. 45

11. Sistema según la reivindicación 8, en el que el órgano de medición de la corriente es una derivación apta para realizar una medición de la corriente continua consumida por la cadena de tracción.

12. Sistema según la reivindicación 8, en el que el órgano de medición de la corriente comprende un transformador

50 de corriente (40) apto para realizar una medición de la corriente alterna consumida por la cadena de tracción y una derivación apta para realizar una medición de la corriente continua consumida por la cadena de tracción.