Fiche UIC No. 550

CODE UIC
11e édition, Avril 2005
Version originale
550
OR
Installations pour l’alimentation en énergie électrique du
matériel à voyageurs
Elektrische Energieversorgungseinrichtungen für Wagen der Reisezugwagenbauart
Power supply installations for passenger stock
Fiche à classer aux chapitres :
V - Matériel de transport
IV - Traction
Application :
A dater du 1er avril 2005
Tous les Membres de l’Union Internationale des Chemins de fer
Historique des mises à jour :
1re édition, Mai 1930
première édition parue sous le titre : "Eclairage électrique - Voitures" et
sous le n° 51. La 3e édition de la fiche a été re-numérotée sous le numéro 550 en 1952.
9e édition, Janvier 1994
sous le titre actuel, et un modificatif.
10e édition, Janvier 1997
et un modificatif.
11e édition, Avril 2005
Révision rédactionnelle.
Suppression du point 7 de la précédente édition qui fait l’objet de la
nouvelle fiche UIC n° 550-3.
Ajout de normes dans la bibliographie.
Important :
Les points de la présente fiche ont été re-numérotés à partir du
point 7 de la nouvelle édition, ce qui décale l’ensemble de la numérotation (8 devient 7, 9 devient 8, etc.). Merci de tenir compte de ce
changement pour les renvois figurant dans d’autres fiches.
Le responsable de la fiche est indiqué dans le Code UIC
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Sommaire
Résumé .................................................................................................................................1
1-
Equipement de base ................................................................................................... 2
2-
Batterie d’accumulateurs et chargeurs..................................................................... 3
3-
Mise en service des installations pour l'alimentation en énergie électrique
après une durée d'immobilisation prolongée sans approvisionnement
en énergie .................................................................................................................... 5
4-
Appareils consommateurs raccordés à la ligne de train ........................................ 6
5-
Puissance admissible consommée par une voiture ou une rame ......................... 8
6-
Pointes de tension sur la ligne de train .................................................................... 9
7-
Fusibles de protection pour tension nominale inférieure ou égale à 600 V........ 10
8-
Fusibles pour les tensions nominales supérieures ou égales à 1 000 V............. 11
9-
Protection contre le contact indirect avec les installations sous haute tension 12
10 - Tensions d’essai ....................................................................................................... 13
11 - Tableaux de distribution et de commande - Coffrets d’appareillage ................... 14
12 - Dispositions pour les autres appareils consommateurs ...................................... 15
13 - Réserves .................................................................................................................... 16
14 - Inscriptions................................................................................................................ 17
15 - Instructions pour la manoeuvre - Notice explicative et schémas ........................ 18
16 - Mesures de sécurité à prendre pour le personnel lors des travaux sur
les installations haute tension................................................................................. 19
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Annexe A -
Conditions d’essai pour les essais de type auxquels doivent être
soumis les fusibles haute tension pour les tensions nominales
supérieures ou égales à 1 000 V ............................................................... 20
A.1 - Domaine d’application ........................................................................................ 20
A.2 - Définition............................................................................................................. 20
A.3 - Essais de type .................................................................................................... 20
A.4 - Evaluation des essais ......................................................................................... 22
Annexe B -
Tension pour les équipements raccordés à la ligne de train ................. 23
Annexe C -
Puissance maximale admissible en exploitation permanente à partir
de la ligne de train en fonction de la température extérieure Te ............ 24
C.1 - Puissance d’une voiture Sw ................................................................................ 24
C.2 - Puissance de la rame Sz .................................................................................... 25
Annexe D -
Symbolisation des équipements d’isolement et de mise à la terre ....... 26
Annexe E -
Symbolisation du disjoncteur principal haute tension ........................... 27
Annexe F -
Pointes de tension de la ligne de train ..................................................... 28
F.1 - Valeurs limites 3 000 V tension continue............................................................ 28
F.2 - Valeurs limites 1 500 V tension continue............................................................ 29
F.3 - Valeurs limites 1 500 V 50 Hz............................................................................. 30
F.4 - Valeurs limites 1 000 V 16 2/3 Hz....................................................................... 31
F.5 - Valeurs supérieures limites des tensions nominales .......................................... 32
Annexe G -
Disposition des résistances protectrices et du contact de mise
à la terre sur un bogie ................................................................................ 33
Bibliographie ......................................................................................................................34
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Résumé
La présente fiche est valable pour tout matériel à voyageurs appelé à circuler en banalité, en trafic
international.
La présente fiche comporte les dispositions générales auxquelles doivent répondre les installations
d’alimentation en énergie respectives, quelle que soit leur conception.
Les dispositions concernant les armoires électriques des voitures figurent dans la fiche UIC n° 550-1.
Les conditions des essais de type des installations de fourniture d’énergie des voitures figurent dans
la fiche UIC n° 550-2.
Les valeurs limites de l’influence des équipements électriques à l’extérieur des voitures sont définies
dans la fiche UIC n° 550-3.
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1 - Equipement de base
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1.1 - Chaque voiture est à équiper d’une ligne de train selon la fiche UIC n° 552 (voir Bibliographie page 34).
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1.2 - Chaque voiture doit comporter une batterie d’accumulateurs et un chargeur de batterie d’accumulateurs alimenté par la ligne de train afin d’assurer le fonctionnement de l’éclairage et des autres
appareils consommateurs indispensables en cas d’interruption de l’alimentation.
O
1.3 - Les appareils consommateurs et particulièrement les équipements convertisseurs à alimenter
en énergie captée à la ligne de train doivent être conçus de telle façon que les influences perturbatrices éventuellement exercées par eux restent dans les limites définies dans la fiche UIC n° 550-3 (voir
Bibliographie - page 34) afin de ne pas porter atteinte aux installations extérieures au véhicule.
1.4 - Les équipements électriques raccordés à la ligne de train ne sont à dimensionner que pour les
tensions nominales sous lesquelles la ligne de train peut être exploitée.
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2 - Batterie d’accumulateurs et chargeurs
2.1 - La tension nominale de la batterie et du réseau de bord continu est de 24 V. Pour les voitureslits et les voitures-restaurants une tension de 110 V est autorisée.
Les tolérances de tension correspondent aux prescriptions de la norme EN 50155 (voir Bibliographie
- page 34).
2.2 - Sont à utiliser comme chargeurs d'accumulateurs des équipements convertisseurs captant leur
énergie à la ligne de train.
2.3 - La conception des chargeurs d'accumulateurs qui permettent la charge d'une batterie de voiture
pendant un temps assez long, le véhicule étant en stationnement, doit être telle que la batterie ne risque pas de surcharge excessive entraînant des risques d'explosion.
2.4 - La tension de charge de la batterie doit être régulée en fonction de la température de la batterie.
2.5 - Par mesure de sécurité, la capacité de la batterie complètement chargée doit être telle qu'au
moins les prescriptions du point 2.6.2 soient respectées lors d'une interruption de la charge de la
batterie.
Pour la définition de la capacité de la batterie, il faut tenir compte de la réduction de capacité due au
viellissement naturel de la batterie et du fonctionnement de la voiture par basse température extérieure, correspondant aux zones climatiques définies dans la fiche UIC n° 553, Annexe 3.
2.6 - Afin d'économiser les réserves d'énergie de la batterie de chaque voiture, et dans l'intérêt d'une
exploitation aussi longue que possible des consommateurs importants, en cas d'absence de charge
batterie, il convient d'appliquer les mesures suivantes :
2.6.1 - Les différents consommateurs doivent, selon l'importance de leur fonction, être progressivement déconnectés, par exemple par un relais à minimum de tension.
2.6.2 - En cas d'absence de charge batterie, la consommation de la batterie doit être réduite au minimum afin de garantir les fonctionnalités suivantes :
-
l’éclairage de secours selon la fiche UIC n° 555
-
le démarrage des équipements d’alimentation en énergie dès le retour
de la haute tension selon le point 3 - page 5
-
le frein électromagnétique selon la fiche UIC n° 541-06
-
l’antienrayeur électronique selon la fiche UIC n° 541-05
minimum 5 heures
-
la commande des portes selon la fiche UIC n° 560
minimum 5 heures
-
la sonorisation selon la fiche UIC n° 568
-
l’équipement de transmission de données selon la fiche UIC n° 556
-
l’aération de secours selon la fiche UIC n° 553
-
autres systèmes importants de commande et de surveillance
(par ex. commande des WC, installation d’avertissement d’incendie)
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minimum 5 heures
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2.7 - Il convient de réaliser la protection des circuits principaux du réseau de bord à courant continu
sur les deux pôles. Les circuits secondaires doivent pouvoir être interrompus sur leurs deux pôles,
avec au minimum, une surveillance sur le pôle positif.
2.8 - Le réseau de bord à tension continue doit être isolé par rapport à la masse du véhicule.
L'isolement par rapport à la masse de ce réseau de bord doit être surveillé par un dispositif approprié.
Tout défaut d'isolement du réseau de bord doit être signalé suivant la fiche UIC n° 550-1 (voir Bibliographie - page 34).
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3 - Mise en service des installations pour l'alimentation
en énergie électrique après une durée
d'immobilisation prolongée sans approvisionnement
en énergie
O
3.1 - Lorsque les véhicules sont équipés de l'alimentation en énergie électrique centrale à partir de la
ligne de train par des dispositifs d'approvisionnement en énergie correspondants ceux-ci doivent,
même après une durée d'immobilisation prolongée sans alimentation en énergie de l'extérieur, pouvoir démarrer et fournir suffisamment d'énergie à tous les utilisateurs dès que la haute tension est donnée sur la ligne de train.
3.2 - L'énergie nécessaire au démarrage peut être disponible de la manière suivante :
-
directement à partir de la haute tension ou,
-
à partir de la batterie de la voiture ou,
-
à partir d’une batterie auxiliaire.
O
3.3 - Dans le cas où les batteries servent de source d'énergie, celles-ci doivent être en mesure de
fournir cinq démarrages successifs.
O
3.4 - La batterie auxiliaire ne doit servir qu'au démarrage des équipements d'alimentation en énergie
et ne doit pas être reliée aux circuits utilisateurs d'une voiture.
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4 - Appareils consommateurs raccordés à la ligne de
train
O
4.1 - Les équipements raccordés à la ligne de train doivent pouvoir fonctionner irréprochablement
dans la plage de tensions comprise entre U max2 et U min1 définie dans l’Annexe B - page 23 et reprise dans la fiche UIC n° 600 (voir Bibliographie - page 34).
O
4.2 - Il faut tenir compte d'une éventuelle déformation de la forme de la courbe. En cas de tension
alternative, le rapport entre la valeur efficace et la valeur de crête peut être de 1/2. Dans le cas d'une
tension continue, il s'agit d'une tension triphasée redressée sans lissage.
O
4.3 - Le fonctionnement des équipements peut s'interrompre lorsque la tension est en dehors de l'intervalle U min2 et U max2A ; toutefois ils doivent être en fonctionnement lorsque la tension est à nouveau à l'intérieur de l'intervalle U max2 et U min1 .
O
4.4 - Pour le matériel remorqué alimenté en énergie électrique par locomotives diesel ou fourgon générateur au moyen de la ligne de train, les conditions à observer pour la tension et la fréquence sont
celles définies dans la fiche UIC n° 626 (voir Bibliographie - page 34).
O
4.5 - Les Réseaux peuvent exiger que des voitures soient aptes au service selon la fiche UIC n° 626,
lorsque ces voitures passent sur des lignes dont le régime d'exploitation l'exige.
4.6 - Plages de fréquence pour une tension nominale de 1 500 V :
4.6.1 - Il est recommandé de tenir compte des variations de fréquence comprises entre 16 et 52 Hz.
O
4.6.2 - Les Réseaux peuvent exiger que les voitures soient aptes à fonctionner avec des variations
de fréquence comprises entre 16 et 52 Hz, lorsqu'elles sont alimentées par un engin moteur diesel.
O
4.7 - Les réseaux peuvent exiger qu'à la tension nominale de 1 000 V, les voitures soient aptes à
fonctionner dans la plage de fréquence comprise entre 21 et 23 Hz lorsqu'elles sont alimentées par
un engin moteur diesel.
O
4.8 - Les équipements raccordés à la ligne de train doivent s'adapter automatiquement aux différentes tensions.
O
4.9 - Chaque véhicule doit être muni d'un appareillage de coupure et de mise à la masse permettant
de couper en charge et en une seule manœuvre tous les appareils branchés sur la ligne de train.
L'emplacement de cet appareillage sera repéré conformément aux indications de l’Annexe D page 26. L'équipement de coupure et de mise à la masse doit pouvoir être manœuvré à l'aide de la
clé de Berne selon le RIC, feuille 3 (voir Bibliographie - page 34).
D'autres exigences d'ordre technique et constructives à appliquer à l'appareillage de coupure et de
mise à la masse figurent au point 16 - page 19.
O
4.10 - Chaque voiture est à équiper, dans l'armoire de service selon la fiche UIC n° 550-1, d'un interrupteur permettant, en une seule manœuvre, de couper de la ligne de train tous les appareils consommateurs. Cet interrupteur doit porter une signalétique de danger selon l'Annexe E - page 27.
O
4.11 - Les interruptions de courte durée, dues aux décollements du pantographe, ne doivent pas conduire à la coupure ou à la commutation des consommateurs.
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O
4.12 - Les consommateurs engendrant des pointes de courant et raccordés dans une voiture à la ligne de train, doivent être réalisés de telle manière qu'ils ne s'enclenchent pas simultanément dans
toutes les voitures au moment de la mise sous tension de ladite ligne de train mais avec un décalage
variable.
O
4.13 - Lors de l'enclenchement des consommateurs d'une voiture raccordés à la ligne de train, la première demi-onde du courant ne doit pas dépasser 180 A pour une tension sinusoïdale de 1 000 V et
16 2/3 Hz, la part purement inductive ne doit cependant pas être supérieure à 40 A.
O
4.14 - Le courant d'enclenchement de tous les convertisseurs d'une voiture raccordés à la ligne de
train ne doit pas dépasser 180 A, ceci à toutes les tensions nominales de la ligne de train.
O
4.15 - Facteur de Puissance λ :
4.15.1 - Les équipements de transformation d'énergie dans les voitures doivent, du point de vue
échange de puissance réactive par la ligne de train, être exempts de rétroaction.
4.15.2 - En cas d'alimentation de la ligne de train par un engin moteur électrique avec une forme de
tension sinusoïdale, le facteur de puissance λ, rapporté à la puissance maximale admissible d'une voiture selon le point 5 - page 8, ne doit pas être inférieur à 0,85.
4.15.3 - En cas d'alimentation de la ligne de train par une locomotive diesel ou un fourgon générateur
avec une forme de tension trapézoïdale ou rectangulaire, le facteur de puissance λ ne doit pas être
inférieur à 0,9 jusqu'à 20 % de la puissance nominale de l'installation de transformation d'énergie selon point 5 et ne doit pas être inférieur à 0,95 pour une puissance supérieure.
O
4.16 - En cas d'alimentation de la ligne de train par une locomotive diesel ou un fourgon générateur
délivrant une tension de forme trapézoïdale ou rectangulaire, les transformateurs raccordés directement à cette ligne de train doivent être dimensionnés de la manière suivante :
-
le courant de magnétisation ne doit pas dépasser 0,8 A,
-
le point de travail sur la ligne caractéristique de magnétisation ne doit pas dépasser 50 % de l’induction de saturation,
-
il convient que la résistance ohmique du bobinage primaire se situe entre 1 Ω et 2 Ω .
O
4.17 - Les consommateurs sur la ligne de train ne doivent pas avoir d’effet capacitif.
O
4.18 - Les consommateurs électroniques de puissance dans les voitures alimentés par des transformateurs dont l'enroulement primaire est raccordé directement à la ligne de train (par exemple chargeurs de batteries, convertisseurs, onduleurs) ne doivent pas posséder d'étage d'entrée commandé
ou semi-commandé.
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5 - Puissance admissible consommée par une voiture ou
une rame
5.1 - Les dispositions concernant la puissance admissible consommée par une voiture captée sur la
ligne de train sont basées sur les diagrammes mentionnés dans la fiche UIC n° 567 (voir Bibliographie
- page 34).
5.2 - Elle ne doit pas dépasser les valeurs S W indiquées par l'Annexe C.1 - page 24. Cette puissance
admissible est principalement influencée par la température extérieure et l'isolation thermique de la
voiture.
5.2.1 - Exploitation permanente : les voitures sont en régime établi, c'est-à-dire que les températures
dans les compartiments à voyageurs ont atteint leurs valeurs théoriques et que les équipements de
climatisation travaillent dans les plages de régulation.
5.2.2 - Exploitation de mise en service : les températures dans les compartiments à voyageurs n'ont
pas atteint leurs valeurs théoriques. Les véhicules sont encore dans leur phase de préchauffage ou
de préréfrigération ; les batteries sont pratiquement déchargées. Pour une durée d'une heure après
la mise sous tension de la ligne de train, la puissance admissible en énergie peut être supérieure de
10 % à celle atteinte en exploitation permanente.
5.2.3 - La puissance moyenne d'une voiture est obtenue en divisant la consommation en énergie
dans une période donnée par cette même période.
5.3 - La puissance maximale d'une voiture correspond à la somme des puissances de tous les consommateurs électriques raccordés à la ligne de train. Le rapport entre la puissance moyenne et la
puissance maximale d'une voiture peut être de 1/1,1.
5.4 - Le courant consommé par l'équipement d'alimentation en énergie à partir de la ligne de train ne
doit pas dépasser le courant admis à Un pour U < Un (Un étant la tension nominale selon l'Annexe B
- page 23.
5.5 - La puissance moyenne des équipements de cuisine d'une voiture-restaurant, captée de la ligne
de train, ne doit pas dépasser 50 kVA.
5.6 - La puissance des équipements de pressurisation d'une voiture avec ventilateurs, captée de la
ligne de train, ne doit pas dépasser 10 kVA.
5.7 - La puissance captée sur la ligne de train des voitures dont les diagrammes diffèrent de ceux
mentionnés dans la fiche UIC n° 567 (comme par exemple les voitures à étage) peut être différente
du point 5.2, sous réserve de respecter les conditions du point 5.8.2.
5.8 - La puissance admissible d’une rame de 15 voitures y compris une voiture restaurant se détermine à partir des points 5.1 à 5.6. Elle ne doit pas dépasser les valeurs S z indiquées par l'Annexe C.2
- page 25.
5.8.1 - En ce qui concerne l'exploitation permanente et l'exploitation de mise en service, les définitions des points 5.2.1 et 5.2.2 s'appliquent.
5.8.2 - La puissance maximale admissible d'une rame, selon l'Annexe C.2, est indépendante des cotes des voitures. Cette puissance est à prendre en compte pour déterminer la composition maximale
de la rame avec des voitures selon le point 5.7.
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6 - Pointes de tension sur la ligne de train
6.1 - Définition des pointes de tension : des pointes de tension peuvent se superposer aux tensions
nominales avec leurs tolérances tensionnelles mentionnées au point 4.1 - page 6 ou à l’Annexe B page 23. Leur forme et leur durée peuvent être les suivantes :
6.1.1 - Pointes de tension basses avec augmentation lente mais de durée supérieure à 20 ms.
6.1.2 - Pointes de tension récurrentes, dans le cas de tensions alternatives, avec durée du phénomène supérieure à 20 ms.
6.1.3 - Pointes de tension très élevées, non répétitives, dont la durée est inférieure à 20 ms pour une
période supérieure à 20 ms.
6.2 - Les annexes F.1 - page 28 à F.4 - page 31 présentent les valeurs limites admissibles pour les
pointes de tension en fonction du temps (échelle logarithmique) pour les diverses tensions nominales,
y compris pour les valeurs de tension de U max1 à U max4 . Les valeurs de crête admissibles des tensions alternatives sont également représentées dans les annexes F.3 - page 30 et F.4.
6.3 - Les valeurs limites U max1 à U max4 sont rassemblées sous forme de tableau dans l'Annexe F.5
- page 32 (voir Annexe B - page 23).
6.4 - Contenu énergétique des pointes de tension (réservé).
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O
7 - Fusibles de protection pour tension nominale
inférieure ou égale à 600 V
7.1 - La batterie doit être protégée sur ses deux pôles par des fusibles placés dans un ou deux coffres
situés à proximité du coffre d'accumulateurs et facilement accessibles.
7.2 - Les divers circuits des réseaux de bord continu doivent être protégés selon le point 2.7 - page 4.
7.3 - Les divers circuits des réseaux de bord alternatifs alimentant les différents consommateurs tels
que la climatisation, les prises de courant pour le nettoyage, etc., doivent être protégés sur tous les
pôles au moyen de fusibles ou de coupe-circuits automatiques afin d'éviter la répercussion des avaries sur les autres circuits et de réduire les risques d'incendie.
Les moteurs triphasés doivent être protégés de telle manière qu'en cas d'incident les trois phases
soient coupées simultanément.
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8 - Fusibles pour les tensions nominales supérieures ou
égales à 1 000 V
8.1 - Toute liberté est laissée aux différentes EF pour l'utilisation des éléments fusibles ou appareils
remplissant le même rôle appelés ci-après fusibles.
O
8.2 - Les exigences formulées ci-après doivent assurer que les fusibles fonctionnent bien. La preuve
doit en être faite par l'essai de type selon l’Annexe A - page 20.
O
8.3 - Les fusibles servent de protection contre les courts-circuits francs c'est-à-dire que l'intensité du
court-circuit est supérieure à 5 In.
Les courants d'une intensité comprise entre 1,5 et 5 In sont une zone très critique pour la coupure correcte du courant. Les fusibles qui doivent intervenir au-dessous de 5 In doivent être spécifiquement
conçus et ne font pas l'objet de ces dispositions.
O
8.4 - L'intensité nominale des fusibles est à choisir de telle façon que la protection des installations
électriques contre les courts-circuits soit garantie également lorsque les fusibles sont utilisés sous plusieurs tensions conformément à l’Annexe B - page 23 de cette fiche. Dans ces cas, les pointes d'intensité résultant de la mise sous tension de consommateurs ne doivent pas avoir d'effets négatifs sur
le comportement des fusibles.
O
8.5 - Les fusibles doivent couper le courant sans bruit, sans projection d'étincelles et sans production
de fumée et ne doivent pas exploser.
8.6 - Il est recommandé de ne pas munir les fusibles pour tension continue d'indicateurs de fusion.
8.7 - Il suffit de ne dimensionner les fusibles que pour les tensions nominales pour lesquelles l'installation d'alimentation en énergie électrique d'un véhicule est conçue. Il faut appliquer le principe suivant
lequel l'essai de type relatif à la tension continue inclut également celui relatif à la tension alternative
et que l'essai de type relatif à une tension supérieure inclut celui relatif à une tension inférieure.
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9 - Protection contre le contact indirect avec les
installations sous haute tension
O
9.1 - Tous les éléments métalliques accessibles des appareils électriques d'une installation, ne se
trouvant pas sous tension, dont la partie électrique est connectée à la ligne de train, doivent être mis
à la masse du véhicule d'une manière absolument sûre.
O
9.2 - La connexion des éléments métalliques à la masse du véhicule est à réaliser à l'aide d'un câble
en cuivre d'une section minimale de 4 mm2.
O
9.3 - La barre de mise à la masse de protection de l'installation électrique avec U ≥ 1 000 V doit, sur
la plus courte distance, être reliée métalliquement à la masse du véhicule par deux connexions souples en cuivre d'une section minimale de 10 mm2.
O
9.4 - Tous les câbles fixes dans lesquels passe normalement du courant sous des tensions ≥ 1 000 V
doivent être protégés de par leur emplacement ou par une gaine appropriée contre les endommagement mécaniques. Les gaines en métal doivent être reliées à la masse.
O
9.5 - Toutes les installations à mettre à l'abri de l'intervention de personnes non autorisées doivent
être protégées ou verrouillées à l'aide de la clé carrée femelle selon RIC, feuille 3 et/ou à l'aide d'un
outil spécial (par ex. : clé mâle à six-pans de 10).
9.6 - Dispositif de retour de courant :
O
9.6.1 - Les boîtes d'essieux des voitures doivent être montées avec isolement électrique afin de permettre le passage vers le rail des courants de retour des consommateurs raccordés à la ligne de train
sans avarier les roulements.
O
9.6.2 - Dans ce cas, il convient, pour le court-circuitage de l'isolement, de prévoir par bogie au moins :
-
une boîte d’essieux avec un dispositif de retour de courant pour le passage du courant de retour
et,
-
sur chacune des autres boîtes, non munies d’un dispositif de retour de courant, un shunt d’une
résistance protectrice comprise entre 40 MΩ et 100 MΩ.
9.6.3 - Il est recommandé de positionner les dispositifs de retour de courant sur les essieux d'extrémité des bogies.
O
9.6.4 - L'Annexe G - page 33 montre le schéma de principe.
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10 - Tensions d’essai
10.1 - La détermination de la valeur de la tension d'essai pour les essais diéléctriques lors de la mise
en service est laissée au choix de chaque réseau mais les équipements électriques à haute tension
raccordés à la ligne de train doivent pouvoir supporter une tension alternative efficace d'au moins
2 Un + 1 000 V, Un étant la tension nominale définie au point 4.1 - page 6.
10.2 - Pour éviter les avaries, les éléments électroniques de puissance doivent être protégés par
court-circuit de leurs connexions et les éléments électroniques d'asservissement sont à déconnecter
avant l'essai. Les prescriptions d'essai sont définies par les Réseaux eux-mêmes.
10.3 - Pour les essais de répétition, les équipements électriques à haute tension raccordés à la ligne
de train doivent être testés avec 0,7 x (2 Un + 1 000 V).
10.4 - Les consommateurs électroniques et inductifs ne peuvent plus être soumis à des essais diéléctriques supplémentaires avec l'installation entière. Le cas échéant, ils seront essayés en tant
qu'éléments isolés selon les instructions spéciales édictées par les Réseaux et ne seront soumis dans
l'ensemble de l'installation qu'à un essai de service en charge à la tension maximale de service.
10.5 - Les durées d'essai sont les suivantes :
-
120 secondes pour une tension alternative de 1 000 V ;
-
60 secondes pour une tension alternative/continue de 1 500 V ;
-
30 secondes pour une tension continue de 3 000 V.
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11 - Tableaux de distribution et de commande - Coffrets
d’appareillage
11.1 - Les armoires des appareillages électriques des voitures doivent être conçues et équipées selon les dispositions de la fiche UIC n° 550-1.
11.2 - Le tableau de commande et le tableau des appareils avec les autres dispositifs de commande
et de commutation doivent être logés dans l'armoire électrique et être facilement accessibles. L'armoire doit avoir des portes en nombre suffisant. Pour faciliter la manoeuvre et l'entretien, les portes de
l'armoire doivent être facilement démontables. Les éléments constructifs qui se trouvent sous une tension supérieure à la tension de contact admissible doivent être protégés contre des contacts accidentels sans toutefois gêner le contrôle visuel de ces éléments.
11.3 - Si un fusible se trouve dans un coffret difficilement accessible, ce coffret doit porter l'inscription
de l'intensité nominale du fusible.
11.4 - Les coffres contenant les fusibles de la batterie seront repérés par le symbole
.
11.5 - Les coffrets d'appareillages disposés sous la caisse doivent posséder pour le moins un niveau
de protection IP 54 selon la norme CEI 60529 (voir Bibliographie - page 34).
11.6 - Tous les tableaux de distribution et de commande de la voiture et les coffrets d´appareillages
sous la caisse, dans lesquels la tension est supérieure à 50 V alternatif ou 110 V continu, doivent être
signalés par un panneau de danger d'au moins 80 mm de côté et portant la mention : "ATTENTION
COURANT ELECTRIQUE DANGEREUX" selon la norme ISO 3864 (voir Bibliographie - page 34).
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12 - Dispositions pour les autres appareils
consommateurs
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12.1 - Les prises de courant pour rasoirs électriques, conformes à la fiche UIC n° 563 (voir Bibliographie - page 34), doivent être alimentées en courant de 230 V / 50 Hz. La tension peut être sinusoïdale
ou trapézoïdale. Le circuit doit être étudié de façon à ne pouvoir fournir une puissance supérieure à
25 VA afin de limiter le courant d'un appareil en mauvais état (court-circuit) ou étant d'une puissance
trop forte. Le fonctionnement normal doit se rétablir automatiquement dès que le défaut disparaît. Par
mesure de sécurité, les prises seront dotées d'un disjoncteur de protection.
O
12.2 - Chaque voiture est à équiper de deux prises 16 A / 230 V / 50 Hz de type 1 suivant les normes
EN 60309-1 et EN 60309-2 (voir Bibliographie - page 34). La tension d'alimentation de ces prises doit
être une tension sinusoidale selon la norme EN 50160 (voir Bibliographie - page 34), permettant de
brancher des appareils de nettoyage électriques. La puissance totale des deux prises doit être d'au
moins 2 kVA, sachant que les 2 kVA peuvent également être prélevés sur une seule prise. Les pointes
du courant d'appel des appareils susceptibles d'être raccordés doivent être prises en compte.
12.2.1 - Il suffit que l'énergie des prises soit disponible lorsque la ligne de train est sous tension.
12.2.2 - Lorsque les voitures sont en service, les prises accessibles aux voyageurs doivent être hors
tension ou recevoir une protection sélective équivalente, circuit de protection différentielle par
exemple.
12.2.3 - L'emplacement des prises est défini dans les fiches UIC n° 567-1 et 567-2 (voir Bibliographie
- page 34).
12.3 - Il est recommandé, pour les voitures pourvues de prises 230 V / 50 Hz (tension de forme sinusoïdale) accessibles aux voyageurs, de prévoir une puissance maximale de 150 VA, par exemple
pour l´alimentation de micro-ordinateurs portables.La puissance totale de ces prises ne doit pas dépasser 2 kVA.
O
12.3.1 - Les circuits d'alimentation des prises doivent être munies d'une protection différentielle de
30 mA.
12.3.2 - Il suffit que l'énergie des prises soit disponible lorsque la ligne de train est sous tension.
O
12.4 - Les prises de courant accessibles aux voyageurs et sous tension en exploitation doivent être
équipées d'un système d'occultation à éclipses (protection enfants) selon la norme CEI 60884-2-5
(voir Bibliographie - page 34).
15
550
OR
O
13 - Réserves
13.1 - Chaque voiture doit comporter en réserve un fusible pour circuits haute tension et deux fusibles
pour circuits basse tension, pour chacun des calibres utilisés.
13.2 - Les fusibles sont à placer, dans la mesure du possible, dans l'armoire à réserves accessible à
l'aide de la clé carrée femelle conformément au RIC, feuille 3. En cas de placement à un autre endroit,
celui-ci doit être précisé moyennant une indication affichée dans cette armoire.
13.3 - Le placard contenant les réserves doit porter, dans toutes les langues prescrites par le RIC,
l'inscription "Placard à réserves".
13.4 - Les casiers contenant les fusibles de réserve doivent porter l'inscription de l'intensité nominale
des fusibles.
16
550
OR
14 - Inscriptions
Voir fiche UIC n° 552, point 7.
17
550
OR
O
15 - Instructions pour la manoeuvre - Notice explicative et
schémas
15.1 - Un avis en plusieurs langues relatif à la manœuvre doit être placé sur la face intérieure de la
porte de l'armoire électrique avec celui relatif aux installations d'éclairage et de climatisation.
15.2 - La documentation suivante doit exister dans l'armoire électrique pour permettre de déceler les
défauts éventuels et de remédier aux dérangements qui en découlent :
-
schéma de disposition des organes principaux,
-
schéma électrique de principe,
-
note explicative succincte avec indications relatives au dépannage,
-
signification des codes de défauts pour les interfaces homme/machine suivant la fiche UIC n° 557,
modèles 1 et 2 (voir Bibliographie - page 34) avec des indications relatives au dépannage.
18
550
OR
O
16 - Mesures de sécurité à prendre pour le personnel lors
des travaux sur les installations haute tension
16.1 - Tous les consommateurs d'une voiture doivent pouvoir être déconnectés de manière sûre de
la ligne de train sous tension par une seule manœuvre d'un dispositif de coupure et de mise à la
masse.
16.2 - La coupure entre la ligne de train et les installations HT doit être visible.
16.3 - L'installation HT déconnectée de la ligne de train est mise à la masse automatiquement après
l'ouverture du dispositif de coupure et de mise à la masse. S'il existe des condensateurs, ceux-ci doivent également être mis à la masse automatiquement. La mise à la masse de ces condensateurs est
suffisante à elle seule s'il est assuré mécaniquement que la partie de l'installation non mise à la masse
ne peut pas être mise sous tension.
16.4 - Les coffres d'appareillage avec composants HT qui s'ouvrent sans utilisation d'un outil ne doivent pouvoir être ouverts qu'après déconnexion de l'installation de la ligne de train conformément au
point 16.1. A l'inverse, la remise sous tension ne doit pouvoir être faite qu'après fermeture des dits
coffres.
16.5 - Avant l'ouverture du dispositif de coupure et de mise à la masse, les circuits de commande doivent être coupés automatiquement, de sorte qu'ils coupent la charge.
16.6 - Si la charge n'est pas coupée par les contacteurs par suite d'un défaut (contacts soudés par
exemple), des mesures de protection sont à prévoir. Elles peuvent être réalisées de l'une des façons
suivantes :
-
le dispositif de coupure et de mise à la masse est prévu pour couper sous charge,
-
l'arc provoqué, le cas échéant, par l'ouverture du dispositif de coupure et de mise à la masse fait
fondre un fusible en amont,
-
le dispositif de coupure et de mise à la masse ne doit pas pouvoir s'ouvrir.
16.7 - Les raccordements des câbles électriques au dispositif de coupure et de mise à la masse doivent être conçus de façon à exclure toute erreur de branchement.
16.8 - Le dispositif de coupure et de mise à la masse doit pouvoir être verrouillé en position "coupure"
avec des cadenas par les agents qui travaillent sur l'installation.
16.9 - Avant tous travaux sur les lignes hautes tension, il faut s'assurer de l'absence de tension sur
tout les côtés. Les appareils et les lignes internes sont à mettre à la masse.
19
550
OR
Annexes
O
Annexe A - Conditions d’essai pour les essais de type
auxquels doivent être soumis les fusibles
haute tension pour les tensions nominales
supérieures ou égales à 1 000 V
A.1 - Domaine d’application
Ces conditions sont valables pour les fusibles protégeant contre les courts-circuits, les installations
électriques de voitures fonctionnant sous des tensions nominales Un = 1 000 V.
A.2 - Définition
L'intensité nominale d'un fusible est l'intensité du courant d'après laquelle sont définis l'échauffement
et la coupure du courant de court-circuit par le fusible.
A.3 - Essais de type
A.3.1 - Chaque essai doit être réalisé sur 3 fusibles.
A.3.2 - Avant les essais, la température des fusibles doit être portée à la température d'équilibre avec
un courant d'intensité égale à 1,1 fois l'intensité nominale.
A.3.3 - La tension d'essai est à chaque fois U max de Un. Le risque de coupure incorrecte du courant
existe en particulier pour la tension continue et augmente avec celle-ci.
A.3.4 - Essai de type pour 3 000 V continu.
+100V
A.3.4.1 - La tension d’essai est de 3 900 V -0V .
A.3.4.2 - Montage d’essai
-
Alimentation des circuits d’essai par une sous-station :
-
circuit d’essai de 1,2 Ω et 13 mH :
• essai en court-circuit
-
circuit d’essai de 2,4 Ω et 39 mH :
• essai en court-circuit
-
circuit d’essai avec 39 mH :
• essai de coupure avec un courant de 5 In
• essai de coupure avec un courant de 10 In.
20
550
OR
Annexes
A.3.4.3 - La tension transitoire de rétablissement :
-
doit être mesurée pendant une durée de 100 ms après l’extinction de l’arc électrique et doit être
présentée sur oscillogramme,
-
doit être maintenue, après la coupure du courant, pendant une durée de 30 s pour les fusibles
dépourvus de matière organique, et pendant 3 min pour les fusibles d'autres conceptions. Il est
admis de changer de source de tension au bout de 15 s, à condition que l'interruption soit au plus
de 0,1 s.
A.3.4.4 - Après la coupure de la tension (point A.3.4.3), la résistance entre les bornes doit être mesurée en 3 min avec 2 500 V au minimum. La résistance doit être de 1 MΩ minimum.
A.3.4.5 - La tension transitoire de rétablissement ne doit pas être supérieure, pour les éléments
fusibles :
avec I n ≥ 6 A , à la valeur de 12 kV, et,
avec I n ≤ 6 A , à la valeur de 16 kV.
A.3.5 - Essai de type pour 1 500 V continu
+50V
A.3.5.1 - La tension d’essai est de 1 950 V -0V
A.3.5.2 - Montage d’essai
-
Alimentation des circuits d’essai par une sous-station :
-
circuit d’essai de 0,4 Ω et 11 mH :
• essai en court-circuit
-
circuit d’essai de 0,7 Ω et 21 mH :
• essai en court-circuit
-
circuit d’essai avec 21 mH :
• essai de coupure avec un courant de 5 In
• essai de coupure avec un courant de 10 In.
A.3.5.3 - Application du point A.3.4.3.
A.3.5.4 - Application du point A.3.4.4.
A.3.5.5 - La tension transitoire de rétablissement ne doit pas être supérieure à 6 kV.
21
550
OR
Annexes
A.3.6 - Essai de type avec la tension alternative
A.3.6.1 - La tension d’essai est de :
+50V
1 740 V, 50 Hz -0V pour les éléments fusibles destinés à Un = 1 500 V
et
+50V
1 200 V, 50 Hz -0V pour les éléments fusibles destinés à Un = 1 000 V.
A.3.6.2 - Les essais sont réalisés suivants les règles définies par la norme EN 60282 (voir
Bibliographie - page 34) en tenant compte des valeurs spécifiques de l'exploitation ferroviaire.
A.4 - Evaluation des essais
L’essai est considéré comme satisfaisant si :
-
le fusible a coupé correctement le courant et qu'aucun dégagement de gaz ou de fumée nocif n'a
été constaté,
-
le corps du fusible ne présente pas d'endommagements inadmissibles et qu'il peut être enlevé des
supports d'un seul morceau. De légers endommagements tels que fissurations thermiques ou
changement de teinte sont admissibles,
-
la température est restée inférieure à une valeur donnée de façon à ce que les fusibles n'aient
subi aucun changement rendant difficile ou dangereux leur enlèvement.
22
550
OR
Annexes
O
Annexe B - Tension pour les équipements raccordés à la
ligne de train
Rapport de transformation à vide des bobinages du transformateur pour la ligne de train des engins
moteurs selon la fiche UIC n° 600.
Tension ligne de train
< Un
Tension
nominale Un/V
Tension ligne de train
> Un
Tension supérieure
de déconnexion
pour une
durée de
10 mn maxi
possible
en permanence
Fréquence
nominale
possible
en permanence
pour une
durée de
5 mn maxi
Umin2 (V)
Umin1 (V)
fn (Hz)
Umax1 (V)
Umax2 (V)
Umax2A (V)
700
800
1 000 ;
16 2/3, 22, 50
1 150
1 200
1 250
1 050
1 140
1 500; 50
1 650
1 740
1 860
900
1 000
1 500
1 800
1 950
2 050
1 800
2 000
3 000
3 600
3 900
4 050
Fréquence
nominale
fn/Hz
Limites de
variation
obligatoires
Tolérances des plages obligatoires
de fréquence suivant les
points 4.6.2 et 4.7
16 2/3
16 - 17,5
--
22
50
21 - 23
48 - 52
16 - 52
23
550
OR
Annexes
Annexe C - Puissance maximale admissible en
exploitation permanente à partir de la ligne
de train en fonction de la température
extérieure Te
O
C.1 - Puissance d’une voiture Sw
Sw
kVA
50
40
30
20
10
Te/°C
-30
-20
-10
0
24
+10
+20
+30
+40
550
OR
Annexes
O
C.2 - Puissance de la rame Sz
Sz
kVA
800
700
600
500
400
300
200
100
Te/°C
-30
-20
-10
0
+10
25
+20
+30
+40
550
OR
Annexes
O
Annexe D - Symbolisation des équipements d’isolement
et de mise à la terre
noir
jaune réfléchissant
La taille du panneau d’avertissement doit être adaptée à celle de l’organe de commande.
26
550
OR
Annexes
O
Annexe E - Symbolisation du disjoncteur principal haute
tension
noir
jaune réfléchissant
La taille du panneau d’avertissement doit être adaptée à celle de l’organe de commande.
Les positions "hors circuit" et "en circuit" sont à repérer par "0" et "1".
27
550
OR
Annexes
Annexe F - Pointes de tension de la ligne de train
F.1 -
Valeurs limites 3 000 V tension continue
16
Umax 4
14 kV
14
Tension en kV
O
12
10
8
Umax 3
5 075 V
Umax 1
3 600 V
Umax 2
3 900 V
Umax 4
4 050 V
6
4
2
0
2s
20 ms
10-2
102
100
5 min
104
106
108
Temps en ms
28
550
OR
Annexes
F.2 -
Valeurs limites 1 500 V tension continue
14
Umax 4
12 kV
12
Tension en kV
O
10
8
6
Umax 3
2 538 V
Umax 2
1 950 V
Umax 2A
2 050 V
Umax 1
1 800 V
4
2
0
2s
20 ms
10-2
102
100
5 min
104
106
108
Temps en ms
29
550
OR
Annexes
F.3 -
Valeurs limites 1 500 V 50 Hz
14
Umax 4
12 kV
12
10
Tension en kV
O
8
6
Umax 3eff
2 320 V
Umax 2Aeff
1 860 V
Umax 2eff
1 740 V
Umax 1eff
1 650 V
ûmax
3 000 V
4
. . . . . . . . .
2
0
20 ms
10-2
102
100
2s
5 min
104
106
108
Temps en ms
U
30
. . .
û
550
OR
Annexes
F.4 -
Valeurs limites 1 000 V 16 2/3 Hz
14
Umax 4
10 kV
12
10
Tension en kV
O
8
6
Umax 3eff
1 620 V
Umax 2Aeff
1 250 V
Umax 2eff
1 200 V
Umax 1eff
1 150 V
ûmax
2 000 V
4
2
0
20 ms
10-2
102
100
2s
5 min
104
106
108
Temps en ms
U
31
û
550
OR
Annexes
O
F.5 -
Valeurs supérieures limites des tensions nominales
U nominal
(V)
Umax1
(V)
Umax2
(V)
Umax2A
(V)
Umax3
(V)
Umax4
(kV)
û
(V)
1 000 16 2/3Hz
1 150 r.m.s.
1 200 r.m.s.
1 250 r.m.s.
1 620
10
2 000
1 500 50Hz
1 650 r.m.s.
1 740 r.m.s.
1 860 r.m.s.
2 320
12
3 000
1 500 d.c.
1 800
1 950
2 050
2 538
12
3 000 d.c.
3 600
3 900
4 050
5 075
14
32
550
OR
Annexes
Annexe G - Disposition des résistances protectrices et
du contact de mise à la terre sur un bogie
1
2
7
3
4
6
5
8
1-
Caisse du véhicule
5-
Essieu
2-
Bogie
6-
Contact de mise à la terre
3-
Isolement de la boîte
7-
Résistance protectrice
4-
Boîte d’essieu
8-
Rail
33
550
OR
Bibliographie
1. Fiches UIC
Union International des Chemins de fer (UIC)
Fiche UIC n° 413 : Mesures pour faciliter les voyages en chemin de fer, 9e édition, décembre 2000
Fiche UIC n° 533 : Protection par mise à la masse des pièces métalliques des véhicules, 2e édition
du 01.01.77 avec ses 4 modificatifs
Fiche UIC n° 541-05 : Frein - Prescriptions concernant la construction des différents organes de frein
- l’anti-enrayeur, 1re édition du 01.01.85 avec ses 8 modificatifs (2e édition en cours de préparation)
Fiche UIC n° 541-06 : Frein - Prescriptions concernant la construction de différents organes de freins :
frein magnétique, 1re édition du 01.01.92 avec son modificatif
Fiche UIC n° 550-1 : Armoires des appareillages électriques à bord du matériel à voyageurs, 1re édition du 01.01.90
Fiche UIC n° 550-2 : Installations pour l’alimentation en énergie des voitures - Essais de types,
1re édition du 01.01.94
Fiche UIC n° 550-3 : Installations pour l’alimentation en énergie électrique du matériel à voyageurs Influence des équipements électriques à l’extérieur des voitures, 1re édition, avril 2005
Fiche UIC n° 552 : Alimentation des trains en énergie électrique - Caractéristiques techniques unifiées
de la ligne de train, 9e édition du 01.01.97 (10e édition en cours de préparation)
Fiche UIC n° 553 : Ventilation, chauffage et climatisation des voitures, 6e édition, juillet 2003
Fiche UIC n° 553-1: Installations de climatisation des voitures - Essais de type, 1re édition du 01.01.92
(2e édition en cours de préparation)
Fiche UIC n° 554-1 : Alimentation de l’équipement électrique des véhicules ferroviaires par un réseau
local de distribution ou par une autre source d’énergie 220 V ou 380 V 50 Hz, 3e édition du 01.01.79
Fiche UIC n° 555 : Eclairage électrique du matériel à voyageurs, 1re édition du 01.01.78 avec ses
7 modificatifs
Fiche UIC n° 556 : Transmission d’informations par une ligne de données (bus de train), 1re édition
en cours de préparation
Fiche UIC n° 557 : Technique de diagnostic dans les voitures, 2e édition du 01.01.98
Fiche UIC n° 560 : Portes, emmarchements, fenêtres, marchepieds, poignées et mains courantes des
voitures et des fourgons, 12e édition, janvier 2002
Fiche UIC n° 563 : Installations d’hygiène et de propreté des voitures, 8e édition du 01.01.90 avec ses
4 modificatifs
Fiche UIC n° 567 : Dispositions générales régissant les voitures, 2e édition, novembre 2004
34
550
OR
Fiche UIC n° 567-1 : Voitures unifiées des types X et Y admises en trafic international Caractéristiques, 4e édition du 01.01.78 avec ses 7 modificatifs
Fiche UIC n° 567-2 : Voitures unifiées du type Z admises en trafic international - Caractéristiques,
4e édition du 01.07.91 avec ses 2 modificatifs
Fiche UIC n° 567-5 : Voitures unifiées du type A admises en trafic international - Caractéristiques,
1re édition du 01.01.85
Fiche UIC n° 568 : Sonorisation et téléphone des voitures RIC - Caractéristiques techniques pour
l’équipement des voitures RIC unifiées, 3e édition du 01.01.96
Fiche UIC n° 580 : Inscriptions et marques, plaques d’itinéraire et de numérotation à appliquer au
matériel voyageurs du trafic international, 6e édition du 01.01.90 avec ses 3 modificatifs
Fiche UIC n° 600 : Traction électrique avec ligne de contact aérienne, 4e édition, novembre 2003
Fiche UIC n° 626 : Production d’énergie électrique à bord des engins moteurs diesel destinée à l’alimentation de la ligne de train, 3e édition, avril 2004
2. Normes Européennes
Comité Européen de Normalisation (CEN)
EN 50153:2002 : Applications ferroviaires - Matériel roulant - Mesures de protection vis-à-vis des dangers d’origine électrique, 2002
EN 50155:2001 : Applications ferroviaires - Equipements électroniques utilisés sur le matériel roulant,
2001
EN 50160:2000 : Caractéristiques de la tension fournie par les réseaux publics de distribution, 2000
EN 50163:1996 : Applications ferroviaires - Tensions d’alimentation des réseaux de traction, 1996
EN 60282-1:2003 : Fusibles à haute tension - Partie 1 : fusibles limiteurs de courant, 2003
EN 60309-1:1999 : Prises de courant pour usages industriels - Partie 1 : règles générales, 1999
EN 60309-2:1999 : Prises de courant pour usages industriels - Partie 2 : règles d’interchangeabilité
dimensionnelle pour les appareils à broches et alvéoles, 1999
35
550
OR
3. Normes Internationales
Commission Electrotechnique Internationale (CEI)
EN 60529 : Degrés de protection procurés par les enveloppes (code IP), février 2000
CEI 60884-2-5:1995 : Prises de courant pour usages domestiques et analogues - Partie 2 : règles particulières pour les adaptateurs, 1995
Organisation internationale de normalisation (ISO)
ISO 3864:1984 : Symboles graphiques - Couleurs de sécurité et signaux de sécurité,1984 (versions
actuelles ISO 3864-1:2002 et ISO 3864-2:2004)
4. Divers
Union Internationale des Chemins de fer (UIC)
Accord sur l’échange et l’emploi des voitures en trafic international (RIC), janvier 2001
36
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OR
Avertissement
Toutes copies, reproductions ou diffusions, mêmes partielles, par quelque moyen que ce soit, y compris électronique, à usage autre que privé et individuel, sans le consentement exprès de l’Union Internationale des Chemins
de fer, sont interdites. Il en est de même pour la traduction, l’adaptation ou la transformation, l’arrangement ou la
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16, rue Jean Rey 75015 Paris - France
Avril 2005
Dépot légal Avril 2005
ISBN 2-7461-0905-0 (version française)
ISBN 2-7461-0906-9 (version allemande)
ISBN 2-7461-0907-7 (version anglaise)
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