Les caténaires

L'électrification de la caténaire , qui est isolée de ses pylônes porteurs ( supports de caténaires,  portiques), se fait au moyen de sous-stations qui fournissent du courant continu à 1,5 kV ou du courant alternatif monophasé à 25000 volts et 50 Hz; la fréquence industrielle d'EDF (les caractéristiques varient en fonction des pays ).

Le fil de la caténaire ne « scie » pas le pantographe de la locomotive électrique car le fil de contact est un peu aplati et il est tendu en Z entre les portiques . Ainsi le point de contact se promène sans arrêt le long de l'archet du pantographe .

En France il y a les 1500 volts continus et les 25000 volts alternatifs : pour une locomotive circulant sous 1500, l’archet est en cuivre qui est régulièrement enduit d’une graisse spéciale constituée de particule de cuivre, pour les locos circulant sous le 25000, l’archet est en carbone et sans aucun entretien et graisse .Il faut juste contrôler son usure qui est minime par rapport a un archet cuivre.

La hauteur de la ligne de contact est constante (5,08 m) .

Le couple "caténaire-pantographe" est soumis à rude épreuve sur les LGV ( lignes à grande vitesse ) . En effet le déplacement de l'archet du pantographe sur le fil de contact provoque la propagation d'une onde sur celui-ci. Or la vitesse de cette onde doit toujours être supérieure à la vitesse du train. Cette vitesse dépend de la tension mécanique de la caténaire. Cette tension a été augmentée de manière à repousser ce qu'on appelle le "mur de la caténaire". Celui-ci se situe aux alentours de 500 km/h.

Un pantographe à "double étage" a été développé, de manière à éviter les débattements trop importants pour garantir un contact électrique quasi-permanent et réduire les risques d'arrachage de la caténaire, qui du fait des vitesses pratiquées se chiffrent en kilomètres de fils de contact à remplacer. Sur les lignes à grande vitesse, la hauteur de la caténaire au-dessus de la voie est constante et les débattements du premier étage du pantographe sont verrouillés. Seul le deuxième étage est actif ^[1].