Automazione e sistemi di sicurezza delle metropolitane

Automazione e sistemi di sicurezza delle metropolitane
3.1 Generalità
In un primo tempo il grado di sicurezza di un mezzo di trasporto era subordinato
all’attenzione del conduttore.
Col passare degli anni e in particolar modo con lo sviluppo dell’utilizzo di energia elettrica si
è passati a realizzare i primi apparati elettrici che costituivano dei sistemi di segnalamento e di
intervento automatico con azione di frenatura a vantaggio della sicurezza.
Oggi alcune metropolitane,con l’intervento sempre più marcato dell’elettronica, possono
essere addirittura pensate di tipo completamente automatico.
3.2 Segnalamento e sezioni di blocco
Con l’aumento della velocità e della frequenza dei treni e soprattutto con il conseguente
aumento di incidenti,il comando “a vista” utilizzato nei primi tempi sulle metropolitane è
stato integrato con sistemi di segnalamento che oggi sono alla base della sicurezza dei treni e
risultano perciò indispensabili.
Le funzioni che possono essere assegnate ad un sistema di segnalamento sono principalmente
di localizzazione dei treni e di protezione e controllo della marcia.
Il primo passo è stato quello del distanziamento a spazio che è alla base del sistema,ancora
oggi usato,a segnalamento fisso a sezioni di blocco.
Una linea viene considerata come l’insieme di più sezioni e l’accesso a queste viene
controllato tramite dei segnali di stop o di via libera.
Se all’interno della sezione vi è un treno,il segnale di ingresso è rosso e indica così al treno
successivo di fermarsi.
Se invece all’interno della sezione non vi sono treni il segnale è verde e dà il via libera ai treni
che sopraggiungono (figura 3.1).
Fig. 3.1 – Segnalamento fisso a sezioni di blocco
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La presenza o meno di un treno all’interno della linea viene rilevata in genere tramite un
circuito di binario che comanda automaticamente il segnale luminoso posto all’ingresso della
sezione di blocco.
Viene in pratica inviata una corrente sul binario che,se è libero,giunge ad un relè che,una
volta eccitato dà il segnale luminoso di via libera (figura 3.2).
Fig. 3.2 – Circuito di binario con segnalazione di via libera.
Qualora invece all’interno della sezione di blocco vi sia un treno,il segnale di corrente inviato
si cortocircuita sul treno stesso diseccitando così il relè che darà quindi segnale di stop (figura
3.3).
Fig. 3.3 – Circuito di binario con segnalazione di stop.
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Questo sistema di segnalamento risulta efficace per velocità non troppo sostenute.
Quando le velocità superano,in genere, i 50 Km/h è necessario adottare sistemi di
segnalamento a tre segnali (verde,giallo,rosso) che consentano di avvertire anticipatamente il
conducente dando tempo per la frenatura del veicolo.
Il segnale giallo è posto alla fine di una sezione che ne precede un’altra bloccata (figura 3.4).
Fig. 3.4 – Segnalamento a tre aspetti
Resta comunque da precisare che questo tipo di sistema di segnalazione ha come grande
limitazione quella di basarsi sulla vigilanza del conducente che potrebbe anche non accorgersi
di un segnale di stop con il rischio evidentemente di causare un incidente con il treno che lo
precede.
Per scongiurare questo pericolo viene adottato un ulteriore segnale di sicurezza denominato
AWS (automatc warning system) che per mezzo di un segnale acustico avvisa il conducente
in cabina del tipo di segnale luminoso.
Il conducente è tenuto in questo caso a premere un pulsante in segno di ricevimento del
segnale. In caso contrario la frenatura del treno avviene per via automatica.
3.3 ATP, ATO, ATS
E’ un sistema automatico che ha come scopo principale quello di rilevamento della posizione
del treno e dello stato del binario per il mantenimento della distanza di sicurezza.
Consente una protezione continua per impedire il superamento delle velocità massime
consentite in funzione delle caratteristiche del tracciato e delle condizioni di circolazione.
I più moderni sistemi ATP (automatic train protection) non presentano segnalamento al lato
del binario, ma le informazioni sono trasmesse in cabina elettronicamente, indicando la
velocità limite della sezione di transito e usualmente anche di quella successiva.
Nella sua forma più sofisticata è prevista una frenata d’emergenza automatica se il conducente
non rispetta la velocità limite imposta.
Il principio su cui si basa un sistema ATP è rappresentato in figura 3.5 dove i segnali sono da
interpretare,nella maggioranza dei casi,come indicazioni in cabina.
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Fig. 3.5 – Schema di funzionamento di un sistema ATP
Il sistema associa delle bande di velocità che appaiono dietro al primo treno alle sezioni di
blocco.
La velocità permessa nella sezione occupata dal treno è naturalmente zero, e lo è anche nel
blocco seguente il treno stesso, che costituisce quindi il cosiddetto “ overlap ” dei sistemi
tradizionali, ovvero lo spazio necessario per una frenata di emergenza. Se il treno attraversa il
limite di questa sezione viene automaticamente fermato. Le sezioni seguenti riducono
progressivamente la velocità permessa al mezzo.
Il sistema ATP può essere usato in combinazione con il cosiddetto ATO (automatic train
operation ) che regola lo spazio di frenatura realizzando il diagramma di trazione
previsto(fermata a bersaglio).
Se la marcia è svolta senza macchinista,il sistema ATO insieme all’ATP deve controllare le
funzioni di apertura e chiusura delle porte in sicurezza e dare il comando di partenza dei treni
dopo la verifica dell’avvenuta chiusura delle porte ed il loro successivo blocco.
La presenza contemporanea dei sistemi ATP e ATO prende il nome di ATC ( automatic train
control).
In caso di presenza di un comando centrale del materiale rotabile,realizzato automaticamente
tramite computer,si parla di ATS (automatic train supervision) i cui compiti sono:
Controllo dei tempi di partenza dei treni dalle stazioni,in accordo con gli orari
prestabiliti.
Effettuazione del selezionamento,mediante il posizionamento corretto degli
scambi,degli itinerari e conseguentemente assegnando a ciascun treno il corretto
movimento in coerenza con i vincoli dell’ATP.
Controllo del movimento globale dei treni in relazione all’orario da rispettare
aggiornando con continuità l’identità la posizione e la destinazione dei treni in
circolazione.
Intervento in tempo reale sul diagramma di trazione dei treni per l’osservanza degli
orari e ricostruzione degli orari di esercizio in caso di variazione dei treni in
circolazione.
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3.3.1 Limitazioni dell’ATP
La previsione di un “overlap” con velocità zero dietro la sezione di blocco occupata da un
treno aumenta il distanziamento dei treni riducendo,per contro,la capacità del sistema, ossia il
numero di treni per ogni ora.
I sistemi ATP più moderni prevedono la trasmissione a bordo di ogni mezzo di una curva di
velocità che consente la verifica che il veicolo operi in ogni istante all’interno della propria
curva quando il mezzo si avvicina ad una zona occupata.
Un microprocessore sul mezzo riceve indicazioni sulla sua velocità, quanto è lontano il
prossimo segnale di sezione ( distance-to-go) e sul limite di velocità della sezione seguente.
Se il treno supera questo limite interviene una frenata automatica.
Fig. 3.6 – Eliminazione dell’overlap tramite “distance-to-go”
La figura 3.6 mostra come questo tipo di soluzione porti all’eliminazione dell’overlap nella
sezione di blocco precedente a quella sulla quale si rileva la presenza del treno.
3.4 Trasmissione delle informazioni
E’ evidente che in presenza di sistemi automatici complessi è indispensabile il continuo
scambio di informazioni tra terra/terreno e posto centrale.
Dovrà quindi essere previsto un sistema di trasmissione delle informazioni lungo la linea e il
posto centrale sufficientemente ampio, con l’utilizzo, ad esempio, di fibre ottiche.
Le informazioni da trasmettere possono anche essere pensate non strettamente legate alla
circolazione dei treni ma riguardanti una diagnostica più generale dello stato dei treni e degli
impianti,nonché le informazioni al pubblico.
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I vari tipi di informazione possono essere classificati come segue:
Informazioni di protezione: sono quelle relative allo stato e all’occupazione dei
circuiti di binario,alla identità,posizione e distanziamento dei treni e alla loro velocità.
Informazioni di comando o di stato: riguardano lo stato degli enti,mobili e fissi,e
della loro regolazione con ritorno in sicurezza dell’avvenuta esecuzione dei comandi
impartiti.
Informazioni di emergenza: sono rivolte agli utenti in caso di pericoli o disservizi.
Informazioni di servizio: sono rivolte agli operatori in caso di pericolo.
Informazioni di manutenzione : riguardano lo stato di servizio dei vari componenti
del sistema.
L’automazione può quindi riguardare tutti i settori del sistema e non solo quelli strettamente
legati al controllo e alla regolazione della marcia dei veicoli e in particolare possono
riguardare:
Comando e controllo dell’alimentazione elettrica:consente il telecomando degli
impianti e di conseguenza il non presenziamento degli stessi con
monitoraggio,diagnostica e comando interruttori eseguiti a distanza.
Il comando e controllo a distanza da parte degli impianti ausiliari che consente
l’attivazione e il ripristino di meccanismi come: scale mobili,impianti di
ventilazione,condizionamento.
Il controllo del movimento degli utenti in termini di spostamento dei passeggeri nelle
stazioni,informazioni al pubblico e situazione del servizio svolto in tempo reale.
3.4.1 Modalità di trasmissione delle informazioni
Per la trasmissione delle informazioni richieste al treno esistono due tipi di modalità:
Trasmissione continua
Trasmissione puntiforme tramite boe
La trasmissione continua prevede l’utilizzo dei circuiti di binario o di apposite maglie per
trasmettere informazioni al treno che vengono captate dallo stesso tramite delle bobine
montate sul primo asse.
Nella trasmissione puntiforme,invece,è previsto l’utilizzo di boe passive che vengono attivate
al passaggio del treno trasmettendo le informazioni.
Evidentemente in quest’ultimo tipo di trasmissione,per l’aggiornamento delle informazioni è
necessario attendere il passaggio alla boa successiva e pertanto si ha una trasmissione che si
discosta sensibilmente da quella che è una trasmissione di informazioni in tempo reale ma che
risulta vantaggiosa in termini economici e di facilità di installazione.
Le figure 3.7 e 3.8 rappresentano le modalità di trasmissione delle informazioni nei due casi.
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Fig. 3.7 – Modalità continua di trasmissione delle informazioni al treno
Fig. 3.8 – Modalità puntiforme di trasmissione dati al treno
Un ulteriore evoluzione del sistema ATP è rappresentata dal “blocco mobile”.
Il concetto su cui si basa è che in presenza di due treni che viaggiano uno dietro l’altro,alla
stessa velocità e con la stessa capacità di frenata,la distanza tra i due veicoli può essere ridotta
al minimo se vi è un continuo scambio di informazioni tra i treni per cui,nel caso quello
davanti freni,può farlo anche il treno che segue.
Si può arrivare teoricamente ad una distanza di 50 metri per treni che viaggiano a 50 Km/h.
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Fig. 3.9 – Rappresentazione di un sistema con “blocco mobile”
Per ottenere una trasmissione delle informazioni tra i treni che sia il più veloce possibile si
rende necessaria la comunicazione per via radio,detta TBS (Trasmission based signalling) con
l’inevitabile inconveniente della possibilità di mancanza della trasmissione.
Negli ultimi sistemi sono presenti comunque delle boe sul binario come riserva di sicurezza.
Fig. 3.10 – Trasmission based signalling (TBS)
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3.5 Postazione centrale
L’accentramento di tutti i comandi e la raccolta delle informazioni utili per l’esercizio e la
manutenzione di un sistema composto da una serie di livelli di automazione sono convogliati
in un’unica postazione detta PCC (Posto Centrale di Controllo).
Il posto centrale,oltre ad avere una visione completa dell’esercizio dell’impianto ha la
possibilità di intervenire su di esso con la regolazione mediante segnali e disposizioni ai treni.
E’ inoltre dotato di video che consentono la telesorveglianza delle stazioni.
Fig. 3.11 – Posto centrale di comando
3.6 La metropolitana automatica di Torino
Nel programma di miglioramento dei trasporti pubblici torinesi si è inserita la metropolitana
automatica di Torino,entrata in funzione a partire dal febbraio 2006.
Il percorso della prima metropolitana automatica d’Italia si sviluppa da ovest ad est
collegando la città di Collegno.
Il parcheggio di interscambio di Fermi, a Collegno, consente l’utilizzo dalla metro a chi a
Torino arriva dalle valli montane e dalla tangenziale ovest, garantendo un collegamento con il
cuore della città in poco più di 10 minuti.
La metropolitana inoltre si integra con il sistema di trasporto pubblico di superficie
permettendo un rapido interscambio e un elevato grado di mobilità sul territorio di Torino.
La metropolitana corre sotto corso Francia - viale alberato e antica via di collegamento con la
Francia - e attraversa le piazze Massaua, Rivoli e Bernini, più belle grazie alla riqualificazione
avviata con la costruzione della metropolitana.
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Fig. 3.12 – Percorso della metropolitana automatica di Torino
3.6.1 Il sistema integrato VAL
Il sistema VAL, Veicolo Automatico Leggero, viene utilizzato per la prima volta in Italia
dalla metropolitana di Torino. È stato progettato in modo da garantire la massima sicurezza
attraverso il sistema di Controllo Automatico dei Treni (ATC) progettato specificatamente per
questo tipo di veicoli.
Questo sistema beneficia delle caratteristiche più avanzate nel settore:
assenza di personale fisso sui treni e in stazione che permette un esercizio ad
automazione integrale;
elevata capacità di gestione dei guasti;
telesorveglianza e telemisurazione del servizio (treni, impianti di linea e di
stazione);
protezione dei treni contro il rischio di collisioni, eccesso di velocità, ecc., fornita
dalla funzione ATP (protezione automatica dei treni).
La tecnologia VAL è il sistema di metropolitana automatica più referenziato e collaudato dal
punto di vista della sicurezza, dell’affidabilità, delle prestazioni e dei costi economici.
Questo sistema ha fatto la sua prima comparsa nella città francese di Lille, nel 1983, città
transalpina che ha in seguito adottato il sistema VAL anche per la seconda linea della
metropolitana.
L’insieme del sistema è controllato per mezzo di telecomandi e telemisure dal Posto di
Controllo e Comando, compresi inserimento e ritiro dei treni dalla linea, con semplice
comando degli operatori in servizio. In caso di necessità gli operatori del PCC dispongono di
sistemi di videosorveglianza e di comunicazione interfonica per informare i passeggeri. In
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assenza di un intervento degli operatori il sistema funziona in modo completamente
automatico.
La protezione dei treni contro il rischio di collisioni, l’eccesso di velocità, ecc. viene fornita
dalla funzione ATP (Protezione Automatica dei Treni), che è parte integrante del sistema
ATC sopra citato.
Il sistema prevede inoltre una serie di ulteriori dispositivi di sicurezza, quali:
porte automatiche di banchina nelle stazioni per evitare le cadute accidentali,
simili nel funzionamento alle porte ai piani degli ascensori di qualsiasi edificio;
passerella di emergenza facilmente accessibile agli utenti lungo tutta la linea;
dispositivi di rilevamento dei fumi e protezione incendi sui treni e nelle stazioni.
Fig. 3.13 – Quadro sinottico del PCC
Fig. 3.14 – Monitor della sala operativa per il controllo delle vie di corsa e delle stazioni
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Le principali caratteristiche della linea metropolitana automatica VAL di Torino sono
riportate nella tabella 3.15.
Tab. 3.15 – Caratteristiche della linea metropolitana automatica di Torino
3.6.2 I veicoli
Ogni convoglio del VAL, della lunghezza di 52 metri, è composto da 2 vetture di 26 metri,
formate a loro volta da 2 carrozze di 13 metri ciascuna agganciate tra loro in modo
permanente. Ogni carrozza, realizzata in alluminio e leghe leggere, è larga 2,08 metri, ha
un’altezza interna di circa 2 metri e pesa 14.000 kg.
Su ogni fiancata si aprono tre porte e la capienza massima di ogni carrozza è di 31 passeggeri
seduti e 49 in piedi, con gli strapuntini aperti; oppure 19 seduti e 61 in piedi con gli
strapuntini chiusi. Complessivamente un convoglio da 52 metri può trasportare fino a 440
passeggeri .
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Fig. 3.16 – Il treno VAL in esercizio
Fig. 3.17 – Vista frontale del treno VAL Fig. 3.18 – Interni del treno VAL
La sicurezza del VAL è aumentata inoltre dalla dotazione di ruote in gomma che scorrono su
guide d’acciaio. Questo consente una maggiore aderenza in accelerazione e in frenata, una
notevole riduzione delle vibrazioni e il superamento di pendenze maggiori rispetto alle
normali metropolitane con ruote in ferro (pendenza massima 10%).
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APPENDICE B
Il sistema di trasporto Translohr di Padova
B.1 Descrizione del sistema
Il sistema Translohr di Padova prevede un percorso di circa 10 km di lunghezza e prevede
l’utilizzo di un veicolo su gomma a guida vincolata.
Il dimensionamento del sistema si basa su una domanda di trasporto pari a 1800
passeggeri/ora per direzione.
Il tracciato attraversa la città di Padova in direzione Nord-Sud con uno sviluppo
prevalentemente rettilineo di lunghezza complessiva pari a 10,3 km e via di corsa separate per
le due direzioni di marcia.
I due capolinea hanno un anello di inversione di dimensione pari a circa 11 metri di
raggio,una piattaforma per gli arrivi e tre piattaforme destinate alla sosta dei mezzi.
Fig. B.1 – Veicolo Translohr di Padova
E’ prevista una sede promiscua riservata al solo trasporto pubblico per una buona parte del
tracciato e,in alcuni casi,la sede risulta protetta.
La sede promiscua riservata si estende per 6,425 km e nei tratti pavimentati la delimitazione
delle corsie è ottenuta mediante segnaletica orizzontale e differente colorazione della sede.
I principali parametri di esercizio sono:
Velocità commerciale stimata: 22 km/h
Frequenza: 5 min
Convogli utilizzati: 14
La marcia è di tipo a vista ed il sistema a guida vincolata limita l’operato del conducente ai
soli interventi di accelerazione,frenatura,apertura e chiusura delle porte.
14

Fig. B.2 – Percorso della linea tranviaria
Le fermate sono poste ad una distanza di circa 490 metri l’una dall’altra e sono tutte di
lunghezza pari a 21 metri,larghezza minima di 1,5 metri e con piano del calpestio rialzato di
23 cm.
Fig. B.3 – Fermata del Translohr
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B.2 Il sistema a guida vincolata
La tecnologia adottata si basa sull’impiego di una rotaia centrale alla quale,mediante un
dispositivo posto sotto gli assi del veicolo,sono ancorate due rotelle accoppiate a “V”.
Il veicolo è dotato di ruote pneumatiche che migliorano il rendimento in termini di
accelerazione e frenatura e ne limitano l’impatto acustico.
La rotaia centrale deve sopportare le sole forze necessarie all’orientamento degli assi mentre il
peso del veicolo è sostenuto dai pneumatici.
La rotaia è alta circa sette centimetri ed è alloggiata in un canale ricavato in una piccola massa
di cemento armato colata nel suolo e presenta una sporgenza massima di cinque millimetri sul
piano stradale.
Fig. B.4 – Carrello del sistema a guida vincolata
Fig B.5 – Schema di funzionamento del sistema di guida vincolata
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Le figure B.4 e B.5 mostrano quale sia il funzionamento di una rotaia a guida vincolata con
assi inclinati di 45° rispetto al suolo.
La rotaia è ancorata al canale di contenimento per mezzo di una resina isolante ed elastica che
viene colata ed la isola elettricamente rispetto al suolo,riducendo al contempo la rumorosità
dovuta alle vibrazioni.
B.3 Caratteristiche del veicolo
Il veicolo,a composizione modulare,è composto da casse per il trasporto passeggeri collegate
a moduli di sostegno articolati e con i due assi posti alle estremità sterzanti.
Fig. 8.6 – Veicolo Translohr
Le caratteristiche principali dei veicoli sono riportate nella seguente tabella:
LUNGHEZZA 25 m
LARGHEZZA 2,2 m
ALTEZZA PIATTAFORMA INTERNA 250 mm rispetto al piano d'appoggio pneumatici
RAGGIO di CURVATURA MINIMO PERCORRIBILE 10,5 m
VELOCITA' MASSIMA 70 Km/h
CAPACITA' DI TRASPORTO 164 passeggeri (20% seduti)
Tab. 8.7 – Caratteristiche dei veicoli
Il veicolo è di tipo unidirezionale dotato comunque di una cabina di guida secondaria.
E’ dotato di porte su un solo lato con predisposizione al montaggio di porte anche sul lato
opposto.
Le porte sono tre con luce di 1300mm x 1950mm.
Il piano è ribassato (250mm) per l’intera lunghezza del veicolo ad eccezione della cabina di
guida.
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La struttura di ogni veicolo è costituita dai seguenti elementi principali:
Moduli di estremità:Ha la struttura portante in acciaio e una scocca contenente
l’abitacolo di guida. L’estremità del telaio è dotata di un paraurti costituito da uno
scudo in resina e fibra di vetro collegato al telaio mediante tamponi di assorbimento in
alluminio deformabili agli urti.
Modulo passeggeri:E’ costituito da una struttura portante metallica in lega leggera che
si collega all’estremità ad una articolazione del veicolo per mezzo di anelli di
passaggio.
Anelli di passaggio:Sono costituiti di alluminio e acciaio e permettono di collegare il
modulo passeggeri agli altri moduli garantendo la libera circolazione all’interno del
veicolo.
B.4 Trazione elettrica
B.4.1 Sottostazioni di conversione
Ognuna delle quattro sottostazioni viene alimentata dalla rete ENEL in media tensione (10/20
kV c.a.) e alimenta la linea di trazione alla tensione di 750 V c.c. mediante due alimentatori.
La figura B.8 rappresenta lo schema elettrico di una SSE.
Fig. B.8 – Particolare lato c.c. e alimentatori di una SSE
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Le apparecchiature ENEL sono installate in locale indipendente ed a uso esclusivo,mentre il
locale per le misure di energia,contenente le relative apparecchiature,è con accesso a doppia
chiave. Tali locali sono parte integrante del fabbricato SSE.
Il numero,l’interdistanza e la potenza delle sottostazioni è tale da garantire che,in caso di
mancanza di fornitura da una,non venga generato alcun degrado in termini di esercizio.
Le caratteristiche delle alimentazioni sono:
Alimentazione primaria:
Tensione nominale: 20 kV (o 10 kV)
Stato del neutro: Isolato
Frequenza nominale: 50 Hz
Alimentazione rete di trazione:
Tensione nominale: 750 V c.c.
Potenza resa da ogni SSE: 1500 kW
Massima corrente di guasto franco a terra lato c.c. : 22 kA
Corrente di cortocircuito permanente: 13,6 kA
Corrente erogabile lato c.c. : 2000 A
La figura B.9 mostra lo schema elettrico della fornitura di energia alle SSE lato MT:
Fig. B.9 – Particolare fornitura MT dello schema elettrico di una SSE
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L’equipaggiamento di ogni stazione è costituito dai seguenti componenti principali:
Organi di manovra MT in esafloruro di zolfo
Gruppi di conversione a doppio ponte in soluzione fissa con diodo di riserva
Interruttori extrarapidi estraibili in scomparto blindato e interscambiabili
Microprocessori per la diagnostica dell’interruttore extrarapido e per le protezioni MT
Sono previsti,inoltre,dispositivi logici che permettono:
Blocco generale nel caso di intervento di alcuni tipi di protezione
Richiusura automatica degli extrarapidi dopo l’apertura per guasto
Controllo dello stato di isolamento della linea di contatto a seguito di tre interventi di
blocco extrarapido
Centralizzazione degli allarmi al sistema di postazione video
Ogni SSE comprende un quadro MT 24 kV modulare composto da uno scomparto di arrivo
della linea MT,uno scomparto di alimentazione del trasformatore di gruppo e uno scomparto
misure. Il trasformatore di gruppo è di tipo a tre avvolgimenti della potenza di 1620 kVA (810
kVA per ciascun secondario) con avvolgimento primario collegato a triangolo e secondari
collegati uno a triangolo,l’altro a stella. Gli avvolgimenti sono isolati in resina epossidica e il
raffreddamento è a ventilazione naturale.
Per ogni SSE sarà anche prevista un’alimentazione in bassa tensione della potenza di circa 10
kW che andrà ad alimentare i servizi ausiliari anche in mancanza di fornitura Mt per mezzo di
alimentazione di riserva.
Fig. B.10 – Particolare alimentazione BT di una SSE
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B.4.2 Linea di contatto
La line di contatto,alimentata alla tensione di 750 V,è realizzata con filo sagomato della
sezione totale di 120 mm 2 . Questa è sostenuta per mezzo di pali e mensole oppure mediante
tiranti e funi isolate aggrappate ai fabbricati.
Il conduttore di ritorno (alimentazione negativa) è costituito da dalle rotaie per mezzo di due
corde da 120 mm 2 in parallelo tra rotaia pari e rotaia dispari posizionate lungo ogni tratta.
I veicoli possono viaggiare con i pantografi in presa alla massima velocità di 70 km/h con
pressioni statiche comprese tra 7 e 10 daN.
La campata media è di circa 20 m e la poligonale è di ±20 cm rispetto all’asse del pantografo.
Le caratteristiche tecniche della linea di contatto sono riportate nella tabella seguente:
MATERIALE Cu - Etp
TIPO UNI 5649
SEZIONE NOMINALE 120 mmq
SEZIONE TEORICA 116 mmq
DIAMETRO 12,9 mm
MASSA MEDIA (Kg/m) 1,031
CARICO DI ROTTURA UNITARIO (daN/mmq) 36
Tab. B.11 – Caratteristiche linea di contatto
B.4.3 Impianto di terra
L’impianto di terra è formato da due maglie: una primaria ed una secondaria.
La maglia di terra primaria è realizzata con treccia in rame nudo di sezione minima pari a 70
mm 2 interrata ad una profondità di circa un metro e interessa tutta la superficie della SSE.
Il collegamento ai dispersori di terra,in acciaio ramato,è realizzato per mezzo di una corda in
rame di sezione 120 mm 2 .
La maglia di terra secondaria è composta da tutti i collegamenti alla maglia primaria,realizzati
in corda di rame da 120 mm 2 e dall’anello di dispersione in piatto di rame che interessa
l’intero perimetro della SSE.
B.4.4 Cadute di tensione
Per il calcolo delle cadute di tensione sulla linea sono state ipotizzate:
- Distanze tra SSE pari a 1800 m
- Livello di usura del conduttore di linea di contatto pari al 10%
- Carico concentrato alla distanza più sfavorevole dalle SSE
Le norme CEI 9-2 impongono che la caduta di tensione sia contenuta entro il 33,3%.
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Il calcolo ha portato ai seguenti risultati:
- Resistività rame : 0,0176 Ωmm 2 /m
- Resistenza lineare alimentatori: 0,176 Ω/km
- Lunghezza alimentatori: 0,1 km
- Resistenza alimentatori: 0,00176 Ω
- Sezione usurata del filo di contatto: 108 mm 2
- Resistenza lineare della linea di contatto : 0,163 Ω/km
- Resistenza lineare parallelo rotaie: 0,02169 Ω/km
- Resistenza lineare conduttori di ritorno: 0,0735 Ω/km
- Resistenza lineare totale di ritorno: 0,0167 Ω/km
- Lunghezza linea: 1,8 km
- Resistenza linea di contatto e ritorno: 0,323 Ω
- Resistenza circuito(0,00176+0,323): 0,325 Ω
Con questi valori,nell’ipotesi di allo spunto dai veicoli pari a 747 A,si è calcolata una c.d.t.
per linea alimentata bilateralmente dell’ordine di 61 V,ossia circa dell’ 8% della tensione
nominale.
Valore ampiamente accettabile.
B.4.5 Corrente di corto circuito
Nell’ipotesi di rete ideale a monte della SSE,per il calcolo della corrente di corto circuito si
applica la seguente formula:
Icc =_______________
V20*√2*2
Xc*(2+k√3)
dove V20 rappresentala tensione concatenata al secondario del trasformatore,Xc la reattanza di
commutazione e K il rapporto di impedenza determinato in base alla seguente formula:
X12-X23/2
K = _____________
X12
con X12 = 8% e X23 = 1%, risulta: K = 0,937.
La reattanza di commutazione si determina in base alla formula:
X12*V20 2
Xc = ________________
100*P2*1000
con P2 pari alla potenza del secondario del trasformatore (810 KW) si ottiene: Xc = 0,0032
e quindi:
Icc = 13,6 kA con valore di picco pari a 13,6*√2 = 19,23 kA
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