KONTAKTLEDNINGSANLEGG - Jernbaneverket
KONTAKTLEDNINGSANLEGG - Jernbaneverket
KONTAKTLEDNINGSANLEGG - Jernbaneverket
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>KONTAKTLEDNINGSANLEGG</strong><br />
av<br />
Bjørn Ivar Olsen, ETE<br />
bygger på tidligere forelesning av Frode Nilsen, (versjon: TI02a),<br />
senere revidert av Hege Sveaas Fadum og Thorleif Pedersen.<br />
1 av 46
• Introduksjon/hensikt<br />
• Hva er et kl-anlegg?<br />
• Komponenter/begreper<br />
• Viktige tekniske<br />
fagdisipliner<br />
• Grensesnitt<br />
INNHOLD:<br />
2 av 46
4114 km jernbane i Norge<br />
2562 elektrifiserte<br />
Første private<br />
elektrifiserte strekning<br />
Thamshavn-Svorkmo 1908<br />
Første offentlige<br />
elektrifiserte strekning<br />
Oslo-Brakerøya 1922<br />
3 av 46
Hvorfor kontaktledningsanlegg?<br />
• Overordnet: Elektrisk togdrift<br />
• Økonomi/politisk: Økonomiske og<br />
miljømessige gevinster<br />
• Teknisk: Energioverføring<br />
4 av 46
Kontaktledningsanleggets tekniske mål:<br />
Anlegget skal være best mulig i stand til å kunne overføre<br />
strøm mellom kontakttråd og strøm-avtaker i de vandrende<br />
kontaktpunkter<br />
5 av 46
Komponenter/begreper<br />
6 av 46
7 av 46
• Fast avspenning<br />
• Lodd avspenning<br />
• Fix avspenning<br />
AVSPENNING<br />
8 av 46
SIKK-SAKK<br />
• For å redusere slitasjen på strømavtakeren monteres<br />
kontaktledningen i sikksakk<br />
9 av 46
DELSYSTEMER<br />
• Fundamenter i bakken - Geologi<br />
• Master og åk - Statikk<br />
• Vi skal kjøre tog på anlegget - Dynamikk<br />
• Overføring av elektrisk energi - Elektro<br />
10 av 46
Geologi<br />
Grunnforhold<br />
Dynamikk<br />
Det svingende delsystem<br />
DELSYSTEMER<br />
Det totale kl-system<br />
Statikk<br />
Konstruksjoner i ro<br />
Elektro<br />
Strømmer og spenninger<br />
11 av 46
GEOTEKNISKE KRAV<br />
Fundament-deformasjoner<br />
og setninger må være<br />
innenfor det akseptable med<br />
de laster/påkjenninger som<br />
kan opptre<br />
12 av 46
• Grunnforhold<br />
FUNDAMENTERING<br />
• Fundamentdybde<br />
• Såleutforming<br />
• Pakking/støtte<br />
• Forsterkninger<br />
• Frostsikring<br />
Plasstøpte<br />
Nedborede<br />
13 av 46
Geologi<br />
Grunnforhold<br />
Dynamikk<br />
Det svingende delsystem<br />
DELSYSTEMER<br />
Det totale kl-system<br />
Statikk<br />
Konstruksjoner i ro<br />
Elektro<br />
Strømmer og spenninger<br />
14 av 46
STATISKE KRAV<br />
MASTER OG ÅK SKAL STÅ I RO!<br />
når de belastes med<br />
kontaktledningsstrekk,<br />
strekk i returledning og andre<br />
ledninger,<br />
samt belastninger fra<br />
vind, snø og is<br />
<br />
<br />
F<br />
M<br />
<br />
<br />
0<br />
0<br />
15 av 46
• B-master<br />
• H-master<br />
• GMB-master<br />
• Tremaster<br />
MASTETYPER<br />
16 av 46
17 av 46
18 av 46
19 av 46
20 av 46
ÅK<br />
Åk benyttes dersom sporene er såpass nær hverandre at det<br />
ikke er plass til enkeltmaster<br />
21 av 46
Enkeltutliggere<br />
UTLIGGERE<br />
Dobbeltutliggere<br />
22 av 46
• Strekkutligger<br />
UTLIGGERE<br />
23 av 46
• Trykkutligger<br />
UTLIGGERE<br />
24 av 46
Geologi<br />
Grunnforhold<br />
Dynamikk<br />
Det svingende delsystem<br />
DELSYSTEMER<br />
Det totale kl-system<br />
Statikk<br />
Konstruksjoner i ro<br />
Elektro<br />
Strømmer og spenninger<br />
25 av 46
KONTAKTKRAFT<br />
Den kraft som opptrer mellom strømavtaker<br />
og kontakttråd<br />
•en vandrekraft som vandrer med togets<br />
hastighet<br />
•gir et løft i ledningen<br />
•øker med hastigheten<br />
•genererer bølger<br />
26 av 46
• Kontinuerlig<br />
DYNAMISKE KRAV<br />
kontaktkraft<br />
mellom 40 og<br />
125 N.<br />
• Normalfordelt<br />
27 av 46
28 av 46
Strømavtaker<br />
29 av 46
Fritt profil for strømavtaker<br />
150<br />
250<br />
900<br />
1150<br />
1250<br />
Spormidt vinkelrett på<br />
skinneoverkantplanet<br />
30 av 46
Klemmefritt rom<br />
31 av 46
SVINGEKRETSEN<br />
32 av 46
SYSTEMPARAMETRE<br />
S35 S20B S20A S25<br />
Kontakttrådhøyde [m] 5,60 5,60 5,60 5,30<br />
Systemhøyde [m] 1,60 1,60 1,60 1,80<br />
Vmaks 1 [km/t] 140 160 200 250<br />
Vmaks 2 [km/t] 120* 120 160 210<br />
Strekk kontakttråd [kN] 7 10 10 15<br />
Strekk bæreline [kN] 7 10 10 15<br />
Strekk y-line [kN] - - 2,3 3,5<br />
Max spennlengde [m] 60 70 70 65<br />
KL-part [m] 1600 1500 1500 1200<br />
* usikker<br />
33 av 46
Geologi<br />
Grunnforhold<br />
Dynamikk<br />
Det svingende delsystem<br />
DELSYSTEMER<br />
Det totale kl-system<br />
Statikk<br />
Konstruksjoner i ro<br />
Elektro<br />
Strømmer og spenninger<br />
34 av 46
ELEKTRISKE KRAV<br />
• Strømkretsen --”HEL VED”<br />
• Sikkerhet mot direkte og<br />
indirekte berøring<br />
• Isolasjonsavstander<br />
• Sikker utkobling ved feil<br />
35 av 46
STRØMVEIER<br />
Fremleder: Strømflyt i kontaktledningen fra omformer til lok<br />
Returleder: Strømflyt i skinner, jord og returledning fra lok tilbake til<br />
omformer<br />
36 av 46
RETURSTRØM<br />
• Strømmen fra lokomotivet til<br />
omformerstasjonen vil dels flyte i skinnene og<br />
dels i jord<br />
• Der vi har returledning vil en vesentlig andel<br />
flyte i denne<br />
• For å sikre at strømmene i jord ikke blir for<br />
store eller kommer på avveie, benyttes<br />
sugetransformatorer<br />
37 av 46
SUGETRANSFORMATORER<br />
Kontaktledningspart 1<br />
A<br />
a b<br />
0<br />
skinner Isolerte skjøter<br />
B Kontaktledningspart 2<br />
38 av 46
omformerstasjon<br />
DEN ELEKTRISKE KRETS<br />
kontaktledning<br />
skinner<br />
Uten returledning<br />
3 km<br />
sugetransformatorer<br />
kontaktledningsstrøm<br />
tog<br />
returstrøm<br />
39 av 46
DEN ELEKTRISKE KRETS<br />
Med returledning - to ulike systemer<br />
40 av 46
INDUKSJON<br />
• Strømførende ledninger<br />
induserer magnetiske felter<br />
• Felter med motsatt polaritet<br />
opphever hverandre<br />
• Dette prinsippet utnyttes i<br />
anlegg med returledning<br />
41 av 46
100 %<br />
Omformerstasjon<br />
15 kV samleskinne<br />
returstrøm samleskinne<br />
100 %<br />
100 %<br />
50 %<br />
50 %<br />
100 %<br />
Autotransformatorsystem +/- 15 kV<br />
PL + NL - prinsipp - seksjonert KL<br />
50 %<br />
50 %<br />
Kontaktledning KL + 15 kV<br />
1o km 1o km 1o km<br />
50 %<br />
50 %<br />
100 %<br />
100 %<br />
100 %<br />
Negativledning – NL -15 kV<br />
Positivledning PL + 15 kV<br />
Skinnegang
JBV - AT med NL + PL - 9,5 m mast<br />
Plassering på topp av mast<br />
Minimum 2 m mellom KL og<br />
AT-systemet<br />
Kan ha frakobling på KL og<br />
jobbe på denne (vedlikehold,<br />
tilsyn, mindre feilretting) med<br />
spenning på NL og PL<br />
=> ”Alltid” tosidig mating /<br />
samkjøring mellom omformere<br />
PL- og NL - lederne som kabel:<br />
I tunneler<br />
Under kryssende bruer<br />
Under kryssende<br />
høyspentlinjer<br />
9500<br />
7100<br />
1000<br />
5600
SYSTEMPARAMETRE ELEKTRO<br />
Spenning [V] 15000<br />
Frekvens [Hz] 16 ⅔<br />
Maks kontinuerlig strøm [A] 600 / 800<br />
Impedans min/maks [ohm pr. km] 0,14 / 0,33<br />
Sugetransformatoravstand [km] 3<br />
Isolasjonsavstander [mm]<br />
statisk/dynamisk<br />
Kortslutningsstrømmer [kA] Ik,maks<br />
Ik,min<br />
250/150<br />
10/20 1)<br />
2-3 2)<br />
1) Termisk dimensjonering, beregning av berøringsspenninger<br />
2) Dimensjonerende for innstilling av vern, verdiene er sterkt avhengig av systemkonfigurasjon!<br />
44 av 46
Signal- og teleanlegg:<br />
•Signalplassering<br />
•Felleskomponenter<br />
(filterimpedanser, skinner,…)<br />
•Sporfelter<br />
•Kabler (kryss/nær-føring)<br />
•EMC (jording/induksjon)<br />
•Tekniske hus/rom/skap<br />
GRENSESNITT<br />
Lavspenningsanlegg:<br />
•Biforbruk/reservestrøm<br />
•Jording<br />
•Tekniske hus/rom/skap<br />
Kontaktledningsanlegg<br />
Underbygning:<br />
•Bruer<br />
•Tunneler/skjæringer<br />
•Kabelkanaler Operatørene:<br />
•Gjerder<br />
•Togmateriell<br />
•Plattformer<br />
•Strømavtaker<br />
•Drenering<br />
Omgivelser/miljø:<br />
•Urbane strøk<br />
•Naturlandskap<br />
•EMC (jording/induksjon<br />
Overbygning:<br />
•Horisontal/vertikal-trase<br />
•Sporveksler/kryss<br />
•Skinner<br />
•Ballast<br />
45 av 46
Hva har dere lært?<br />
• Komponenter og begreper<br />
• 4 ulike fagdisipliner<br />
OPPSUMMERING<br />
• Grensesnitt til annen infrastruktur og omgivelser<br />
46 av 46
REFERANSER<br />
Nilsen, F: Kontaktledning -- En overordet innføring, , (versjon: TI02a)<br />
<strong>Jernbaneverket</strong>s tekniske regelverk: Kontaktledning, Felles elektro<br />
(https://trv.jbv.no/wiki/Hovedside)<br />
Slik fungerer Jernbanen, se internett:<br />
http://www.jernbaneverket.no/jernbanenettet/slik_fungerer_jernbanen/article.jhtml?articleID=1238261<br />
Jernbanestatistikk 2007, <strong>Jernbaneverket</strong><br />
47 av 46
48 av 46
49 av 46
50 av 46
Change language