Kontaktledningsanlegg - Bane NOR · 2015. 6. 9. · [km/t] 140 160 200 250 V maks 2 [km/t] 120* 120...
Transcript of Kontaktledningsanlegg - Bane NOR · 2015. 6. 9. · [km/t] 140 160 200 250 V maks 2 [km/t] 120* 120...
-
1 av 46
KONTAKTLEDNINGSANLEGG
av
Bjørn Ivar Olsen, ETE
bygger på tidligere forelesning av Frode Nilsen, (versjon: TI02a),
senere revidert av Hege Sveaas Fadum og Thorleif Pedersen.
-
2 av 46
INNHOLD:
• Introduksjon/hensikt
• Hva er et kl-anlegg?
• Komponenter/begreper
• Viktige tekniske
fagdisipliner
• Grensesnitt
-
3 av 46
4114 km jernbane i Norge
2562 elektrifiserte
Første private
elektrifiserte strekning
Thamshavn-Svorkmo 1908
Første offentlige
elektrifiserte strekning
Oslo-Brakerøya 1922
-
4 av 46
Hvorfor kontaktledningsanlegg?
• Overordnet: Elektrisk togdrift
• Økonomi/politisk: Økonomiske og
miljømessige gevinster
• Teknisk: Energioverføring
-
5 av 46
Kontaktledningsanleggets tekniske mål:
Anlegget skal være best mulig i stand til å kunne overføre
strøm mellom kontakttråd og strøm-avtaker i de vandrende
kontaktpunkter
-
6 av 46
Komponenter/begreper
-
7 av 46
-
8 av 46
AVSPENNING
• Fast avspenning
• Lodd avspenning
• Fix avspenning
-
9 av 46
SIKK-SAKK
• For å redusere slitasjen på strømavtakeren monteres
kontaktledningen i sikksakk
-
10 av 46
DELSYSTEMER
• Fundamenter i bakken - Geologi
• Master og åk - Statikk
• Vi skal kjøre tog på anlegget - Dynamikk
• Overføring av elektrisk energi - Elektro
-
11 av 46
DELSYSTEMER
Geologi
Grunnforhold
Statikk
Konstruksjoner i ro
Dynamikk
Det svingende delsystem
ElektroStrømmer og spenninger
Det totale kl-system
-
12 av 46
GEOTEKNISKE KRAV
Fundament-deformasjoner
og setninger må være
innenfor det akseptable med
de laster/påkjenninger som
kan opptre
-
13 av 46
FUNDAMENTERING
• Grunnforhold
• Fundamentdybde
• Såleutforming
• Pakking/støtte
• Forsterkninger
• Frostsikring
Plasstøpte
Nedborede
-
14 av 46
DELSYSTEMER
Geologi
Grunnforhold
Statikk
Konstruksjoner i ro
Dynamikk
Det svingende delsystem
ElektroStrømmer og spenninger
Det totale kl-system
-
15 av 46
STATISKE KRAV
MASTER OG ÅK SKAL STÅ I RO!
når de belastes med
kontaktledningsstrekk,
strekk i returledning og andre
ledninger,
samt belastninger fra
vind, snø og is
0M
0F
-
16 av 46
MASTETYPER
• B-master
• H-master
• GMB-master
• Tremaster
-
17 av 46
-
18 av 46
-
19 av 46
-
20 av 46
-
21 av 46
ÅK
Åk benyttes dersom sporene er såpass nær hverandre at det
ikke er plass til enkeltmaster
-
22 av 46
UTLIGGERE
Dobbeltutliggere Enkeltutliggere
-
23 av 46
UTLIGGERE
• Strekkutligger
-
24 av 46
UTLIGGERE
• Trykkutligger
-
25 av 46
DELSYSTEMER
Geologi
Grunnforhold
Statikk
Konstruksjoner i ro
Dynamikk
Det svingende delsystem
ElektroStrømmer og spenninger
Det totale kl-system
-
26 av 46
KONTAKTKRAFT
Den kraft som opptrer mellom strømavtaker
og kontakttråd
•en vandrekraft som vandrer med togets
hastighet
•gir et løft i ledningen
•øker med hastigheten
•genererer bølger
-
27 av 46
DYNAMISKE KRAV
• Kontinuerlig
kontaktkraft
mellom 40 og
125 N.
• Normalfordelt
-
28 av 46
-
29 av 46
Strømavtaker
-
30 av 46
Fritt profil for strømavtaker
Spormidt vinkelrett på
skinneoverkantplanet
900
1150
1250
250
150
-
31 av 46
Klemmefritt rom
-
32 av 46
SVINGEKRETSEN
-
33 av 46
SYSTEMPARAMETRE
S35 S20B S20A S25
Kontakttrådhøyde [m] 5,60 5,60 5,60 5,30
Systemhøyde [m] 1,60 1,60 1,60 1,80
Vmaks 1 [km/t] 140 160 200 250
Vmaks 2 [km/t] 120* 120 160 210
Strekk kontakttråd [kN] 7 10 10 15
Strekk bæreline [kN] 7 10 10 15
Strekk y-line [kN] - - 2,3 3,5
Max spennlengde [m] 60 70 70 65
KL-part [m] 1600 1500 1500 1200
* usikker
-
34 av 46
DELSYSTEMER
Geologi
Grunnforhold
Statikk
Konstruksjoner i ro
Dynamikk
Det svingende delsystem
ElektroStrømmer og spenninger
Det totale kl-system
-
35 av 46
ELEKTRISKE KRAV
• Strømkretsen --”HEL VED”
• Sikkerhet mot direkte og
indirekte berøring
• Isolasjonsavstander
• Sikker utkobling ved feil
-
36 av 46
STRØMVEIER
Returleder: Strømflyt i skinner, jord og returledning fra lok tilbake til
omformer
Fremleder: Strømflyt i kontaktledningen fra omformer til lok
-
37 av 46
RETURSTRØM
• Strømmen fra lokomotivet til
omformerstasjonen vil dels flyte i skinnene og
dels i jord
• Der vi har returledning vil en vesentlig andel
flyte i denne
• For å sikre at strømmene i jord ikke blir for
store eller kommer på avveie, benyttes
sugetransformatorer
-
38 av 46
SUGETRANSFORMATORER
skinner Isolerte skjøter
Kontaktledningspart 1
a b 0
B Kontaktledningspart 2 A
-
39 av 46
DEN ELEKTRISKE KRETS
Uten returledning
3 km
sugetransformatorer
tog
omformerstasjon
kontaktledning
skinner
kontaktledningsstrøm
returstrøm
-
40 av 46
DEN ELEKTRISKE KRETS
Med returledning - to ulike systemer
-
41 av 46
INDUKSJON
• Strømførende ledninger
induserer magnetiske felter
• Felter med motsatt polaritet
opphever hverandre
• Dette prinsippet utnyttes i
anlegg med returledning
-
Autotransformatorsystem +/- 15 kV
PL + NL - prinsipp - seksjonert KL
Skinnegang
15 kV samleskinne
returstrøm samleskinne
Omformerstasjon
100 %
100 %
100 %
100 %
50 %
50 % 50 %
50 %
Negativledning – NL -15 kV
1o km 1o km 1o km
Kontaktledning KL + 15 kV
Positivledning PL + 15 kV 100 % 100 %
100 %
50 %
50 %
-
JBV - AT med NL + PL - 9,5 m mast
Plassering på topp av mast
Minimum 2 m mellom KL og AT-systemet
Kan ha frakobling på KL og jobbe på denne (vedlikehold, tilsyn, mindre feilretting) med spenning på NL og PL
=> ”Alltid” tosidig mating / samkjøring mellom omformere
PL- og NL - lederne som kabel:
I tunneler
Under kryssende bruer
Under kryssende høyspentlinjer
95
00
1000
56
00
71
00
-
44 av 46
SYSTEMPARAMETRE ELEKTRO
Spenning [V] 15000
Frekvens [Hz] 16 ⅔
Maks kontinuerlig strøm [A] 600 / 800
Impedans min/maks [ohm pr. km] 0,14 / 0,33
Sugetransformatoravstand [km] 3
Isolasjonsavstander [mm] statisk/dynamisk
250/150
Kortslutningsstrømmer [kA] Ik,maks Ik,min
10/20 1) 2-3 2)
1) Termisk dimensjonering, beregning av berøringsspenninger
2) Dimensjonerende for innstilling av vern, verdiene er sterkt avhengig av systemkonfigurasjon!
-
45 av 46
GRENSESNITT
Kontaktledningsanlegg
Signal- og teleanlegg: •Signalplassering
•Felleskomponenter (filterimpedanser, skinner,…)
•Sporfelter
•Kabler (kryss/nær-føring)
•EMC (jording/induksjon)
•Tekniske hus/rom/skap
Lavspenningsanlegg: •Biforbruk/reservestrøm
•Jording
•Tekniske hus/rom/skap
Omgivelser/miljø: •Urbane strøk
•Naturlandskap
•EMC (jording/induksjon
Overbygning: •Horisontal/vertikal-trase
•Sporveksler/kryss
•Skinner
•Ballast
Underbygning: •Bruer
•Tunneler/skjæringer
•Kabelkanaler
•Gjerder
•Plattformer
•Drenering
Operatørene: •Togmateriell
•Strømavtaker
-
46 av 46
Hva har dere lært?
• Komponenter og begreper
• 4 ulike fagdisipliner
• Grensesnitt til annen infrastruktur og omgivelser
OPPSUMMERING
-
47 av 46
REFERANSER
Nilsen, F: Kontaktledning -- En overordet innføring, , (versjon: TI02a)
Jernbaneverkets tekniske regelverk: Kontaktledning, Felles elektro (https://trv.jbv.no/wiki/Hovedside)
Slik fungerer Jernbanen, se internett: http://www.jernbaneverket.no/jernbanenettet/slik_fungerer_jernbanen/article.jhtml?articleID=1238261
Jernbanestatistikk 2007, Jernbaneverket
-
48 av 46
-
49 av 46
-
50 av 46