transportszynowy.pl

najobszerniejsze centrum wiedzy o transporcie szynowym po polsku

Sieć trakcyjna 0,6 kV DC > Ogólne porównanie sieci tramwajowej z trolejbusową

Zanim rozpoczniecie Państwo lekturę poniższego opracowania polecam najpierw zapoznać się z dokładnym opisem sieci trakcyjnej tramwajowej, co ułatwi Wam zrozumienie zagadnień tu opisanych bardzo ogólnie w związku z dokładnym ich opisem w dziale tramwajowym.

Sieć trakcyjna tramwajowa zasilana jest napięciem znamionowym 600 V prądu stałego (+150/-200 V). Takim samym napięciem zasilana jest sieć dla trolejbusów. Występują sytuacje, że jeżeli po mieście poruszają się zarówno tramwaje jak i trolejbusy ich sieci trakcyjne zasilane są z tych samych podstacji trakcyjnych. Również przewody trakcyjne w obu sieciach są takie same (przekrój 100mm2). Podstawową różnicą pomiędzy omawianymi sieciami jest to, że sieć trakcyjna tramwajowa składa się z napowietrznej sieci jezdnej oraz sieci powrotnej, którą są szyny. Sieć trolejbusowa natomiast posiada tylko napowietrzną sieć jezdną o zupełnie innej budowie.

   
Przykładowe trolejbusy


W związku z tym, że trolejbusy to autobusy tylko napędzane elektrycznymi silnikami trakcyjnymi, ich poruszanie się po jezdni uniemożliwiło zastosowania dolnej sieci powrotnej w postaci szyn. Jednak, aby istniał obwód elektryczny prądu stałego konieczne jest istnienie dwóch biegunów zasilających (+ i -). Dlatego też sieć powrotną również poprowadzono napowietrznie co stworzyło parę równolegle zawieszonych do siebie przewodów jezdnych. Jeden jest przewodem zasilającym (+), a drugi przewodem powrotnym (-).

 
Przykładowy sposób zasilania sieci trakcyjnej trolejbusowej


 
Punkt zasilający i punkt powrotny


Punkt zasilający z odłącznikiem sieciowym (nożowym) na słupie

 
Elektryczne połączenie międzysieciowe

W najnowszych sieciach trakcyjnych stosowane jest sekcjonowanie zarówno przewodu zasilającego jak i powrotnego oraz pełna izolacja sieci od potencjału ziemi, dzięki czemu eliminuje się prądy błądzące. Nowoczesna aparatura natomiast zapewnia bezpieczeństwo na wypadek zwarć i uszkodzeń przy braku doziemienia.
Można również spotkać sieci trakcyjne izolowane, czyli takie, w których szyna zbiorcza przewodu ujemnego jest połączona z ziemią bezpośrednio lub poprzez połączenie z szynami torów tramwajowych.
W starszych sieciach stosowano tylko sekcjonowanie przewodu dodatniego, w związku z łączeniem sieci trakcyjnej tramwajowej z trolejbusową, gdzie jak wspomniałem ta pierwsza była uszyniona.
Takie rozwiązanie powodowało duże spadki napięcia na minusowym przewodzie i wiązało się to z koniecznością stosowania zwiększonej ilości punktów powrotnych.

 
Izolatory sekcyjne obydwu przewodów


Sieć trakcyjna trolejbusowa jest najczęściej płaska. Można jednak spotkać sieć trolejbusową łańcuchową szczególnie na liniach podmiejskich.

Przewody trakcyjne sieci podwieszane są do zawieszeń poprzecznych lub wysięgników słupów trakcyjnych oraz ewentualnie innych konstrukcji (np. stropy wiaduktów, tuneli itp.)


Podwieszenie sztywne sieci do zawieszenia poprzecznego

 
Elastyczne podwieszenie sieci do wysięgnika


Elastyczne podwieszenie sieci typu "trójkąt" do zawieszenia poprzecznego


Podwieszenie przewodów sieci pod stropem wiaduktu

Przewody jezdne o przeciwnej biegunowości podwieszane są równolegle do siebie przez co nie ma możliwości zastosowania na dachach pojazdów typowych odbieraków prądu jak w tramwaju, gdyż ślizgacz łączyłby ze sobą obydwa przewody, co doprowadzałoby do zwarcia, a nie zasilania. Konieczne jest stosowanie drążkowych odbieraków prądu ze specjalnymi głowicami ślizgowymi (tzw. łyżkami ślizgowymi) dla każdego przewodu jezdnego. Dodatkowo drążki zamocowane są obrotowo na dachu trolejbusu, gdyż pojazd ten porusza się po pasach jezdni i nie można mu zapewnić trasy przejazdu zawsze bezpośrednio pod siecią jak to ma miejsce w przypadku tramwajów.

 
Odbierak prądu drążkowy na dachu trolejbusu

 
Głowice ślizgowe na końcach drążków podczas styku z przewodami jezdnymi


Sprężyny realizujące docisk drążków z głowicami do przewodów jezdnych

 
Ściągarki linowe do ściągania i kierunkowania odbieraków


Przewagą jaką ma trolejbus nad tramwajem jest fakt, że poruszajac się po jezdni, i posiadając obrotowe odbieraki prądu może on omijać przeszkody na drodze. Jednak trzeba przy tym brać poprawkę na to, że wychylność odbieraków nie przekracza 4,5 metra od osi pojazdu. W przypadku zbyt dużego wyjechania trolejbusem od osi sieci, ślizgi wypadną z przewodów zasilających i pojazd straci zasilanie, a drążki odbieraków trzeba będzie ponownie nastawić przez powyższe ściągarki linowe.

 
Odbieraki prądu wychylone podczas postoju na pasie przystankowym oraz podczas przejazdu przez zakręt

 
Odbieraki zdjęte z sieci



Na zakrętach sieci stosuje się specjalne prowadnice łukowe, które polepszają współpracę głowic ślizgowych odbieraków z przewodami jezdnymi. Brak takich prowadnic powoduje, że ślizgi odbieraków prześlizgują się po przewodzie z większym tarciem, w miejscach jego załamań, co może również doprowadzić do wypadnięcia ślizgów z przewodów.

 
Prowadnice łukowe


Przebieg przewodu jezdnego na łukach bez prowadnic (a) i z prowadnicami (b), z widoczną głowicą ślizgową odbieraka


Sieć trakcyjna trolejbusowa jest tańsza w budowie oraz lżejsza w stosunku do sieci tramwajowej. W związku z brakiem szyn eliminuje się występowanie prądów błądzących. W celu ograniczenia do minimum ruchów termicznych sieć może być kompensowana poprzez urządzenia naprężające, analogiczne do tych stosowanych w sieci tramwajowej.

Dużym problemem jest jednak prowadzenie sieci na skrzyżowaniach, gdyż podwójne przewody, o przeciwnej biegunowości zasilania, jednej trasy krzyżują się z przewodami drugiej trasy. W związku z tym, w miejscach przecięć muszą być one prawidłowo izolowane od siebie, aby nie dochodziło do zwarć. W strefie skrzyżowań stosuje się specjalne prowadnice, zapewniające prawidłowy prześlizg głowic ślizgowych odbieraków prądu tak, aby zachowały one prawidłowy tor jazdy i nie wywołały zwarć. Nad prowadnicami przebiegają przewody jezdne. W miejscach krzyżowań przewodów jezdnych o przeciwnej biegunowości, na jeden z przewodów nałożone są nakładki izolacyjne. W ramach prowadnic również odpowiednio zastosowane są fragmenty izolowane. Na poniższych fotografiach widać takie układy.

 
Sieć nad skrzyżowaniem prostopadłym
(opis na 1 powiększeniu)

 
Krzyżówki na skrzyżowaniu przecinającym się pod kątem ostrym (opis na powiększeniu)

 
Krzyżówka - miejsce krzyżowania przewodów (opis na powiększeniu)

Powyżej przedstawione są układy skrzyżowań sieci z zastosowaniem krzyżówek oraz izolatorów przed i za miejscem krzyżowania się sieci jednego z odcinków. Jednak, aby ograniczyć ilość izolatorów (koszty, konserwacja, generowanie łuków elektrycznych oraz masa sieci), opracowano miejsca krzyżowań z izolatorami specjalnej budowy. Ich budowa polega na zastosowaniu w izolatorze uchylnej bramki przejazdowej, umożliwiającej prześlizg ślizgu odbieraka po obydwu przewodach bez naruszania prawidłowej izolacji.
Omówione powyżej układy przedstawia poniższy schemat.


Schemat izolacji w miejscach krzyżowania przewodów o przeciwnej biegunowości 
1 - krzyżówka izolowana
2 - izolator z uchylną bramką przejazdową


 
Izolowana krzyżówka (opis na powiększeniu)

 
Izolacja na krzyżowaniu z bramką przejazdową (opis na powiększeniu)

Powyższa bramka uchyla się na skutek przejazdu głowicy ślizgowej odbieraka prądu. Po przejeździe, sprężyna zamyka bramkę do położenia zasadniczego, umożliwiając przejazd odbieraka po drugim przewodzie.

Poniższa fotografia przedstawia rozwiązanie zawieszenia sieci w miejscu krzyżowania się sieci jezdnej tramwajowej z trolejbusową.

 
Skrzyżowanie sieci tramwajowej z trolejbusową (opis na powiększeniu)


Specyficzna sytuacja występuje również na rozjazdach, gdzie stosowane muszą być specjalne zwrotnice sieciowe, umożliwiające przejazd ślizgów odbieraków prądu na przewody jezdne wybranego kierunku.


Schematy działania przykładowych zwrotnic sieciowych
A - iglice
B - izolowana bramka przejazdowa (zobacz opis powyżej)



Zwrotnica sieciowa - przykład 1 (opis na powiększeniu)


Zwrotnica sieciowa - przykład 2 (opis na powiększeniu)

Istnieją dwa sposoby sterowaniem zwrotnicami sieciowymi w celu ustalania kierunku jazdy. W starszych rozwiązaniach do ustalenia kierunku jazdy stosuje się system z jazdą z prądem, albo bez prądu, czyli kierowca trolejbusu musi odpowiednio przejechać z poborem prądu (na rozruchu) lub na wybiegu przez czujnik znajdujący się w odpowiedniej odległości przed rozjazdem. Wtedy następuje odpowiednie ustawienie iglic (zwrotników) w zwrotnicy tak, że ślizgi odbieraków przesuwają się po przewodach wybranego wcześniej kierunku.
Nowszym rozwiązaniem jest wykorzystanie fal radiowych do sterowania zwrotnicami. Kierowca wysyła sygnał z pojazdu za pośrednictwem nadajnika radiowego. Sygnał ten jest odbierany przez odbiornik, znajdujący się w pobliżu rozjazdu, i odpowiednio dekodowany przez aparaturę sterującą, która ustawia żądany kierunek jazdy.
Dodatkowo omawiany system jest wyposażony w wyświetlacze przedstawiające graficzne wybrany kierunek jazdy.

Analogiczne sposoby sterowania zwrotnicami są stosowane również przy sterowaniu zwrotnicami torowymi w komunikacji tramwajowej - zobacz.