TRAKCJA

Rodzaje konstrukcji wsporczych
Cała sieć jezdna zawieszona jest na konstrukcjach wsporczych (słupach). Konstrukcje wsporcze są wykonywane z betonu zbrojonego (pręty stalowe o średnicach 8-30mm) lub ze stali i są one zróżnicowane pod względem wysokości, szerokości oraz przekroju. Przekrój jest uzależniony od obciążeń, do przenoszeń których konstrukcja jest przeznaczona. Konstrukcje wsporcze dzielą się na indywidualne oraz grupowe, natomiast z punktu widzenia przenoszonych obciążeń na konstrukcje przelotowe, krzyżowe, kotwowe i rozjazdowe. Sieć jezdna na konstrukcji wsporczej podwieszona jest za pomocą tzw. konstrukcji nośnej (wysięgnika).

Konstrukcje wsporcze indywidualne
Konstrukcje wsporcze indywidualne są to pojedyncze słupy. Wśród konstrukcji betonowych rozróżnia się słupy typu STŻ (starszego typu) oraz ŻK. Na szlakach dolnego śląska występują również poniemieckie konstrukcje betonowe wykorzystane przy ponownej elektryfikacji.

Konstrukcja wsporcza betonowa: a) słup betonowy STŻ [5], b) słup betonowy ŻK, c) słup betonowy poniemiecki.

Konstrukcje wsporcze indywidualne metalowe występują w wielu postaciach m.in. kratownice płaskie, przestrzenne lub jednolitego kształtownika (starszy typ) oraz w postacie dwuteowej (słupy na CMK). Ze względu różne zastosowania słupy metalowe wykonuje się w kilku wersjach różniących się wielkością ceownika (12, 13, 16). Najnowsze i najczęściej spotykane słupy metalowe posiadają kratownicę. Konstrukcje metalowe stosowane są w przypadkach gdy wymaga tego sytuacja torowa np. blisko rozjazdu - gdy nastąpi wykolejenie i zniszczenie konstrukcji wsporczej, łatwiej wtedy ją wymienić, oraz w przypadku zastosowania nowoczesnych fundamentów palowych umożliwiając łatwy i szybki demontaż konstrukcji.

Konstrukcja wsporcza metalowa: a) słup metalowy nowszej konstrukcji, b) słup metalowy, c) słup metalowy wzmocniony, d) - słup metalowy wysoki, e) - słup metalowy "patinax" na CMK [5], f) - słup metalowy starszej konstrukcji [5], g) słup metalowy najnowszej konstrukcji h) - słup metalowy starszej konstrukcji [3], i) wzmocniony słup metalowy [5], j) słup metalowy na terenach objętych szkodami górniczymi, k) słup metalowy kratownicowy wysoki starszego typu, l) słup metalowy kratownicowy starszego typu, m) nowoczesny dwuteowy słup metalowy.

Konstrukcja wsporcza metalowa kratownicowa ustawiona bokiem.

Choć w/w rozwiązania konstrukcyjne są stosowane masowo i w zależności od okresu elektryfikacji konstrukcje różnią się od siebie, to w niektórych regionach wykorzystano konstrukcje metalowe pochodzące jeszcze z okresu przedwojennej elektryfikacji niemieckiej systemem 15kV.

Poniemiecka konstrukcja wsporcza metalowa (15kV): a) słup metalowy kratownicowy wysoki na terenach objętych szkodami górniczymi b) słup metalowy kratownicowy (prawdopodobnie noga bramki), c),d) słup metalowy kratownicowy, e) słup metalowy nitowany (prawdopodobnie noga bramki), f) słup metalowy kratownicowy wysoki (pozostałość po zawieszeniu grupowym wieżowym).

Elementy konstrukcji wsporczej
Podstawą konstrukcji wsporczej jest słup, na którym znajduje się konstrukcja nośna - wysięgnik. Wysięgniki mocowane są do konstrukcji wsporczych przegubowo co umożliwia przemieszczanie się sieci. Słup konstrukcji wsporczej osadzony jest w fundamencie, dodatkowo na słupach znajdować się mogą wysięgniki linii potrzeb nietrakcyjnych LPN oraz wskaźniki.

Konstrukcja wsporcza przelotowa na szlaku: 1 - słup, 2 - wysięgnik, 3 - fundament słupa, 4 - sieć jezdna, 5 - sieć powrotna, 6 - wysięgnik linii potrzeb nietrakcyjnych, 7,8 - izolator, 9 - hektometrarz linii, 10 - lokata konstrukcji wsporczej.

Elementy wysięgnika konstrukcji wsporczej przelotowej
Podstawowymi elementami konstrukcji nośnej są:
- ukośnik
- odciąg
- wysięg pomocniczy
- wieszak wysięgu pomocniczego
- ramię (ramiona) odciągowe
- wspornik lub uchwyt ramion odciągowych
- zacisk przegubowy djp
- uchwyt liny nośnej
- izolatory

Konstrukcja nośna na słupie przelotowym: 1 - ukośnik rurowy, 2 - odciąg prętowy, 3 - wysięg pomocniczy, 4 - wieszak wysięgu pomocniczego, 5 - uchwyt ramion odciągowych, 6 - ramiona odciągowe, 7 - zacisk przegubowy djp, 8 - uchwyt przelotowy liny nośnej, 9 - izolator wsporczy ukośnika, 10 - izolator odciągu, 11 - wspornik izolatora wsporczego, 12 - wspornik izolatora odciągu, 13 - regulator odciągu, 14 - uchwyt mocujący wysięg pomocniczy, 15 - uchwyt podtrzymujący ukośnik.

Wysięgi posiadają ramiona, które odciągają lub przyciągają sieć do konstrukcji wsporczej. Jest to tzw. odsuw sieci, który powoduje jej zygzakowanie. Dlatego konstrukcje wsporcze posiadają wysięgniki naprzemian - z ramionami odciągającymi od konstrukcji wporczej i dłuższym wysięgiem pomocniczym oraz ramionami odciągającymi do konstrukcji wsporczej i krótszym wysięgiem pomocniczym.

Wysięgniki słupów przelotowych: a) ramiona odciągające i krótki wysięgnik pomocniczy, b) ramiona odciągające i długi wysięgnik pomocniczy.

Jak widać przewody jezdne nie są zawieszone wzdłuż osi toru lecz biegną zygzakiem, tzn. są odsuwane kolejno w punktach podwieszenia sieci w obu kierunkach od osi toru. Zygzakowanie przewodów jezdnych ma na celu zapewnienie równomiernego ścierania się części ślizgowej odbieraka prądu.

Schematy zygzakowania [3].

Na liniach dwutorowych aby zapewnić odpowiednie odstępy izolacyjne dla obu torów (tzw. sekcjonowanie poprzeczne) stosuje się rozwiązanie, w którym dla jednego toru wysięg posiada ramiona odciągające od konstrukcji wsporczej, a dla drugiego toru odciągające do konstrukcji wsporczej.

Konstrukcje wsporcze przelotowe na szlaku dwutorowym.

W zależności od przenoszonych obciążeń odciąg wysięgnika słupa przelotowego może być prętowy bądź rurowy. W obydwu przypadkach dla wysięgników rurowych jego długość jest regulowana. Odciąg rurowy stosuje się w wyjątkowych przypadkach na konstrukcjach przelotowych oraz tzw. słupach środkowych przy kotwieniu środkowym.

Odciąg rurowy słupa przelotowego.

Ramiona odciągowe widoczne na powyższych fotografiach dotyczą konstrukcji przelotowych w torze na linii prostej (bez przechyłki). Na łukach muszą być stosowane wygięte ramiona odciągowe, przymocowane do wysięgu pomocniczego za pomocą wydłużonego uchwytu.

Ramię odciągowe w torze na linii prostej.

Ramię odciągowe w torze na łuku posiada wygięte ramiona odciągowe.

Konstrukcja wsporcza przelotowa w łuku: a) ramię odciągowe odciągające do konstrukcji wsporczej, b) ramię odciągowe odciągające od konstrukcji wsporczej.

Konstrukcje wsporcze przelotowe na łuku szlaku dwutorowego.

W sieciach przeznaczonych do jazdy z prędkościami wyższymi niż 120 km/h konstrukcja zespołu wysięg pomocniczy-ramiona odciągowe jest odmienna niż w sieciach do jazdy z niższymi prędkościami. Uchwyt ramion odciągowych jest skonstruowany w sposób umożliwiający szybki montaż na wysięgu pomocniczym. Poza tym konstrukcja tego uchwytu umożliwia płynną regulację punktu obrotu ramion odciągowych w zależności od sił występujących od załomu przewodów jezdnych. Jest to jeden z czynników ograniczających wpływ tych sił na elastyczność sieci. Ramiona te stosuje się na torze na linii prostej jak i na łukach.

Ramię odciągowe na liniach o dużych szybkościach [3].

Z pośród ukośników stosowanych w konstrukcjach sieci trakcyjnej w Polsce wyróżnia się obecnie ukośniki rurowe oraz teownikowe. W nowych rozwiązaniach konstrukcyjnych, ukośniki z teowników zastąpiono ukośnikami z rur, do których liny nośne są podwieszone za pomocą uchwytów podwieszeniowych. Zaletą wysięgów rurowych jest zmniejszenie liczby wymiarów ukośników stosowanych w budownictwie elektryfikacyjnym oraz wyeliminowanie pęknięć lin nośnych w następstwie zmęczenia materiału w przekrojach na skraju szczęk uchwytów przelotowych. Dodatkową zaletą wysięgników rurowych jest możliwość regulacji długości odciągu.

Rozwiązania konstrukcyjne: a) wysięgnik rurowy [3], b) wysięgnik teownikowy z odciągiem prętowym nieregulowanym [3], c) uchwyt przelotowy liny nośnej wysięgnika rurowego, d) uchwyt przelotowy nośnej wysięgnika teownikowego [3].

Element regulacji długości odciągu wysięgnika rurowego, mocowany jest albo przy ukośniku (zdjęcie), bądź przy izolatorze odciągu.

Konstrukcje z wysięgnikami teownikowymi są jeszcze często spotykane na sieci bowiem przy elektryfikacji stosowane były do roku 1983-84. Ich konstrukcje również w nieznacznym stopniu różnią się od siebie m.in te stosowane we wczesnych latach elektryfikacji (lata 50-60) różnią się kątem nachylenia ukośnika od wysięgów stosowanych w latach 80-tych. Na liniach modernizowanych są obecnie sukcesywnie wymieniane na wysięgniki rurowe.

Wysięgniki teownikowe: a) starszy typ, b) nowszy typ

Zalety elektroizolacyjne i mechaniczne tworzyw sztucznych, postęp technologiczny wytwarzania i dostępności, pozwalają konstruować całe wysięgi do do podwieszania przewodów sieci jezdnej bez izolatorów. W układach tych ukośniki i wysięgniki pomocnicze stanowią rury z włókien szklanych nasyconych żywicą epoksydową, a odciągi wykonane są z prętów szkła epoksydowego - analogicznie jak w izolatorze cięgnowym.

Prototypowy wysięgnik z żywic epoksydowych [1].

Odciągi sieciowe
Odciągi sieciowe eliminują konieczność zawieszenia sieci na wysięgach. Stosuje się je dla uzyskania odpowiedniego załomu sieci na łukach o małych promieniach. Odciągi pojedyncze stosuje się tam gdzie odległość liny nośnej od przewodów jezdnych nie jest duża. Przy odległościach większych stosuje się odciągi podwójne.

Elementy składowe odciągu sieciowego podwójnego: 1 - lina odciągu dolna, 2 - lina odciągu górna, 3 - uchwyt ramienia odciągowego, 4 - ramię odciągowe, 5 - zacisk liny nośnej, 6 - uchwyt przegubowy djp, 7 - izolator.

Odciąg sieciowy podwójny na szlaku.

Odciąg sieciowy pojedynczy.

Niekiedy zachodzi potrzeba usytuowania odciągu sieciowego nad grupą torów na łuku np gdy nie możliwe jest zastosowanie konstrukcji wsporczej grupowej (bramki). W tym celu stosuje się specjalne odciągi sieciowe grupowe.

Odciąg sieciowy nad grupą torów [fot. Dual]

Konstrukcje wsporcze z wysięgiem na konsoli
Jeżeli konstrukcja wsporcza posadowiona jest w dużej odległości od toru, a wysięg jest za krótki, stosowane są wtedy tzw. konsole. Wysięg na konsoli umieszcza się np. gdy konstrukcja wsporcza znajduje się w peronie stacji, a zawieszenie sieci na bramce lub innej konstrukcji bliżej toru jest niemożliwe.

Wysięgnik przymocowany do konsoli.

Wysięgnik przymocowany do konsoli w peronach: a) na konstrukcji wsporczej metalowej, b) na konstrukcji wsporczej betonowej.

Wysięgnik przymocowany do konsoli starszej konstrukcji [5].

Konstrukcje wsporcze grupowe
Konstrukcje wsporcze grupowe są to konstrukcje, które posiadają więcej niż jedną konstrukcję nośną oraz podtrzymują kilka sieci jezdnych. Są to:
- konstrukcje wsporcze bramkowe
- konstrukcje wsporcze półbramkowe pojedyncze i podwójne
- zawieszenie grupowe wieżowe
- podwieszenie parasolowe

Konstrukcje wsporcze bramkowe
Konstrukcje wsporcze bramkowe są stosowane tam gdzie niemożliwe jest zastosowanie konstrukcji wsporczych indywidualnych. Są one wykonane wyłącznie jako konstrukcje stalowe. Bramkę stawia się minimum nad trzema torami choć zdarzają się wyjątki np. na przystankach osobowych bramka nad dwoma torami lub w lokomotywowni nad jednym torem. Bramka składa się z podpór, pomostu zestawionego z segmentowi wsporników. Bramki mogą być wykonane o rozpiętości do 40m jako jednoprzęsłowe lub wieloprzęsłowe przy objętościach większych.

Konstrukcja wsporcza bramkowa jednoprzęsłowa współczesnej odmiany: 1 - podpora (noga), 2 - pomost, 3 - wspornik (rękaw).

Konstrukcja wsporcza bramkowa wieloprzęsłowa.

Rękawy konstrukcji bramkowej z boku [5].

W różnych okresach elektryfikacji stosowano różne bramki, dlatego też na sieci PKP można spotkać kilka odmian.

Konstrukcja wsporcza bramkowa starszego typu.

Konstrukcja wsporcza bramkowa starszego typu [5].

Konstrukcja wsporcza bramkowa starszego typu [5].

Podobnie jak w przypadku indywidualnych konstrukcji wsporczych metalowach, również na terenie kraju spotykane są bramki poniemieckie. Cechą charakterystyczną tych konstrukcji jest noga wykonana z kratownicy (wieża).

Poniemiecka konstrukcja bramkowa: a) z odciągiem b) bez odciągu

Wraz z różnymi odmianami bramek spotykane są różne odmiany rękawów podtrzymujących konstrukcję nośną. Różne typy rękawów posiadają też odmienne mocowanie do pomostów bramek.

Rękawy konstrukcji bramkowej: a) starszy typ przestrzenny mocowany do spodu pomostu [5], b) starszy typ kratownicowy mocowany do spodu pomostu, c) typ współczesny mocowany jednoczenie do spodu i do górnej części pomostu.

Starsza konstrukcja rękawu ze specjalnym wspornikiem (istnieją 2 typy - mocowany tylko do spodu pomostu oraz jednoczenie do spodu i do górnej części pomostu.): 1 - rękaw, 2 - wspornik, 3 - mocowanie do pomostu.

Konstrukcje wsporcze półbramkowe
Konstrukcje wsporcze półbramkowe z wysięgiem na dwa tory są stosowane w tym samym przypadku jak konstrukcje bramkowe. Półbramki składają się z nogi, pomostu i wspornków. Z takich konstrukcji zbudować można także wysięg na cztery tory zamiast stosować bramki.

Półbramka z wysięgiem na 2 tory: 1 - noga, 2 - pomost, 3 - wspornik.

Półbramka z wysięgiem na 2 tory.

Półbramka z wysięgiem na 4 tory [3].

Podobnie jak w przypadku bramek, w różnych okresach elektryfikacji stosowano różne półbramki, więc istnieje ich kilka odmian.

Półbramki z wysięgiem na 2 tory starszego typu.

W niektórych uzasadnionych przypadkach stosuje się półbramki nad jednym torem.

Półbramka z wysięgiem nad jednym torem - przełożenie toru w trakcie remontu mostu i dostosowanie szlaku pod 2 tory.

Półbramka specjalnej konstrukcji: a) z wykorzystaniem masztu zawieszenia wieżowego oraz specjalnego wysięgu, b) półbramka nad dwoma torami podtrzymująca jednocześnie wysięgi sieci skompensowanej i półskompensowanej.

Zawieszenie grupowe wieżowe
Wieże do zawieszeń poprzecznych stosuje się na stacjach o dużej liczbie torów, wyjątkowo tam gdzie skrajnia na międzytorzach nie pozwala na posadowienie słupów indywidualnych, a międzytorza są o szerokości takiej, że niemożliwe jest podwieszenie bramkowe. Zawieszenie poprzeczne jest także elementem sekcjonowania poprzecznego. Fundamenty do wież robi się indywidualnie. Podstawowymi elementami tej konstrukcji są wieże oraz liny - główne, ustalające i pomocnicze. Zawieszenie poprzeczne można zobaczyć m.in. w Warszawie, Wałbrzychu, Jaworzynie Śląskiej i w Rudnej Gwizdanów.

Zawieszenie poprzeczne w całej okazałości [7].

Zawieszenie poprzeczne liny: 1 - zawieszenia głównego, 2 - ustalająca zawieszenia podłużnego, 3 - ustalająca przewody jezdne, 4 - pomocnicza.

Sprężyny naciągające w zawieszeniu poprzecznym: 1 - liny ustalającej zawieszenie podłużne, 2 - liny ustalającej przewody jezdne.

Maszty na stacji towarowej.

Zawieszenie poprzeczne i wieże konstrukcji polskiej na stacji w Warszawie Wschodniej [5].

Podwieszenie parasolowe
Wyjątkowo na stacjach stosuje się tzw. podwieszenie parasolowe o niezależnym zasilaniu pod warunkiem że odległość między punktami o potencjałach tych sieci będzie równa lub większa od 70cm. Do podwieszeń parasolowych stosuje się konstrukcje wsporcze betonowe oraz metalowe.

Podwieszenie parasolowe: a) na konstrukcji wsporczej metalowej, b) na konstrukcji wsporczej betonowej.

Podwieszenie parasolowe z zastosowaniem konsoli.

Oznaczenia konstrukcji
W celu rozróżniania konstrukcji wsporczych stosuje się oznaczenia numerowe. Numer każdej konstrukcji umieszczony z boku składa się z liczby określającej kilometr linii kolejowej (górna) oraz liczby określającej nr słupa na tym kilometrze (dolna).

Lokata określa że jest to 10-ta konstrukcja wsporcza w km 256 [3].

Dodatkowo na konstrukcjach umieszczona jest również tabliczka kilometrażowa danej linii (co 200m/co 4-ty słup na szlaku) namalowana bądź metalowa oraz inne wskaźniki. Masowe zastosowanie ma wskaźnik profilu linii, a także informacja o odległości konstrukcji wsporczej od osi toru .

Dodatkowe oznaczenia na konstrukcji wsporczej: 1 - słupek hektometryczny (201km 500m), 2 - profil linii: wzniesienie, 3 - profil linii: równia, 4 - profil linii: spadek, 5 - odległość konstrukcji od osi toru 2,890m .

Fundamenty konstrukcji wsporczych
Konstrukcje wsporcze osadzane są w gruncie za pośrednictwem fundamentów które dzielą się na:
- fundamenty lane
- fundamenty prefabrykowane
- fundamenty palowe

Fundamenty lane stosuje się sporadycznie i wyjątkowo tam gdzie nie można wykonać wykopu pod fundament prefabrykowany np. grunt skalisty. Fundamenty prefabrykowane łączy się z konstrukcją wsporczą betonową przez zabetonowanie dolnych jej części w otworach fundamentowych, natomiast konstrukcje metalowe słupów bramek, słupów z wysięgami na dwa tory i słupów indywidualnych (za wyjątkiem słupów montowanych na palach) - poprzez głowicę fundamentową która służy do zabezpieczenia konstrukcji wsporczych przed uszkodzeniami, a także zabezpiecza miejsce styku słupa z fundamentem przed wnikaniem wody. . Fundamenty prefabrykowane występują w kilku odmianach, poprzez ich zastosowanie znacznie skraca się proces elektryfikacji.

Fundament prefabrykowany [3].

Zastosowanie nowego typu fundamentów palowych znacznie skraca czas elektryfikacji linii, ponieważ konstrukcja wsporcza w przeciwieństwie do fundamentów prefabrykowanych jest przykręcana za pomocą śrub. Słupy trakcyjne są odizolowane od fundamentów palowych za pomocą tulejek izolacyjnych.

Fundament palowy [3].

Specjalne połączenie konstrukcji wsporczej metalowej z fundamentem lanym(?) na terenach objętych szkodami górniczymi.

Głowice fundamentowe konstrukcji bramkowej [5].

Uszynienie konstrukcji wsporczych
Uszynieniem nazywamy celowe połączenie konstrukcji wsporczej z szyną. Uszynienie konstrukcji wsporczej stanowi pręt stalowy. Pręt jest przyłączony jednym końcem do konstrukcji wsporczej, drugim zaś przytwierdzony do szyny. Uszynienie konstrukcji stalowej jest zarazem uszynieniem wszystkich elementów na tej konstrukcji.

Uszynienie konstrukcji wsporczej metalowej: 1 - pręt stalowy, 2 - konstrukcja wsporcza, 3 - szyna. [3]

Na konstrukcjach żelbetowych muszą być montowane specjalne przewody (zwody), za pomocą których łączy się wszystkie zespoły umocowane na konstrukcjach (konstrukcje odłącznika , skrzynki napędowe, jarzma izolatorów itp.) w jedną elektryczną całość, a następnie przyłącza się do pręta uszynienia.

Uszynienie konstrukcji wsporczej żelbetowej i jej elementów [3].

Zwód jest łączony z prętem uszyniającym za pomocą zacisku. Na liniach zelektryfikowanych wymagane jest aby wszystkie konstrukcje metalowe przy torach (semafory, kładki, konstrukcje mostów itp.) były uszynione.

Zacisk uszyniający na konstrukcji żelbetowej [3].

Uszynienie semafora na szlaku zeelektryfikowanym [3].

Ze względu na duże ryzyko porażenia prądem, konstrukcje wsporcze, na których zamontowano odłączniki, odgromniki oraz konstrukcje wsporcze ustawione na peronach lub w innych miejscach dostępnych dla podróżnych, uszynia się podwójnie.

Uszynienie podwójne [3].

Aby sieć powrotna (do której przyłączane jest także uszynienie) miała dużą rezystancję względem ziemi, szyny izoluje się od podkładów specjalnymi wkładkami izolacyjnymi. Wkładki stosuje się wyłącznie tam gdzie szyny przytwierdzane są do podkładów betonowych.

Wkładka izolacyjna [3].

Uszynienie grupowe
W przypadku braku możliwości bezpośredniego uszynienia konstrukcji wsporczych do szyn (uszynienia indywidualne), stosuje się uszynienia grupowe. Uszynienie grupowe polega na połączeniu między sobą kilku konstrukcji, w odpowiednio wybranych miejscach. Tak wykonany obwód łączy się z szynami.

Uszynienie grupowe [3]: a) początek uszynienia grupowego na konstrukcji wsporczej b) uszyniona konstrukcja wsporcza: 1 - lina uszynienia grupowego, 2 - złączka, 3 - konstrukcja wsporcza.

Połączenie uszyniające elementów dodatkowych: 1 - konstrukcja wsporcza, 2 - wiata na przystanku [3].

Mocowanie liny uszynienia grupowego do konstrukcji wsporczej: a) przy pomocy wysięgu, b) bezpośrednio

Tyrystorowe zwierniki doziemiające są przeznaczone do instalowania w systemie ochrony przeciwporażeniowej i zabezpieczeń ziemnozwarciowych, w otoczeniu obwodów zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego z izolowanym względem ziemi biegunem ujemnym.

Zwiernik [3].

Zwiernik typu TZD-1N umieszcza się w obiektach związanych bezpośrednio z trakcją elektryczną, gdzie występuje zagrożenie zwarć doziemnych, a ze względu na prądy błądzące niedozwolone jest bezpośrednie uszynienie.Gwarantuje on przekształcenie zwarcia doziemnego w zwarcie międzybiegunowe zapewniając właściwą ochronę przeciwporażeniową.

Zwiernik TZD-1N [3].

Zwiernik TZD-1R jest przeznaczony do instalowania razem ze zwiernikiem TZD1-N. W przypadku wystąpienia stanów awaryjnych w torze powrotnym prądów trakcyjnych (np. przejazd pociągu po torze, w którym występuje przerwa w sieci powrotnej, może być przyczyną niebezpiecznych napięć na szynach kolejowych) powoduje doziemienie szyn kolejowych, gdy wystąpi na nich niebezpieczne napięcie o polaryzacji dodatniej, a tym samym zagwarantuje ograniczenie napięć między szynami, a ziemią do wartości dopuszczalnych.

Zwiernik TZD-1R [3].

Konstrukcje dodatkowe - LPN
Ze względów ekonomicznych oraz potrzeb ochrony naturalnego środowiska, konstrukcje wsporcze sieci trakcyjnej są wykorzystywane do zawieszenia linii elektroenergetycznych prądu przemiennego średniego napięcia (15kV), służących do zasilania drobnych odbiorów PKP zlokalizowanych wzdłuż zelektryfikowanych linii kolejowych, które wymagają wysokiego stopnia niezawodności pracy (np. urządzenia sterowania, bezpieczeństwa ruchu na przejazdach drogowych itp.). Linie te nazywamy liniami potrzeb nietrakcyjnych (LPN). We wczesnych rozwiązaniach konstrukcyjnych LPN biegła osobną linią na osobnych konstrukcjach wsporczych wzdłuż szlaku zeelektryfikowanego. W zależności od warunków lokalnych występują różne rozwiązania posadowienia wysięgu dla sieci LPN na konstrukcjach wsporczych.

LPN zawieszona na konstrukcji wsporczej: 1 - LPN, 2 - zabezpiecznie przed opadnięciem na przewody sieci jezdnej, 3 - konstrukcja wsporcza.

Odbiór prądu z LPN zasilający urządzenia SSP na przejeździe.

Transformator [3].

Linia potrzeb nietrakcyjnych na konstrukcji wsporczej nad torem oraz nad przejazdami kolejowymi jest obostrzona (posiada dodatkowe izolatory).

Obostrzenie linii LPN nad torem: a) na konstrukcji wsporczej indywidualnej, b) na konstrukcji wsporczej bramkowej.

W zależności od warunków terenowych, występują skrzyżowania linii energetycznych napowietrznych z linią kolejową. Przewody linii energetycznej przebiegają nad siecią trakcyjną. Ze względu na zachowanie odpowiedniej przerwy izolacyjnej, LPN jest obniżona do bezpiecznego poziomu. Stosowane są specjalne konsole dla LPN, zapewniające odpowiednią przerwę izolacyjną między przewodami sieci trakcyjnej oraz linią energetyczną.

Rodzaje zawieszeń LPN: 1 - płaska, 2 - przestrzenna stosowana m.in gdy na konstrukcji wsporczej znajduje się odgromnik, 3 - przestrzenna na podwójnym wysięgu.

Dodatkowe przewody na konstrukcjach
Przewody wzmacniające stosowane były w razie konieczności powiększenia czynnego przekroju sieci jezdnej tzn. gdy łączna przewodność elektryczna przewodów jezdnych i lin nośnych jest niewystarczająca. Przewód wzmacniający montowany był równolegle do sieci jezdnej (na konstrukcjach wsporczych sieci) i łączony z siecią w odpowiednio wybranych miejscach (zwykle co 300 m). Obecnie w nowo budowanych sieciach przewodów wzmacniających się nie stosuje.

Charakterystyczny wysięg przewodu wzmacniającego: a) nad konstrukcją nośną [6], b) obok konstrukcji wsporczej, c) na pomoście bramki.

W niektórych przypadkach na konstrukcjach wsporczych znajdują się także kable światłowodowe.

Kable światłowodów umieszczone na konstrukcji wsporczej [3].

Odgromniki i iskierniki
Zadaniem odgromników jest ograniczenie liczby występujących przeskoków na izolatorach oraz zapobieganie przeskokom pochodzącym od przepięć indukowanych. Odgromniki rożkowe są włączane równolegle do sieci trakcyjnej w ten sposób, że jeden odgromnik chroni jeden odcinek naprężenia. Słup, na którym zamontowany jest odgromnik ma podwójne uszynienie (istnieje większa możliwość upalenia połączenia uszyniającego).

Odgromnik rożkowy [3].

Konstrukcje wiaduktów, mostów i kładek, na których zawieszone są przewody sieci jezdnej uszynia się za pośrednictwem iskierników ochronnych. Stosowanie iskierników jest konieczne ze względu na niebezpieczeństwo odgałęzienia się od torów znacznych prądów błądzących, które przechodzą do budowli uszynionych. Prądy te mogą spowodować niszczenie korozyjne metalowych elementów budowli.

Iskiernik ochronny [3].

Tablice
W celu ostrzegania osób postronnych przed niebezpieczeństwem porażenia prądem elektrycznym z sieci trakcyjnej, umieszcza się na liniach zelektryfikowanych tablice ostrzegawcze. Są one umieszczane na peronach stacji i przystanków osobowych.

Tablice z ostrzeżeniem [3].

Konstrukcje specjalne
Ponieważ unikalnych lokalnych rozwiązań konstrukcyjnych jest bardzo dużo, poniżej zostaną omówione wybrane zagadnienia. W niektórych przypadkach gdy występują przeszkody terenowe uniemożliwiające posadowienie konstrukcji wsporczej (np. tunel lub skaliste zbocza) stosuje się specjalne rozwiązania podwieszenia sieci jezdnej wykorzystując do tego ukształtowanie terenu wokół szlaku np. skalistego przekopu.

Podwieszenie sieci jezdnej na konstrukcji nośnej (odciągu sieciowego) bez konstrukcji wsporczej.

Elementem specjalnym konstrukcji wsporczej stosowanym masowo jest wysięg przed wiaduktem. Obniża on sieć do poziomu bezpiecznego. Wysięg ten posiada odciąg który stanowi jednocześnie ukośnik tego wysięgu.

Wysięgniki rurowe konstrukcji wsporczej przed wiaduktem.

Wysięgnik rurowy konstrukcji wsporczej przed wiaduktem obniżający wysokość sieci jezdnej.

Wysięgnik teownikowy konstrukcji wsporczej przed wiaduktem [3].

Specjalny wysięgnik konstrukcji wsporczej przed wiaduktem bez zastosowania wysięgu pomocniczego [5].

W niektórych przypadkach, z uwagi na małą wysokość wiaduktu lub tunelu, rezygnuje się z liny nośnej. Lina nośna kotwiona jest na skrajnym słupie przed tunelem, a jej naciąg regulowany jest śrubą rzymską. W tunelach i długich wiaduktach zachodzi również potrzeba podwieszenia sieci, stosuje się w tym celu specjalne izolowane wysięgi umocowane w stropie.

Podwieszenie sieci przed wiaduktem: a) obniżenie całej sieci jezdnej, b) obniżenie przewodów jezdnych i kotwienie lin nośnych.

Podwieszenie sieci w stropie wiaduktu.

Odizolowanie sieci od wiaduktu [5].

W przypadku posadawiania konstrukcji wsporczych na mostach, stosowane są różnego rodzaju rozwiązania konstrukcyjne:
- konstrukcje wsporcze montowane są na przyczółkach i filarach mostu,
- konstrukcje wsporcze montowane są na przęśle mostu
- brak konstrukcji wsporczych, montowane są jedynie konstrukcje nośne na "ścianach" mostu

Mocowanie konstrukcji wsporczej na przęśle mostu [5]

Mocowanie konstrukcji nośnej

Niekiedy w przypadku np. ustawiania konstrukcji wsporczych w peronach ich wysokość liczona od poziomu peronu jest wyższa niż konstrukcji na szlaku. Stosowane są wtedy różne rozwiązania konstrukcyjne zawieszenia konstrukcji nośnej: bez wysięgu pomocniczego lub z wysięgiem pomocniczym i izolatorem wysięgu pomocniczego zamocowanym do konstrukcji wsporczej.

Konstrukcja nośna z wysięgiem pomocniczym przymocowanym do konstrukcji wsporczej: a) w peronach [5], b) na szlaku [3].

Konstrukcja nośna bez wysięgu pomocniczego.

Specjalna konstrukcja nośna na konsoli.

W rejonach objętych szkodami górniczymi pod wpływem ruchu pojazdów szynowych mogą wystąpić ruchy i zapadanie się gruntu. Po pewnym czasie konstrukcje wsporcze zmieniają swoją nominalną wysokość, a w związku z tym sieć jezdna zmienia swoją wysokość. Aby utrzymać sieć jezdną na jednakowej wysokości stosowane są wysokie konstrukcje wsporcze indywidualne jak i grupowe, które umożliwiają regulację wysokości konstrukcji nośnych.

Konstrukcja nośna bramkowa z możliwością regulacji jej pomostu.

Zdjęcia, obrazki, rysunki:
[3] M. Durbajło, R. Karbowniczek - "Multimedialna prezentacja rozwiązań konstrukcyjnych sieci trakcyjnej stosowanych w Polsce" Praca dyplomowa Zespół Szkół Kolejowych w Szczecinie 2002
[5] M. Pawliczek
[6] M. Koplin
[7] G. Sarnecki

Logowanie

Zapomniane hasło?
Wyślemy nowe, kliknij TUTAJ.

Toplisty

Toplista stron kolejowych 2

Zdjęcia miesiąca

Zdjęcie TOP z miesiąca WRZESIEŃ 2008