Železniční elektrifikační systém

Železniční proudová soustava je soubor prostředků, které mají dodávky vlaků elektrickou energii ( elektrické lokomotivy nebo elektrické samohybného vlakem ). Vlaky jsou napájeny střídavým nebo stejnosměrným proudem vysokého napětí. Energie prochází třetí kolejnicí nebo trolejovým vedením a současný návrat je kolejovými kolejnicemi nebo vyhrazenou čtvrtou kolejnicí.

Historický

Pro pohon elektrické lokomotivy potřebujete systém elektrického pohonu, systém změny rychlosti a systém pro výrobu a přepravu elektrické energie.

Jediný proud, který se snadno vyrábí a přenáší, je vícefázový střídavý proud: včerejšek, dvoufázový nebo čtyřfázový, dnes třífázový. Původně byl elektromotor vhodný pro trakci sériový motor stejnosměrného proudu, protože má velmi velký rozsah proměnných otáček a velmi vysoký rozběhový moment . Laminováním statoru stejnosměrného motoru a velkou opatrností s kartáči (spínací jevy) je možné napájet stejnosměrný motor střídavým proudem. Čím vyšší je frekvence tohoto proudu, tím více se zvyšuje napětí mezi spínacími lopatkami a ztráty železa ( hystereze a vířivé proudy ) jsou důležité, proto je myšlenka použití nízké frekvence: 16,7  Hz (dnes používaná v Německu, Rakousku a například Švýcarsko).

Žádný systém není dokonalý, bylo vyzkoušeno mnoho řešení, pokud jde o napětí, frekvence, typy motoru, systémy změny rychlosti, systém přenosu energie na kola, systémy sběru proudu; To vysvětluje velké množství výrobců železničních zařízení v první polovině XX -tého  století, a širokou škálu stavebních škol tvořící specialisty schopen porozumět a rozvinout řadu systémů.

Všechny tyto problémy byly vyřešeny dnes s polovodiči o výkonu , které mohou „žonglovat“ s napětím a frekvencí. Od začátku 80. let byla většina motorů asynchronní střídavé motory s proměnnou frekvencí napájené statickými měniči. Ekonomické používané napětí je proto 25 000  V při napájecí frekvenci mimo městské a příměstské oblasti, kde se tunely a energetická přenosová síť dobře nepřizpůsobují jednofázové při napájecí frekvenci, nemluvě o instalaci úseků s oddělením fází ani výšce nástupiště v praxi omezen na 1  m . Moderní trakční řetěz s asynchronními motory umožňuje použití dvou frekvencí používaných v Evropě i dvou typů proudu.

Elektrická trakce je zajímavá pro tratě se silným provozem nebo s obtížnými profily. Ve městě umožňuje vlakům cestovat v tunelu (metro) a vyhýbá se obtížím s předehříváním vznětových motorů.

Ve Francii stála v roce 2009 elektrifikace stávající trati kolem jednoho milionu eur na kilometr, ale může to být mnohem vyšší, pokud bude nutné přizpůsobit tunely nebo mosty elektrickému rozchodu. Tak byla vybudována takzvaná „modrá pobřežní“ trať mezi Miramas a l'Estaque, jejíž elektrifikace na 1500 V DC byla plánována na konci 70. let, pouze mezi Miramas a Lavalduc, pro elektrickou trakci. chemického komplexu Fos. Část mezi Lavalduc a l'Estaque, zahrnující mnoho tunelů mezi Martigues a l'Estaque, nebyla nikdy elektrifikována a náklady se staly příliš neúnosnými. V roce 2017 byla linka provozována výhradně dual-mode TER (BGC 81500 nebo Regiolis B 84000 dual-mode-dual-current), z regionu PACA.

Použité napětí

Tyto elektrické napětí používané v Evropě byly předmětem normalizace uvedeného v tabulce níže.

Hodnoty se liší v závislosti na počtu vlaků na trati a vzdálenosti od rozvodny.

Elektrifikační systém Nižší trvalé napětí Snižte trvalé napětí Jmenovité napětí Vyšší trvalé napětí Vyšší nestálé napětí
600  V ss 400  V 400  V 600  V 720  V 800  V
750  V ss 500  V 500  V 750  V 900  V 1  kV
1500  V DC 1000  V 1000  V 1 500  V 1 800  V 1950  V
3  kV DC 2  kV 2  kV 3  kV 3,6  kV 3,9  kV
15  kV AC , 16,7 nebo 16⅔ Hz 11  kV 12  kV 15  kV 17,25  kV 18  kV
25  kV AC , 50  Hz 17,5  kV 19  kV 25  kV 27,5  kV 29  kV

DC pro "stejnosměrný proud"; AC pro „střídavý proud“

Trvalý proud

První elektrické systémy používaly relativně nízké napětí stejnosměrného proudu. Tyto elektrické motory byly přiváděny přímo k síti a řízen kombinací rezistorů a přepínačů , které spojily motory paralelně nebo do série.

Aktuální napětí je 600  V a 750  V pro tramvaje , trolejbusy a metro a 1 500  V a 3 000  V pro velké železnice. V minulosti se k převodu střídavého proudu dodávaného veřejnou sítí na stejnosměrný proud při požadovaném napětí používaly rotační měniče (komutátory) nebo usměrňovače rtuťových par . V dnešní době se obecně používají usměrňovače v polovodičích .

Protože v elektrickém systému je výkon stejný jako napětí vynásobené proudem , nízká napětí, se kterými se obvykle setkáváme ve stejnosměrných systémech, vyžadují relativně vysokou intenzitu. Pokud má tato síla napájet stejnosměrný motor přímo, je nutné minimalizovat ztráty použitím vodičů s velkými úseky a krátkými délkami mezi stanicemi.

Pomocná zařízení, jako jsou dmychadla a kompresory , jsou rovněž napájena motory připojenými přímo k elektrické síti. Výsledkem je, že tyto motory jsou často neobvykle velké.

Stejnosměrný proud 1 500  V se používá v Nizozemsku , Japonsku , částech Austrálie a částečně ve Francii (sítě jihovýchod a jihozápad). Ve Spojených státech , 1500 V stejnosměrného proudu  je používán v Chicagu oblast u Metra (předtím Illinois centrální železnice ) a South Shore a South Bend meziměstské tramvajové linky .

Ve Velké Británii bylo v roce 1954 použito 1 500 V stejnosměrného proudu  k elektrifikaci transpenninové trasy (nyní uzavřené) tunelem Woodhead . Systém používal rekuperační brzdění, které umožňovalo přenos energie mezi vlaky jedoucími nahoru a dolů po nájezdových rampách. Jedinou sítí, která v současnosti tento typ proudu ve Velké Británii používá, je metro Tyne & Wear .

Stejnosměrný proud 3000  V se používá v Belgii , Itálii , Polsku , severní České republice , na Slovensku , v bývalé Jugoslávii , Maroku a zemích bývalého Sovětského svazu . 3000 V stejnosměrný proud  byl také používán v minulosti Delaware, Lackawanna a západní železnice (nyní New Jersey Transit před tím, než byl přeměněn na 25 kV střídavý  proud ) a Chicago, Milwaukee, St Paul a Pacifik železnice mezi 1915 a 1973.

Je třeba poznamenat, že Lucembursko, stejně jako jeho sousedé, vybavila si řadu lucemburské Kleinbettingen s 3  kV namísto 25  kV používaného na svých ostatních tratích, s cílem vyhnout se zastávkami před nástupem spolehlivých dvou současných strojích bez přehnané náklady ... Tato lucemburská kuriozita zmizela v roce 2018 opětovnou elektrifikací dotyčného vedení 25 kV.

Zobrazené napětí (například 1 500  V ) jsou jmenovité hodnoty, které mohou kolísat v obou směrech, například mezi 1300  V a 1 800  V v závislosti na různých faktorech:

Aktuální napětí jsou často jednoduché násobky navzájem:

To umožnilo mnoho kombinací v trakčních řetězcích starých elektromechanicky ovládaných lokomotiv.

Je možné provozovat pod napětím lokomotivu určenou pro vyšší napětí s nižším napětím trolejového vedení mezi dvěma železničními sítěmi využívajícími stejnosměrný proud: například mezi SNCF a FS , v Modane a Vintimille nebo mezi SNCB a NS , v Roosendaalu a Maastrichttu . Italsko-belgický stroj navržený pro napětí 3000  V DC pracuje při napětí manévru pod 1500  V DC (ale ne pro zrychlení).

Moderní motorové vozy vyžadují úpravu řídícího softwaru, aby bylo možné povolit zapnutí vypínače pod proudem (případ tritenzního stroje 25  kV -50  Hz , 15  kV -16 V Hz a 3 000  V nepřetržitě). V režimu 3000  V DC tak trakční řetěz pracuje při polovičním napětí pod 1500  V DC.

La Mure železnice ( Isère , Francie) byl v první linii, aby elektřinou s vysokým napětím stejnosměrného proudu, mezi 1903 a 1913 (napětí 2400 V-DC na zatížení a 2700 V. off -load  ). Tato vysokonapěťová elektrifikace měla tu zvláštnost, že měla dvouvodičové kontaktní vedení (jako u třífázového) při + 1200 V a - 1200 V, bod 0 byl na kolejnici. Tento systém byl také použit v tramvaji z Grenoblu do Chapareillan , ale při celkovém napětí 1200 V (+ 600 V a - 600 V se středem u kolejnice. Pařížské metro sever-jih používalo variantu, ale s trolejovým vedením při + 600 V a třetí kolejnice při - 600 V.

Příklad transformovaných nebo znovu elektrifikovaných železničních tratí na 25 KV-AC:

Nízkofrekvenční střídavý proud

Běžné elektromotory, spínané , lze napájet také střídavým proudem ( univerzální motor ), protože obrácení směru proudu ve statoru i rotoru nezmění směr točivého momentu . Nicméně, indukčnost z vinutí neumožňuje velké motory, které mají být vyráběny na standardních frekvencích distribučních sítí. Řada evropských zemí, včetně Německa , Rakouska , Švýcarska , Norska, a Švédska , mají standardizované jednofázový střídavý proud na 15  kV 16 2 / 3  Hz (jedna třetina standardní frekvenci) (dříve napětí 6  kV a Bylo použito 7,5  kV ). Z důvodu výkonu zařízení byla frekvence německé, švýcarské a rakouské sítě změněna na 16,7  Hz (také nazývaná speciální frekvence) od roku16. října 1995. Ve Spojených státech (s jejich elektrickým distribučním systémem 60  Hz ) se používá frekvence 25  Hz (stará standardní frekvence, nyní zastaralá distribuce) při 11  kV mezi Washingtonem a New Yorkem . Osazený úsek 12,5  kV 25  Hz mezi New York a New Haven ( Connecticut ) byl přeměněn na 60  Hz v poslední třetině XX -tého  století. Compagnie du Midi ve Francii začala elektrifikovat vedení Pyrenejí v 12 kV 16 2/3 Hz, v roce 1912, s Perpignan-Villefranche Vernet les Bains, poté pokračovala tímto systémem na dalších anténách počínaje od Tarbes, Lourdes a Pau, na konci první světové války. Francouzský vojenský úřad však zavedl stejnosměrný proud již v roce 1920, protože napětí a frekvence byly kompatibilní s německými elektrickými lokomotivami Siemens, což mohlo v případě nové války usnadnit okupaci Německa Francií, lokomotivy Siemens určené pro 15 KV 16 Hz 2/3, a který by pracoval s 12 KV při nízké frekvenci Midi. Všechny tyto tratě byly znovu elektrifikovány na 1500 V přímé, v letech 1920, s výjimkou trati Perpignan-Villefranche Vernet les Bains, která bude znovu elektrifikována stejnosměrným proudem, až v roce 1984, po přestávce v naftové trakci mezi 1971 (konec 12 KV nízké frekvence) a 1984.

Motory jsou napájeny spínacím transformátorem, který umožňuje změnu napětí, takže rezistory nejsou nutné. Pomocné zařízení je poháněno nízkonapěťovými spínacími motory, které je napájeno samostatným vinutím od hlavního transformátoru, a jeho velikost je přiměřeně malá.

Neobvyklé frekvence předpokládají, že elektřina je konvertována z energie dodávané z veřejné sítě motorgenerátory nebo statickými invertory v rozvodnách elektrické energie z rozvodny nebo je vyráběna zcela samostatnými rozvodnami.

Střídavý proud při standardní frekvenci

První pokusy o použití jednofázového střídavého proudu při standardní frekvenci 50  Hz se uskutečnily v Maďarsku ve 30. letech při 16 kV 50 Hz, poté v Německu, během téhož desetiletí na trati Höllental mezi Freiburgem Breisgau a Titisee v 20 kV 50 Hz. Použití tohoto takzvaného „průmyslového kmitočtového“ proudu však začalo až v 50. letech 20. století (kolem Annecy pod vedením Louise Armanda a Fernanda Nouviona ), poté se opravdu rozšířilo, zejména s elektrifikace severovýchodního příčného ( Valenciennes - Thionville ) ve Francii .

V současné době některé lokomotivy v tomto systému používají transformátor a usměrňovač, které dodávají motorům nízkonapěťový stejnosměrný proud. Rychlost se reguluje přepínáním vinutí transformátoru. Sofistikovanější lokomotivy používají tyristorové nebo IGBT tranzistorové obvody k výrobě vibračního nebo dokonce proměnného frekvenčního střídavého proudu, který pak přímo napájí trakční motory .

Tento systém je ekonomický. Aby se zabránilo fázové nerovnováze ve venkovních energetických systémech, byly v raných fázích použity třífázové / jednofázové nebo třífázové / dvoufázové transformátory. Tyto dva typy transformátorů snižují nerovnováhu mezi fázemi, aniž by je eliminovaly. Na druhé straně umožňují správně orientovat výsledný fázový vektor na sekundární, kdykoli je to nutné, a to zejména v případě, že chceme paralelně umístit několik rozvoden, které nemají stejný hodinový index na primární (např .: 0-4-8 pro 225  kV a 3-7-11 pro 63  kV ). Toto řešení bylo aplikováno na 3 rozvodny na předměstí Paříže 25  kV na západě, na východě a na severu kolem roku 1966/1968 s cílem zásobovat tyto tři sítě paralelně. Dnes mají lokomotivy díky IGBT s trakčními motory s proměnnou frekvencí při zapnutí nízký zapínací proud . Díky tomu je možné napájet rozvodny přímo mezi dvěma fázemi. To ve třetí fázi generuje nerovnováhu, ale je to považováno za přijatelné, protože to zabrání získání těchto velmi drahých speciálních transformátorů. Systém příliš nevyvážených proudů může na jedné straně generovat významné elektromagnetické rušení a na druhé straně způsobovat problémy na úrovni produkce proudu (alternátor).

Jednofázový střídavý systém 25  kV 50  Hz se používá ve Francii , Velké Británii , Finsku , Dánsku na určitých linkách v Belgii, zejména LGV , v zemích bývalého Sovětského svazu , bývalé Jugoslávie , v Indii , v Japonsku a části Austrálie (veškerá elektrifikace v Queenslandu a západní Austrálii ), zatímco ve Spojených státech se běžně používají proudy 12,5 a 25  kV při 60  Hz . 25  kV 50  Hz je referenční proud pro všechny vysokorychlostní tratě a dlouhé vzdálenosti, i když je zbytek sítě elektrifikován jiným typem proudu. To platí zejména ve Španělsku, Itálii, Nizozemsku, Jižní Africe, Senegalu, na Tchaj-wanu, v Číně  atd.

2 × 25  kV

Toto je vzorec používaný k minimalizaci počtu rozvoden, které napájejí linku.

Rozvodna (1) transformuje energii sítě HV-B (2) a dodává trolejové vedení (3) a horní nebo podzemní napájecí kabel zvaný podavač (5), které jsou ve fázové opozici, každá s potenciálem 25  kV s vzhledem ke kolejnici (4), tj. potenciální rozdíl 50  kV mezi trolejovým vedením a napáječem.

V pravidelných intervalech spojuje autotransformátor (9) kolejnici (10), podavač (5) a řetězovku (8), aby napájel vlak (7) 25  kV .

Výsledkem této sestavy je, že elektrická energie je poté transportována po velké části trasy - mezi rozvodnou a autotransformátorem - pod napětím 50 kV (mezi napáječem a trolejovým vedením  ), zatímco autotransformátor dodává energii do vlakem při 25  kV (mezi trolejovým vedením a železnicí). Kromě toho proud, který napájí vlak, pochází ze dvou autotransformátorů, které jej obklopují (před a za ním), což rozděluje proud v části trolejového vedení.

LGV francouzský a většina nově elektrizovaných tratích ve Francii jsou na tomto principu.

Napájecí zdroj pro třetí nebo třetí kolejnici

Dodávky elektřiny do trolejového vedení nebo na třetí kolejnici jsou samy o sobě problémem v elektrifikaci železnic.

U zdroje elektřiny, provozovatel systému se může rozhodnout sám o moc , který byl obyčejný na začátku XX tého  století na metro v Paříži , například. S pokrokem v oblasti přeměny proudu a s rozvojem elektrické sítě se stala mnohem méně zajímavou. SNCF byl prakticky autonomní až do 1960 s vlastními vodních elektráren zděděné od Compagnie du Chemin de fer de Paris à Orléans (PO) (přehrady na Creuse, Dordogne, Rhue a několik dalších) a od Compagnie du Midi (četné Pyrenejské přehrady).

Volba střídavého proudu na frekvenci odlišnou od frekvence distribuční sítě může operátora přinutit, aby měl vlastní elektrickou přenosovou síť (například CFF ve Švýcarsku ).

Železniční rozvodny

Energetické rozvodny jsou potřebné k přeměně elektrického proudu z jeho nosného napětí na provozní napětí. Použité napětí upravuje vzdálenost mezi dvěma rozvodnami; čím vyšší napětí, tím dále od sebe budou.

Rozvodny jsou elektrická zařízení, která zvládají velmi vysoké elektrické síly a musí být připojena k vysokonapěťové distribuční síti.

Ve Francii dosahují rozvodny 1 500  V 15  MW  ; Rozvodny 25  kV dosahují 120 MVA .

Stanice síť krmí své trolejového vedení 25  kV ze sítě 63, 90, 225 a 400  kV z elektrické přenosové sítě (RTE).

Napětí viděné vlakem se může značně lišit kolem jmenovitého napětí. Může dojít k poklesu napětí v důsledku odběru proudu, který je příliš vysoký na kapacitu rozvodny, nebo naopak napětí vyšší než jmenovité napětí, je-li v blízkosti rozvodny málo vlaků. 27  kV při napájení 25  kV ).

Síla napájecího zdroje je kritická. Problémy s podvýživou mohou mít vážné následky. Zabraňují nárůstu linkového provozu, zpomalují vlaky, což musí zmírnit jejich zrychlení. V extrémních případech může jedna nebo více rozvoden přerušit a paralyzovat provoz. V Île-de-France se tento typ problému objevil několikrát (poruchy v síti Saint-Lazare , nedostatečné zásobování větším pásem mezi Massy - Palaiseau a Versailles-Chantiers , poruchy na RER A s příchodem MI 2N mnohem silnější než vlaky, které nahradili).

Aby se zabránilo této situaci, je nutné zavést politiku neustálého zlepšování dodávek vedení zvýšením výkonu, který mohou poskytnout stávající rozvodny, nebo vytvořením nových rozvoden. Ve Švýcarsku napájecí zdroj umožňuje vidět více jednotek (MU) Re 460 (2x6 MW) v čele vlaku na horských tratích, zatímco ve Francii SNCF nepoužívá více jednotek na svých lokomotivách. Silnější ( BB 26000 , BB 36000 ).

Aby se zabránilo vypnutí rozvodny, může provozovatel omezit dostupný výkon vlaků. Takže výkon dostupný pro vlak TGV ve více jednotkách obecně není součtem výkonu dvou vlakových souprav a ani v jediné jednotce vlak nevyužívá svůj výkon na maximum mimo vysokorychlostní tratě. Tento problém se zhoršuje účinnost jihovýchodní TGV na běžných linkách dodávaných s 25  kV , zatímco paradoxně tyto vlaky jsou určeny pro provoz v tomto napětí 270/ 300  km / h .

Přepínatelné instalace

Na hranici mezi dvěma železničními elektrifikačními systémy může nedostatek vybavení schopného využívat dva proudy nebo provozní podmínky vést k instalaci přepínatelných zařízení. Tato zařízení umístěná ve stanici nebo na dvoře umožňují zjednodušit výměnu lokomotivy nebo změnit vlaky s dvojitým proudem na systém používaný při stání.

Hraniční stanice v Quévy (Belgie), Jeumont , Aix-la-chapelle , Vallorbe , Ženeva nebo Basilej jsou případy přepínatelných stanic umožňujících výměnu zařízení. Dole-Ville byla přepínatelná stanice (25  kV / 1,5  kV ) ze stejného důvodu a nakonec byla oddělená část přesunuta, když bylo zařízení s dvojím proudem dostatečně rozšířené. Stejně tak byla lucemburská stanice přepínatelnou stanicí (25  kV  50  Hz / 3  kV  ss) až do opětovné elektrifikace trati Lucembursko - Arlon při 25  kV na hranici Kleinbettingen .

  • Případ švýcarských přepínatelných stanic Vallorbe a Chiasso je zvláštní:
    • ve švýcarsko-zahraničním směru máme prospěch z přepínatelné zóny bez přetečení, takže švýcarská lokomotiva přijíždí se spuštěnými sběrači a zastaví se v zóně, která se poté přepne na napětí platné v příslušné zemi (25 KV střídavě ve Francii a 3000 V DC v Itálii), mechanik je oprávněn zvedat sběrače a pracovat normálně. Francouzský stroj (ve Vallorbe) a italský stroj (ve Chiasso) mohou manévrovat vlastními prostředky a využít vlak;
    • ve směru cizí-švýcarský dorazí na stanici francouzská (ve Vallorbe) nebo italská (v Chiasso) lokomotiva se spuštěnými pantografy, ale překročí přepínatelnou zónu a zastaví se, přičemž vlak bude v zóně čistě 15 KV, a udržovat sběrače spuštěné dolů; hnací jednotka CFF ovládá tuto lokomotivu, aby ji vrátila do přepínatelné zóny. V tu chvíli se zóna přepne na napětí lokomotivy a ta zvýší své pantografy, aby se uskladnily.

Stopy RER B / D od Gare du Nord v Paříži nebo stopy od stanice Bellegarde (před re-elektrifikaci úseku Bellegarde Genève až 25 kV v roce 2014) k Haut-Bugey může být přepnut 25  kV / 1 500  V , aby vlaky, aby změnily stávající systém při zastavení.

Přestože je italská stanice Domodossola vybavena oddělovacími úseky mezi 3 000 V nepřetržitou italštinou a 15 KV švýcarskými na všech kolejích, je přepínatelná pouze první kolej na nástupišti. Tuto trať využívají výhradně italské regionální vlaky.

Alternativy k přepínatelným instalacím

Stává se, že ke změně napětí dochází uprostřed trati, například mezi Essenem (Belgie) a Roosendaalem (Nizozemsko), která vyžaduje buď lokomotivu s více napětí (nebo vlak s více napětí ), nebo (v tomto případě) že belgický vlak vybavený 3  kV nepřetržitě se sníženým výkonem pod 1,5  kV nizozemské sítě k jeho přeshraničnímu konci.

Aktuální kolekce

Dnes se aktuální sběr provádí hlavně dvěma způsoby:

Ať už je napájecí zdroj ve vzduchu nebo na zemi, jeho princip zůstává stejný: stěrač přijde do kontaktu s kolejnicí nebo vodičem, aby zachytil proud. Spojení mezi stěračem a podavačem umožňuje svislý pohyb absorbovat nepravidelnosti v linii.

Třetí kolejnice umožňuje mít menší rozchod a vyžaduje méně těžkou infrastrukturu než vzdušný kontakt. Na druhou stranu má tu nevýhodu, že omezuje použitelné napětí a je nebezpečný pro bezpečnost lidí, kteří jdou vedle trati.

Kolejová vozidla

Polytension lokomotivy

Vzhledem k rozmanitosti elektrifikačních systémů na železnici, které se mohou v jednotlivých zemích lišit, musí vlaky často přecházet z jednoho systému do druhého. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je výměna lokomotiv na kontaktních stanicích. Tyto stanice jsou vybaveny trolejovým vedením, které může přepínat z jednoho typu proudu na druhý, takže vlak může přijet s jednou lokomotivou a odjet s jiným. Je to však systém, který má nevýhody a další náklady: ztráta času, potřeba mít různé typy lokomotiv.

Dalším způsobem je mít vícenapěťové lokomotivy schopné provozu pod proudy různých typů. V Evropě najdete lokomotivy se čtyřmi napětími (stejnosměrný proud 1500  V a 3000  V , střídavý proud 15  kV 16 16₃  Hz a 25  kV 50  Hz ). To je například případ vlakových souprav TGV PBKA používaných společností Thalys . Tyto lokomotivy mohou přepínat, aniž by vyžadovaly zastavení, z jednoho typu proudu na jiný; obecně však nejsou tak efektivní za všech proudů a jejich konstrukční náklady jsou vyšší. Dvouproudové lokomotivy se běžněji vyskytují například ve Francii, kde je železniční síť sdílena mezi stejnosměrným proudem 1500  V a střídavým proudem 25  kV 50  Hz .

Vysokorychlostní vlaky Eurostar jsou rozmístěny na vysokorychlostních tratích (AC 25  kV 50  Hz ), na starých tratích 3 e  British Rail (DC 750  V ) a na belgických tratích (DC 3000  V ). Všimněte si, že některé vlaky Eurostar 1 st generace ( TGV WMSD ) byly upraveny tak, aby pomocné funkce v DC 1500  V na jihovýchodě Francie. Od úplného zprovoznění vysokorychlostní trati z tunelu pod Lamanšským průlivem do London St Pancras byly podány žádosti o vytažení leštiče na 750  V UK . Kromě toho Eurostar E320 vlakové soupravy (tj. 2 nd generace) jsou vybaveny jen s napětím 25  kV  50  Hz (LGV a Francie sever), 1,5  kV  DC (Francie jihu a Nizozemsko) a 3  kV  DC (Belgie), ale v dodatečné vybavení ERTMS a ATB nutné pro cestu z Antverp do Amsterdamu.

Ve Spojených státech , New Jersey Transit používá multi-aktuálních ALP-44 lokomotivy pro jeho Midtown přímé služby do New Yorku .

Pomocné napájení

Pomocné systémy jsou osvětlení, topení, klimatizace  atd.

Pokud se dnes zdá přirozené mít osvětlené vozy, i když po dlouhou dobu stojí, nebylo tomu tak vždy. Ve skutečnosti byly osobní vozy vybaveny dynamem, které během jízdy dobívalo baterie . Toto řešení nebylo použitelné pro metro a příměstské železniční vozy. V tomto případě bylo osvětlení automobilů prováděno přímo napájecím proudem. Ve starých vlacích RATP se osvětlení skládalo z umístění pěti 150 V žárovek do série za  účelem získání trakce 750  V. Počet lamp ve voze byl tedy nutně násobkem pěti. V případě poruchy trakčního proudu byl k obnovení osvětlení použit trolejový nouzový vodič. Automobily dnes dostávají energii přímo z lokomotivy. Pokud jsou „zaparkované“, lze je napájet také přímo z trolejového vedení pomocí kabelu (zásuvka pro předběžnou úpravu).

  • V Německu, Rakousku a Švýcarsku jsou některé restaurační vozy zaparkované na vedlejší koleji, která musí být elektrifikována, napájeny přímo z trolejového vedení 15 KV AC díky sběrači instalovanému na střeše a transformátoru.
  • Ve Španělsku jsou v síti RENFE napájeny všechny klimatizované vozy, včetně jídelního, ze zásuvky předběžné úpravy. Při absenci této zástrčky přidáme na vlečku, která je elektrifikována na 3000 V DC, malý krytý vůz s nápravami, který zajišťuje stabilizaci díky pantografu instalovanému na střeše (totéž pro vlakové espresso AL Andalus, s dodávka generátoru vybavená pantografovým sběračem).

Poznámky a odkazy

  1. Až do nástupu změny frekvence povolené výkonovou elektronikou.
  2. Označení frekvence používané na subkontinentech nebo kontinentech, tj. 50 Hz nebo 60 Hz pro Japonsko nebo Severní Ameriku.
  3. [PDF] Měli bychom elektrifikovat za každou cenu? , str.  14 , řádky budoucího n O  7, říjen 2009
  4. (en) EN 50163: Železniční aplikace. Napájecí napětí trakčních systémů (2007)
  5. (in) IEC 60850: Drážní zařízení - Napájecí napětí trakčních soustav , 3 th  vydání (2007)
  6. Sophie Wiessler, „  Práce: letos v létě zasáhly čtyři řady CFL  “ , na Luxemburger Wort ,27. června 2018(zpřístupněno 28. června 2018 )
  7. http://www.lemoniteur.fr/147-transport-et-infrastructure/article/actualite/24076273-importants-travaux-de-modernisation-ferroviaire-en-rhone-alpes [archiv]
  8. (in) „  Konec éry: Bombaj se loučí s posledním místním DC  “ v The Indian Express ,11. dubna 2016(zpřístupněno 30. listopadu 2020 )
  9. Andrea Verdicchio, nová vysokonapěťová stejnosměrná elektrifikace pro železniční síť ,24. října 2019, 188  s. ( číst online [PDF] ) , str.  30.
  10. http://www.ligneduhautbugey.fr/le_commutable.html
  11. HSL 4 a HSL-Zuid jsou vybaveny systémem ERTMS, ale ATB je stále potřeba dočasně mezi Schiphol a Amsterdamu-centrum.

Podívejte se také

Související články