Tram…andare

3° CONVEGNO NAZIONALE SISTEMA TRAM
“Tram…andare”
Soluzioni applicative innovative per gli impianti fissi di trazione
elettrica per sistemi di trasporto pubblico urbano coerenti
alle prescrizioni della normativa specifica vigente
Dott. Ing. Dario Comini – Metropolitana Milanese S.p.A.
Roma – Protomoteca Capitolina 19-20/06/08
TIPOLOGIE DI ARCHITETTURA DI
UN IMPIANTO DI TE
Architettura a zone
Caratteristiche principali:
Viene utilizzata nelle linee tranviarie urbane dove la rete è
spesso magliata e le potenze richieste dal carico non sono
elevate
Le linee di contatto di binari diversi sono tra loro in
parallelo elettrico
Architettura bilaterale
Caratteristiche principali:
Viene utilizzata nelle linee
ferroviarie e metropolitane
i binari sono alimentati
singolarmente
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“Tram…
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COMPONENTI DELL’IMPIANTO DI
ALIMENTAZIONE TE
Gli impianti d’elettrificazione in corrente continua
comprendono, a valle dei punti di derivazione dalla rete
industriale e delle relative linee trifasi primarie di connessione:
le sottostazioni di conversione (SSE)
il sistema di alimentazione TE o circuito di trazione, il cui positivo
è costituito dalla linea aerea di contatto (o dalla terza rotaia) ed il
negativo è generalmente realizzato mediante le rotaie di corsa
l’impianto di terra, che non sarebbe indispensabile ai fini del
funzionamento, ma è necessario per garantire la sicurezza degli utenti
e degli operatori
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PROSPETTO TRASVERSALE DI UN
IMPIANTO TE CON LINEA AEREA DI
CONTATTO E RITORNO ALLA SSE
TRAMITE IL BINARIO
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ORMEGGIO DEL FILO AEREO:
SOLUZIONE FISSA O REGOLATA
L’introduzione di coefficienti correttivi del tiro massimo applicabile al filo
aereo (CEI EN 50119), determina una non trascurabile diminuzione
del tiro applicabile al filo con l’aumentare della temperatura, con
conseguente aumento della freccia tra 2 sospensioni consecutive e
peggioramento della qualità di captazione dal pantografo.
L’ormeggio attraverso il dispositivo di regolazione automatica del tiro
garantisce un tiro costante al variare della temperatura ambiente, il
quale si mantiene compatibile con le massime sollecitazioni ammesse
nei conduttori e nelle strutture di sostegno, evitando di raggiungere
valori di freccia inammissibili.
Il valore costante del tiro indipendente dalla temperatura determina
conseguentemente il mantenimento della stessa freccia e della stessa
geometria del filo di contatto in tutto l’arco stagionale.
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CALCOLO DELLA SOLLECITAZIONE MASSIMA
AMMISSIBILE SUL FILO AEREO
COEFFICIENTI CORRETTIVI DEL TIRO MASSIMO
APPLICABILE AL FILO AEREO
Con riferimento alla CEI EN 50119, il valore del tiro massimo applicabile è così
determinato:
Tmax = (0,65*σmax*Ktemp*Kwear*Kload*Keff*Kclamp*Kjoint)*S [daN]
dove:
Tmax = tiro massimo applicabile al filo [daN]
σmax = sforzo massimo ammesso dalla CEI EN 50119 [daN/mm2]
Ktemp = coefficiente di temperatura
Kwear = consumo ammissibile
Kload = coefficiente di carico per vento e ghiaccio
Keff = precIsione ed efficacia della tesatura
Kclamp = accessori di ammarro
Kjoint = tipologia di giunti
S = sezione del filo aereo [mm2]
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CALCOLO DELLA SOLLECITAZIONE MASSIMA
AMMISSIBILE SUL FILO AEREO
COEFFICIENTI CORRETTIVI DEL TIRO MASSIMO
APPLICABILE AL FILO AEREO (CEI EN 50119, PAR. 5.2.4)
Massima temperatura K tem p
Materiale del filo
sagomato di
Cu
Cu-Ag 0.1
Cu-Cd
Cu-Sn
Cu-Mg
Consumo ammissibile K w ear
Massima temperatura in esercizio
< o = 70° C
80°C
100°C
1,0
0,9
1,0
1,0
0,9
1,0
1,0
1,0
1,0
0,9
1,0
1,0
0,95
Precisione ed efficacia della tesatura K eff
Fattore
Keff =
Valore
0,95
Keff =
1,00
Descrizione
apparecchiature di
tesatura normali
apparecchiature di
tesatura con precisione
certificata > 0,95
Accessori di amarro K clam p
Fattore
Kclamp =
Kclamp =
Valore
1,00
rapporto tra
Forza amarro /
Rtrazione
Descrizione
se Forza amarro > 95%
resist.trazione del filo
se Forza amarro < 95%
resist.trazione del filo
Fattore
K wear =
Valore
Descrizione
fattore adatto al grado di
consumo ammissibile
Carichi per vento e ghiaccio K load
Progetto della
Carichi per
linea aerea di
vento e ghiaccio
contatto
Filo di contatto e fune
0,95
portante - amarro
automatico
Filo di contatto con
0,9
amarro automatico e
fune portante con
tesatura fissa.
Semplice filo di
contatto sagomato amarro automatico
Filo di contatto e
0,7
corda portante con
tesatura fissa
Carico per il vento
1,0
0,95
0,8
Giunti saldati a forte o a stagno K joint
Fattore
Kjoint =
Kjoint =
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Valore
0,95
1,00
Descrizione
possibile riduzione nella
resistenza dovuta a
giunzioni saldati a forte o
a stagno
in assenza di giunzioni
7
ESEMPIO DI CALCOLO DELLA SOLLECITAZIONE
MASSIMA APPLICABILE AL FILO AEREO
FILO TIPO AC-120
Dati di input del filo sagomato
Sezione convenzionale
Sezione minima
Sezione massima
densità del rame
Diametro
Massa minima
Massa massima
Massa media
Carico di rottura unitario
Carico di rottura minimo del filo
output
input
S'
Smin
Smax
d
120
116,423
123,622
8890
d
Qc min
Qc max
Qc me
CRU
CR
13,2
1,035
1,099
1,067
33,639
3916,368
mm²
mm²
mm²
120 mm²
3
kg/m
mm
kg/m
kg/m
kg/m
kg/mm²
kg
8890 kg/m3
13,2 mm
33 daN/mm²
3841,957 daN
FILO AC120
da CEI EN 50149
da CEI EN 50149
da CEI EN 50149
da CEI EN 50149
da CEI EN 50149
da CEI EN 50149
da CEI EN 50149
da CEI EN 50149
Parametri da CEI EN 50119 par. 5.2.4 (CEI 9-2/2002)
coefficiente di temperatura
consumo ammissibile
carichi per vento e ghiaccio
precisione ed efficacia della tesatura
Ktemp
Kwear
Kload
Keff
accessori di ammarro
giunti saldati a forte o a stagno
resistenza minima a trazione
Kclamp
Kjoint
σmin (=CRU*K)
sforzo a trazione MAX
σw (=0,65*σmin)
rapporto σw/CRU
massimo tiro applicabile
σw/CRU
Tmax
0,9
0,8
0,7
1
0,95
1
16,106 kg/mm2
10,469 kg/mm2
31,12%
1218,852 kg
15,800 daN/mm²
10,270 daN/mm²
1195,694 daN
65% di σmin
sulla Smin
A fronte quindi di un tiro massimo ammissibile dal materiale di 3841daN,
si ricava un tiro massimo applicabile di 1195daN
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Calcolo del tiro a diversi valore di temperatura
Con riferimento al tiro massimo applicabile al filo AC-120 calcolato in
precedenza, ipotizzando di ammettere questo tiro massimo a –20°C, si può
calcolare il valore del tiro e della freccia a metà campata all’aumentare, della
temperatura, considerando una campata tipo di 20 m in piano e rettilineo.
Cambiamento di stato dei conduttori in funzione della temperatura
Input
Campata tra 2 sostegni
coeff. di dilatazione termica lineare
L
α
modulo di elasticità normale del
materiale conduttore
coeff. Di allungamento elastico
unitario
sezione del conduttore
carico unitario alla temp. Θ1
temp. Θ1
tensione del conduttore alla
temp. Θ1
freccia del conduttore alla temp. Θ1
E
β
A
q1
Θ1
T1
f1
20 m
0,000017 °C-1
12232,416 kg/mm2
120000 N/mm2
6,8125E-07 kg-1
120
1,067
-20
1218,852
mm2
kg/m
°C
kg
si considera la massa media
1195,694 daN
0,044 m
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Calcolo del tiro a diversi valore di temperatura
Risultato
tensione del conduttore alla temp.
Θ2
tensione unitaria finale
confronto T2 con carico di rottura max
CR (CEI 9-2 par. 2.2.09)
max freccia alla temp. Θ2
T2
sigma
T2/CR
f2
387,465 kg
3,229 kg/mm 2
9,893%
380,103 daN
3,168 daN/mm 2
0,138 m
A fronte di un tiro iniziale a –20°C pari a 1195daN ed una freccia a metà
campata pari a 4,40 cm, l’aumento della temperatura a 20°C e la conseguente
dilatazione termica del filo portano ad un tiro di 380daN ed una freccia a
centro campata pari a 13,8cm, sempre con riferimento ad una campata tipo di
20 m in piano e rettilineo.
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LINEA AD ORMEGGIO FISSO
Calcolo della freccia con tiro massimo ammissibile,
senza le limitazioni della CEI 50119.
Ipotizzando di applicare il tiro massimo ammissibile al filo AC-120, si valuta il
corrispondente valore della freccia che si avrebbe a metà campata, sempre
nel caso di una campata tipo di 20 m in piano e rettilineo.
Input
Campata tra 2 sostegni
coeff. di dilatazione termica
lineare
modulo di elasticità normale del
materiale conduttore
coeff. Di allungamento elastico
unitario
sezione del conduttore
carico unitario alla temp. Θ 1
temp. Θ 1
tensione del conduttore alla
temp. Θ 1
freccia del conduttore alla temp.
Θ1
tensione del conduttore alla
temp. Θ 2
tensione unitaria finale
confronto T2 con carico di rottura
max CR (CEI 9-2 par. 2.2.09)
max freccia alla temp. Θ 2
L
α
E
β
A
q1
Θ1
T1
f1
T2
sigma
T2/CR
f2
20 m
0,000017 °C-1
12232,416 kg/mm2
120000 N/mm2
6,8125E-07 kg-1
120
1,067
-20
3915,392
mm2
kg/m
°C
kg
si considera la massa me
3841,000 daN
0,014 m
2918,680 kg
24,322 kg/mm 2
74,525%
2863,225 daN
23,860 daN/mm 2
Applicando quindi 3841 daN a
–20°C, si ricava, ad esempio,
un tiro a 20° pari a 2863 daN
ed una freccia a metà campata
(di 20m) pari a 1.8cm
0,018 m
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LINEA AD ORMEGGIO FISSO
Confronto tra la situazione pre e post norma CEI
EN 50119
Ipotizzando di applicare il tiro massimo ammissibile al filo AC-120, si valuta
ora il valore della freccia a metà campata.
CAMPATA
TIRO A -20°C
TIRO A +20°C
FRECCIA A META' CAMPATA
m
daN
daN
cm
situazione
situazione
∆
pre CEI EN 50119 post CEI EN 50119
20
20
3841
1195
-68,89%
2863
380
-86,73%
1,8
13,8
666,67%
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LINEA AD ORMEGGIO FISSO
La tabella seguente presenta un “abaco tiri”, ossia i valori del tiro funzione della
campata e della temperatura ambiente al momento della posa.
Ad ogni caso è associato anche il valore della freccia massima a ½ campata (Rif.
CEI EN 50119, zona B)
filo sagomato
massa del filo
massimo tiro applicabile
campata
temperat.
-20
AC 120
1,067 kg/m
1195,69 daN
L=10m
L=20m
tiro (daN) freccia (m) tiro (daN) freccia (m)
1195,7
0,011
1195,7
0,044
-10
953,5
0,014
961
0,054
0
714,4
0,018
736,2
0,071
10
484,7
0,027
534,8
0,098
20
290
0,045
380,1
0,138
30
177
0,074
282,6
0,185
40
127,4
0,103
225,5
0,232
delta freccia
0,092
0,188
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LINEA AD ORMEGGIO FISSO
0,071
-10
-5
0
0,232
0
20
25
30
35
40
846,8
-10
-5
800
736,2
961
tiro (daN)
127,4
200
147,4
177
222,4
400
290
379,9
600
484,7
1000
597,5
714,4
833,4
1200
800
15
20
25
30
35
40
L=20m
1077,5
1195,7
1400
953,5
1074,4
1195,7
L=10m
1000
10
tem peratura (°C)
temperatura (°C)
1200
5
600
225,5
15
250,4
10
282,6
5
324,9
0
380,1
-5
450,2
-10
534,8
-15
631,3
-20
tiro (daN)
0,161
0,05
0
1400
0,116
0,062
-15
0,098
0,054
-20
0,083
0,049
0,1
0,044
0,15
0,138
0,103
0,089
0,074
0,2
freccia (m)
0,045
0,034
0,027
0,018
0,016
0,02
0,014
0,04
0,012
0,06
0,022
0,08
0,011
freccia (m)
0,1
0,059
0,12
0,25
0,185
L=20m
L=10m
0,209
Tiri e corrispondenti frecce a diversi valori di temperatura, considerando il tiro iniziale a
t=-20°C pari al massimo ammissibile (CEI EN 50119, 1195daN)
20
25
30
35
40
400
200
0
0
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
-20
-15
0
5
10
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temperatura (°C)
temperatura (°C)
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LINEA AD ORMEGGIO REGOLATO
L’ORMEGGIO REGOLATO DEL TIRO CONSENTE DI APPLICARE
UNO SFORZO COSTANTE AL FILO AEREO AL VARIARE DELLA
TEMPERATURA, MANTENDO COSTANTE ANCHE LA FRECCIA
SULLA CAMPATA.
Considerando ad esempio un tiro di 1000 daN applicato ad un filo AC120 (tiro max 1195daN), si ricava una freccia per una campata di 40m
pari a circa 21cm costanti a centro campata.
Campata
Freccia a centro campata
10m
1,3 cm
20m
5,2 cm
30m
11,8 cm
40m
21 cm
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LINEA AD ORMEGGIO REGOLATO
Spostamento del filo
L’ormeggio regolato compensa le dilatazioni termiche del filo a seguito
dell’escursione termica muovendo il punto di ormeggio del filo stesso.
Ciò determina uno scorrimento del filo di cui si deve tenere conto in
sede di progetto.
La tabella seguente presenta gli scorrimenti del filo in funzione
dell’escursione termica ∆T e della distanza dal punto fisso (che ha
movimento nullo)
∆ T (K)
distanza dal
punto fisso (m)
500
750
1000
10
20
30
40
50
60
0,085 0,17 0,255 0,34 0,425 0,51
0,1275 0,255 0,3825 0,51 0,6375 0,765
0,17 0,34
0,51 0,68
0,85 1,02
L’escursione massima in
corrispondenza di un ∆T pari a
60°C arriva a circa 1m per
distanza tra punto fisso e punto
regolato di 1000m (in generale è
pari a circa lo 0.1% della
distanza)
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LINEA AD ORMEGGIO REGOLATO
Schema di campata tipica compresa tra 2 ormeggi con
regolazione automatica e punto fisso centrale
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17
LINEA AD ORMEGGIO REGOLATO
Rappresentazione planimetrica e prospetto longitudinale della
campata di striscio terminale intermedia a due tratte di
elettrificazione adiacenti con ormeggio regolato.
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18
LINEA AD ORMEGGIO REGOLATO
Dettaglio di un’estremità della campata di sovrapposizione
con ormeggi regolati
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LINEA AD ORMEGGIO REGOLATO
VANTAGGI:
applicazione di un tiro costante al filo ed alle ulteriori
infrastrutture di sostegno con conseguente diminuzione dei
valori delle sollecitazioni massime e delle variazioni
stagionali delle stesse
valori di freccia invarianti e stabilità della geometria
plano altimetrica del filo di contatto.
possibilità di controllo dello “stato tensionale” del filo
mediante celle di carico in grado di rilevare cedimenti e/o
rotture del filo
possibilità di asservire al controllo su citato del filo aereo
l’apertura del/dei corrispondente/i extrarapido/i in SSE
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TRASVERSALE IN FUNE ISOLANTE
La citata CEI EN 50119 ha fornito indicazioni anche in merito al tiro massimo
applicabile alle funi in materiale isolante utilizzate per il sostegno trasversale delle
sospensioni o per l’ormeggio del filo.
Il tiro massimo applicabile alla fune segue una metodologia di calcolo analoga a quella
prevista per il filo aereo, che prevede quindi l’applicazione di coefficienti riduttivi allo
sforzo massimo applicabile, determinando così una diminuzione del tiro massimo
applicabile a parità di caratteristiche meccaniche del filo.
Pertanto, analoga procedura di dimensionamento e verifica deve essere applicata
anche alla fune isolante.
Ciò significa che a parità di geometria di elettrificazione, l’impiego di un sistema
regolato, consente di minimizzare il dimensionamento, la complessità e di
conseguenza l’impatto e i costi delle infrastrutture di sostegno.
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ESEMPIO DI SOSPENSIONI IN
TRATTA AD ORMEGGIO REGOLATO
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L’ IMPIANTO DI TERRA NEI
SISTEMI DI TRAZIONE
ELETTRICA URBANI
Per le prescrizioni relative alla sicurezza elettrica e alla messa a terra,
ci si rifà alla Norma CEI EN 50122-1 (CEI 9-6)
Protezione dai contatti diretti:
la protezione dai contatti diretti viene normalmente attuata
mediante distanziamento o attraverso l’interposizione di ostacoli
protettivi alla parti attive accessibili
Protezione dai contatti indiretti:
tutte le masse passibili di diventare attive alla tensione della linea di
contatto (in particolare quelle all’interno della zona di influenza
della linea aerea e del pantografo), devono essere “collegate” al
circuito di ritorno (terra di trazione)
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23
PROTEZIONE DAI CONTATTI
DIRETTI
Distanziamenti minimi da figura
Ostacoli
Caratteristiche in base a:
posizione del piano di
calpestio rispetto alle parti
attive
distanza tra ostacolo e
parte attiva
appartenenza della
superficie di calpestio ad
aerea pubblica o di servizio
Distanze tra le superfici di calpestio accessibili a persone e le parti
attive dell’impianto di trazione elettrica
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24
PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI (CEI EN 50122-1)
La norma CEI EN 50122 fornisce indicazioni in merito alla protezione dai
contatti diretti ed indiretti nell’ambito di sistemi di trasporto elettrificati.
“Applicazioni ferroviarie – Installazioni fisse
Parte 1: Provvedimenti di protezione concernenti la sicurezza
elettrica e la messa a terra”
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25
PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
Tutte le masse passibili di diventare attive alla tensione della linea di
contatto devono essere collegate al ritorno della trazione.
Nei sistemi in c.c. non è opportuno collegare direttamente le rotaie a
terra, per limitare il fenomeno delle correnti vaganti (CEI EN 50122-1
par. 4.2.2.).
Predisponendo un dispositivo di limitazione della tensione tra masse e
rotaie (cortocircuitatore), l’interruttore extrarapido potrà
intervenire per effetto della corrente di circolazione che viene a
determinarsi.
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“Tram…
Tram…andare”
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26
POTENZIALE DI ROTAIA
Si può verificare che le rotaie assumano potenziali (a seguito della
c.d.t. sul circuito di ritorno) tali per cui una persona possa essere
soggetta a:
-
Tensioni di contatto: in caso di guasto (tMAX=500ms)
Tensioni accessibili: in servizio normale
In base alla durata la Norma precisa le massime tensioni di
contatto/accessibili che possono essere accettate
Per ridurre i pericoli derivanti dal potenziale di rotaia viene
normalmente prevista l’installazione nelle SSE di dispositivi
cortocircuitatori (o valvole di tensione) che, una volta superato il
valore di soglia rendono equipotenziale il circuito di ritorno
(negativo) alla terra di SSE.
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CIRCUITO DI RITORNO
L’integrità del circuito di ritorno costituisce un requisito
fondamentale per la sicurezza
Ogni SSE deve essere collegata al circuito di ritorno (rotaie di
corsa) attraverso almeno due cavi di ritorno tali da poter
sopportare la massima corrente di carico singolarmente
Sul circuito di ritorno non dovranno essere installati fusibili,
sezionatori non interbloccati o connessioni apribili senza attrezzo
In presenza di giunti isolati di binario devono essere realizzate
connessioni longitudinali (di idonea sezione) per consentire il
passaggio della corrente di ritorno
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IL PROBLEMA DELLE CORRENTI
VAGANTI
Le strutture metalliche situate in vicinanza della linea sono
interessate dalle correnti disperse che, nel caso della trazione c.c.,
possono provocare corrosioni elettrolitiche nelle zone in cui lasciano
le strutture.
Le prescrizioni relative alle misure di riduzione del fenomeno delle
correnti vaganti sono specificate nella Norma CEI EN 50122-2 (CEI 96/2).
I provvedimenti di protezione contro lo shock elettrico hanno la
precedenza sui provvedimenti contro gli effetti delle correnti vaganti
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Riduzione delle correnti vaganti
I provvedimenti più efficaci al fine di minimizzare le correnti vaganti
sono quelli che mirano a confinare la corrente di ritorno della trazione
all’interno dei loro percorsi previsti:
- elevare il livello di isolamento del circuito di ritorno rispetto a terra
- ridurre la resistenza elettrica longitudinale del circuito di ritorno
(rotaie + alimentatori negativi)
Protezione delle condutture metalliche esterne al sistema TE
Installazione di giunti isolanti intermedi per aumentare la resistenza
elettrica longitudinale delle condutture stesse
Sistemi di protezione elettrica:
protezione catodica a corrente impressa
drenaggio elettrico polarizzato
drenaggio forzato
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PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
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PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI (CEI EN 50122-1, par. 3.3.8)
Zona di influenza della
linea aerea di contatto e
Zona del pantografo
(caso di filo aereo a 5.60m
dal piano del ferro)
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PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
La norma CEI EN 50122-1 definisce le zone entro cui prevedere la
connessione alla terra ferroviaria delle masse in esse presenti.
Ciò in quanto il filo aereo, in caso di rottura, potrebbe venire a contatto
con tali masse senza che le protezioni di SSE possano “sentire” il guasto
e quindi intervenire eliminando la condizione di pericolo.
La connessione delle masse comprese all’interno della zona di influenza
del filo di contatto e del pantografo, alla terra ferroviaria, consente di
chiudere il circuito sulla SSE nel caso in cui il filo, a seguito di rottura,
venisse a contatto con le masse metalliche, quali, ad esempio, recinzioni
metalliche lungo linea, pensiline metalliche in fermata, ecc……
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PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
CEI EN 50122 par. 4.2.2.2.: “……….. Tutte le masse che non sono
isolate rispetto a terra, devono pertanto essere collegate a terra e non
devono essere collegate al circuito di ritorno. In questo caso, devono
essere usati dispositivi di limitazione della tensione per realizzare un
collegamento aperto tra le masse ed il circuito di ritorno, per consentire
l’interruzione della corrente di guasto in tempo ridotto e limitare la
tensione ai valori dati nelle tab. 4 o 5 in 7.3.3”
CEI EN 50122 par. 4.3.1: “Per strutture interamente o parzialmente
conduttrici e strutture metalliche che possono divenire attive per
caduta della linea di contatto, o rottura o svio del pantografo, devono
essere presi i provvedimenti protettivi contro il permanere di tensioni di
contatto pericolose date in 4.2.”
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PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
CEI EN 50122 par. 7.3.1.: “tab. 4: Valore massimo ammesso per la
tensione di contatto Ut in sistemi di trazione cc in funzione della durata
per le condizioni di breve durata”
CEI EN 50122 par. 7.3.2.: “tab. 5: Valore massimo ammesso per la
tensione accessibile Ua in sistemi di trazione cc in funzione della durata
per le condizioni temporanee”
Tab. 4
Tab. 5
t (s)
0,02
0,05
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Ut (V)
940
770
660
535
480
435
395
t (s)
0,6
0,7
0,8
0,9
1
<=300
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Ua (V)
310
270
240
200
170
150
35
PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
Per quanto riguarda le masse metalliche isolate da terra ma
comprese nella zona della linea aerea, la prescrizione evidenziata dalla
norma può essere ottemperata, mediante connessione della massa al
binario, attraverso un diodo.
Infatti il diodo:
• garantisce l’isolamento della massa metallica dal circuito di
ritorno ferroviario in condizioni normali
• consente di interconnettere elettricamente la massa metallica al
circuito di ritorno ferroviario qualora si presenti una
sovratensione sulle masse
• consente di chiudere il circuito sulla protezione di SSE nel caso
in cui il filo aereo, a seguito di rottura, venisse a contatto con la
massa, innalzandone pericolosamente il potenziale
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PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
Diodo di protezione:
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PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
Schema realizzativo della connessione
di un diodo di protezione alla rotaia
(circuito di ritorno della TE)
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PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
Schema elettrico di connessione del diodo di
protezione alla rotaia (circuito di ritorno TE)
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PROTEZIONE DAI CONTATTI
INDIRETTI
Schema elettrico generale di protezione
dell’ impianto TE
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40
DIAGRAMMA DI FLUSSO:
SHOCK ELETTRICO
P ro vve d im e n ti d i p ro te zio n e
co n tro lo sh o ck e le ttrico in
in sta lla zio n i fin o a 1 5 0 0 V c.c.
P ro te zio n e co n tro
i co n ta tti d ire tti se co n d o
C E I E N 5 0 1 2 2 -1 p a r 4 .1
P ro te zio n e co n tro
i co n ta tti in d ire tti
M a ssa ch e
p u ò d ive n ta re
a ttiva ?
NO
P ro te zio n e p e r stru ttu re
co n d u ttrici
D e n tro la zo n a
d e lla l.a .c. o d e l
p a n to g ra fo ?
N e ssu n p ro vve d im e n to
a d d izio n a le a lla C E I 6 4 -8
SI
M a ssa
iso la ta d a
te rra ?
NO
N e ssu n p ro vve d im e n to
a d d izio n a le a lla C E I 6 4 -8
SI
SI
NO
M e ssa a lla te rra d i tra zio n e
tra m ite lim ita to re d i te n sio n e
E' una
stru ttu ra
SI
d i su p p o rto co n
iso la m e n to d o p p io
o rin fo rza to ?
N e ssu n co lle g a m e n to
a te rra (ca so d e i p a li TE )
S tru ttu ra
m e ta llica d i
SI
p icco le d im e n sio n i e
se n za a p p a re cc.
e le ttrich e ?
NO
N e ssu n co lle g a m e n to
a te rra
NO
M e ssa a lla te rra d i tra zio n e
tra m ite lim ita to re d i te n sio n e
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DIAGRAMMA DI FLUSSO:
PROTEZIONE DELLA CORRENTE DI
RITORNO
Pro tezio n e d i installaz io n i
m esse in p erc o lo d alla
co rren te d i rito rno
FU O RI D A LLA Z O N A D ELLA LIN EA A EREA
D I C O N TA TTO E D EL PA N TO G RA FO
D EN TRO LA Z O N A D ELLA LIN EA A EREA
D I C O N TA TTO E D EL PA N TO G RA FO
NO
SI
NO
V en go no fatti
lavo ri su lla lin ea
co n ap p arecch.
d i C lasse I?
Ro taie
iso late d a
terra?
NO
D en tro la zo n a
d ella l.a.c. e d el
p an to grafo ?
SI
A D ES. D EPO SITI O O FFIC IN E
A lim en taz io n e sep arata
d alla lin ea e giu n ti d i
ro taia iso lan ti
Po ssib ile c o llegam ento
d iretto tra PE/ PEN e
le ro taie d i co rsa
NO
C o rto circ u itato re tra
PE/ PEN e ro taie
SI
A lim en taz io n e sep arata
d alla lin ea e giu n ti d i
ro taia iso lan ti
Po ssib ile c o llegam ento
d iretto tra PE/ PEN e
le ro taie d i co rsa
SI
A p p arec chi alim en tati tram ite
trasfo rm ato re d 'iso lam en to o
p ro tette d a d ifferen z iale +
c o n d en sat o re su PE/ PEN
Ro taie
iso late d a
terra?
Si u san o
ap p arecchiatu re
d i C lasse I?
NO
SI
Parti co n d u ttrici d i ap p arecch.
d i C lasse I c o llegate
d irettam ente alle ro taie co n
c o n d u tto re ad d izio n ale
E' co nsigliab ile evitare le in stallaz io ni all'in terno d ella z o n a d ella
lin ea aerea d i co n tatto e d el p an to grafo , e in o gni c aso cercare d i
u tilizz are sem p re ap p arecchiatu re d i C lasse II co n carcassa in
m ateriale iso lante. N el caso d i arm am en ti c he n o n garan tiscano
l'iso lam en to risp etto alla terra civile, è p referib ile effettu are il
c o llegam ento fra le ro taie e la terra d i stru ttu ra, al fine d i stab ilire
u n a c o n n essio n e franca tra le d u e.
3° CONVEGNO NAZIONALE SISTEMA TRAM
“Tram…
Tram…andare”
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A p p arec chiatu re
p ro tette d a d ifferenz iale +
c o n d en sato re su PE/ PEN
C o rto circ u itato re tra
tu tte le p arti c o n d u ttrici
esp o ste e le ro taie
42
CONCLUSIONI
I diagrammi di flusso nei quali sono stati riassunti ed associati i
provvedimenti per la protezione dallo shock elettrico si ritiene
possono fornire un utile strumento applicativo.
Le soluzioni realizzative illustrate rispondono ai requisiti
normativi menzionati e si ritiene possano rappresentare un
corretto e accettabile compromesso tra l’irrinunciabile esigenza
del rispetto delle prescrizioni di sicurezza elettrica e l’altrettanto
importante requisito di rispetto ambientale, soprattutto relativo
alle correnti vaganti.
L’efficacia delle stesse è stata verificata sia attraverso le prove
effettuate durante la messa in servizio, sia dalle risultanze
ottenute nel corso dell’esercizio di impianti recentemente
realizzati.
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3° CONVEGNO NAZIONALE SISTEMA TRAM
“Tram…andare”
Grazie per la cortese attenzione
Dott. Ing. Dario Comini
Metropolitana Milanese S.p.A.
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