connessione induttiva

LA CONNESSIONE INDUTTIVA
Utilizzazione della connessione induttiva
Il circuito di binario (c.d.b.) è un circuito elettrico che utilizza come conduttori le rotaie di un
tratto di binario. Sulle linee a 3 kV in corrente continua è di norma delimitato alle estremità da
giunti isolanti che interrompono la continuità delle due rotaie; ad uno estremo (che
indicheremo “alimentazione”) è collegato un generatore di tensione e all’altro estremo
(“ricezione”) è derivato il “relè di binario”.
Il c.d.b. ha soprattutto lo scopo di rilevare, tramite lo stato di “eccitazione” o di
“diseccitazione” del relè di binario, la condizione di libero o di occupato del tratto di binario
sul quale il circuito stesso si sviluppa, da parte di un treno.
Le rotaie vengono utilizzate anche per convogliare la corrente continua di trazione alle
sottostazioni elettriche fungendo da conduttore di ritorno. Per far coesistere tale corrente e
quelle dei c.d.b. sono state adottate due soluzioni:
-
c.d.b. con una sola rotaia isolata,
lasciando l’altra in continuità elettrica con i tratti di binario contigui per assicurare il
ritorno della corrente di trazione.
-
c.d.b con entrambe le rotaie isolate,
con l’utilizzo di connessioni induttive che permettono l’isolamento dei due c.d.b.
contigui, alimentati in corrente alternata, consentendo allo stesso tempo il passaggio
delle corrente continua di ritorno della trazione elettrica.
RICEZIONE: relè di binario
ALIMENTAZIONE
150 Vca
relè
a disco
80 Vca
cabina
campagna
T.R.
T.A.
c.d.b. con una sola rotaia isolata
Fig. 1 – C.d.b. con una sola rotaia isolata.
1
corrente di
trazione
ALIMENTAZIONE
RICEZIONE: relè di binario
150 Vca
relè
a disco
80 Vca
cabina
campagna
T.R.
T.A.
corrente di
trazione
Fig. 2 – C.d.b. con entrambe le rotaie isolate.
Caratteristiche elettriche delle connessioni induttive
Sono costituite da un avvolgimento di poche spire, di rame o alluminio, di grossa sezione
avvolte su appropriato circuito magnetico. Le caratteristiche elettriche si possono ricavare
dalla specifica tecnica IS 415:
•
in corrente alternata (a 50 Hz)
l’impedenza (fig. 3) rispettivamente dell’intero avvolgimento (1,1 Ω) e di ciascuno
dei due semiavvolgimenti (0,275 Ω). Sono previste connessioni induttive per il ritorno
della corrente di trazione dal binario in sottostazione da 4 Ω.
impedenza
in c.a.
A
A
1,1 Ω
Fig. 3 – Impedenza in c.a. della connessione induttiva
2
impedenza
in c.a.
0,275 Ω
•
in corrente continua,
resistenza
in c.c.
in c.c.
300 A
resistenza
≤ 2 x 0,75 mΩ
500 A
in fig. 4 la resistenza offerta rispettivamente per le connessioni induttive da 300 A e da
500 A. Le connessioni induttive per il ritorno della corrente di trazione in sottostazione
hanno invece una resistenza ≤ 2 x 0,45 mΩ.
≤ 2 x 0,5 mΩ
Fig. 4 – Resistenza in c.c. della connessione induttiva
Se la corrente alternata dovesse percorrere i due semiavvolgimenti in direzioni opposte
(entrando o uscendo dal terminale centrale) i flussi generati si annullano a vicenda (e con essi,
l’impedenza dei due semiavvolgimenti), perché agiscono sullo stesso nucleo magnetico.
Se la connessione
induttiva è percorsa dalla
corrente alternata
entrando (o uscendo)
dalla presa centrale
l’impedenza complessiva
è n u l l a.
impedenza
in c.a.
I ca
Z=O Ω
Fig. 5 – Impedenza della connessione induttiva con corrente alternata entrante (o uscente)
dalla presa centrale.
3
R
Vr
2xVr
I ca
Se la corrente percorre
solo un
semiavvolgimento la c.i.
si comporta come un
autotrasformatore.
Fig. 6 – Il comportamento della connessione induttiva come autotrasformatore.
Per interruzione del collegamento alla rotaia di un terminale della c.i. la corrente percorre,
entrando dalla presa centrale, solo un semiavvolgimento. In questo caso la c.i. si comporta
come un autotrasformatore, purchè il nucleo non vada in saturazione per la presenza della
corrente continua della trazione (con una corrente di squilibrio pari al 40 % della corrente
nominale, l’impedenza della c.i. si riduce del 10 %).
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