Gli impianti per la trazione elettrica hanno la funzione di rendere disponibile al mezzo di trazione, energia elettrica per la locomozione.
Gli impianti dei sistemi di trazione elettrica sono:
- Linee di alimentazione ad alta tensione - hanno lo scopo di trasportare l’energia elettrica alle sottostazioni secondarie (SSE)
- Sottostazioni di trasformazione e di trasformazione e conversione – hanno lo scopo di trasformare la linea AT per renderla fruibile dagli utilizzatori trasformando la corrente elettrica da 132 kv-50Hz a 25 kv-50Hz
- Linea di contatto – rende disponibile l’energia al treno attraverso un organo di captazione (pantografo) ed è costituita da: sostegni, sospensioni, condutture elettriche (catenaria :corda e filo di contatto), circuito di ritorno e circuito di protezione
- Impianti di telecomando
Il sistema della TAV nel tratto di competenza del 118 GECAV prevede l’elettrificazione con il sistema a tensione alternata monofase 2 x 25 kV a frequenza industriale (f=50÷60 Hz).
In estrema sintesi, il sistema è costituito da sottostazioni equipaggiate con trasformatori a 50 kV i cui secondari hanno tre morsetti. Ai due morsetti estremi sono collegati, rispettivamente, la linea di contatto ed un conduttore detto "alimentatore negativo" che viaggia in parallelo alla linea di contatto sugli stessi pali di sostegno, in modo da minimizzare l’impedenza di linea. Al morsetto centrale è collegato il binario, in modo che il motore si trovi alimentato alla tensione di 25 kV.
Lungo la linea, ad intervalli regolari dell’ordine di 10-15 km, sono disposti autotrasformatori a 50 kV con morsetto centrale collegato al binario. Gli autotrasformatori hanno il compito di distribuire la corrente assorbita dai convogli tra la linea di contatto e l’alimentatore negativo senza interessare l’intera tratta alimentata da ciascuna sottostazione, con vantaggi immediati in termini di riduzione delle perdite per caduta di tensione e, aspetto non trascurabile, di riduzione dell’inquinamento elettromagnetico nell’ambiente, altrimenti sensibile nel sistema monofase "classico".
La struttura della linea di contatto è costituita da elementi quali:
-Catenaria formata da una fune portante (corda in rame) e da un filo di contatto, da cui il treno preleva la corrente di alimentazione;
-Conduttore di ritorno (feeder) di alluminio-acciaio, in cui scorre la corrente di ritorno verso le SSE (presente solo nel caso di linea elettrificata a 25kV);
-Circuito di terra, costituito da due sottosistemi dispersivi: un conduttore in rame interratomlateralmente alla linea su entrambi i lati al quale fanno capo le messe a terra di tutti i sostegni e un conduttore in lega di alluminio installato sui sostegni ad una certa quota rispetto al piano del ferro;
-Sostegni TE costituiti da grappe, pali tralicciati o portali.
-Sospensioni del tipo a puntone inclinato in lega di alluminio con accoppiamenti in acciaio Inox.
-Isolatori in materiale composito (fibra di vetro e gomma siliconica).
La linea di contatto a 2x25 kV della tratta Bologna-Firenze è alimentata in due punti distinti e sezionata opportunamente in corrispondenza dei Posti di servizio (PC, PM e PJ), delle SSE, dei PPD/PPS ed in corrispondenza delle gallerie; in tal modo sarà possibile isolare tratti distinti, consentendo sia gli interventi di emergenza con l’impiego dell’impianto antincendio o con il blocco della circolazione ferroviaria, sia gli interventi manutentivi.
Punti particolari della linea AV sono i Posti di Commutazione dove, in via automatica grazie al segnalamento ERTMS, avverrà il passaggio dall’alimentazione in tensione continua a quella in alternata monofase e viceversa.
Il sistema elettrico sarà alimentato in fase finale dei lavori da due sottostazioni SSE:
-Idice, al km 59 circa, a sua volta alimentata dalla SSE Enel di S.Benedetto al Querceto;
-Firenze Castello al km 7+213 a sua volta alimentata dalla SSE Enel di Prato Calenzano.
Nel caso in cui la SSE di Idice risulti fuori servizio, gli autotrasformatori del PPS di Savena e del PPD Laurinziano siano esclusi e gli interruttori e sezionatori del tratto neutro di Idice siano aperti, la linea di contatto è progettata per essere collegata all’alimentazione di soccorso.
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