Tangentiell ledningsføring over sporveksler

Ledningsføring

Innledning

Ved prosjektering og bygging av kontaktledningsanlegg er man nødt til å ta hensyn til tvangspunkter i forholdet mellom spor og kontaktledningsanlegget. Med tvangspunkter mener man her steder der sporet binder både master og ledningsføring opp mot en bestemt plassering. Eksempler på tvangspunkter kan være signaler, sporveksler, sporsløyfer, kurvatur, plattformer og lignende. En god tommelfingerregel ved prosjektering av kontaktledningsanlegg vil naturligvis være å identifisere alle slike tvangspunkter før selve prosjekteringen starter. Det er viktig å ta hensyn til alle disse punktene. Det er eksempler på at slike punkter i ettertid har medført problemer med ekstra kostnader i forbindelse med større feilfrekvens enn normalt, samt mer eller mindre ombygginger av ferdige anlegg.

Ledningsføring over sporveksler

Et av de viktigste og vanskeligste tvangspunktene for kontaktledningsanlegg er sporveksler. Dette kapitlet vil forsøke å beskrive ledningsføring og masteplassering ved sporveksler og sporsløyfer. Før det gås inn på den rent prosjekteringsfaglige biten er det nødvendig å kjenne til noen begreper og begrensninger som påvirker ledningsføringen ved sporveksler og sporsløyfer.

Tangentiell og kryssende ledningsføring

Uavhengig av hvilket prinsipp det velges for ledningsføring over sporveksler vil kontakttråden heves ved strømavtakerpassering. Hevingen er avhengig av type kontaktledningssystem og toghastighet.

Kapasitetsfaktor benyttet for levetidsbetraktning av kontaktledningsanlegg

7 tog i timen og 20 timers driftsdøgn, vil for et livsløp på 50 år gi 2 000 000 strømavtakerpassasjer. Ved bruk av kontakttråd i ren kobber (Cu-ETP) gir laboratorieforsøk en jevn slitasje på kontakttrådprofilet som tilsvarer 20% (punktslitasje tillates opp til 30 %). Denne slitasjen er satt som en grense for hvor mye kontakttrådprofilet kan slites før tverrsnittsarealet gjør at bruddstyrken og strømføringskapasiteten til lederen ikke lenger sikrer feilfri operasjon. Dvs. slites kontakttråden ytterligere vil lederen enten overopphetes og glødes ut som forårsaker brudd i leder, eller mekanisk påvirkning kan forårsake brudd i leder. Dette livsløpet på 50 år benyttes som bakteppe når en skal tenke FDV og komponentutvikling, det gjelde seg deler eller utforminger. Med tiden har det kommet nye legeringer på markedet som gjør det mulig å utvide livsløpet på 50 år og for kontaktledningsutforminger generelt har vi i dag løsninger som kan ha et livsløp på 120-150 år. Dette er gunstig med hensyn på ressursutnyttelse og negative utslipp av drivhusgasser og metaller, samt at levetidskostnaden reduseres.

Teori og prosjekteringsregler

Sammendrag

For sporveksler med samme lengde og lengre enn R1200 m skal avstanden x4 og x3 beregnes. Denne avstanden er større enn 1200 mm. For sporveksler med samme lengde og kortere enn R1200 m er avstanden x4 og x3 henholdsvis 1500 mm og 1200 mm. Kontakttrådhøyden ved støttepunktene og referansepunktene, se <xr id="tab:Kontakttrådhøyden"/>Tabell 1.

<figtable id="tab:Kontakttrådhøyden">

Kontakttrådhøyden ved støttepunktene og referansepunktene

Sporvekseltype	Ref 3	Ref 2	Ref 1	Støttepunkt 2
R1200	+100 (130)	-30	-30	-30
R760	+100 (130)	-30	-30	-30
R500	+70 (100)	0	0	0
R300	+70 (100)	0	0	0
R190	+70 (100)	0	0	0

</figtable>

For sporveksler med samme lengde og kortere enn R1200 m er ikke referansepunkt 4 nødvendig fordi minste avstand x3 = 1200 mm skal brukes. Det skal ikke brukes nedheng på kontakttråd i hovedsporet ved kontaktledningsutforming S20. Hvis krysshengetrådene er plassert i klemmefritt rom, må hellingen til hengetrådklemmen beregnes (se ACAD-tegning for Flury-hengetrådklemme). For Flury-hengetrådklemmer er denne vinkelen 50°. Vinklede hengetrådklemmer som vist i Figur 1 kan også brukes.

Fil:Xxx

Figur 1: Hengetrådklemme for bruk i klemfritt rom.

Ved minste spennlengde l_min er heving av avviksporets kontakttråd 200 mm ved støttepunkt 1 (UP1). I dette tilfellet festes kontaktledningen til horisontalstaget med fastklemme.

Det høyeste løftet av avviksporets kontakttråd på 100 mm skjer ved referansepunkt 3. Ved referansepunkt 3 kan kontakttråden berøre vippen under dette løftet. Dette betyr at kontaktledningen i det minste skal berøre det blå området på vippen. Dette kan oppnås ved å skråstille avviksporets kontaktledning litt mot hovedsporet. Dette tilfellet oppstår ved mindre sporveksler som har avviksporradier mindre enn 1200 m.

For sporvekslene med 500 m, 300 m til 190 m radius må avviksporkontaktledningen skråstilles slik at avviksporskontakttråden er minst over vippas entringsgrense for av-/på løping.

En kontaktledningsutforming S35, som har en innspenningskraft på 7,06 kN, kan også brukes i avviksporet. I dette tilfellet må det tas hensyn til den større vindutblåsingen.

Prosjektering av tangentiell ledningsføring over sporveksel

Introduksjon

Jernbanene i Europa og over hele verden bruker forskjellige typer ledningsføring over sporveksler. Som beskrevet i (Puschmann & Behrends, 2022) kan det ved ledningsføring over sporveksler skilles mellom kryssende og tangentielle ledningsføringer. Ved kryssende ledningsføring krysser hoved- og avviksporets kontaktledninger hverandre i sporvekselfeltet. Kontakttrådene er koblet sammen med en kryssende stang (Kießling, et al., 2014). Det kan skilles mellom to varianter når det gjelder tangentielle ledningsføringer. Dette er den tangentielle ledningsføringen med kontakt med avviksporets kontakttråd når strømavtakeren går på hovedsporet og den tangentielle ledningsføringen uten kontakt med avviksporets kontakttråd. Den følgende beskrivelsen av prosjekteringen refererer til tangentiell ledningsføring uten å berøre avviksporets kontakttråd. Fordelene med denne typen ledningsføring er spesielt tydelige i høyhastighetsområdet fra 200 km/t i det dynamiske samspillet mellom hovedsporets kontaktledning og strømavtakeren.

Tangentiell ledningsføring kan benyttes i eksisterende kontaktledninger med faste masteplasseringer eller i nye prosjekter med fri valgbar masteplassering for sporveksler i hoved- og avvik spor. I motsetning til andre føringsmetoder er det kun en kontaktledning som styrer strømavtakeren på hovedsporet og en kontaktledning styrer strømavtakeren på avviksporet (Figur 2).

Fil:Xxx

Figur 2: Betegnelser for en tangentiell ledningsføring uten å berøre avviksporets kontakttråd.

Siden kontaktledningene i vekselfeltet ikke krysser hverandre, men løper tangentielt forbi hverandre, kan det benyttes kontaktledningstyper med lavere innspenningskrefter i avvik spor. Kravet til kryssende ledningsføringer om at kun likeverdige typer kan krysse hverandre kan sløyfes med tangentielle ledningsføringer uten å berøre avviksporets kontakttråd. Dette betyr at en kompleks typeendring utenfor vekselområdet kan unngås.

Manglende kontaktledningskryss, unødvendig kryssingsstang og endring av utforming gjør at byggekostnadene kan reduseres. På grunn av det mindre antallet komponenter, kan det forventes en høyere tilgjengelighet av kontaktledningen med denne typen ledningsføring.

Krav og implementering av disse

Grunnleggende

Infrastrukturforvalteren spesifiserer kravene til interoperabilitet og de tillatte vippetypene. I Norge skal kontaktledningene prosjekteres for vippetype 1950 mm i henhold til EN 50367:2020.

For å gjøre prosjekteringen enklere er modulbasert planlegging med ideell spennlengde fornuftig, slik at den kan brukes til andre typer sporveksler på de ulike strekningene. Til dette formålet er det fornuftig å bruke den lengste tillatte spennlengden på 64 m for kontaktledningsutformingene S25/S20 i hovedsporet. Denne trådføringen kan overføres til kortere vekslingsfelt i hovedsporet.

Følgende krav er basert på dokumentert erfaring fra kryssende ledningsføring og de første tangentielle ledningsføringene over sporveksler i Tyskland. For implementering av følgende krav 2.1 til 2.23 er sporvekseltypen EW 60-1200-1:18.4 for ledningsføringer egnet som eksempel.

Overbygningstype

Sidebevegelsen til strømavtakeren som følge av den respektive overbygningstypen, sporgeometrien og sporvekseltypen skal beregnes i samsvar med EN 15273.

Sportypen som sporvekselen EW 60-1200-1:18.4 hvor ledningsføringen befinner seg er et fastspor. Fastspor gir lavere sportoleranser, også omtalt som tilfeldige sportillegg, og dermed lavere sidebevegelser for strømavtakeren enn i ballastspor.

Overhøyde og manglende overhøyde i sporveksler

Den respektive sporvekselgeometrien med radius, overhøyde og manglende overhøyde påvirker den tilgjengelige kontaktledningens sikk-sakk. Selv om det ikke er overhøyder i sporvekslene, må i det minste manglende overhøyde avhengig av maksimal driftshastighet tas i betraktning ved beregning av tilgjengelig sikk-sakk for kontaktledningen.

For sporvekseltypen EW 60 - 1200 - 1:18,5 (EW 60-2500-1:26,5) er det ingen overhøyde D i avviksporet, men den er for 1200 m-radius (2500 m) med maksimal hastighet på 100 km/t (130 km/t) 100 mm manglende overhøyde i henhold til (EBO, 1967 und 2012) gitt av

$I=11,8\cdot {\frac {v_{max}^{2}}{R}}-D=11,8\cdot {\frac {130^{2}}{2500}}-0=79,8mm\approx 80mm$

$I=11,8\cdot {\frac {v_{max}^{2}}{R}}-D=11,8\cdot {\frac {100^{2}}{1200}}-0=98,3mm\approx 100mm$

som skal tas i betraktning. Det skal imidlertid benyttes overhøydeverdi angitt av sporplanlegger i strekningsplanen. Manglende overhøyde resulterer i en sideforskyvning av vippen i avviksporet og i henhold til EN 50367, en reduksjon i den tilgjengelige sikk-sakken til kontaktledningen i avviksporet med 9 mm (11 mm), noe som er ubetydelig.

Kontaktledningsutforminger

Prosjekteringen av det tangentielle vekslingsfeltet tar hensyn til de eksisterende kontaktledningsutformoingene i hoved- og avviksporene, samt skal beregne kontaktledningens vindutblåsing og mulige høyde for avviksporskontakttråden til støttepunkt 1. Dette krever at det antas en spennlengde på 64 m.

I det valgte eksemplet er utformingene S20 / S25 (Re 330 og Re 200) tilgjengelige på hoved- og avvikspor. Ved prosjektering av kontaktledningen skal det tas hensyn til problemfri drift med 1950 mm vippe for hoved- og avvikspor. Vekslingsfeltet bør ha en spennlengde på 64 m (65 m).

Grenselinje for strømavtakere

Spesifikasjonene til TSI-energi for interoperable ruter og maksimal linjehastighet resulterer i at kravene til strømavtakertypene skal hensyntas i samsvar med EN 50367, for hvilke grenselinjen skal beregnes i samsvar med EN 15273. Beregningen av sideveis forskyvning av kontakttråd gjøres i henhold til EN 50367.

Sporene til HGV-linjen og avviksporet er beregnet for drift med 1950 mm vippe. Grunnleggende data for beregning av grenselinjen finner du i Tabell 5.

Grenselinjen for 1950 mm vippe kan sees i Figur 3 ved referansehøyden 5,34 m for S25-utformingen og 5,84 m for S20-utformingen (5,53 m).

Fil:Xxx

Figur 3: Grenselinje for 1950 mm i hovedspor for fastsporet i en referansehøyde på 5,33 m iht. EN 50367 og EBO (EBO, 1967 und 2012).

Sideavbøyning av strømavtakeren

I henhold til EN 15273 skal maksimal sideavbøyning til strømavtakeren beregnes for referansehøyden til kontaktledningen i hoved- og avviksporene. Beregningen skal baseres på toleransene, også kjent som tilfeldige tillegg, for kjørebanetypen i henhold til EN 15273 og EBO. For å beregne en sideavbøyning til strømavtakeren som samsvarer med virkeligheten, er det mulig å konsekvent bruke geometrisk gjennomsnittsberegning.

Beregningen av sideforskyvningen til strømavtakeren bruker tilsvarende det geometriske gjennomsnittet ved de nedre 5,0 m og øvre 6,5 m verifikasjonspunkter i samsvar med EN 15273. Derfor, i henhold til EN 15367, gjelder den usannsynlige samtidige forekomsten av påvirkningene sp,z’ og ϑ eksentrisiteten til strømavtakeren e_p ved nedre (u) og øvre (o) arbeidshøyde

for fastspor

$e_{pu}={\sqrt {sp^{2}+z'^{2}+\vartheta _{u}^{2}}}={\sqrt {0,038^{2}+0,045^{2}+0,027^{2}}}=0,065m$	(1)
$e_{po}={\sqrt {sp^{2}+z'^{2}+\vartheta _{o}^{2}}}={\sqrt {0,038^{2}+0,060^{2}+0,044^{2}}}=0,084m$	(2)

for ballastspor

$e_{pu}={\sqrt {sp^{2}+z'^{2}+\vartheta _{u}^{2}}}={\sqrt {0,038^{2}+0,045^{2}+0,027^{2}}}=0,065m$	(1)
$e_{po}={\sqrt {sp^{2}+z'^{2}+\vartheta _{o}^{2}}}={\sqrt {0,038^{2}+0,060^{2}+0,044^{2}}}=0,084m$	(2)

Beregningen av strømavtakerens sideforskyvning er basert på summen av de tilfeldige tilleggene T ved øvre (o) og nedre (u) arbeidshøyde i henhold til EN 15273 for fastspor. Den største sideforskyvningen av vippen D_u ved nedre arbeidshøyde og D_o ved øvre arbeidshøyde følger

for fastspor

$D'_{u}=e'_{pu}+S'+qs'+{\sqrt {\sum }}T_{u}^{2}=0,065+0,028+0+{\sqrt {0}},002=0,138m$	(3)
$D'_{o}=e'_{po}+S'+qs'+{\sqrt {\sum }}T_{o}^{2}=0,084+0,028+0+{\sqrt {0}},004=0,174m$	(4)

for ballastspor

$D'_{u}=e'_{pu}+S'+qs'+{\sqrt {\sum }}T_{u}^{2}=0,065+0,028+0+{\sqrt {0}},006=0,170m$	(3)
$D'_{o}=e'_{po}+S'+qs'+{\sqrt {\sum }}T_{o}^{2}=0,084+0,028+0+{\sqrt {0}},010=0,212m$	(4)

og med sporposisjonstoleransene ved referansehøyden på 5,34 m, resulterer dette i 0,011 m

$D'_{ref}=0,180m$ for utforming S25 og $D'_{ref}=0,194m$ for utforming S20

Siden sporvekslen ligger i den rette linjen av sporet, blir $qs'=0$. Kontaktledningens referansehøyde er 5,34 m for S 25 og 5,84 m for S 20 (Re 330 er 5,53 m). I denne høyden gjelder $D'_{ref}$ for ballast spor (fast spor)

$D'_{ref}=x_{T}=D'_{u}+{\frac {h_{ref}-h'_{u}}{h'_{o}-h'_{u}}}\cdot (D'_{o}-D'_{u})=0,138+{\frac {5,53-5,00}{6,50-5,00}}\cdot (0,174-0,138)=0,151m$	(5)
$D'_{ref}=x_{T}=D'_{u}+{\frac {h_{ref}-h'_{u}}{h'_{o}-h'_{u}}}\cdot (D'_{o}-D'_{u})=0,170+{\frac {5,34-5,00}{6,50-5,00}}\cdot (0,212-0,170)=0,194m$	(5)

hvor

$e_{pu}/e_{po}$	Eksentrisiteten til strømavtakeren ved den nedre arbeidshøyden (u) eller ved den øvre arbeidshøyden (o) grunnet forskyvningen til omdreiing av vertikal akse
$sp$	Fleksibilitet mellom kjøretøyets hjulsett og kjøretøyets kropp
$z'$	Forskyvning fra kvasistatisk helning som skal tas med i betraktning på kjøretøysiden
$\vartheta _{u}/\vartheta _{o}$	Forskyvning fra sideavbøyning, posisjonstoleranse og asymmetri på kjøretøyet ved strømavtakerens nedre (u) og øvre (o) arbeidshøyde
$D'_{u}/D'_{o}$	Strømavtakerens sideveis bevegelse ved nedre (u) og øvre (o) arbeidshøyde
$D'_{ref}$	Strømavtakerens sideveis bevegelse ved referansehøyden ($h_{ref}$)
$h_{ref}$	Kontakttrådens referansehøyde
$h'_{u}/h'_{o}$	Kontakttrådens nedre arbeidshøyde (u) og øvre arbeidshøyde (o)
$S'$	Strømavtakerens forskyvning på grunn av ekstra kast i kurven
$qs'$	Kvasistatisk forskyvning grunnet rulling av strømavtakeren i kurven
$\sum T_{u}/\sum T_{o}$	Summen av sportoleransene ved nedre arbeidshøyde (u) og ved øvre arbeidshøyde

Maksimal sideforskyvning av vippen i referansehøyden er $D'_{ref}$ = 0,151 m i hovedsporet til rett spor for fastsporet. Sideforskyvningen av vippen i avviksporet med 1200 m (2500 m) radius følger av samme beregning som tar hensyn til radiusen med 0,181 m eller 0,195 m (0,152 m).

Anvendbar kontakttråd sikk-sakk på strømavtakeren

Sidebevegelsene til vippen og kontaktledningen er uavhengige av hverandre når kontaktledningen beveger seg innenfor vippens arbeidsområde. Den tilgjengelige sideposisjonen til kontaktledningen på strømavtakeren, som maksimal mulig avbøyning av kontaktledningen, kan beregnes i henhold til EN 50367 for fastspor ved referansehøyden $h_{ref}$ = 5,34 m (5,53 m) som:

$e_{nutz}={\frac {l_{A}}{2}}+{\frac {l_{W}}{2}}-b'_{ref,mec}$

(6)

hvor

Forklaringstekst

$l_{A}$	Arbeidsområde til strømavtakervippa
$l_{W}$	Lengden til strømavtakervippa og
$b'_{ref,mec}$	mekanisk-kinematisk grenselinje ved referansehøyden $h_{ref}$

Vindutblåsing

Ved tangentiell ledningsføring over sporveksel skal det i vekslingsfeltet tas hensyn til vindutblåsingen til avviksporets kontaktledning. Planleggingen tar utgangspunkt i vindsoner i henhold til EN 1991-1-4:NA:2010, traseens plassering i forhold til havnivå, terrengoverflaten i henhold til EN 1991-1-4:NA:2010, og normative spesifikasjoner for beregning av vindutblåsing.

Beregningen av vindutblåsingen x_W er basert på et 64 m vekslingsfelt (65 m vekslingsfelt) for S 20 (Re 200) utformingene. Ifølge Bane Nors retningslinjer skal det benyttes en vindhastighet på 30 m/s. Dette resulterer i forløpet for vindutblåsing til avviksporets kontaktledning vist i Figur 4.

Fil:Xxx

Figur 4: Vindutblåsing på avviksporets kontakttråd for type Re 200, kontaktpunktforløp for hovedspor i hoved- og sekundærkjøreretning for type Re 330 ved 330 km/t (Eisenbahn-CERT, 2021(a)), (Eisenbahn-CERT, 2021(b)) og høydeprofil for avviksporets kontaktledning av utforming Re 200 i vekslingsfeltet.

For å bevise strømavtakerens berøringsfrie passasje i hovedsporet er den kritiske vindretningen 90° til vekslingsfeltet for avviksporets kontaktledningen avgjørende.

Ved kjøring i avviksporet viser Figur 5 et snitt av starten for hovedsporets kontaktledning som går opp til referansepunkt 1 uten påvirkning av vind. Derfor er det ikke behov for å fremlegge bevis for overkjøringsforholdene når avviksporets kontaktledning er påvirket av vind.

Fil:Xxx

Figur 5: Utsnitt ved referansepunkt 1, 2 og 3 for 1950 mm vippe i avviksporet (se også Figur 2).

Forløp til kontaktpunktet i sporveksler

Forløpet til kontaktpunktet i vekslingsfeltet fra støttepunktet over midten av feltet til neste støttepunkt for hoved- og sekundærkjøringsretningen skal tas i betraktning (Figur 4). Dette finnes i den tekniske dokumentasjonen for interoperabilitetskomponenten til den respektive kontaktledningsutformingen. Siden forløpet til kontaktpunktet kommer frem via en simulering, er en sammenligningssimulering nyttig for å være på den sikre siden (Eisenbahn-CERT, 2021(a)), (Eisenbahn-CERT, 2021(b)). Resultatene fra begge simuleringene stemmer overens for eksempelet i et 64 m-vekslingsfelt (65 m-vekslingsfelt). Planleggingen av tangentiell ledningsføring over sporveksler bør bruke det høyeste kontaktpunktforløpet for dobbel traksjon for utformingen S25 (Re 330) og utformingen S20 (Re 200) med høyeste driftshastighet i hovedsporet med en strømavtakeravstand på 20 m (Figur 4).

I henhold til EN 50367 er 100 N den gjennomsnittlige kontaktkraften ved en hastighet på 130 km/t i et avvikspor. For S20-utformingen (Re 200 i henhold til Ebs 02.07.33 Blad 4 for 65 m spennlengde) for 64 m spennlengde er det et kontakttrådløft i henhold til tabell 1 (avrundet opp til 60 mm maksimalt kontakttrådløft) med enkel traksjon. Det tas ikke hensyn til dobbel traksjon. (og 100 mm med dobbel traksjon i overgangsområdet). (Et høyere antatt løft vil føre til en urealistisk stor senking av avviksporets kontaktledning ved støttepunkt 2. Dersom vippen ikke når et kontakttrådløft på 100 mm med enkelt traksjon, går hovedsporets kontaktledning på vippen i midtre del av slepekullet (grønt område i Figur 5), som skaper en myk overgang.)

Toleranse for sikk-sakken til avviksporets kontakttråd

Bygge toleransen til sikk-sakken for avviksporets kontaktledning må tas i betraktning, men kan begrenses til en realistisk verdi i vekslingsfeltet. Bygge toleransen for sikk-sakken til avviksporets kontakttråd xT kan begrenses til -10/+30 mm.

Referansepunkter

Referansepunktene 1 til 4 markerer steder der høyden på kontakttråden for avviksporet endres, hovedspor-kontakttråden berører vippeflanken eller vippearbeidsområdet (Figur 2). Disse referansepunktene på disse stedene skal markeres i strekningsplan.

Fra referansepunkt 1 er det forventet at hovedspor-kontakttråden kommer inn på vippeflanken i avviksporet. Ved referansepunkt 2 beveger hovedspor-kontakttråden seg inn i vippas arbeidsområdet (grønt område). Referansepunkt 3 markerer stedet hvor kontakttråden for avviksporet, som kommer ovenfra, berører vippen eller forlater vippen oppover. Som høyeste løft benyttes 100 mm. Referansepunkt 4 er stedet hvor den minste avstanden mellom den sideveis forskjøvne vippeflanken i hovedsporet og kontakttråden for avviksporet, som på grunn av vindutblåsingen er til stede. Referansepunkt 4 skal kun vurderes ved lange sporveksler med større kurveradier enn 2500 m.

Kontakttrådens høydeforløp til avviksporets kontakttråd

Ved tangentielle ledningsføringer over sporveksler uten berøring av avviksporets kontakttråd fra strømavtakeren i hovedsporet, kan forskjellige typer kontaktledningsutforming brukes. I hovedsporet på høyhastighetslinjen og i avviksporet benyttes kontaktledningsutformingene S25 (Re 330) henholdsvis S20 (Re 200). I avviksporet ligger kontakttråden i overgangsområdet mellom støttepunkt 2 og referansepunkt 2, fra -30 mm (100 mm) til 0 mm avhengig av sporvekseltypen, under den nominelle kontakttrådhøyden til hovedsporet. (Reduksjonen av kontakttrådhøyden med 100 mm skal kompensere for den maksimalt forekommende løftingen av avviksporets kontakttråd på 100 mm ved dobbelttraksjon med mer enn en strømavtaker. Dermed løper strømavtakerens vippe i avviksporet under den nominelle kontakttrådhøyden eller ved dobbelttraksjon på den nominelle kontakttrådhøyden på 5300 mm til hovedsporet i overgangsområdet.)

Kontakttrådens heving begynner ved referansepunkt 2 og slutter ved støttepunkt 1 i en høyde av 550 mm over hovedsporets nominelle kontakttrådhøyde, slik at kontakttråden kan festes tilstrekkelig høyt over horisontalstaget til hovedsporets kontaktledning rett ved horisontalstaget til avviksporets kontaktledning uten å bruke et lett direksjonsstag (Figur 2).

Hengetrådene på støttepunktene 2 i avviksporets kontaktledning skal monteres minst 10 m fra støttepunktet. Dette øker den vertikale kraftkomponenten på kontakttråden ved støttepunktet, og avviksporets kontakttråd kan ikke løfte seg til tross for den parabolske hevingen. Eksponenten av x kan reduseres fra to, slik at kontakttråden ved støttepunktet er hevet med 650 mm og dermed ligger 550 mm over den nominelle kontakttrådhøyden til hovedsporets kontakttråd. I en tabell med verdiene x_W, x_T og x_S ble den største tilnærmingen mellom vippa i hovedsporet og avviksporets kontakttråd på en avstand på 19 m, altså ved referansepunkt 4, til støttepunkt 2 fastsatt. Høyden på avviksporets kontakttråd ved referansepunkt 4 er følgende

$y_{FD}={\frac {x^{2}\cdot G'_{FD}}{2\cdot H_{FD}}}={\frac {7^{2}\cdot 8,99}{2\cdot 10000}}=0,022m$

(11)

der referansepunkt 2 ligger omtrent 7 m fra referansepunkt 4. Kontakttrådhøyden $\Delta y_{FD}$ er da på dette stedet

$\Delta y_{FD}=0,030m-y_{FD}=0,030m-0,022m=0,008m$

(12)

Kontakttrådens sikk-sakk

Fastsettelse av referansepunkt 4

Referansepunkt 4 markerer stedet der den minste avstanden mellom avviksporets kontakttråd og vippa i hovedsporet er til stede. Fra en tabell med verdiene x_W, x_T og x_S følger en avstand på 25 m for eksempelet som avstanden mellom støttepunkt 2 og referansepunkt 4. Ved referansepunkt 4 er den største tilnærmingen mellom hornflanken og avviksporets kontakttråd (Figur 2 og Figur 6). Ved dette referansepunkt 4 skal den nødvendige avstanden x_erf beregnes.

Nødvendig avstand x_erf mellom strømavtakerflanke og avviksporets kontakttråd

$x_{erf}={\sqrt {x_{W}^{2}+x_{T}^{2}+x_{S}^{2}}}$

(12)

$x_{erf}$	Nødvendig avstand mellom strømavtakervippas kant og avviksporets kontakttråd,
$x_{W}$	Vindutblåsing av avviksporets kontakttråd,
$x_{T}$	Toleranse for kontakttrådens sikk-sakk posisjon ved støttepunktene til avviksporets kontakttråd,
$x_{S}$	Sidebevegelse av strømavtakeren i hovedsporet.

Fil:Xxx

Figur 6: Tverrsnitt for betegnelsene ved referansepunkt 4 for vippa i hovedsporet (se også figur 1).

$x_{erf}={\sqrt {x_{W}^{2}+x_{T}^{2}+x_{S}^{2}}}={\sqrt {216^{2}+10^{2}+180^{2}}}=282mm$

(13)

For mindre spennvidder enn 64 m kan den beregnede avstanden x_erf i henhold til (13) også benyttes eller reduseres, siden vindavdriften er mindre ved kortere spennvidder.

For kortere sporveksler enn en radius på 1200 m kan avstanden på 1,2 m for x₃ ikke underskrides.

For å unngå kontakt mellom strømavtakeren og avviksporets kontakttråd ved kjøring i hovedsporet, bør planleggeren ikke underskride den minimale avstanden x_erf.

Avstand x₁ på strømavtakerkanten

Avstanden x₁ er avstanden fra den ytre kanten av vippa til den ytterste posisjonen av avviksporets kontakttråd på vippens kant (Figur 6).

Beregningen av avstanden x₁ følger fra Figur 6 til

$x_{1}={\frac {Y_{h}-A-{\Delta y_{FD}}}{\tan 40^{\circ }}}={\frac {216-70-0}{0,839}}=166mm$

(14)

Avstand x₂

Avstanden x₂ er avstanden fra den ytre kanten av vippa til avviksporets kontakttråd i hvileposisjon (Figur 6). Beregningen av avstanden x₂ etter Figur 6 ved referansepunkt 4 er

$x_{2}=x_{erf}-x_{1}=282mm-166mm=116mm$

(15)

Avstand x₃

$x_{3}={\frac {l_{W}}{2}}+x_{2}=975mm+327mm=1302mm\approx 1310mm$

(16)

Fil:Xxx

Figur 7: Tverrsnitt ved referansepunkt 4 for 1950-mm-vippa i hovedsporet med mål i mm (se også Figur 2).

På ballastsporet er avstanden litt større og her utgjør x₃ = 1320 mm.

Avstand x₄

Betegnelsen x₄ representerer avstanden mellom sporakslene til hovedsporet og avviksporet ved støttepunkt 2 (Figur 2 og Figur 6). I dette eksemplet for fastspor er den

$x_{4}=x_{3}+b_{Z2}=1310mm+300mm=1610mm$

(17)

og for ballastspor er den 1620 mm.

Figur 7 viser målene i tverrprofilen ved referansepunkt 4.

Sikk-sakk til kontaktledningene ved støttepunktene

For å muliggjøre et gunstigere skifte av kontakttråd, bør hovedsporets kontakttråd ved støttepunkter 1 og 2 ligge på siden av avviksporets kontakttråd og skal løpe parallelt med hovedsporets akse med en avstand x₃ (Figur 2).

Tabell 2 inneholder side- og høyde plassering av kontakttrådene ved støttepunkter 1 og 2 for eksemplet (Figur 2 og Figur 9).

Side- og høyde plassering av kontakttrådene ved støttepunkter 1 og 2

Kontakttråd	Støttepunkt	Sikk-sakk	Kt. høyde
Hovedspor	1	200	5300
Avvikspor	1	1310	5850
Hovedspor	2	300	5300
Avvikspor	2	1310	5200

Sikk-sakk-posisjonen til hoved- og avviksporets kontakttråd refererer til sporaksen til hovedsporet. Kontakttrådhøyden refererer til skinneoverkantplanet.

Kontakt mellom strømavtaker i avvik- og hovedsporets kontakttråd

Strømavtakeren skal med sitt løft i avvikssporet maksimalt kjøre på kontakttrådens nominelle høyde for hovedsporet eller under, slik at vippa kan passere under hovedsporets kontakttråd. For å oppfylle dette kravet, må avvikssporets kontakttråd senkes med strømavtakerens maksimale løft ved støttepunkt 2 i avvikssporet, altså -30 mm til 0 mm (100 mm). Først fra referansepunkt 2 løper avvikssporets kontakttråd parabelformet oppover (Figur 2) (Kießling, et al., 2014).

For kontaktledningene S25 og S20 (Re 330 og Re 200) regnes støttepunkter opptil 150 mm over kontakttrådens nominelle høyde som kjørbare. Kontakttråden skal derfor føres med et lett direksjonsstag. Hvis for eksempel kontakttrådstøttepunktet 1 i avvikssporet ligger 550 mm over kontakttrådens nominelle høyde, kan kontakttråden festes direkte til horisontalstaget (Kießling, et al., 2014).

Kontakt mellom strømavtaker i hoved- og avviksporets kontakttråd

Støttepunkt 2 for avvikssporets kontakttråd skal plasseres utenfor grenselinjen for strømavtakeren i hovedsporet (Figur 2). For ballastsporet er dette en avstand på 1,2 meter fra hovedsporets akse.

Overgangsområde

I overgangsområdet lü i sporvekselområdet skjer byttet av kontakttråd mellom hoved- og avvikspor, eller ved kjøring fra avvik- til hovedspor fra avviks- til hovedsporets kontakttråd.

For bedre forståelse av kontakttrådens posisjon på vippa, er arbeidsområdet, vinkelområdet og grensen for trådløsning markert med farger (Tabell 3 og Figur 5 samt Figur 6).

Betegnelser på vippa

Vippetype	Arbeidsområde	Differansen mellom halve arbeidsområdet og grensen for trådføring	Differansen mellom grensen for trådføring og enden av vippa
1	2	3	4
1950	1450	229	21
Farge	grønn	blå	magenta

Ved begynnelsen av overtagelsesområdet ved referansepunkt 1 entrer hovedsporets kontakttråd inn i det klemmefrie rommet, og man kan forvente at hovedsporets kontakttråd løper opp på vippa. På dette stedet bør begge kontakttrådene ligge på samme vippehalvdel eller maksimalt 200 mm unna vippeaksen på den andre vippehalvdelen (Figur 2 og Figur 10) (Puschmann & Behrends, 2022). Definisjonen av det klemmefrie rommet er ikke lenger nødvendig ved fullt innspente kontaktledninger, men gjør det mulig å identifisere stedet hvor kontakttråden begynner å løpe opp.

Ved referansepunkt 2 beveger hovedsporets kontakttråd seg inn i arbeidsområdet til vippa (grønt område i Figur 5), slik at fra dette punktet kan avvikssporets kontakttråd begynne å løpe oppover.

Det blå området defineres av EN 50367:2020 som differansen mellom halve arbeidsområdet og grensen for trådføring (se Tabell 3 samt Figur 5 og Figur 6). I dette området kommer kontakttråden tilbake til arbeidsområdet.

Strømavtaker i hovedsporet

Strømavtaker-vippa som kjører i hovedsporet, heves maksimalt 125 mm og som forflyttes sidelengs 151 mm i retning av avvikssporet på et fastspor og 194 mm på ballastsporet, skal ikke berøre avvikssporets kontakttråd, selv ved vind. Toleransen for kontakttrådens sikk-sakk posisjon i hovedsporet, som er angitt i Ebs, skal tas i betraktning. Toleransen for avvikssporets kontakttråd kan begrenses (se Tabell 6).

Strømavtakerturer på avvikspor

Kjøring fra avvik- til hovedsporet

Kontakttråden til hovedsporet skal løpe opp på vippa som kjører fra avvikssporet til hovedsporet innenfor arbeidsområdet (Figur 5a og Figur 5b). Avhengig av vindretningen, forskyves oppkjøringen noe langs sporet. Ved referansepunkt 2 avsluttes overgangsområdet lü, hovedsporets kontakttråd har overtatt føringen av vippa, og avvikssporets kontakttråd begynner å forlate slepekullene oppover.

Fra Figur 9 er det tydelig at det kontinuerlig ligger minst en kontakttråd i vippas arbeidsområde og sikrer kontakt med vippa innenfor overgangsområdet.

Til referansepunkt 3, hvor avvikssporets kontakttråd befinner seg minst 125 mm (150 mm) over den nominelle kontakttrådhøyden, mister strømavtakeren i avvikssporet senest kontakt med avvikssporets kontakttråd og ledes fra dette tidspunktet kun av hovedsporets kontakttråd (Figur 5c).

I tilfelle strømavtaker-vippa i avvikssporet ikke når 100 mm løft, berører hovedsporets kontakttråd først vippens overflate i det midterste arbeidsområdet (Figur 5c, grønt område).

Selv om strømavtakeren passerer avvikssporet uten løft av kontakttråd, ville hovedsporets kontakttråd treffe på det brukbare området for kontakttrådens sikk-sakk posisjon, etter at avvikssporets kontakttråd begynner å løpe oppover.

Kjøring fra hoved- til avviksporet

Avvikssporets kontakttråd er ved referansepunkt 3 minst 125 mm (150 mm) over den nominelle kontakttrådhøyden til hovedsporets kontakttråd (Figur 5c). Under en kjøring, for eksempel ved 100 (130) km/t fra hovedsporet til avvikssporet, kan vippa ha et maksimalt løft av kontakttråden på 60 mm (100 mm) ved referansepunkt 3, og 150 mm under ugunstige innstillinger av den vertikale kontaktkraften på vippa, og kontakter avvikssporets kontakttråd som kommer ovenfra. Hovedsporets kontakttråd forlater vippa sidelengs i retning mot hovedsporet ved referansepunkt 1 (Figur 5a).

Klemmefritt rom

Det klemmefrie rommet må ta hensyn til de fastsatte vippelengdene for strekningen. I eksemplet er dette 1950 mm-vippa. Kontakttrådstøttepunktene bør ikke ligge i det klemmefrie rommet. Unntak gjøres for kontakttrådstøttepunkter som ligger høyere enn 200 mm over den nominelle kontakttrådhøyden til hovedsporet. I dette tilfellet kan avvikssporets kontakttråd festes direkte til horisontalstaget (Kießling, et al., 2014). Hengetrådene bør helst ikke ligge i det klemmefrie rommet. Vekselhengetråder kan ligge med vinkelhengetrådklemmer i det klemmefrie rommet.