Kørestrøm til 200+ km/t

Agenda• Hvad gælder?

• TSI Energi for højhastighedstog

• Delsystemet Energi

• Grænseflader til andre delsystemer

• Interoperabilitetskomponenten Køreledning

• ‘Hands on’ erfaringer fra Italien v. Guido Buffarini (Itallferr)

Hvad gælder?• Direktivet

• Fastsætter betingelser for interoperabilitet• Inddeler jernbanen i delsystemer

• TSI’erne• Definerer delsystemerne• Angiver krav til delsystemerne• Kriterier for perfomance

• EN standarder• Tekniske krav, metoder for

beregning, simulering og måling• Grundlag for TSI’erne

Direktivet

Tekniske Specifikationer

for Interoperabilitet

EN standarder

TSI Energi for højhastighedstog

Kategori IDe strækninger, som specielt anlægges til højhastighedstog, og som er udstyret til hastigheder på normalt 250 km/h eller derover.

Kategori IIde strækninger, der specielt udbygges til højhastighedstog, og som er udstyret til hastigheder på omkring 200 km/h.

Kategori IIIde strækninger, der specielt udbygges til højhastighedstog, og som har særlige karakteristika på grund af topografiske, terrænbetingede eller byplanmæssige begrænsninger, og hvor hastigheden skal tilpasses til det enkelte tilfælde.

Teknisk og geografiskanvendelsesområde

Delsystem Energi• TSI ENE HS + CR

• Delsystemet Energi består af:• Fordelingsstationer• Sektioneringspunkter• Køreledningssystem• Returstrømskredsløb

• Omfatter også interaktion mellem strømaftager og køreledning

Delsystem EnergiElforsyningssystemet som benyttes skal:• Gøre det muligt for togene at yde

de specificerede præstationer• Være kompatible med de

strømaftagere, som togene er udstyret med

GrænsefladerElektrisk

støj• Delsystem Rullende materiel• Delsystem Togkontrol og Signaler• Delsystem Infrastruktur

• Geometri• Strømkapacitet• Køretrådsmateriale• Hastighed for bølgeudbredelse• Konstruktion i relation til afstand mellem

strømaftagere• Gennemsnitlig kontaktkraft• Dynamisk adfærd og kvalitet• Lodret forskydning af kontaktpunktet• Plads til hævning

InteroperabilitetskomponentenKøreledning

Returleder

KøretrådHænger

Masteafstand

K-ophæng

Mast

Bæretov

GeometrienSystemhøjde

Køretrådshøjde

zig zag

Spo

rmid

te

Strømkapacitet og materialer• Strømkapacitet i henhold til EN 50388• Materialer i henhold til EN50149• Temperaturer i leder i henhold til EN50119

Køretråd

120 mm2

kobber

Bæretov

70 mm2

bronze

Hænger

Kontaktkraft og bølgeudbredelse• Strækningshastigheden må ikke være højere

end 70% af bølgeudbredelseshastigheden

Dynamisk adfærd og kvalitet

Broer• Sporjustering• Køretrådshøjde• Systemhøjde• Konstruktionshøjde• Isolationsafstand• Tolerancer

København - Ringsted

• TEN strækning med hastighed op til 250 km/t• Totalbudget på 10,4 mia.kr.• Jernbaneteknik udgør ca. 16%• Heraf udgør kørestrøm < 4%• Konstruktioner, veje og jord udgør ca. 46%• Ledningsomlægning og arealer udgør 19%

TSI certification process

The certification process involves:

The Project

The construction design has to be approved

Final tests

OCL:•Geometry of overhead contact line

•Dynamic behaviour and quality of current collection

ESS: •Earthing plant tests•Command and control system tests

Power distribution:

•Earthing plant tests•Command and control system tests

•Protection tests

The construction

Material and equipment:

certification, factory acceptance tests

Assemble: Report tolerance, measure

Experience 2x25kVac - Italian HS Railway Lines TSI certified

TSI Compliance

Italian HS Railway Lines already in operationTotal Length: 1000 km ROMA-NAPOLI TORINO-MILANO MILANO-BOLOGNA BOLOGNA-FIRENZE

Journey Time MILAN-ROME 2h55m MILAN-NAPLES 4h10m MILAN-FLORENCE 1h45m ROME-VENICE 3h30m

Peak frequency 5 minTrain Power 12MVAOperation speed 300 km/hTesting speed 330 km/h

TSI - Main Requirements

• The Quality of the power collection of the train in rated condition during theoperation, has to be evaluated by integrated simulation of the electric traction supplysystem and train circulation

• The Quality of the mechanical behavior of the contact line with the train running atrated maximum speed should be simulated and measured before operation

• Availability of the system to guarantee normal operation in case of substation or apart of the supply system fault

• Safety: Electrical safety, earthing and the return circuit - Protective provisions againstelectric shock (EN 50122)

Quality of the power collectionThe quality of the power collection during operation should be evaluated with the voltagevalues calculated by integrated simulation programs based on the train circulation.

Voltage CalculationRoma – Napoli Simulation

Power absorbed by Train

Voltage Limits

Quality of the power collection

Requirements for dynamic behavior and current collection quality

Requirement Category I Category II Category III

Space for steady arm uplift 2 S0

Mean contact force Fm Function of speed

Standard deviation at maximum linespeed σ max (N) 0,3 Fm

Percentage of arcing at maximum linespeed, NQ (%) (minimum duration ofarc 5ms)

≤0,2 ≤ 0,1 ≤0,1

S0 is the calculated, simulated or measured uplift of the contact wire at a steady arm, generated in normal

operating conditions with one or more pantographs with a mean contact force Fm at the maximum line speed.

The quality of mechanical behaviour of the contact line with the train runs at maximum ratedspeed should be simulated and measured before operation.

Interaction force between overheadcontact line and pantograph

Quality of the mechanical interaction

Example of current collection

Example Measurement of the system of current collection quality

Line Milano - Bologna

Availability of the Energy System

High Voltage line

Substation

Over head contact line

Remote command control system

Train

Distribution system

The energy system must be controlled as an integrated systemMedium Voltage

Transformer substation MV/LV

Station Tunnel

Power Network

Earthing system

Earthing

Safety - Step and touch voltage measurement

Safety in railway tunnels

< 500 m nothing to do

500 – 1000 m safety lighting, supervision

1000 – 2000 msafety lighting, supervision, emergency phone, automatic earthing

system of overhead contact line

2000 – 5000 m

safety lighting , supervision, emergency phone, automatic earthingsystem of overhead contact line

Fire suppression system, smoke control system of escape routes, plugs for firefighters

> 5000 m

safety lighting, supervision, emergency phone, automatic earthingsystem of overhead contact line

Fire suppression system, smoke control system of escape routes, plugs for firefighters

helicopter area, triage area, rescue area, waterworks for fire suppression (in tunnel)

TSI: Technical Specification of Interoperability relating to ‘safety in railway tunnels’Tunnel length Requirements

Safety installation supply

MV/LV Transformer substation

MV/LV Transformer substation

Odd track

Even track

15/1kV 15/1kV 15/1kV1kV power line odd track

1kV power line

even track

250 m.

QdT 1 QdT 3 QdT 5

QdT 2 QdT 4

QdT 7 QdT 17

QdT 6 QdT 8 QdT 18

Power distribution Niches

Loads supply by QdT:• Escape routes lighting (250 m)• Firefighters utility cabinet• Evacuation sound system• GSM-R and safety

telecommunication system

1/0.24kV

QdT: Quadro di Tratta – power distribution swichboard

Tunnel safety loads

Emergency evacuation systemTunnel lighting

Emergency phones

Overhead line or conductor rail earthing system

Tak for opmærksomhedenSpørgsmål?

Thank you for your attentionQestions?