Linea aerea di contatto
La linea aerea di contatto o linea aerea di presa è usata per trasmettere l'energia elettrica a tram, filobus e treni, anche a distanza dai punti di generazione elettrica.
Resta comune il concetto che il mezzo di trasporto, spostandosi, sposta il punto di presa dalla linea, mentre l'energia è prelevata da un conduttore, spesso uno o più fili, collocati in posizione fissa presso il percorso del mezzo, in questo caso al di sopra (sopratesta) del mezzo stesso. La linea è per sua parte alimentata da connessioni alla distribuzione, connessa a sua volta ad un sistema di generazione elettrica.
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Generalità [modifica]
I mezzi di trazione ferroviaria che prelevano la corrente dalla "linea di contatto" utilizzano un dispositivo detto "trolley" o stanga o pantografo o altro tipo di apparecchio che connetta la linea col mezzo. Il circuito della corrente si conclude con il "ritorno" della corrente al sistema di generazione realizzata spesso attraverso le rotaie di corsa del mezzo stesso. Nel caso di mezzo senza rotaie metalliche (come nel caso dei filobus) il ritorno avviene con un secondo filo: in tal caso la doppia linea aerea è nota come bifilare.
La trasmissione con linea aerea di contatto (sopratesta) è stata la evoluzione finale del sistema di erogazione elettrica di energia ai mezzi di trasporto, con generazione fissa esterna al mezzo.
Un sistema di origine, con terza rotaia, poneva indubbi problemi di sicurezza; la terza rotaia, sollevata di qualche centimetro dal suolo, ed appoggiata su isolatori, sulla quale scorrono i pattini di presa, era relativamente economica, ma era pericolosa e complessa, soprattutto nei passaggi a livello.
Struttura costruttiva [modifica]
Per permettere un contatto continuo ottimale, anche con elevate velocità del mezzo, occorre che il filo segua il percorso del mezzo stesso, ed abbia una distanza abbastanza uniforme rispetto al livello della rotaia; questo è tanto più importante quanto più è veloce il mezzo, dato che altrimenti le brusche variazioni di livello del filo potrebbero far staccare il pattino di presa ed interrompere la alimentazione. Di norma quindi per i treni si adotta sovrapposto al filo "di contatto" un altro filo, detto "catenaria", (il cui nome deriva dalla omonima curva geometrica) dal quale a brevi intervalli scendono dei fili verticali, detti "pendini", che sono accuratamente previsti in lunghezza per sostenere i fili di contatto sempre alla stessa altezza.
La presenza di uno (o spesso due) fili di contatto e la presenza fili di catenaria connessi permette, tra l'altro, di avere una maggiore sezione di passaggio della corrente di alimentazione che scorre nei fili, (ci sono più fili che conducono la corrente).
Il filo di contatto, tra un pendino ed un altro, tende comunque ad assumere una curva verso il basso ad effetto del proprio peso, ma per effetto del breve tratto tra un pendino ed un altro e dalla tensione del filo stesso, la curvatura è molto limitata e non compromette il contatto tra il filo ed il collettore del mezzo.
Il tiro del filo è molto importante ed è realizzato con sistemi che suddividono la linea in tratti piuttosto brevi e ne mantengono in tiro ogni tratto limitando così le oscillazioni. Queste, create all'impatto col pattino di presa del mezzo in movimento (soprattutto ovviamente ad alta velocità), se violente possono provocare il mancato contatto elettrico tra le parti, ed inoltre il danneggiamento del filo stesso.
Il filo di contatto, in caso a presa a pattino piatto del pantografo, non è mai collocato in modo perfettamente lineare con la rotaia, ma è volutamente disposto a zig-zag (leggermente spostato, ad ogni attacco, un po' da un lato e dall'altro). Se fosse perfettamente lineare, il contatto del filo con il pattino finirebbe con l'avvenire sempre nello stesso punto, provocando una rapida usura localizzata del pattino stesso. Con la disposizione a zig-zag lo scorrimento si ha su tutta la superficie del pattino, riducendo il riscaldamento e l'usura.
La disposizione a zig-zag non è volutamente realizzata con sistemi di captazione a guscio (come nei filobus) o a rotella, in cui il punto di contatto è obbligato dalla forma stessa del sistema di captazione: d'altra parte tali sistemi di captazione sono previsti per mezzi operanti a velocità medio-basse.
Altezza della linea di contatto [modifica]
La elevazione in altezza della linea di contatto è un compromesso tra la limitazione dei costi nella costruzione delle opere legata alla ferrovia, la linea più alta indurrebbe costruzione di pali più alti per il sostegno dei fili, ma anche gallerie di maggiori dimensioni o ponti di sovrappasso della ferrovia più alti; d'altra parte fili più bassi limiterebbero in altezza il transito di mezzi stradali ai passaggi a livello.
Data la pericolosità del transiti dei mezzi stradali ai passaggi a livello, di norma esistono barriere fisiche (portali metallici) che impediscono fisicamente l'accesso in zona del passaggio a livello ai mezzi stradali eccedenti in altezza. La tendenza attuale è comunque di eliminare i passaggi a livello (mediante la realizzazione di sottopassi o sovrappassi) per eliminare il rischio di pericolose collisioni dei mezzi stradali con la linea aerea di contatto.
Ad evitare eccessivi dimensionamenti della linea di aerea di contatto, questa ultima è suddivisa in tratte; ogni tratta è separatamente alimentata da un sistema di alimentazione esterno, spesso realizzato da una normale linea elettrica di trasmissione ad alta tensione, i punti di alimentazione della linea aerea di contatto sono equipaggiati di stazioni di trasformazione, che provvedono a trasformare la corrente ad alta tensione in quella necessaria (per tensione, tipo di corrente, ecc.) al sistema di trazione.
Voci correlate [modifica]
Bibliografia [modifica]
- Roberto Rolle, Impianti elettrici FS: facciamo il punto, in Tutto treno, 11 (1998), n. 109, pp. 19-23; n. 110, pp. 14-18
- Maurizio Severino, Evoluzione della linea di contatto in corrente continua, in La tecnica professionale, n. s. 15 (2008), n. 12, pp. 5-18
- Gruppo Savona E 431, Geometrie del trifase, in Tutto treno, 24 (2011), n. 256, pp. 28-41
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