Lo sghiacciamento
dei conduttori di
contatto sulle linee
ad alta velocità
Le applicazioni
sulle linee AV/AC:
 Torino - Milano
 Milano - Bologna
di Alvaro Fumi
CIFI - Milano, 29 novembre 2012
Circuito tipo di sghiacciamento
Immobilizzare i variatori di
rapporto sotto carico in
posizione adeguata
Nord
Ovest
SSE
Alimentante
Scegliere le fasi primarie in
maniera tale che la tensione
secondaria risulti sfasata di 60°
LdC
La
feeder
Sud
Sud
Est
Lb
Lunghezza circuito sghiacciamento = 2 La + 2 Lb
Estensione sub-tratta = La + Lb
Circuito base = lunghezza 125 km per sub-tratta da 62,5 km (5 x12,5 km)
Circuito corto = lunghezza 100 km per sub-tratta da 50,0 km (4 x12,5 km)
2
Circuito tipo di sghiacciamento
Scelta delle SSE Alimentanti
25
kV
3
Sintesi delle predisposizioni
Prima dell’inverno, occorre intervenire nelle SSE Alimentanti per:
1. La verifica delle fasi di alimentazione primaria dei trasformatori di
potenza, per assicurare una tensione sfasata di 60° per
l’alimentazione del circuito di sghiacciamento;
2. L’immobilizzazione dei variatori di rapporto sotto carico dei
trasformatori in maniera di disporre al secondario di tensioni di
uguale ampiezza (sfasate di 60°), in relazione alla tensione primaria
mediamente disponibile e alla corrente che si vuole far circolare sul
circuito di sghiacciamento in funzione della lunghezza dello stesso;
3. L’adeguamento della taratura delle protezioni TE di linea per il
periodo invernale, al fine di consentire la circolazione delle correnti
di sghiacciamento dell’intensità attesa per un tempo di almeno 45
minuti.
4
L’applicazione sulla Milano - Bologna
a) La tratta di linea TE per la quale è possibile attuare lo sghiacciamento dei
conduttori di contatto è quella alimentata a 2x25 kV - 50 Hz compresa tra il
PPS di Tavazzano e il PPS di Modena Sud
b) I circuiti di sghiacciamento sono tre e si sviluppano su tre sub-tratte (Nord,
Centro e Sud) di estensione compresa tra 58 e 61 km, per le quali
valgono tutte le considerazioni fatte per la sub-tratta standard da 62,5 km:
1. La sub-tratta Nord, alimentata dalla SSE di Pieve di Fissiraga, è
compresa tra il PPS di Tavazzano e la SSE di Fiorenzuola;
2. La sub-tratta Centrale, alimentata dalla SSE di Beneceto, è
compresa tra la SSE di Fiorenzuola e il PPD di R. Emilia Nord;
3. La sub-tratta Sud, alimentata dalla SSE di Modena, è compresa tra
la SSE di Beneceto e il PPS di Modena Est.
5
L’applicazione sulla Milano - Bologna
c) Per predisporre i circuiti di sghiacciamento prima dell’inverno e per
configurarli dalla postazione DOTE AV di Bologna, occorre operare
come descritto nell’ Istruzione Tecnica RFI/TC.TE-25kV007 del
10.10.2012:
“Istruzioni particolari per lo sghiacciamento
dei conduttori della linea di contatto a 25 kV - 50 Hz.
Applicazione sulla tratta AV/AC Bologna - Milano”
d) Si sottolinea che i circuiti di sghiacciamento di che trattasi sono stati
sperimentati e verificati in campo. Gli stessi sono interamente configurabili
da DOTE attraverso una procedura in macro comando, realizzata per
facilitare il compito degli operatori del DOTE stesso.
6
L’applicazione sulla Milano - Bologna
Nord
Centro
Centro
Sud
7
Assetto sghiacciamento sub-tratta nord
Chiuso
Aperto
Interruttore
Sezionatore
PIEVE DI FISSIRAGA
(179 + 667)
FIORENZUOLA
(130 + 594)
Linea interessata
circolazione di corrente
ITR1
ITR2
ITR1
TR1
SB1
I1
TR2
SB2
SSB1
I2
S012
I3
TR1
SB1
Linea disalimentata
I1
I4
PCF
S034
ITR2
SSE
Linea alimentata non
interessata da
circolazione di corrente
SSE
TR2
SB2
SSB1
I2
S012
I4
I3
S034
D
MI
P
POC
I1
I2
(km 189+108)
S10
I1
I3
I2
S10
S20
I4
I1
I2
I3
S10
S20
I4
I1
I3
I2
S10
S20
I4
I1
I3
I2
S10
I4
S20
PPS
PPD
PPD
PPD
PPD
TAVAZZANO
LIVRAGA
SOMAGLIA
PIACENZA
ALSENO
(km 188+356)
(km 168+374)
(km 156+852)
(km 140+908)
(km 119+549)
8
BO
Assetto sghiacciamento sub-tratta centrale
Chiuso
Aperto
Interruttore
Sezionatore
FIORENZUOLA
ITR1
(Km 83 + 944)
Linea alimentata non
interessata da
circolazione di corrente
ITR2
SSE
TR1
BENECETO
Linea interessata
circolazione di corrente
(Km 130 + 594)
ITR1
ITR2
SSE
TR2
TR1
TR2
Linea disalimentata
SB1
I1
I2
S012
SB1
SB2
SSB1
I3
I1
I4
PCF
S034
SB2
SSB1
I2
I3
S012
S034
I4
D
MI
P
I1
S10
I2
I3
S20
I4
I1
S10
I2
I3
S20
I4
I1
S10
I2
I3
I4
S20
PPD
PIACENZA
PPD
ALSENO
PPD
FONTANELLATO
(km 140+908)
(km 119+549)
(km 106+827)
I1
S10
I2
I3
S20
PPD
PARMA
(km 95+755)
I4
I1
I2
S10
I3
I4
S20
PPS
R.EMILIA. N.
(km 71+636)
9
BO
Assetto sghiacciamento sub-tratta sud
Chiuso
Aperto
Interruttore
Sezionatore
BENECETO
ITR1
(km 31+919)
Linea alimentata non
interessata da
circolazione di corrente
ITR2
SSE
TR1
MODENA
Linea interessata
circolazione di corrente
(km 83+944)
ITR1
ITR2
SSE
TR2
TR1
TR2
Linea disalimentata
SB1
I1
I2
S012
SB1
SB2
SSB1
I3
I1
I4
PCF
S034
SB2
SSB1
I2
I3
S012
S034
I4
D
P
I1
S10
I2
I3
S20
I4
I1
I2
S10
I3
S20
PPD
PARMA
PPD
R. EMILIA N.
(km 95+755)
(km 71+636)
I4
I1
I2
S10
I3
S20
PPD
R. EMILIA S.
(km 59+222)
I4
I1
S10
I2
I3
S20
PPD
MODENA O.
(km 44+287)
I4
I1
I2
S10
POC
(km 21+696)
PPS
MODENA E.
(km 22+663)
10
BO
Modalità operative per la Milano - Bologna
Al momento, in caso di allerta per possibile formazione di ghiaccio sui conduttori, le
operazioni da intraprendere, sull’intera linea o per su-tratta interessata, sono le
seguenti:
1. Interrompere la circolazione di eventuali rotabili a trazione elettrica
2. Interrompere le eventuali attività manutentive lungo linea
3. Predisporre l’assetto per lo sghiacciamento della sub-tratta nord e
mantenere la linea alimentata e percorsa da corrente per circa 45 minuti
4. Predisporre l’assetto per lo sghiacciamento della sub-tratta sud e
mantenere la linea alimentata e percorsa da corrente per circa 45 minuti
5. Predisporre l’assetto per lo sghiacciamento della sub-tratta centrale e
mantenere la linea alimentata e percorsa da corrente per circa 45 minuti
Lo sghiacciamento della sub-tratta centrale può essere realizzato prima o dopo di
quello delle sub-tratte nord e sud
Le operazioni possono essere ripetute ciclicamente più volte nella stessa
interruzione notturna, in dipendenza delle condizioni meteo
11
L’applicazione sulla Torino - Milano
a) La tratta di linea TE per la quale è possibile attuare lo sghiacciamento dei
conduttori di contatto è quella alimentata a 2x25 kV - 50 Hz compresa tra il
PPS Settimo T.se e il PPS di Rho
b) I circuiti di sghiacciamento sono due e si sviluppano su due sub-tratte (Est
ed Ovest) di estensione compresa tra 58 e 61 km, per le quali valgono
tutte le considerazioni fatte per la sub-tratta standard da 62,5 km:
1. La sub-tratta Est, alimentata dalla SSE di Chivasso, è
compresa tra il PPS di Settimo T.se e la SSE di Greggio;
2. La sub-tratta Ovest, alimentata dalla SSE di Sedriano, è
compresa tra la il PPD di Carisio e il PPS di Rho;
12
L’applicazione sulla Torino - Milano
c) Per predisporre i circuiti di sghiacciamento prima dell’inverno e per
configurarli dalla postazione DOTE AV di Settimo T.se, occorre operare
come descritto nell’ Istruzione Tecnica RFI/TC.TE-25kV008:
“Istruzioni particolari per lo sghiacciamento
dei conduttori della linea di contatto a 25 kV - 50 Hz.
Applicazione sulla tratta AV/AC Torino - Milano”
d) Si sottolinea che i circuiti di sghiacciamento di che trattasi sono stati
sperimentati e verificati in campo. Gli stessi sono interamente configurabili
da DOTE attraverso una procedura in macro comando, realizzata per
facilitare il compito degli operatori del DOTE stesso.
13
L’applicazione sulla Torino - Milano
Suddivisione della linea TO - MI in due sub-tratte (assetti di sghiacciamento)
POC
SETTIMO
T.
(km 2+250)
PPS
SETTIMO
T.
(km 2+491)
SSE
CHIVASSO
(km
20+481)
Nord
SSE
GREGGIO
PPD
BRANDIZZ
O(km
9+751)
PPD
CIGLIANO
(km
29+500)
Ovest
POC
VERCELLESE
O.
(km 1+582 BP
km 2+341 BD)
PPS
RHO
(km
117+210)
Est
Centro
PPD
NOVARA
O. (km
77+175)
SSE
CHIVASSO
SSE
GREGGIO
(km
65+874)
POC
NOVARA O.
(km 1+275 BP
km 1+269 BD)
Sud
PPD
NOVARA EST
(km 88+871)
ENEL
MAGENTA
PPD
CARISIO
(km
53+500)
PPD
ALICE C.
(km
41+874)
MILANO
TORINO
ENEL
RONDISSONE
POC
RHO
(km 118+152)
PPD
BERNATE
(km 101+837)
SSE
SEDRIANO
(km 111+950)
14
Assetto sghiacciamento sub-tratta ovest
Chiuso
Aperto
Interruttore
Sezionatore
Linea interessata
circolazione di corrente
CHIVASSO
ITR1
(65+874)
ITR2
ITR1
SB1
TR2
I2
S012
TR1
SB1
SB2
SSB1
I3
ITR2
SSE
Linea disalimentata
SSE
TR1
I1
GREGGIO
Linea alimentata non
interessata da
circolazione di corrente
(20+481)
SB2
SSB1
I2
I1
I4
TR2
S034
S012
I4
I3
S034
D
TO
P
POC
I1
I2
I1
I3
I2
I4
I1
I2
I3
I4
I1
I2
I3
I1
I3
I2
I4
I1
I3
I2
I4
(km 2+250)
S10
S10
S20
S10
S20
S10
S20
S10
S20
S10
S20
PPS
PPD
PPD
PPD
PPD
PPD
SETTIMO T.
BRANDIZZO
CIGLIANO
ALICE C.
CARISIO
NOVARA OVEST
(km 2+250)
(km 9+751)
(km 29+500)
(km 41+874)
(km 53+500)
(km 77+175)
ASSETTO “SGHIACCIAMENTO” DEGLI IMPIANTI TRATTA OVEST
15
MI
Assetto sghiacciamento sub-tratta est
Chiuso
Aperto
Interruttore
Sezionatore
GREGGIO
ITR1
(Km 111+950)
Linea alimentata non
interessata da
circolazione di corrente
ITR2
SSE
TR1
SEDRIANO
Linea interessata
circolazione di corrente
(Km 65+874)
ITR1
ITR2
SSE
TR2
TR1
TR2
Linea disalimentata
SB1
I1
I2
S012
SB1
SB2
SSB1
I3
I1
I4
PCF
S034
SB2
SSB1
I2
I3
S012
S034
I4
D
TO
P
I1
S10
I2
I3
S20
I4
I1
S10
I2
I3
I4
S20
PPD
CARISIO
PPD
NOVARA OVEST
(km 53+500)
(km 77+175)
I1
I2
S10
I3
S20
PPD
NOVARA EST
(km 88+871)
I4
I1
S10
I2
I3
I4
S20
I1
I2
S10
PPD
BERNATE
PPS
RHO
(km 101+837)
(km 117+210)
POC
(km 118+152)
ASSETTO “SGHIACCIAMENTO” DEGLI IMPIANTI TRATTA EST
16
MI
Modalità operative per la Torino - Milano
Al momento, in caso di allerta per possibile formazione di ghiaccio sui conduttori, le
operazioni da intraprendere, sull’intera linea o per sub-tratta interessata, sono le
seguenti:
1. Interrompere la circolazione di eventuali rotabili a trazione elettrica
2. Interrompere le eventuali attività manutentive lungo linea
3. Predisporre l’assetto per lo sghiacciamento della sub-tratta est e
mantenere la linea alimentata e percorsa da corrente per circa 45 minuti
4. Predisporre l’assetto per lo sghiacciamento della sub-tratta ovest e
mantenere la linea alimentata e percorsa da corrente per circa 45 minuti
Lo sghiacciamento della sub-tratta est può essere realizzato prima o dopo di quello
della sub-tratta ovest
Le operazioni possono essere ripetute ciclicamente più volte nella stessa
interruzione notturna, in dipendenza delle condizioni meteo
17
Conclusioni di carattere generale
a) Le configurazioni provate e proposte per sub-tratte da 62,5 km permette
la circolazione di una corrente di intensità sufficiente a consentire lo
sghiacciamento atteso;
b) In condizioni meteorologiche particolarmente severe potrebbe essere
adottata la configurazione per sub-tratte da 50 km che consente di
effettuare tale sghiacciamento in tempi accettabili con formazioni di
ghiaccio di spessore fino a 10 mm, temperatura di - 10°C e vento a 2 m/s.
c) Le prove sperimentali hanno consentito di validare il modello matematico
adottato per le simulazioni. Lo scostamento tra i valori della corrente
calcolati e quelli misurati sperimentalmente è minore del 3% .
d) Nel corso dell’operazione di sghiacciamento le protezioni distanziometriche di linea, opportunamente ritarate, sono in grado di rilevare
qualsiasi guasto si verificasse e operare correttamente l’intervento di
apertura.
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Conclusioni di carattere generale
e) Per lo sghiacciamento occorre adeguare la taratura delle protezioni per
sovraccarico, facendo circolare correnti di 750 - 900 A nella linea di contatto
e di 450 - 600 A nel feeder per circa un’ora. Tale taratura, da adottare nei
soli mesi più freddi (ad esempio tra novembre e marzo) consente di operare
in tutta tranquillità nel periodo invernale.
f) Nei casi reali i tempi di sghiacciamento sono sensibilmente minori di quelli
determinati con le prove in camera termica, in quanto le formazioni di
ghiaccio sui conduttori di una linea risultano in genere meno compatte e di
dimensioni più contenute.
g) L’adozione di conduttori in lega Cu - Mg oltre a migliorare le caratteristiche
meccaniche agevola lo sghiacciamento per la maggiore resistività del
materiale e le minori correnti di circolazione richieste.
h) Con l’adozione di modeste modifiche d’impianto e la remotizzazione di
alcuni comandi, tutte le operazioni possono essere eseguite e controllate
da posto centrale.
19
Conclusioni di carattere generale
i)
Le prove di sghiacciamento, con la circolazione prolungata di importanti
correnti sui conduttori e sul circuito di ritorno della TE, rappresentano
un’opportunità per la verifica dell’efficienza del circuito TE, evidenziando,
attraverso il surriscaldamento dei punti deboli (es. giunzioni e morsetti), gli
oggetti su cui intervenire, per prevenire inconvenienti in esercizio.
j)
Aver concepito un circuito di sghiacciamento di facile attuazione da remoto
(senza apparecchiature aggiuntive o modifiche d’impianto e senza
provocare corti circuiti in linea) rappresenta una novità assoluta nel settore
e rispetto a quanto noto presso Ferrovie avanzate. Ad es. SNCF
effettuerebbe lo sghiacciamento ponendo in c.c. al binario la l.d.c. a
distanza tale da far circolare una corrente sufficiente a produrre l’effetto
voluto, con disabilitazione delle protezioni in esercizio e inserimento di
protezioni dedicate.
k) Lo sghiacciamento elettrico è un rimedio efficace per condizioni climatiche
estreme, ma nei casi pratici sarà agevole attuarlo per evitare la formazione
di ghiaccio riscaldando ciclicamente i conduttori dopo l’inizio dell’interruzione notturna.
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