Catenarias.

Tal como prometí en su día, tenía pensado abrir una serie de hilos como éste, las catenarias.
Hay infinidad de modelos, tipos, constructores, líneas, etc. Y empiezo con una muy especial, tipo "Estado", en el Barcelona-Puigcerdá-Enveitg (http://www.nevasport.com/phorum/read.php?80,2195590,2202168,quote=1):



Saludos, de Ganz.

Conjunto de contrapesos y anclajes en seccionamiento de cantón. Catenaria Renfe CR-160.

Una pregunta que me hecho muchas veces sobre catenarias para los expertos del foro, concretamente sobre la que lleva 3000 V. en c.c. es ¿porque hay dos hilos de contacto aereos (aunque en finalizaciones de linea solo hay uno) y en alterna a 25000 V. solo es uno? si uno de los polos es el carril en ambas tensiones. Tambien creo recordar que la primera linea electrificada que fue en alterna entre las minas de Alquife y el puerto de Almeria eran tambien dos hilos de contacto.

Buenas tardes Mario58.

La cuestión es que al aumentar la tensión de 3Kv CC a 25 Kv CA y la intensidad que consumen los motores de alterna es menor, con lo cual necesitaremos una catenaria más ligera pues los conductores requeridos seran menos pesados por no necesitar una sección excesiva.

En 3 Kv de CC se utiliza el sustentador de cobre de 153 mm2 y dos hilos de contacto de 107 mm2 de sección (cobre). Si es necesario tambien abra feeders de acompañamiento de 153 o 210 mm2 (cobre).

En 25 Kv de CA puede haber dos tipos de alimentaciones 1 x 25 o 2 x 25. El de 1 x 25 se utiliza por ejemplo en la linea Madrid- Sevilla, las subestaciones distan unas de otras sobre 40 Km. El de 2 x 25 se utiliza en todas las lineas de nueva construcción, cuenta con un feeder negativo de - 25 Kv que es el retorno de la subestación, la distancia aumenta entre subestaciones y se intercalan en la mitad de ellas autotransformadores.

En 25 Kv de CA se utiliza el sustentador de cobre de 100 mm2 y un hilo de contacto de 150 mm2 de sección (cobre).

Espero haberte explicado un poco la diferencia, si no te aclaras preguntame las dudas que tengas.
Un saludo.
Adrián.

Gracias Adrian por tú extensa respuesta a mi pregunta, claro no entendia que en continua llevara dos cables aereos, puesto que cuando el pantografo tocara ambos cables digamos que hacia puente entre ambos, y otra pregunta Adrian ¿porque en Francia en las lineas de 1.500 v. en c.c. las locomotoras arrancan con los dos pantografos subidos? ¿en Francia tambien las lineas en c.c. llevan dos cables?
saludos y nuevamente gracias
mario58

A ver, te cuento, en Francia los trenes que van a 1500v que tengan dos pantógrafos por norma general al arrancar y frenar elevarán el delantero (o trasero, depende del caso) para dividir el amperaje (intensidad de corriente que les atraviesa) para que, no se fundan las mesillas -literalmente- con el hilo de contacto y así al haber dos puntos de contacto ese amperaje se divide. Este mismo procedimiento acostumbra a usarse en Polonia que, aunque vayan a 3000v como nosotros, creen conveniente hacer esa "división de amperaje".

Comentando lo que decía aquí el compañero sobre la ligereza de las catenarias de 25kv lo que también necesitan por su alto voltaje es unos aisladores mucho más grandes para evitar en la medida de lo posible las posibles derivaciones a tierra y otros efectos indeseados por cualquier causa externa.

Buscando buscando por mi archivo fotográfico rescato un par de fotos, creo, bastante ilustrativas para ver las diferencias (o similitudes) de ambos tipos de electrificación español, a 25kv y a 3kv:


EAC-350 a 25kv En la foto podemos observar las ménsulas con su atirantado, el cable guarda y el feeder negativo, amén de una aguja de alta velocidad que, no sé si se aprecia, no lleva un aislador de sección, hay un doble cable (con dos ménsulas independientes) que separa ambas vías, puesto que los "cangrejos" (aisladores de sección) a una velocidad elevada, al pasar el pantógrafo, se hacen trizas, y estos cambios admiten una velocidad máxima de paso de 220km/h por desviada, así que, la leche a esa velocidad es floja.


CR160 a 3kv Se ven varios tipos de postes, ménsulas y atirantados. Tenemos la catenaria funicular y la de pórtico rígido (o celosía) y también unas cuantas agujas aéreas.


De igual manera pongo la curiosa catenaria CR220 que encontramos en los tramos a 200km/h del Corredor Mediterráneo, que, siguiendo una geometría parecida a la de 25kv, dista mucho, obviamente, de la misma. Según ensayos realizados en varios puntos de la geografía ibérica equipados con CR220 se demostró que los pantógrafos de CC y la catenaria de 3kv a más de 220 se producían despegues y flasheos en las zonas más duras de la catenaria, en las ménsulas, por eso no hay ninguna línea en ancho convencional a 250km/h.

¡Un saludo!

Buenas noches,
Me alegro que lo entendieras Mario58. Es buena la respuesta de velaro 006 sobre la catenaria en Francia; salvo que lo que dice sobre los aisladores de sección en los escapes en Alta Velocidad o Catenaria CA-350 que se hacen trizas, bueno abria que discutirlo, porque los que yo he visto montados estan preparados para esas velocidades porque tienen lo deflectores mucho mas grandes que los de convencional ( otras veces se quitan por problemas con el descentramiento, ya que por un aislador de sección el pantografo debe pasar a 0 de descentramiento), ademas de que sirven como medida de seguridad a la hora de realizar trabajos en una via o en otra (esto más bien en convencional).

Un saludo.
Adrián.

Un par de fotos de una veterana.

Y mas veteranía, las ultimas ojivas hacia el sur cerca de St Juan de Luz año 2006. No sé si seguirán existiendo.

Hola a todos

Me supongo que la razón de poner dos hilos de contacto este justificada para dividir la corriente entre ambos conductores y que no sea uno el que lleva toda la corriente que demandan los motores de tracción. También lo justifica que mejora el contacto con el pantografo a la hora de captar la corriente de la catenaria. Creo que es por eso que las líneas principales llevan dos hilos de contacto, mientras que las desviadas de estaciones y demás llevan solo uno por lo general.

Saludos

Hola,

Se que el tema es antiguo pero, hay una pregunta que no encuentro respuesta sobre la catenaria, ¿por que al cambiar de 3 Kv a 25 Kv se pasa de corriente continua a alterna? ¿esta no es peor por el Efecto pelicular, o no es factible por diodos rectificadores para esa tensión?

Gracias

Buenos días

El por que usar corriente Alterna o Corriente Continua... ese era el debate.
Técnicamente, el uso de la corriente continua y su aplicación en los vehículos ferroviarios era mas sencillo, al igual que el control de los motores de corriente continua que usaban la mayoría de vehículos (reostatico o chooper), por lo que se simplificafa el diseño del vehículo. Aunque frente a la utilización de sistemas de corriente alterna (motores trifasicos de de jaula de ardilla) que se ha mejorado y aprendido a usar, y se ha mejorado el rendimiento y disminuido el coste de mantenimiento.

Por lo cual, la evolución de los vehiculos es una de las cuestiones, si la electricidad que se va a usar es CA, para que alimentar con CC...

Pero tambien hay que decir que el transporte de la energía, en este caso de la electricidad en CC es muy costoso, y ademas menos eficiente que el transporte de CA, y ademas, cuanto mas alto es la Diferencia de potencial, menos nos cuesta su transporte y menores son las perdidas. Por lo que aqui tenemos otro argumento, en este caso de eficiencia energética, y también economía. Además, la CA consigue disminuir el numero de sub-estaciones electricas, con mayor abaratamiento.

Desde mi punta de vista, la única pega que tienen los sistemas de electrificación de corriente alterna, la instalación de grandes zonas neutras, que a los maquinistas a veces le complican la conducción.

Saludos

Pero Trensalamanca, según tengo entendido en el tren se vuelve a convertir en continua, y luego se modula en trifasica para los motores.

Y si es cierto que contra mas voltaje mas lejos llega con menos perdida, pero al ser solo un cable ¿por que no se usa 25 Kv DC convirtiendo la trifasica en continua como se hace en 3 Kv?

Intuyo temas de que a tanto voltaje en continua la conexión y perdidas de conexión producirían un arco muy grande que estropearía el pantografo y el cable

Bueno también me se ocurre que con un trasformador primero reducen la tensión bastante y luego ya la pasan a continua

En la LL-A de FGC que esta electrificada a 1500v CC los trenes siempre circulan con los 2 pantografos levantados, ni idea de por que.
Saludos.

Catenarias del tramo del Corredor Mediterraneo aptas para 200km/h desde la cabina de un Euromed S101

ortegote escribió:

En la LL-A de FGC que esta electrificada a 1500v CC los trenes siempre circulan con los 2 pantografos levantados, ni idea de por que.
Saludos.

Eso es por que es la mitad de voltaje de lo normal y al bajar la tensión tiene que subir al doble la intensidad para la misma potencia

Jeronimo17 escribió:

ortegote escribió:

En la LL-A de FGC que esta electrificada a 1500v CC los trenes siempre circulan con los 2 pantografos levantados, ni idea de por que.
Saludos.

Eso es por que es la mitad de voltaje de lo normal y al bajar la tensión tiene que subir al doble la intensidad para la misma potencia

¿ "Normal" ? En Francia toda la electrificación en C.C. es a 1.500, o sea, normal para ellos.

Saludos cordiales.

Normal en España, esperaba una respuesta asi

En efecto, Jeronimo17, aunque la alimentación de la catenaria sea en 25KVAC, la locomotora reduce la tensión con un transformador (esto lo estoy suponiendo, porque desconozco la tensión de alimentación de los motores, que apuesto será de unos pocos KV), rectifica a DC, y luego invierte a AC.
Dicho con otras palabras:
-El transporte de la energia eléctrica en la catenaria, si es en AC, interesa que sea a un valor de tensión lo más alta posible.
- Aunque los motores de las locomotoras sean en AC, es necesario reducir la tensión dentro de la locomotora (esto es una suposición mía) y es ineludible, pasar la corriente AC bifásica a DC, para que luego un convertidor de DC/AC, saque una frecuencia variable trifásica para regular la velocidad de los motores. Es decir, para pasar de los 50 Hz de la catenaria , a una frecuencia entre 0 y 50Hz en los motores, hay que pasar entre medias a DC, para tener una tensión contínua VDC lo más estable posible. Luego, esta tensión, aplicada al puente inversor, hará que le llegue al motor + VDC y -VDC, mediante una modulación tal que aplicada al motor, la corriente que consuma el motor sea senoidal. Es un poco difícil explicarlo con palabras, sin tener un simple esquema eléctrico delante.
Por otra parte, transportar la energía eléctrica de la catenaria a 25 KVDC, resultaría caro, por los rectificadores a utilizar en esta tensión, y luego en la locomotora, resultaría también caro pasarlo a un valor de DC más bajo, adecuado a la tensión del motor.

Si no te queda claro, haré un esquema eléctrico el fin de semana.

Atentamente:

Dvorak.

Dvorak escribió:

En efecto, Jeronimo17, aunque la alimentación de la catenaria sea en 25KVAC, la locomotora reduce la tensión con un transformador (esto lo estoy suponiendo, porque desconozco la tensión de alimentación de los motores, que apuesto será de unos pocos KV), rectifica a DC, y luego invierte a AC.
Dicho con otras palabras:
-El transporte de la energia eléctrica en la catenaria, si es en AC, interesa que sea a un valor de tensión lo más alta posible.
- Aunque los motores de las locomotoras sean en AC, es necesario reducir la tensión dentro de la locomotora (esto es una suposición mía) y es ineludible, pasar la corriente AC bifásica a DC, para que luego un convertidor de DC/AC, saque una frecuencia variable trifásica para regular la velocidad de los motores. Es decir, para pasar de los 50 Hz de la catenaria , a una frecuencia entre 0 y 50Hz en los motores, hay que pasar entre medias a DC, para tener una tensión contínua VDC lo más estable posible. Luego, esta tensión, aplicada al puente inversor, hará que le llegue al motor + VDC y -VDC, mediante una modulación tal que aplicada al motor, la corriente que consuma el motor sea senoidal. Es un poco difícil explicarlo con palabras, sin tener un simple esquema eléctrico delante.
Por otra parte, transportar la energía eléctrica de la catenaria a 25 KVDC, resultaría caro, por los rectificadores a utilizar en esta tensión, y luego en la locomotora, resultaría también caro pasarlo a un valor de DC más bajo, adecuado a la tensión del motor.

Si no te queda claro, haré un esquema eléctrico el fin de semana.

Atentamente:

Dvorak.

Lo que viene siendo el típico variador de frecuencia.