Kontaktledning/Prosjektering/Kontaktledningssystemer

1 Hensikt og omfang

Hensikten med disse bestemmelsene er å sikre at valg av kontaktledningssystem blir vurdert og besluttet ut fra Jernbaneverkets overordnede strategi, teknologivalg, sameksistens og krav fra trafikkselskapene.

Kontaktledningsanlegget skal bygges opp av standardkomponenter og enhetlige løsninger for å:

• Minimalisere lagerhold.
• Bedre volumet i rammeavtaler for innkjøp.
• Forenkle forespørsler for prosjektering og bygging av kontaktledningsanlegg.
• Lette vedlikeholdsstrategien.
• Effektivisere opplæringen av personalet som beskjeftiger seg med faget kontaktledning.
• Forenkle feilanalyse.

Kapittelet inneholder også de tilleggskrav som skal følges ved bygging av kontaktledningsanlegg som skal kunne trafikkeres med Europantograf.

I kapittel 9 (Autotransformatorsystem med seksjonert kontaktledning) finnes krav ved prosjektering av autotransformatorsystem med seksjonert kontaktledning som skal benyttes ved prosjektering av slike anlegg. Merk også her krav om at det skal tas hensyn til AT-system ved fornyelse av kontaktledning på strekninger der AT-system senere kan være aktuelt.

2 Krav til kontaktledningssystem

Kravene skal gjelde for alle kontaktledningssystemer som prosjekteres for bruk i anlegg som omfattes av dette regelverk. Systemene skal fremstå som en systematisert helhet og ha en utforming og tekniske løsninger som har en akseptert pålitelighet og er kostnadseffektive med hensyn på innkjøp og drift. Se også Kontaktledning/Prosjektering/Generelle tekniske krav.

2.1 Vindutblåsning

Dette punktet setter krav til hvilken tillatt vindutblåsning som skal benyttes i forhold til strømavtakerbredde, dimensjonerende hastighet og sporradius.

Kontakttrådens utblåsning, E_tillatt, angir maksimal avstand fra kontakttråden til en målakse, som står vinkelrett på sporplanet i spormidt, som funksjon av sporradius. E_tillatt skal overholdes ved vindbelastning som følge av dimensjonerende vindhastighet vinkelrett på aktuell spennlengde.

Kravet skal gjelde for alle spennlengder der kontakttråden berører eller kan berøre strømavtakeren under normal drift.

Figur 1 og Figur 2 gjelder for strømavtakere med bredde 1800 mm og 1950 mm.

Figur 1: Vindutblåsningskurve for kontaktledningssystem med dimensjonerende hastighet opp til 200 km/h.

Figur 2: Vindutblåsningskurve for kontaktledningssystem med dimensjonerende hastighet over 200 km/h.

2.2 Strømavtaker

a) Stømavtakerbredde: Kontaktledningsanlegg skal prosjekteres slik at EN 50367:2012, Annex A2, Figure A7 tifredsstilles.

1. Utførelse: Kontaktledningsanlegget skal kunne trafikkeres med norske strømavtakere med vippebredde 1800 mm (EN 50367, Annex B2, Figure B5) og vippebredde 1950 mm(EN 50367:2012, Annex A2, Figure A7)
2. Utførelse: Fritt profil for strømavtaker er vist i Figur 3

b) Statisk kontaktkraft: Det skal ved beregning og/eller simulering av kontaktledningsanleggets ytelser benyttes statisk kraft mellom kontakttråd og strømavtaker i henhold til følgende regler:

1. Utførelse: Nye kontaktledningsanlegg skal benytte statisk kraft på 70 N
2. Utførelse: Ved revisjon av gamle kontaktledningsanlegg skal det benyttes statisk kraft på 55 N

c) Aerodynamisk utbalansering: Strømavtakeren skal være aerodynamisk utbalansert med en kraft mellom strømavtaker og kontakttråd i henhold til EN 50367:2012, Clause 7.3, Table 6 ved en hastighet lik togmateriellets maksimalhastighet pluss 10 km/h.

1. Utførelse: For nye kontaktledningsanlegg skal strømavtakeren skal være aerodynamisk utbalansert med formler gitt i EN 50367:2012, Clause 7.3, Table 6
2. Utførelse: Ved revisjon av gamle kontaktledningsanlegg skal strømavtakeren skal være aerodynamisk utbalansert med en kraft på maksimalt 120 N

d) Europantograf: Tilleggskrav til kontaktledningsanlegg som skal prosjekteres for bruk av Europantograf er gitt i et eget punkt i dette kapittel.

2.3 Systemhøyde

Med systemhøyde menes her vertikal avstand mellom midte kontakttråd og midte bæreline ved opphengspunkt.

For kontaktledningssystem med dimensjonerende hastighet mellom 160 og 200 km/h skal systemhøyden normalt være:

1,60 meter på fri linje.

Mellom 1,60 og 1,30 meter under åk og andre konstruksjoner.

Minimum 0,70 meter i tunnel.

Endring av systemhøyde fra en mast til neste skal for dette hastighetsområde ikke overskride 0,30 meter.

For kontaktledningssystem med dimensjonerende hastighet over 200 km/h skal systemhøyden normalt være:

1,80 meter på fri linje.

Mellom 1,60 og 1,80 meter under åk og andre konstruksjoner.

Minimum 1,10 meter i tunnel.

Endring av systemhøyde fra en mast til neste skal for dette hastighetsområde ikke overskride 0,15 meter.

Ved bygging av kontaktledningsanlegg i eksisterende tunneler, bruer, snøoverbygg og lignende kan det for hastigheter opp til 160 km/h etter en faglig vurdering benyttes en lavere systemhøyde en angitt i dette dokument. Ved systemhøyder under 0,70 meter skal det gjøres en vurdering av systemets hastighetspotensiale. Se også Hengetråder for minimumslengde på hengetråder.

2.4 Spennlengder

Maksimal spennlengde for et enkeltspenn skal ikke overskride 65 meter.

For kontaktledningssystemer med dimensjonerende hastighet opp til 160 km/h skal forskjellen i spennlengde mellom to etterfølgende spenn ikke overskride 30 % av lengden for det lengste spennet. For kontaktledningssystemer med dimensjonerende hastighet over 160 km/h skal forskjellen i spennlengde mellom to etterfølgende spenn ikke overskride 20 % av lengden for det lengste spennet. På stasjoner og skifteområder hvor maksimal togfremføringshastighet er mindre enn 100 km/h kan forskjellen i spennlengde mellom to etterfølgende spenn være inntil 50 % av lengden for det lengste spennet.

Maksimale spennlengder for en gitt sporradius skal være en funksjon av strekkraft i kontakttråd/bæreline, dimensjonerende vindhastighet (vindlast), maksimal tillatt vindutblåsning og sikksakk.

Ved beregning av tallverdi for maksimale spennlengder skal opphengspunktene betraktes uten forskyvning og/eller toleranser.

2.5 Y-line

For kontaktledningssystem med dimensjonerende hastighet mellom 160 km/h og 200 km/h bør det benyttes y-line for alle sporradier større enn 800 meter. For kontaktledningssystem med dimensjonerende hastighet over 200 km/h skal det benyttes y-line for alle sporradier over 1200 meter.

2.6 Sikksakk

For kontaktledningssystem med dimensjonerende hastighet opp til 160 km/h skal det for kjørbare utliggere nyttes sikksakk-verdi som ikke overskrider 400 mm målt ut fra en målakse som står vinkelrett på sporplanet i spormidt. (Gamle systemer)

For kontaktledningssystem med dimensjonerende hastighet lik og over 160 km/h skal det for kjørbare utliggere nyttes sikksakk-verdi som ikke overskrider 300 mm målt ut fra en målakse som står vinkelrett på sporplanet i spormidt. (System 20 og oppover)

For kryssingsspor og dobbeltspor skal kontaktledningens sikksakk parallellføres slik at det oppstår mest mulig avstand mellom utliggerne montert i de motstående sporene.

2.7 Nedheng

For kontaktledningssystem med dimensjonerende hastighet opp til 200 km/h kan det nyttes et nedheng på [math]\displaystyle{ \frac 1 {1000} }[/math] av spennlengden dersom tilhørende spennlengder har y-line, og [math]\displaystyle{ \frac 1 {2000} }[/math] av spennlengden dersom tilhørende spennlengder ikke har y-line. For kontaktledningssystem med dimensjonerende hastighet over 200 km/h skal det ikke nyttes nedheng.

2.8 Hengetråder

For kontaktledningssystem med dimensjonerende hastighet mellom 160 km/h og 200 km/h skal den korteste hengetråden, inklusive klemmer, ha en lengde på minimum 500 mm, og avstanden mellom 2 påfølgende hengetråder skal, for kjørbare spennlengder, ikke overskride 11 meter.

For kontaktledningssystem med dimensjonerende hastighet over 200 km/h skal den korteste hengetråden, inklusive klemmer, ha en lengde på minimum 600 mm, og avstanden mellom 2 påfølgende hengetråder skal, for kjørbare spennlengder, ikke overskride 10 meter.

Ved bygging av kontaktledningssystem i eksisterende tunneler, bruer, snøoverbygg og lignende kan det for hastigheter opp til 160 km/h etter en faglig vurdering benyttes en kortere hengetråd en angitt i dette dokument.

Ved bruk av hengetråder som er kortere enn 500 mm skal det gjøres en vurdering av systemets hastighetspotensiale.

For krav i dette punkt kan hengetrådlengden for et gitt sted regnes som den aktuelle avstanden mellom senter kontakttråd og senter bæreline.

Hengetråder skal være strømfaste. Strømfaste hengetråder kreves ikke dersom de er festet i y-line eller i siste spennlengde før avspenning. Hengetråder skal utføres ved bruk av 10 mm² flertrådet fleksibel wire av godkjent type.

2.9 Direksjonsstag

Det skal benyttes direksjonsstag på alle kjørbare utliggere. Seksjonsutligger for kontakttråd som er hevet med inntil 15 cm i forhold til den kjørbare kontakttråden skal også ha direksjonsstag.

Maksimal vinkel på direksjonsstaget når dette er i ro skal ikke overskride 20° (36,40 %), i forhold til sporplanet. Kontakttråden skal kunne løftes minimum 150 mm før direksjonsstagets bevegelse oppover hindres. Den horisontale kraften i direksjonsstaget skal alltid ha en absoluttverdi på minimum 80 N. Horisontal kraft i direksjonsstag bør for hovedspor ikke overstige 1000 N. For øvrige spor bør ikke kraften overstige 1500 N. Direksjonsstag skal alltid strekkbelastes så sant det ikke er konstruert for å kunne oppta trykkrefter.

2.10 Ledningspartlengde

a) Kontaktledning med dimensjonerende hastighet ≤ 200 km/h: For kontaktledninger med dimensjonerende hastighet ≤ 200 km/h skal totallengden på en ledningspart fra avspenningspunkt til avspenningspunkt ikke overskride 1500 m.

1. Utførsel: En halv ledningspart, målt fra avspenningspunkt til fixpunkt skal ikke overskride 750 m.
2. Unntak: En halv ledningspart, målt fra avspenningspunkt til fixpunkt kan økes intill 1500 m i lange tunneler med liten årlig temperaturvariasjon. Det skal dokumenteres ved hjelp av beregninger at strekkrafttapet ikke overskrider 10 %, se kapitlet antall bevegelige utliggere, strekkrafttap.

• Liten årlig temperaturvariasjon vil si ΔT ≤ 5 °K
• Forventet maksimal temperaturvariasjon skal oppgis og benyttes i beregninger for strekkrafttap. I disse beregningene skal det legges til 10 °K for usikkerhet (Eks. ΔT °K + 10 °K)

b) Kontaktledning med dimensjonerende hastighet > 200 km/h: For kontaktledninger med dimensjonerende hastighet > 200 km/h skal totallengden på en ledningspart fra avspenningspunkt til avspenningspunkt ikke overskride 1200 m.

1. Utførsel: En halv ledningspart, målt fra avspenningspunkt til fixpunkt skal ikke overskride 600 m.
2. Unntak: En halv ledningspart, målt fra avspenningspunkt til fixpunkt kan økes intill 1200 m i lange tunneler med liten årlig temperaturvariasjon. Det skal dokumenteres ved hjelp av beregninger at strekkrafttapet ikke overskrider 10 %, se kapitlet antall bevegelige utliggere, strekkrafttap.

• Liten årlig temperaturvariasjon vil si ΔT ≤ 5 °K
• Forventet maksimal temperaturvariasjon skal oppgis og benyttes i beregninger for strekkrafttap. I disse beregningene skal det legges til 10 °K for usikkerhet (Eks. ΔT °K + 10 °K)

c) Maksimal ledningspartlengde: Maksimal ledningspartlengde bør benyttes der hvor det er mulig og hensiktsmessig.

2.11 Temperatur i kontakttråden

Egentemperatur i kontakttråden skal ikke overskride 80 °C basert på en utetemperatur på 40 °C og 1 m/s vindbelastning. For temperaturområde for kontaktledningsanlegg henvises det til Kontaktledning/Prosjektering/Generelle tekniske krav.

2.12 Antall bevegelige utliggere, strekkrafttap

a) Kontaktledning for hastighet ≤ 160 km/h: For kontaktledningsanlegg med dimensjonerende hastighet ≤ 160 km/h skal det ikke være flere enn 15 bevegelige utliggere mellom fastpunkt (Fix) og bevegelig avspenning.

1. Unntak: Antall bevegelige utliggere kan økes
2. Utførelse: Det skal gjennomføres en beregning av strekkrafttap som viser at strekkrafttapet fra fastpunkt til bevegelig avspenning ikke overskrider 10 % av den teoretiske strekkraftverdien.
3. Utførelse: Dert kan benyttes følgende regneark for beregning av strekkrafttap, husk at bevegelig avspenning genererer ett strekkrafttap på 2,5 %, så en har bare 7,5 % å spille på.

b) Kontaktledning for hastighet > 160 km/h: For kontaktledningsanlegg med dimensjonerende hastighet > 160 km/h skal det ikke være flere enn 11 bevegelige utliggere mellom fastpunkt (Fix) og bevegelig avspenning.

1. Unntak: Antall bevegelige utliggere kan økes
2. Utførelse: Det skal gjennomføres en beregning av strekkrafttap som viser at strekkrafttapet fra fastpunkt til bevegelig avspenning ikke overskrider 10 % av den teoretiske strekkraftverdien.
3. Utførelse: Dert kan benyttes følgende regneark for beregning av strekkrafttap, husk at bevegelig avspenning genererer ett strekkrafttap på 2,5 %, så en har bare 7,5 % å spille på.

3 Valg av kontaktledningssystem

De viktigste kriterier for systemvalg ligger i hastighetsprofil, strømavtakerkonfigurasjon for togene, togtetthet og overbygningsklasse. Ved valg av kontaktledningssystem skal det gjøres en faglig vurdering med hensyn på fremtidige toghastigheter og strømavtakerkonfigurasjoner. Tidsaspektet for en slik vurdering skal minimum settes til kontaktledningsanleggets forventede levetid som er 50 år.

Det skal skilles mellom hovedspor og øvrige spor.

Med hovedspor menes:

• spor på fri linje
• togspor på stasjoner
• andre spor som er sterkt trafikkerte

Med øvrige spor menes:

• alle andre spor

Det er i prinsippet tre kontaktledningssystemer å velge i ved nyelektrifisering eller fornyelse, og de inndeles i tre klasser etter systembetegnelsene:

• System 35 og 35 MS, som kun skal brukes for øvrige spor
• System 20, alle standarder, eller System 25 som skal brukes ved fornyelse av eksisterende baner og ved nybygging i hovedspor

System 35 MS er laveste hastighetsklasse.

Til bruk på skiftetomter, i trange tunneler og/eller bruer, ved lave overgangsbruer og lignende har Jernbaneverket godkjent en del spesialtilpassede systemer og komponenter. Eksempler på dette kan være forskjellige typer av tunnelutliggere, kontaktledningsanlegg uten bæreline for skiftetomter, dobbel kontakttråd for trange tunneler og strømskinne. Disse systemene og komponentene kan benyttes der det er hensiktsmessig under forutsetning av at normale systemer og komponenter (her menes alle varianter av System 35, System 20 og System 25) ikke eller svært vanskelig lar seg benytte. Et hvert spesialtilpasset system eller komponent som benyttes skal være godkjent av Jernbaneverket. En oversikt over de til en hver tid godkjente systemer og komponenter kan fåes fra Jernbaneverket.

Valg av kontaktledningssystem skal finne sted i hovedplannivå og godkjennes sammen med hovedplanen forøvrig.

Ytelsen for de enkelte systemene er satt opp i Tabell 1.

Tabell 1: Ytelser for kontaktledningssystemer.

Systembeskrivelse (Hastighetsklasse)	Toghastighet i km/h for en strømavtaker og a > 200 m	Toghastighet i km/h for to strømavtakere med innbyrdes avstand 73 < a ≤ 200 m	Toghastighet i km/h for to strømavtakere med innbyrdes avstand 25 < a ≤ 73 m	Strøm-over-førings-evne
System 35 MS	140	120	100	600A
System 35	150	130	110	600A
System 20, Standard B og C2	160	130	110	600A
System 20, Standard A og C1	200	160	130	600A
System 25	250	200	160	800A

Strømavtakeravstand mindre en 25 meter skal ikke forekomme.

For kontaktledningsanlegg med dimensjonerende hastighet over 160 km/h skal ledninger som krysser hverandre ha samme strekk.

Dersom deler av en ledningspart dekker spor med radius mindre enn 800 meter (gjelder ikke sporveksler) tillates System 20 bygget med strekkraft i kontakttråd og bæreline tilsvarende som for System 35. Dersom størsteparten av ledningsparten går over rettlinjet spor skal det gjøres en vurdering med hensyn på strekkraft i forhold til maksimal togfremføringshastighet.

Ved veksling mellom 2 kontaktledningssystemer skal forskjellen mellom disse ikke overskride en hastighetsklasse.

Det skal prosjekteres med et kontaktledningssystem som kan betjene to strømavtakere, med strømavtakeravstand større enn 73 meter i samme togstamme, med den maksimale fremføringshastigheten for strekningen. Dersom ovenstående hastighetskrav ønskes fraveket skal det søkes om dispensasjon for dette. Det kreves simuleringer, eventuelt målinger fra tilsvarende system, som viser at kravene til kontaktkraft og oppløft overholdes. Ved slike tilfeller skal de simulerte verdiene dokumenteres med målinger.

3.1 Sikkerhetsfaktor

Loddavspente ledninger som inngår i kontaktledningsanlegget skal uten ekstralast ikke påkjennes mer enn 40 % av bruddlasten, se også krav gitt i § 8-2 [FEF].

For fastavspente ledninger gjelder kravene i § 6-2 [FEF].

4 Profiler for kontaktledningsanlegg

4.1 Fritt profil for strømavtaker

Figur 3: Fritt profil for strømavtaker, alle mål i mm.

Innenfor grensene til fritt profil for strømavtaker skal det ikke befinne seg faste gjenstander. Profilet er dynamisk og gjelder uansett kraft mellom kontakttråd og strømavtaker. Fritt profil for strømavtaker og lysåpning under konstruksjoner og i tunneler er beskrevet i Underbygning/Prosjektering og bygging/Profiler og minste tverrsnitt. I tabellene er det ikke innarbeidet noen tallverdi for eventuell pakkereserve for sporet. Dette kravet skal stilles av regionene ut fra de stedlige hensyn.

4.2 Klemmefritt rom

Figur 4: Klemmefritt rom (skravert), alle mål i mm.

Klemmefritt rom strekker seg fra 600 mm til 980 mm ut på hver side av midte strømavtaker. Høyden på klemmefritt rom er 150 mm målt oppover og 350 mm målt nedover. I det klemmefrie rommet skal det ikke befinne seg kontakttrådklemmer, pressforbindelser, skruforbindelser eller klemmer for krysshenger. Ved behov tillates klemmer for normal hengetråd plassert i klemmefritt rom. Klemmefritt rom skal overholdes ved en kraft på 55 N mellom strømavtaker og kontakttråd.

5 Europantograf, tilleggskrav

Dette punkt gir de tilleggskrav som skal følges dersom det skal prosjekteres et kontaktledningsanlegg som skal kunne trafikkeres med Europantograf. Der det i dette punkt ikke stilles konkrete krav gjelder øvrige krav i Teknisk Regelverk.

Normalt kan ikke Europantograf benyttes på kontaktledningsanlegg som kun er dimensjonert for 1800 mm eller 1950 mm bred strømavtaker.

Profil for Europantograf er vist i Figure A.6, Annex A, [EN 50367:2006].

Kontaktledningsanlegg som skal trafikkeres med Europantograf skal også kunne trafikkeres med 1800 mm bred strømavtaker. Fritt profil for strømavtaker skal være i henhold til Figur 3 i dette kapittel.

Klemmefritt rom skal være i henhold til Figur 4 men med følgende endring: Det klemmefrie rommet skal for Europantograf begynne i en avstand av 400 mm fra spormidt vinkelrett på skinneoverkantplanet.

Maksimal vindutblåsning, E_tillatt, for Europantograf = den laveste verdien av 0,40 m eller 1,4 m – L₂. L₂ er gitt i A.3, Annex A, [EN 50367:2006] og er en funksjon av kontakttrådhøyde, overhøyde og sporradius.

I forhold til et kontaktledningsanlegg som er dimensjonert for bruk av 1800 mm bred strømavtaker vil et kontaktledningsanlegg som er dimensjonert for Europantograf ha følgende endringer:

• Kortere maksimale spennlengder (flere master pr. km)
• Flere seksjons/vekslingsfelt over mer enn 3 spennlengder (mindre effektiv ledningspartlengde)
• Mindre toleranser ved ledningsføring over sporveksler (større krav til teknisk løsning og masteplassering)

6 Vedlegg

Vedlegg a System 35

Vedlegg b Tabeller

Vedlegg c System 20/25