Kontaktledning/Vedlikehold/Kontaktledning/Vedlegg/Krav til krefter mellom strømavtaker og kontakttråd

Vedlegg: Krav til krefter mellom strømavtaker og kontakttråd

1 Omfang

Dette vedlegget gir krav til krefter mellom strømavtaker og kontakttråd basert på statistiske beregninger og bruk av målevogn eller annet måleutrustet materiell. Det settes krav til middelkraft og standardavvik som funksjon av toghastighet. I tillegg gjelder også kravene for lave og høye krefter gitt i kap. 5. Kravene er satt ut i fra hensyn til slitasje, levetid og kvalitet på strømavtakingen.

2 Middelkraft

2.1 Kontaktledning eldre enn 1990

Kontaktledninger eldre enn 1990 er design S35, S35MS, Tabell 54 og eldre. For disse typer kontaktledning gjelder følgende regler: Kravene til middelkraft (F_mid) er vist i Figur 1. De forskjellige kurvene er laget ut i fra følgende formler, v = hastighet [km/h]:
Maksimum:

F_mid = 0,000586 * v² + 70 N for 0 ≤ v ≤ 160

F_mid = 0,00097 * v² + 60,2 N for 160 < v ≤ 250

Minimum:

F_mid = 0,00096 * v² + 50 N for 0 ≤ v ≤ 250

Anbefalt:

F_mid = 0,00104 * v² + 55 N for 0 ≤ v ≤ 250

Figur 1: Middelkraft som funksjon av togfremføringshastighet eksiterende anlegg.

Strømavtaker som benyttes til måling av krefter mellom strømavtaker og kontakttråd skal ha en aerodynamisk utballansering som gjør at middelkraften ved en gitt hastighet er innenfor kravene gitt i Figur 1. Ved aerodynamisk utballansering måles den totale opptrykkskraften (statisk + dynamisk) til strømavtakeren som funksjon av togfremføringshastigheten. Videre skal målingene utføres i tilnærmet kontakttrådhøyde men uten at slepekullene berører kontakttråden.

2.2 Kontaktledning nyere enn 1990

Kontaktledninger nyere enn 1990 er S20A, S20B, S20C og S25. For disse typer kontaktledning gjelder følgende regler i henhold til ENE TSI og EN 50367:2009: Kravene til middelkraft (F_mid) er vist i Figur 2. De forskjellige kurvene er laget ut i fra følgende formler, v = hastighet [km/h]:
Maksimum:

F_mid = 0,00047 * v² + 90 N for 0 ≤ v ≤ 200

F_mid = 0,00097 * v² + 70 N for 200 < v ≤ 320

Minimum:

F_mid = 0,00047 * v² + 60 N for 0 ≤ v ≤ 320

Figur 2: Middelkraft som funksjon av togfremføringshastighet nye anlegg.

Strømavtaker som benyttes til måling av krefter mellom strømavtaker og kontakttråd skal ha en aerodynamisk utballansering som gjør at middelkraften ved en gitt hastighet er innenfor kravene gitt i Figur 2. Ved aerodynamisk utballansering måles den totale opptrykkskraften (statisk + dynamisk) til strømavtakeren som funksjon av togfremføringshastigheten. Videre skal målingene utføres i tilnærmet kontakttrådhøyde men uten at slepekullene berører kontakttråden.

3 Standardavvik

Standardavviket (S) for en gitt hastighet bør være inntil 20% av den maksimale middelkraften som gjelder for den samme hastigheten. Grenser for maksimalverdier på standardavviket er vist i Figur 3 og bør følges. Eksempel: Største standardavvik for en hastighet på 120 km/h vil være 15,7 N.

Figur 3: Største standardavvik som funksjon av togfremføringshastighet.

Generelt sett vil størrelsen på standardavviket være et mål på hvor godt kontaktledningsanlegget er. Stort standardavvik kommer av et stort antall lave/høye krefter. Dersom standardavviket for en gitt middelkraft er for stort skal det gjøres en vurdering av årsakene til dette. Dersom standard-avviket er større enn kravet, vil dette gi større belastning og slitasje på anlegget samtidig som en økning av krefter mellom strømavtaker og kontakttråd også gir økt risiko for mekaniske anslag og nedrivning av kontaktledningsanlegget. Dette skal da vurderes opp mot trafikkbelastning og forventet levetid. Standardavviket skal også vurderes opp mot kravene gitt i punkt 4.

4 Krav til krefter ved måling

Det stilles følgende krav ved vurdering av utførte målinger av krefter mellom strømavtaker og kontakttråd:

• Høye krefter i henhold til kap. 5.
• Lave krefter i henhold til kap. 5.
• Middelkraft (F_mid) i henhold til Figur 2.
• Standardavvik (S) i henhold til Figur 3.

I forhold til middelkraft og standardavvik stilles det i tillegg følgende krav som bør følges:

• 68,3 % av alle målte verdier skal ligge mellom (F_mid + S) og (F_mid – S).
• 95,5 % av alle målte verdier skal ligge mellom (F_mid + 2*S) og (F_mid – 2*S).
• 99,7 % av alle målte verdier skal ligge mellom (F_mid + 3*S) og (F_mid – 3*S).

Figur 4 viser verdiene for (F_mid + 3*S) og (F_mid – 3*S) med utgangspunkt i middelkraftverdier fra Figur 2.

Figur 4: Grenseverdier for middelkraft ± 3 * standardavvik som funksjon av hastighet.

Den maksimale kraften som kan oppstå, skal ikke overskride 1,8 ganger maksimum middelkraft.

Figur 5: Grenseverdier for maksimal kraft som funksjon av hastighet.

4.1 Eksempel på å finne verdiene for krav til krefter.

Det er målt i 160 km/h og middelkraften og standardavviket er funnet til å være henholdsvis 80 og 16 N. I henhold til Figur 2 er maksimal middelkraft for 160 km/h 85 N og i henhold til Figur 3 er maksimalt standardavvik for 160 km/h 17 N. Både middelkraft og standardavvik er her innenfor kravene. Ved å benytte verdiene for middelkraft og standardavvik finnes de øvrige grensene:

• 68,3 % av alle målte verdier skal ligge mellom 96 N (F_mid + S) og 64 N (F_mid – S).
• 95,5 % av alle målte verdier skal ligge mellom 112 N (F_mid + 2*S) og 48 N (F_mid – 2*S).
• 99,7 % av alle målte verdier skal ligge mellom 128 N (F_mid + 3*S) og 32 N (F_mid – 3*S).