2012/3. Sorompóidõzítések és -számítások. Áramellátás-felügyeleti rendszer. A dán biztosítóberendezési nagyprojekt

Átírás

1 Ungarische Bahntechnik Zeitschrift Signalwesen Telekommunikation Elektrifizierung Hungarian Rail Technology Journal Signalling Telekommunication Electrification 2012/3 Sorompóidõzítések és -számítások Áramellátás-felügyeleti rendszer A dán biztosítóberendezési nagyprojekt

2 SZÁLLÍTMÁNYOZÁS 2012 Konferencia és szakmai találkozó november 8 9., Budapest, Aquincum Hotel Díszvendégek: Dávid Ilona, Schváb Zoltán Fõvédnök: Iszak Tibor Tervezett program: Szállítmányozási tendenciák a világgazdaság tükrében Az osztrák példa Raktár piac/m 2 Fuvarpiac Biztosítás Vám-, adó- és jogi változások Rendezõ A FÕTÁMOGATÓ a Magyar Közlekedési Kiadó Információ és jelentkezés: Ajvazov Bori, T.: ,

3 VEZETÉKEK VILÁGA Magyar Vasúttechnikai Szemle Weboldal: (a 2004/1. lapszámtól kezdve pdf formátumban) Címlapkép: Debrecen vörös tárcsák erdeje (Fotó: Pálinkás Gábor) Megjelenés évente négyszer Kiadja: Magyar Közlekedési Kiadó Kft. Felelôs kiadó: Kiss Pál ügyvezetõ igazgató Szerkesztõbizottság: Csikós Péter, Dr. Erdõs Kornél, Galló János, Dr. Héray Tibor, Dr. Hrivnák István, Koós András, Lõrincz Ágoston, Machovitsch László, Molnár Károly, Németh Gábor, Dr. Rácz Gábor, Dr. Sághi Balázs, Dr. Tarnai Géza, Vámos Attila Fõszerkesztõ: Kirilly Kálmán Tel.: Felelõs szerkesztõ: Tóth Péter Tel.: Alapító fõszerkesztõ: Gál István Felvilágosítás, elôfizetés, hirdetésfeladás: Magyar Közlekedési Kiadó Kft. H 1132 Budapest, Alig u. 14. Tel.: (1) , Fax: (1) mk@magyarkozlekedes.hu Ára: 1000 Ft Nyomás: Oláh Nyomdaipari Kft. Felelõs vezetõ: Oláh Miklós vezérigazgató Elôfizetési díj 1 évre: 4000 Ft Kéziratokat nem ôrzünk meg, és nem küldünk vissza. ISSN megjelenés XVII. ÉVFOLYAM 3. SZÁM SZEPTEMBER Tartalom / Inhalt / Contents 2012/3 Andó Gergely Rengeteg a lehetõség Magyarországon 3 Jándi Péter, Pálmai Ödön A villamos vontatásienergia-ellátás helyzete és fejlesztésének lehetõségei a MÁV Zrt. vonalhálózatán, Villamos Vontatási Teherelosztás Felügyelet (VVTF) kialakítása (2. rész) Die aktuelle Situation und Entwicklungsmöglichkeiten der Traktionsstromversorgung von MÁV Actual situation and development possibilities of MÁV traction power supply systems 5 Csoma András A megnövekvõ vasúti szállítási igények és a nagyteljesítményû mozdonyok megjelenésének hatásai a MÁV nagyvasúti villamos vontatási rendszerére (2. rész) Belastungen der Fahrleitungsanlagen durch die Inbetriebssetzungen der Hochleistungslokomotiven (Teil 2.) Load of catenary caused by high performance locomotives (Part 2.) 9 Görög Béla Néhány gondolat a vasúti útátjáró-biztosítás szabályozásának módosításáról Einige Gedanken über die Änderungen der Regelung der Eisenbahnkreutzungssicherung Thoughts about amendment of the regulations on the safety of railway level crossings 17 Miklós Pál A jelfogós automata sorompóberendezésekben alkalmazott idõzítések Zeitverzögerungen für Relaisstreckenbahnübergangsanlagen Timeouts of automatic, relay-based level crossing systems 22 Puszta Lajos, Török Imre Dán biztosítóberendezés-felújítási program Re-Signalisierung Programm in Dänemark Re-signaling program in Denmark 28 Krizsán Csaba, Szabó Ferenc Az áramellátó rendszer felügyeleti berendezésének moduláris elvû megvalósítása Moduläre Überwachungsanlage für Stromversorgungssystem Modular supervisor equipment for power supply system 31 TÖRTÉNETEK, ANEKDOTÁK 34 BEMUTATKOZIK 37 FOLYÓIRATUNK SZERZÕI 40

4 Csak egy szóra Kirilly Kálmán MÁV Zrt., TEB igazgató Tisztelt Kollégák! Bár ennek az esszének megírására néhány nap haladékot kértem a lap szerkesztõségétõl, utólag már nem bánom e kis késedelmet. Kisvárda után ugyanis könnyebb Csak egy szórát írni. Mert bár a ránk váró feladat két nap során nem lett kevesebb ez idõ alatt, mint mindannyiunknak, nekem is csak gyûlik a tennivaló az asztalomon és postaládámban, de a biztberes kollégák megerõsítenek abban, hogy érdemes Érdemes hinni és látni azt, hogy a mûszerészek, lakatosok, blokkmesterek, mérnökök és a szakma szinte minden rendû-rangú képviselõje teszi a dolgát, leginkább talán rajtunk múlik a naponta több ezer vonaton utazó több százezer ember biztonsága. A konferencián felszólaló kollégák elõadásaiból, hozzászólásaiból, a szünetekben lezajló kötetlen beszélgetésekbõl, de még a morgásokból is az érted haragszom, nem ellened tapintható ki. Így pedig a Váltóklub olyan fix pont szakmánk életében, amely erõt és kitartást ad akkor is, ha évrõl évre azt látjuk, hogy nehezebb körülmények között, kevesebb emberrel kell ugyanazt, illetve még több feladatot megoldanunk. Köszönöm tehát a Váltóklub szervezõinek, különösen Gyimesi Jóskának, hogy csaknem húsz éve elindították ezt a rendezvényt, amelybõl mára a biztberesek egyetlen rendszeres, de annál nagyobb szabású országos találkozója nõtt ki. Kisvárda hatására e rövid írás elsõ felében a biztberesek felé billent a mérleg, azonban mint a három szakma megbízott vezetõje és ennélfogva a szokásjog alapján a lap újdonsült fõszerkesztõje is néhány gondolatot kell, hogy szóljak a TEB szakma közeli jövõjérõl és gondjairól. Mindannyiunkat érint és élénken foglalkoztat a MÁV folyamatban levõ (és különösen a még elõttünk álló) átszervezése. A pályavasút kialakulóban levõ struktúrájának hozadéka még nem mérhetõ fel, de ami a mûszaki feladatokat illeti, fejlesztés és ehhez kapcsolódó rengeteg munka biztosan lesz és biztosan meg is birkózunk vele. Ezt bizonyítja az is, hogy már a közelmúlt nagy projektjeinek megvalósítása során mind a MÁV-os, mind pedig a hazai vállalkozók szakemberei tudásuk, erejük, kitartásuk és hozzáértésük legjavát adták ahhoz, hogy azok sikeresen befejezõdhessenek. Gondoljunk csak a sikerrel üzembe helyezett szegedi és dél-balatoni KÖFI-re, illetve a lõkösházi vagy zalai vonalak rekonstrukciójára, de említhetem a folyamatban levõ pályaátépítések éjjel-nappal történõ kiszolgálását, a feszített hibaelhárításokat is. Reményeink szerint az új felállás a MÁV saját forrású beruházásait is felgyorsítja, amire igen nagy szükség volna. A fejlesztések sajnos nem képesek a teljes hálózatot felölelni, ez fizikai képtelenség lenne. De pontos dokumentálással, hibaelemzéssel talán rá lehet mutatni a legkritikusabb pontokra, amelyeket kivételes eljárásban kell részesíteni. (Már szinte hallom:.anyagellátás ) Mindemellett meg kell említeni, pontosabban be kell vallani, hogy a három szakma hírét minden erõfeszítésünk ellenére, és nem feltétlenül kizárólag a mi hibánkból az elmúlt évek meglehetõsen megtépázták. Mondhatjuk persze, hogy életciklusukat többször lefutott berendezéseket üzemeltetünk, alkatrész és pénz nélkül, szinte mindenhol hiányos szakaszlétszámmal és sok helyen rendkívül kevés önállóan hadra fogható emberrel. Mondhatjuk azt is, hogy még a jól teljesítõ és a vasutat a hátukon cipelõ szakembereket is nevetségesen kevés pénzért dolgoztatjuk éjjel-nappal, sokszor súrolva a törvényes munkáltatás határait. Említhetjük, hogy sokszor a társszakszolgálatok hozzáállása sem segíti elõ azt, hogy egyáltalán meg tudjuk javítani néha már javíthatatlan állapotban lévõ szerkezeteinket (lásd Huczka úr példáját a tévészerelõrõl és kedvenc sorozatunkról néhány lapszámmal ezelõtt ). Sokáig sorolhatnám, hogy mit hozhatunk fel mentségünkre és ezek majdnem száz százaléka igaz is. Mégis azt kell mondanom: kérek még egy nagy lendületet és hozzá még nagyobb adag türelmet Önöktõl, Tõletek. Én megteszem, ami tõlem telik, kérem, segítsetek abban, hogy a vasúti biztosítóberendezési, távközlési és erõsáramú szakma legyen méltó régi nagy híréhez. Bízom benne, hogy együtt sikerülni fog. Tisztelet és elismerés Nyugdíjba vonult és elköszönt munkatársaitól Sullay János (képünkön) TEB-igazgató. A MÁV távközlõ, erõsáramú és biztosítóberendezési szakigazgatóságának megbízott vezetõje Kirilly Kálmán lett. Sullay János évekig jegyezte szakmai fõszerkesztõként a Vezetékek Világát, amely munkájáért tisztelet és elismerés illeti. A Vezetékek Világa új fõszerkesztõje a hagyományoknak megfelelõen ettõl a számtól kezdve az új TEB-igazgató, Kirilly Kálmán lesz. 2 VEZETÉKEK VILÁGA 2012/3

5 Rengeteg lehetõséget lát a Siemens Magyarországon Andó Gergely A Siemens tavaly globálisan átszabta a cég mûködési szervezetét, ami kihatott a magyar leányvállalatra is. A tevékenységet négy szektorba szervezték, az ipari, energetikai és egészségügyi szegmens mellett létrejött az infrastruktúra és városok szektor is, amelynek igazgatója dr. Ludvig László. A közlekedési, logisztikai alkalmazások szintén az õ irányítása alá tartoznak. Dr. Ludvig László Kérem, mutassa be az ön által irányított szektort! Az infrastruktúra és városok szektor öt, korábban is meglévõ divíziót fog öszsze. Ide tartozik az épülettechnika, amelynek egyik sikerterméke a tûzjelzõ rendszerek. Ezek megtalálhatóak a ferihegyi repülõtér közelmúltban átépített 2. terminálján, és bekerülnek a jelenleg felújítás alatt álló Óbuda Piliscsaba vasútvonalszakasz mentén felújított, illetve újonnan épített épületekbe is. A vasúti rendszerek divízió a jármûgyártást viszi, a mobilitás és logisztika pedig a vasúti biztosítóberendezéseket, közúti forgalomirányító rendszereket, de ide tartoznak a komoly hazai referenciákkal rendelkezõ postai és repülõtéri logisztikai rendszerek is. A Smart Grid, vagyis az intelligens hálózatok egy dinamikusan fejlõdõ szegmenset fed le. Ide tartoznak a MAVIR és az áramszolgáltatók részére a SCADA, vagyis mérésadatgyûjtõ rendszerek, amelyek több tízezer adatpont kezelésére, megjelenítésére is alkalmasak, de ide került a vasútvillamosítás is, beleértve mind a nagyvasút, mind a városi kötöttpályás közlekedés területét. A kis- és középfeszültségû energiaelosztási rendszerek szintén ehhez a szektorhoz tartoznak, ezek nemcsak a vasút- és metróállomásokon, de az iparban vagy a középületekben alkalmazott energiaelosztó, illetve installációtechnikai berendezésekkel is foglalkoznak. Ezek elég szerteágazó területek! Eddig melyikkel foglalkozott? Tavaly októberig a Siemensen belül az ipari automatizálással, a hajtástechnikával és az épülettechnikával foglalkoztam. Ezt követõen a Siemensen belül világszerte lezajlott átszervezés során kissé leegyszerûsítve az ipari területet elcseréltem a közlekedésre, továbbra is megtartva az épülettechnikát. Ám be kell vallanom, számomra nem volt idegen terület a vasút, szívesen vállaltam. Ezek szerint korábban is dolgozott vasúti alkalmazásokkal? Igen, már az egyetemi szakmai gyakorlatomat is Tamperében, a Valmet jármûgyárban töltöttem, ahol alacsonypadlós villamosokkal foglalkoztam a Helsinkibe tervezett projekt kapcsán. E témáról akkoriban egy díjazott tudományos diákköri (TDK) dolgozatot is írtam, amely felkeltette az akkor még aktív Ganz gyár érdeklõdését is. Automatizálási gépészmérnök diplomámmal a zsebemben a Ganz-Hunsletnél kezdtem a karrieremet a 90-es évek elején, ahonnan a MÁV Dunakeszi Jármûjavítóhoz kerültem, késõbb az ABB-, illetve Adtranz-csoporton belül, illetve az azt felvásárló Bombardier-nél Bécsben és Berlinben elõvárosi és regionális vasutakkal foglalkoztam ben költöztem haza a családommal, és lettem a Siemens munkatársa. Ekkor váltottam az automatizálási területre, amelyhez egyébként a BME Villamosmérnöki Karán idõközben elkészített kandidátusi disszertációm is köt. A Siemens, noha látszólag nagy alapterületû székháza van a Hungária körúton, itthon mégis családias cég, az egyes területek dolgozói eddig is ismerték egymást, együtt dolgoztak. Miért kellett újragombolni az ülésrendet? A Siemens multinacionális vállalatként a nemzetközi tendenciákat figyelembe véve hozta meg a döntést az átalakításról, amit az egyes nemzeti vállalatoknak le kellett követni annak érdekében, hogy a cégcsoporton belül gördülékeny legyen az együttmûködés, világosak legyenek a kompetenciák. Elsõ lépésként megtörtént a területek egységesítése az új elvek szerint. Persze korábban is együtt dolgoztak a kollégák adott projekteken, ám ez most új, egységes elvek szerint történik, így a Siemens által az egyes projektekhez hozzáadott érték az eddiginél nagyobb és ügyfélre szabottabb lehet. A struktúra megváltoztatása arra a stratégiai felismerésre épül, hogy a városiasodás gyorsul, különösen az ázsiai városok növekednek óriási sebességgel. Európában eközben talán stagnál vagy lassul a városiasodás. A piaci lehetõségek is szûkülnek ebben a térségben? Valóban, Európa más problémákkal küzd, mint például Kína vagy India. De Európában is nõ a városok gazdasági XVII. évfolyam, 3. szám 3

6 szerepe, a GDP egyre nagyobb hányadát a nagyvárosok állítják elõ. A fenntartható fejlõdés záloga a városok környezetszennyezésének csökkentése is. A szénmonoxid és a szálló por koncentrációjának csökkentési igénye, az ebbõl fakadó beruházások javarésze a városokban valósul meg. Azt sem szabad elfelejteni, hogy mi, városlakók is egyre magasabb igényeket támasztunk. Elég a közlekedésre gondolnunk, amely sokszor megoldatlan, vagy legalábbis hiányoznak a valóban hatékony, nagy kapacitású kötöttpályás megoldások. A városok pedig ma már nem egy-egy független alrendszert szeretnének, hanem kulcsrakész, optimálisan mûködõ közlekedési megoldásokat. Egyébként napjainkban Magyarországon is a vasút az egyik legfontosabb üzleti potenciál, beleértve a pályával, biztosítóberendezéssel, jármûvel összefüggõ projekteket is. Egy másik példa az épületek, amelyektõl egyre magasabb komfort- és biztonsági szintet várunk el, ugyanakkor gazdaságos energiafelhasználást is. E területtel foglalkozik az épülettechnikai divíziónk, azon belül a tûz- és biztonságtechnika, valamint az épületautomatizálási, illetve energiahatékonysági egységeink. Mit tett, illetve mit tervez az új szektor Magyarország esetében? Elsõ lépésben igyekszünk konzultatív jelleggel elébe menni az új igényeknek. Felkeresünk városokat, és ott a városvezetõkkel, az önkormányzati cégekkel áttekintjük azokat a területeket, ahol igény és lehetõség van a változásra. Eddig Kecskeméten, Budapesten és Miskolcon került sor ilyen egyeztetésre. E megbeszélésekre kidolgozzuk a javaslatainkat, rámutatva azokra a területekre, ahol 4 véleményünk szerint viszonylag kisebb befektetésekkel aránylag nagy elõrelépések tehetõk meg. Például az energiafelhasználás területén szinte mindig adódnak ilyen lehetõségek. A Siemens 30 európai városra számolta ki a környezettudatosságot mutató Green City (zöld város) Indexet. Ebben a felmérésben Budapest a 17. lett 57,55 ponttal, ami jelentõsen elmarad a skandináv városok pontos értékeitõl, de például Dublint sikerült megelõzni nem kis részben a közösségi közlekedés kimagasló részarányának és hálózati lefedettségének köszönhetõen, ami ellensúlyozta, hogy energiahatékonyság, fenntarthatóság szempontjából még csak az út elején járunk. Mik a Siemens céljai Magyarországon? A Siemens egy nagy múlttal rendelkezõ ipari konszern, amely tudásával, tapasztalatával kíván hozzájárulni az ország fejlõdéséhez. A vevõi kapcsolatok említett módon való fejlesztése is e célt szolgálja. A Siemens szakmai, társadalmi és szakpolitikai aktivitásának növelése segítheti a szakpolitikai stratégiák kialakítását vagy akár a jogszabályok kevezõbb elõkészítését is. Szeretnénk komoly üzleteket elnyerni, például kötöttpályás jármûtendert, legyen az akár villamos, motorvonat vagy más jármû. Részt veszünk a vasúti korridorvonalak korszerûsítésében, elsõsorban távközlési, biztosítóberendezési, energiaellátási területen, valamint az Egységes Európai Vonatbefolyásolási Rendszer (ETCS) hazai elterjesztésében. Érdeklõdve figyeljük az új kezdeményezéseket is, mint a Szeged és Hódmezõvásárhely közötti tramtraint, különösen, hogy az ilyen megoldások építése, üzemeltetése területén a VEZETÉKEK VILÁGA 2012/3 Siemens rendelkezik megoldással és tapasztalattal. De hasonló újszerû példaként említhetem a villamos hajtásrendszerrel rendelkezõ városi buszokat is. A közúti közlekedés területén az intelligens felügyeleti, forgalomirányítási rendszerek specialistái vagyunk, de érdeklõdünk más IT hátteret igénylõ projektek iránt is, mint például az elektronikus jegyrendszer (e-ticket), behajtási díjrendszer, használatarányos útdíj vagy a parkolási rendszerek. Milyen a cég piaci helyzete most Magyarországon? A Siemens stabil vállalkozás, hazánkban több mint 2000 alkalmazottal. A piacot egyrészt az EU-támogatásban részesülõ projektek éltetik, például a közlekedéstechnika területén. Ugyanakkor az ipari részlegeinket elsõsorban az autóipari és az oda beszállító cégek megrendelései kötik most le Magyarországon, illetve a gyógyszer- és vegyiparból érkeztek jelentõsebb megrendelések. Itt ne csak új gyárakra gondoljunk, hanem a megmunkáló- vagy a kisebb, egyedi gépekre, azok alkatrészeire is. E területen sok olyan szériatermékünk van, amelyet mi csupán értékesítünk, a gépészeti rész elkészítése, a rendszer integrálása, üzembe helyezése a magyar szakcégek dolga. Egyébként hazai és külföldi projektjeinkhez folyamatosan keressük a kapcsolatot a magyar cégekkel, sokan rajtunk keresztül jutnak exportlehetõséghez. Mindet összevetve a Siemens nagyjából akkora értékben exportál Magyarországról, mint amekkorában importál, így teljes mértékben nemzeti vállalatnak tekinthetõ. A közlekedési terület ezek szerint a nagyprojektek esetleges kifutása esetén is fennmarad? Mint minden cég, mi is stabil üzletmenetnek és megfelelõ piaci részaránynak örülnénk. Elõbbi ahhoz kell, hogy elés fenntartsuk magunkat, a szakembergárdánkat, utóbbi a kutatás-fejlesztést és a piacon maradást szolgálja. A Siemens stabilan csúcstechnológiát szállít a megrendelõknek, és ez a jövõben is így marad. Természetesen fontosak a kisebb volumenû megbízások is! Például fantasztikus dolognak tartom, hogy ma már megfizethetõ áron, egyes egyedi igényeket is figyelembe véve le lehet szállítani akár 2 3 villanymozdonyt is egy megrendelõnek. Ám mindezek mellé kellenek azok a milliárdos értékû projektek is, ahol megtérülhet az a kivételes knowhow, amelyet az innovációs tevékenységünkbõl, komplex projektjeinkbõl, globális tevékenységünkbõl nyertünk. Én személy szerint nem tartok a projektek kifutásától, rengeteg lehetõséget látunk hazánkban a közlekedés fejlesztésére az elkövetkezõ években is.

7 A villamos vontatásienergiaellátás helyzete és fejlesztésének lehetõségei a MÁV Zrt. vonalhálózatán, Villamos Vontatási Teherelosztás Felügyelet (VVTF) kialakítása (2. rész) 5. Trendek és elõrejelzések Jándi Péter, Pálmai Ödön A VVTF rendszer tervezésekor alapkövetelményként került meghatározásra, hogy a létrehozandó rendszer minimum 30 éves idõtartamra oldja meg a vasúti felsõvezetéki villamosenergia-ellátás kérdését. Ennek megfelelõen elengedhetetlen a felsõvezeték kérdéskörét érintõ tényezõk változásának vizsgálata, a várható trendek meghatározása, mivel a most meghozott stratégiai döntések 30 évre meghatározzák a rendszert. 1. ábra 5.1. Fogyasztásnövekedés A MÁV vontatási villamosenergia-felhasználása a rendszerváltást követõ viszszaesés után folyamatos növekedést mutatott, jelentõsebb visszaesés a 2008-as pénzügyi-gazdasági válság idején volt tapasztalható, ennek ellenére jól látható a növekedés tendenciája az elmúlt csaknem húsz évben. E növekvõ igényeket kell kiszolgálnia a MÁV Zrt. villamos vontatási rendszerének, tehát ha a felsõvezetéki és alállomási rendszer felújításra kerül, akkor olyan megoldást kell választani, amelyik megfelel e hosszú távú követelményeknek. Az elõzõ grafikonra egy 2%-ot meghaladó (2,38%) trend húzható, amely a felhasznált villamos energia folyamatos növekedését vetíti elõ hosszútávon Egységteljesítményés terhelésnövekedés Rövidtávon jelentõs kockázatnövelõ elem, hogy a hálózaton megjelenõ teljesítményigények egyes vonalszakaszokon már 3-5 éves távlatban is kritikus üzemállapotokat idéznek, idézhetnek elõ. A jelenlegi tendenciák figyelembe vételével tehát megállapítható, hogy a vasúti forgalom, valamint a vontató jármûvek egységteljesítményének növekedésével a vonalszakaszokon egy idõben fellépõ terhelések jelentõs növekedése várható. Az alábbi táblázat a terhelések százalékos változásának alakulását hivatott bemutatni, különbözõ növekedési ütemek mellett. A növekmények több tényezõ együttes hatására következnek be: I. Mozdony-egységteljesítmények növekménye II. Teherszerelvények összsúlyának növekménye III. Járatok számának növekedése IV. Egyéb (pl. segédüzemi teljesítmény növekedése) Az elõzõeknek megfelelõen a jelenlegi 1 25 kv-os rendszerben 2%-os éves terhelésnövekedéssel számolva a jelenleg jellemzõ átlagterhelések mellett a következõ 30 év várható átlagterhelése a következõképpen alakul. XVII. évfolyam, 3. szám Középtávon (5-15 év) a meglévõ hálózat rendszerelemeinek korlátjai (táplálási lehetõségeinek határa) összeadódnak és többszörös problémát jelentenek. Hosszútávon (15-30 év) az elõzõ problémák változatlan rendszerben történõ kezelése azt is magával hozza, hogy a mai beruházások során beépített eszközök idõ elõtt, gazdaságtalan és kedvezõtlen megtérülési érték mellett és gyorsuló ütemben avulnak, miközben a részleges megoldások, mint például a vezetékszám növelése annak minden járulékos költségével (oszlopcsere program) nem hoznak érdemi hatékonyságnövekedést, és a megtérülési idejük is hosszú. Megállapítható, hogy a jelenlegi vasúti villamosenergia-ellátó rendszer sem mûszaki állapotában, sem mûszaki színvonalában nem alkalmas az ezen tendenciák támasztotta igények kiszolgálására. Jelentõs mûszaki beavatkozás hiányában a hálózat nem alkalmas nagymennyiségû, magasabb teljesítményû mozdony ellátására. A mozdonyok nagyobb teljesítményigénye miatt az energiakitáplálási utat jelentõ hosszláncok esetében nagyobb induló- és tartósáramú terhelésekkel kell számolni, ami a teljes hosszlánc áramvezetõ elemeinek helyi túlmelegedését eredményezve kilágyulásos szakadásokhoz vezet. A nagyobb áramterhelés nagyobb mértékû feszültségesést okozva a fogyasztóoldali feszültség csökkenését eredményezi. Fontos megállapítani, hogy a terhelés növekedésével, a nagyteljesítményû mozdonyok megjelenésével a villamos felsõvezeték-hálózatot és energiaellátási rendszert is egyenszilárdságú módon fejleszteni kell. Az alállomási hálózat elemei elöregedtek, komplex felújításuk tovább nem halasztható. Az alállomási méretezés továbbra is statikus elvek mentén történik, azaz központi betáplálást, sugaras táplálási módot alkalmazva, átlagosan km hosszú táplálási szakasz mellett. A rendszerre egyre inkább jellemzõ, folyamatosan csökkenõ hálózati rendelkezése állás mellett a kiesett menetvonalak miatt csökkenõ bevétel következtében a vasútüzem hosszú távú fenntarthatósága veszélybe került. A villamosított vasútvonalakon történõ közlekedés biztosítása érdekében az ellátásbiztonságot, mint legmagasabb prioritást szem elõtt tartva már most szükség van mintegy alállomás felújítására, valamint a felsõvezetéki rendszer körülbelül 40%-ának cseréjére. Amennyiben ezek a felújítások, fejlesztések nem történnek meg, úgy a rendelkezésre állás csökken, mert kritikus mértékben nõnek a vasúti forgalmat jelentõsen akadályozó üzemzavarok, meghibásodások. 5

8 A várható negatív hatások kiküszöbölése érdekében a következõ, megoldásra váró feladatokat kell elvégezni, amelyek szükségessége és mértéke vonalanként, tervezési szakaszonként eltérõ: a felsõvezeték-hálózat áramterhelhetõségének növelése, a felsõvezeték-hálózat hosszirányú feszültségesésének csökkentése, az alkalmazandó felsõvezeték rendszerének megválasztása, az alállomások teljesítménynövelése, a meddõteljesítmény kompenzálása és a felharmonikus szûrés megoldása, a teljesítménynövelés és az átviteli veszteségek csökkentése céljából alkalmazott módszerek gazdaságilag optimális kialakítása Mûszaki avulás Egy felsõvezetéki rendszer tervezett élettartama év, hazánkban jelenleg több mint 900 km 40 év feletti villamosított felsõvezetéki szakasz található. A felsõvezetéki rendszer élettartamát a következõ fõbb tényezõk befolyásolják: idõjárás, természeti tényezõk; korrózió; mechanikai igénybevétel miatt jelentkezõ kopás, túlterheléses üzemállapotok, villamos-igénybevétel; kötõelemek állapota; függesztõ és tartószigetelõk állapota; baleset, üzemzavar. Mindezen tényezõk figyelembe vételével konzervatív becslést alkalmazva is kijelenthetõ, hogy átlagosan évi 1%-os állagromlás könnyûszerrel feltételezhetõ a felsõvezetéki rendszerre vonatkozóan. Ezen állagromlás közvetlen kihatással van a felsõvezeték impedanciájának ellenállás tagjára Üzemviteli tapasztalatok Az elõzõ pontok logikáját követve a közötti idõszak vonatkozásában elemeztük, hogy a jelenleg alkalmazott mûszaki megoldások mellett melyek azok a maximális táplálási távolságok, ahol teljesül az MSZ EN as szabvány, valamint hol esik a feszültség a minimális követelményként meghatározott 19 kv alá. A vizsgálat eredményeit a 2. és 3. ábrán ábrázoltuk. 6. A következõ 30 év villamos energetikai trendjeinek hatása a MÁV Zrt. gazdálkodására a pályavasúti szolgáltatások terén Amivel számolni kell: mûszaki avulás és terhelésnövekedés együttes hatása a villamosenergiarendszer üzemére. Következtetések: hagyományos konstrukcióban épített és/vagy felújított felsõvezetéki energiaellátó rendszerelemek és tervezési módszerek esetén csökkenõ ellátásbiztonság a hálózat növekvõ terhelésû szakaszain, idegen vasúttársaságok kártérítési igényeinek növekvõ számú megjelenése és/vagy a konkurens vasúttársaságokkal szemben piacvesztés veszélye a megrendelõk gazdasági kalkulációi alapján, csökkenõ pályavasúti szolgáltatáshatékonyság, növekvõ fajlagos beruházási és üzemeltetési költségek mellett, a terhelésnövekedést többszörösen meghaladó veszteségenergia képzõdése azonos felsõvezetéki energiaellátó rendszer alkalmazása esetén, nemzetközi vonalakon fellépõ ellátásbiztonság-csökkenés vagy kiemelkedõen rossz hatékonyságú és fajlagos paraméterekkel jellemezhetõ beruházási igény a követelményeknek megfelelõ szolgáltatási színvonal biztosításához. Fentiek alapján a MÁV Zrt. számára megoldást nyújtó új rendszerstruktúra esetében az ellátásbiztonságon túl fontos szempont a terhelhetõség, a moduláris felépítés, az optimalizálhatóság és az ezen keresztül elérhetõ megtakarítási potenciál, mivel a MÁV Zrt. közvetlen villamosenergia-költsége a felhasználáshoz tartozó közvetett költségekkel együtt meghaladja az évi 22 milliárd forintot (2010. évi adat). A következõ 30 év során kettõs költségnövelõ hatással is számolni kell a vásárolt villamos energia esetében: Költségnövelõ tényezõ Növekvõ villamosenergia-felhasználás és ezzel párhuzamos terhelésnövekedés a hálózaton. Vásárolt villamos energia árnövekedése, árfolyamok változása az elszámolásokban. Következmények A hálózat átviteli képességét növelni kell, ami megfelelõ mûszaki megoldást igényel. A nagyobb egyidejû terhelések négyzetesen arányos veszteséget okoznak a hálózaton. Azonos vásárolt energiamennyiség esetén is növekvõ összköltség. A veszteségienergia-költség növekedése. A különbözõ idõtávú hatások összegzéseként kimondható, hogy a jelenlegi állapot, amelyben nagyarányú és komplex felújítás szükséges a meglévõ és nagy értékû eszközök esetében, szükségszerûvé és elvárhatóvá teszi olyan perspektivikus rendszer elemzését és megfelelõ ütemû kialakítását, amely képes gazdaságos és hatékony módon kiszolgálni a meglévõ és jövõbeni igényeket. A hazai villamosított vasúti rendszer jelenleg 89,5%-át lefedõ 1 25 kv-os, egyfázisú táplálási rendszer az 1970-es évekbõl örökölt mûszaki paraméterei és rendszerstruktúrája következtében nem felel meg maradéktalanul e kritériumoknak! Ennek a megállapításnak elsõdleges indoka, hogy a MÁV Zrt. villamosított vo ábra VEZETÉKEK VILÁGA 2012/3 3. ábra

9 nalain jelenleg alkalmazott 1 25 kv 50 Hz táplálási rendszer mûszaki paraméterei és rendszerstruktúrája (táppontok távolsága, tápvezetékek és felsõvezetéki tartórendszerek mechanikai konstrukciója) az es években az akkori igényeknek megfelelõ méretezéssel került kialakításra. A MÁV Zrt. villamosított vonalainak betáplálásához 6,0 MVA egységteljesítményû vontatási transzformátorokhoz kellett méretezni a rendszer további elemeit, amely paraméterekhez megfelelõ tartalékkal és átviteli képességgel rendelkezett a kialakított felsõvezetéki rendszer, miközben az akkori idõszak V43 típusjelû vontató jármûveinek névleges teljesítménye 2,15 MVA volt. Ezen két legfontosabb jellemzõ (betáplálási és fogyasztói egységteljesítmény) az elmúlt évtizedekben szignifikánsan megnövekedett, miközben a rendszer átviteli képessége nem követte e nagymértékû (átlagosan %-os) változásokat. Elõzõek alapján megállapítható, hogy a MÁV Zrt. jelenleg döntési kényszerben van a felsõvezetéki villamosenergia-ellátás kérdéskörét illetõen. 7. Fejlesztési irányok A MÁV Zrt. villamosenergia-ellátási rendszerének komplex és átfogó megújítása az elõzõ fejezetekben leírt okok miatt elkerülhetetlen. Az üzembiztonság fenntartása és a szolgáltatási színvonal növelése a vasúti villamosenergia-ellátó hálózat felújítása, megújítása nélkül nem érhetõ el. Ennek eléréséhez két alternatíva azonosítható be. Az elsõ a jelenlegi rendszer megtartása és a hálózati elemek felújítása, lényegében a jelenlegi mûszaki színvonal konzerválása, a második egy új, hosszabb távú megoldást nyújtó, nagyobb kapacitású és energiatakarékosabb rendszer kialakítása. Az elemzés a különbözõ betáplálási módok szerint vizsgálta a megoldási lehetõségeket. Az országos fõelosztó hálózat névlegesen 132 kv feszültségszinten mûködik, annak megváltoztatása nem lehetséges. A MÁV Zrt. hálózatán közlekedõ mozdonyok többsége és a telepített fogyasztók csak 25 kv és 50 Hz névleges feszültségszinten tudnak mûködni, vagyis annak változatlannak kell maradnia. Amikor tehát fejlesztésrõl és rendszerátalakításról van szó, akkor ez alatt a betáplálási rendszer, illetve az irányítástechnikai rendszer megújítását kell érteni. A MÁV Csoporton belül jelenleg korlátozott az energiafelhasználás, energiaigények, trendek és rugalmas változások pontos követésére és kezelésére kialakult energiagazdálkodás és ezt támogató megfelelõ irányítástechnikai háttér, ezért egy hatékony, a 21. század elvárásainak megfelelõ rendszert kell kialakítani. A MÁV mozdonyainak fedélzeti berendezései alkalmasak energiagazdálkodás szempontjából fontos adatok elõállítására, de jelenleg az ezekben rejlõ kapacitás és adatmennyiség nem kerül teljes mértékben felhasználásra. Egy új irányítástechnikai rendszer bevezetése lehetõvé tenné ezen MFB (Mozdony Fedélzeti Berendezés) adatok kinyerését és feldolgozását. Egy ilyen volumenû, komplex fejlesztési koncepció kialakításánál számításba kell venni az összes lehetséges alternatívát, ami megoldást jelenthet a rendszer problémáira, és megfelel a jövõ kihívásainak. Mivel a MÁV mozdonyai szinte kizárólag 25 kv-os feszültségszinten mûködnek, ami mûszakilag is optimális választást biztosít, ezért ez a paraméter behatárolja a fejlesztési irányokat. 8. A Vasúti Villamos Teherelosztás Felügyeleti (VVTF) rendszer A VVTF az alkalmazott villamos vontatási rendszer fejlesztésre és megújítására szolgáló eszköz, amely alatt a táplálási, illetve az irányítástechnikai rendszer megújítását kell érteni. Alapelvei: Új fejlesztési, tervezési szempontokon keresztül az energetikai szemléletû elv átfogó alkalmazása, ami biztosítja a gazdaságos energiaellátás mûszaki alapjait. A gazdaságosság és költséghatékonyság folyamatos, komplex vizsgálata a rendszertervezés során. A hazai vasúthálózat speciális igényeinek megfelelõ az adott vonalszakaszra és terhelési állapotra egyaránt optimalizálható rendszer kialakítása és ütemezett megvalósítása. A tervezésnél a megvalósulástól számított minimum 30 év (pl ) üzemidõ figyelembevétele. 4. ábra. A VVTF rendszer A nemzetközi követelményeknek hosszútávon is megfelelõ rendszerstruktúra és ellátásbiztonság. A 2011-tõl érvénybe lépett EU-elõírások és a vonatkozó szabványok betartása, kötelezõ alkalmazása, mivel a társaság érdekei ezt mind rövidtávon, mind hosszútávon megkövetelik. 9. A VVTF rendszer elemei 9.1. VVTF alállomás A VVTF rendszer alállomása egy egységes szempontok alapján létrehozott, szabványosítható, a jelenlegi alállomás szintû teljesítménynél nagyobb teljesítményû transzformátoron alapszik (a jelenlegi alállomások teljesítménye jellemzõen 6, 12 és 16 MVA egységekbõl áll össze), amely nagyfeszültségû (NaF) oldalon háromfázisú csatlakozást, középfeszültségû (KöF) oldalon háromfázisú vételezést tesz lehetõvé. Ez az elrendezés a hagyományosan az áramszolgáltatók által használt háromfázisú kialakítást követi az ennek megfelelõ készülékezettséggel a nagyfeszültségû oldalon, ellentétben a jelenlegi rendszerrel, amely a háromfázisú közcélú hálózat két fázisára csatlakozik, ezzel rendszerszinten szimmetrikus, de a csatlakozási ponton aszimmetrikus terhelést jelentve a hálózaton. Ez a rendszer magába foglalja a tokozott, 132 kv-os berendezést, amely közvetlenül csatlakozik az új típusú transzformátorhoz. Ez az egység egy szállítható alapkereten helyezkedik el, amely biztosítja a berendezések elõszerelési lehetõségét, csökkentve a helyszíni szerelés költségeit, illetve a helyszíni építészeti elõkészítés szükségletét, továbbá speciális igények esetén akár könnyen és alacsony költségek mellett mobilizálható. A középfeszültségû oldali kapcsolási kialakítás lehetõséget ad az újonnan kiala- XVII. évfolyam, 3. szám 7

10 kítandó felsõvezetéki táplálás rendszerhez és az adott vonalszakasz kritériumaihoz való igazodásra. A konkrét kialakítási módok a MÁV Zrt. igényei és tervezési szempontjai szerint biztosíthatók. A NAF oldalon kiépített mérési rendszer biztosítja, hogy az elszámolási és energiagazdálkodási funkciókhoz szükséges minden adat és információ elõállítható legyen konkrét technológiai adatok alapján. Az állomás primer kialakítása egy végponti transzformátorállomás kapcsolási képét hozza magával. A 132 kv-os berendezés kapcsolása a következõ berendezéseket tartalmazza: túlfeszültség-korlátozó, földelõ-szakaszoló, szakaszoló, megszakító, feszültségváltó, áramváltó. A 132 kv-os berendezés fizikai kialakítása elsõdlegesen a túlfeszültség-korlátozó kivételével SF6 gázszigetelésû tokozott berendezés. Az állomás szekunder kialakítása leköveti az alállomások általánosan használt szekunder struktúráját. A készülékek védelmi és irányítástechnikai rendszere modulárisan felépített, a mobil egységen elhelyezett vezénylõ konténerben található. A tokozott berendezés vezérlését, jelzéseit, méréseit tartalmazó LCC szekrények szintén itt helyezkednek el. A középfeszültségû berendezés esetén a tokozott készülékek szekunder fülkéi tartalmazzák a leágazások védelmeit és a közös védelmeket. A szükséges jelzés, vezérlés, mérés kapcsolatok a vezénylõ és a berendezés konténer között kábeles kapcsolaton keresztül történnek. Az újfajta kialakításnak és a nagyobb teljesítménynek köszönhetõen vagy a jelenlegi 30 km sugarú táplálási szakaszokat meghaladó (VVTF felsõvezetéki rendszer használata esetén), akár 60 kilométeres üzemi táplálás valósítható meg (lásd a 2 25 kv-os rendszerek témakörrel foglalkozó szakirodalmi hivatkozásait), ami azt jelenti, hogy a jelenleg villamosított vonalak csaknem feleannyi alállomással üzemeltethetõk a jelenlegi veszteségekkel, vagy jelenlegi táplálási szakaszokkal megegyezõ méretû táplálási körzettel üzemeltethetõ jelentõs veszteségcsökkenéssel. Építészet A berendezések acél szállítókereten ( skid keret) kerülnek elhelyezésre, amely az üzemi pozícióban tartja a készülékeket. A berendezés súlyának megfelelõen méretezett alapozást kell biztosítani. A kialakítás folyamán a telepítés idejét figyelembe véve kell kialakítani a környezetvédelmi, illetve tûzvédelmi létesítményeket. Mivel a szállítási kereten 8 minden megtalálható, ezért a helyszíni építészethez ezen kívül már csak a terület elhatárolása és a megközelíthetõség megteremtése tartozik. A jelenlegi alállomásokon történõ átépítéssel jelentõs területek szabadíthatóak fel, amelyek más célra (pl. energiatárolás, kiserõmû elhelyezése) történõ felhasználása jelentõsen javítja a beruházás hatékonyságát. A transzformátor tokozott felépítése a lenti sematikus ábrán figyelhetõ meg. Alállomás irányítástechnika Az alállomásban digitális védelem, irányítástechnika (Substation Protection, Control and Monitoring SPCM) rendszer épül ki. A számítógépes irányítástechnika feladata az alállomás teljes körû megfigyelhetõségének és vezérelhetõségének biztosítása üzemi és üzemzavari helyzetben. VEZETÉKEK VILÁGA 2012/3 Az irányítástechnika kapcsolódik a független védelem-automatikához és az erõsáramú huzalozott szekunder rendszerhez. Az irányítástechnika rendszer bõvíthetõ a beépített készülékek leszerelése nélkül a primer berendezés továbbépítésének megfelelõen. Az irányítástechnika telepítése két helyen történik: A 132 kv-os irányítástechnikai berendezések és a fejgép a szekunder berendezéseket tartalmazó vezénylõ konténerben kerül elhelyezésre. A 25 kv-os irányítástechnika a védelmekbe integrálva valósul meg, és a tokozott berendezés szekunder fülkéjében kerül elhelyezésre az ezt a berendezést tartalmazó konténerben. A cikk befejezõ részében a VVTF felsõvezeték és VVTF irányítástechnika rendszerelemekkel foglalkozunk, valamint elemezzük a VVTF rendszer megtakarítási lehetõségeit. Die aktuelle Situation und Entwicklungsmöglichkeiten der Traktionsstromversorgung von MÁV Die Energieeffizienz und die Zuverlässigkeit der Eisenbahnverkehr ist ein wesentlicher Faktor im Wettbewerb um die Fahrgäste und Lieferanten. Aufgrund dieser beider Gesichtspunkte untersuchen wir den technischen Zustand und die Betriebserfahrungen der Traktionsstromversorgung von MÁV AG, ermitteln die Trends im Bahnverkehr, die permanenten Auswirkungen auf das Stromversorgungsnetz in der Zukunft haben, vergleichen die beiden unterschiedlichen Traktionssysteme (1x25 kv, 2x25 kv). Im zweiten Teil des Artikels stellen wir einen Antrag zur Entwicklungsmöglichkeit der Traktionsstromversorgung.Mit dem Ergebnis der Entwicklung können die künftige Herausforderungen gerecht werden, die Energieeffizienz verbessern und die Zuverlässigkeit steigern. Actual situation and development possibilities of MÁV traction power supply systems Key factors of the competition for getting more passengers and shippers are the energy efficiency and reliability of the railway transport. From these point of view we inspect the technical condition of MÁV Co.'s traction electricity supply system and its experiences in the operation, identify the railway transport trends, which can have long-term influence on the electricity supply networks in the future and compare the two different traction systems (1x25kV, 2x25kV) operation experiences. In the second part of the article, we suggest a method for the traction electricity supply system development, and as a result of that development it will answer the challenges in the future, its energy efficiency and its reliability will be improved.

11 A megnövekvõ vasúti szállítási igények és a nagyteljesítményû mozdonyok megjelenésének hatásai a MÁV nagyvasúti villamos vontatási rendszerére (2. rész) Csoma András 1. A fogyasztói feszültség biztosítása A villamos mozdonyok teljesítménykorlátozás nélküli üzeméhez elengedhetetlen a vételezés helyén kialakuló megfelelõ fogyasztói feszültség rendelkezésre állása. A fogyasztói feszültség (U fogyasztói ), a kitáplált feszültség (U kitáp ) és kitáplált áram (I munkavezeték ) mellett a hosszláncon kialakuló hosszirányú feszültségesés (U hosszirányú ) eredõjeként határozható meg. A hosszirányú feszültségesés az áram és a váltakozó árammal szemben kialakuló komplex ellenállásnak, az impedanciának (Z) vektoriálisan kezelt szorzatából adódik. ahol ahol R a vezeték ellenállása X a vezeték induktív reaktanciája A kitáplált feszültség (U kitáp ) vektorához azonos abszolút értékû ohmos, induktív és kapacitív fogyasztói áram (I munkavezeték ) mellett felvéve a vektorábrákat megállapítható, hogy változatlan abszolút értékû hosszirányú feszültség (U hosszirányú ) mellett lényegesen eltérõ abszolút értékû fogyasztói feszültség (U fogyasztói ) feszültség alakul ki. Az MSZ EN szabvány 8.3 fejezetében 25 kv 50 Hz rendszerre hagyományos vonalak esetében a vizsgálatokhoz az U mean useful =22000 V minimális közepes hasznos fogyasztói feszültség figyelembevételét írja elõ. Ezen a feszültségen a villamos vontatójármûvek névleges teljesítményüket általában még korlátozás nélkül ki tudják használni. Az MSZ EN szabvány U min1 =19000 V és U maxn1 =27500 V közötti üzemi feszültségtartományt vesz figyelembe. Mivel a vontatójármûvek U min1 =19000 V feszültségig gyakorlatilag még mûködõképesek az U mean useful=22000 V estére elvégzett vizsgálatok eredményei a valóságos helyzetben biztonsággal érvényesnek tekintendõek. Alapvetõ cél a terhelés során kialakuló fogyasztói feszültség csökkenésének minimalizálása. Tekintettel arra, hogy a minél nagyobb teljesítmények átvitelének célja mellett adott feszültségszinten az áram értékének korlátozásával nem számolhatunk, az elõzõek alapján az U fogyasztói feszültség csökkenését: a kitáplált feszültség (U kitáp ) növelésével, a fogyasztói áram (I munkavezeték ) áramfázisszögének módosításával, illetve a hosszirányú feszültségesés (U hosszirányú ) csökkentésével lehet kompenzálni A kitáplált feszültség növelése Az elõzetesen tárgyaltak alapján a fogyasztóifeszültség-csökkenés kompenzálásának egyik lehetséges módja a kitáplált feszültség növelése révén érhetõ el. A kitáplált feszültség növelése praktikusan a szakaszt tápláló transzformátor feszültségáttételének alkalmas változtatása révén érhetõ el. A változtatható feszültségáttételû transzformátorok a terhelés alatti áttétel módosítását lehetõvé tevõ fokozatkapcsolókkal vannak ellátva. A lehetséges feszültségkompenzálás mértéke és fokozatok közötti áttérések gyakorisága alapvetõen függ a transzformátor kialakításától. Például az EHSV 12000/120 típusú 12 MVA-s vontatási transzformátor esetében a szabályozás 126 +/- 16% / 26,3 kv terjedelemben 19 diszkrét fokozatban lehetséges. XVII. évfolyam, 3. szám 9

12 A transzformátorok szabályzási tartományai a gyakorlatban csak részlegesen teszik lehetõvé a fogyasztóifeszültségcsökkenés kompenzálását. Továbbá a fokozatkapcsolók egyes fokozatváltásainak idõszükséglete, illetve a fokozatkapcsoló üzemi körülményei csak korlátozott gyakoriság melletti üzemet tesznek lehetõvé, ezért az fogyasztóifeszültség-csökkenés megfelelõ kompenzálásához célszerû további megoldásokat is keresni, illetve alkalmazni Az áram fázisszögének módosítása Az elõzetesen tárgyaltak alapján a fogyasztóifeszültség-csökkenés kompenzálásának egy másik lehetséges módja a felsõvezetékben folyó áram megfelelõ fázisszögének kialakításával érhetõ el. Gyakorlatilag ez azt jelenti, hogy a fogyasztónál vagy a fogyasztóhoz közel a mindenkori vontatási áramfelvételhez illeszkedõ kapacitív kompenzáló áramot kell a rendszerbe juttatni, amelynek eredményeképpen a munkavezetéken folyó eredõ áram fázisszögének módosulása a fogyasztói feszültség növelését eredményezi. A felsõvezeték-rendszer üzemi sajátosságai, azaz a több, eltérõ helyen és nagyságban, egymástól független idõbeni lefolyás szerint energiát vételezõ villamos mozdonyok miatt jelenleg a helyhez kötötten telepített kompenzátorok telepítésével gazdaságosan nem lehet számolni. A kompenzátorok együttmûködésének koordinálása igen komoly feladatot jelentene, különös tekintettel a hirtelen terhelésváltozások miatt kialakuló feszültséglengések kizárására, valamint az egyre nagyobb tért hódító, visszatáplálásos féküzemmel összefüggõ üzemi problémákra. A kompenzálás ezért a legcélravezetõbben magán a fogyasztón elhelyezett kompenzáló egységek alkalmazásával végezhetõ el. A fogyasztói kompenzátorok esetében az elõzõekben leírt okok miatt sem lehet az egész hálózatra kiterjedõ együttes szabályozással számolni, ezért ebben az esetben a cél az, hogy a fogyasztó a lehetõ legkedvezõbb körülmények között vételezzen. Ez gyakorlatilag a cosφ=1 melletti vagy kis mértékben kapacitív vételezés kialakítását jelenti. A korszerû áramirányítós hajtások alkalmazása a mozdonyok ilyen üzemvitelét már lehetõvé teszi, de az egész hálózatra kiterjedõ probléma ezzel csak részlegesen oldható meg, ezért a fogyasztóifeszültség-csökkenés megfelelõ kompenzálásához célszerû további megoldásokat is keresni, illetve alkalmazni A hosszirányú feszültségesés csökkentése Az elõzetesen tárgyaltak alapján adott fogyasztói áramterhelés mellett a fogyasztóifeszültség-csökkenés kompenzálásának egy további lehetséges módja a hosszlánc impedanciájának csökkentésével érhetõ el. A felsõvezetéki hosszláncrendszer villamosan több párhuzamos áramutat jelentõ elembõl, munkavezetékbõl, tartósodronyból, az esetenként kialakított tápvezetékbõl vagy megerõsítõ vezetékekbõl, valamint a sínekbõl és a sínekkel párhuzamos áramvisszavezetõ sodronyból, illetve a föld által képzett vezetõbõl áll. A felsõvezeték-rendszer eredõ impedanciája (hurokimpedanciája) az egyes ágak vezetõ-föld hurkainak ön- és kölcsönös impedanciáitól függõ érték. Az impedanciacsökkentés lehetõségének vizsgálatához tekintsük át, milyen tényezõk hatnak a hosszlánc impedanciájának nagyságára A hosszlánc-impedancia ohmos tagjának vizsgálata Az eredõ hurokimpedancia csökkentésének egyik lehetséges módja a valós tag, a hosszlánc ohmos ellenállásának csökkentése. Egy vezetõ egyenáramú ellenállása összefüggéssel számítható. ahol R a vezetõ ellenállása [Ω] q a vezetõ keresztmetszete [mm 2 ] L a vezetõ hossza [m] ρ a vezetõ anyagának fajlagos ellenállása [Ωmm 2 /m] Néhány vezetõ jellemzõ fajlagos ellenállása [Ωmm 2 /m] Réz 0,01786 Bronz 0,0278 Kadmiumréz 0,023 Alumínium 0,0286 Nemesített alumínium 0,033 ACAL 1:6 arányú 0,0345 Acél 0,24 VEZETÉKEK VILÁGA 2012/3 A vezetõ ilyen módon számított egyenáramú ellenállása a hõmérséklet függvényében az alábbi összefüggéssel számítható mértékben változtatja értékét: R t = R 20 [ M + t]/[ M + 20] [Ù] ahol R t a vezetõ t hõmérsékletén mérhetõ ellenállása [Ω] R 20 a vezetõ 20 o C-on mérhetõ ellenállása [Ω] t a vezetõ hõmérséklete [ o C ] M a vezetõ anyagára jellemzõ állandó amely M réz =241,5 o C és M aluminium = 228 o C A 20 o C-on mérhetõ ellenálláshoz képest a hosszlánc áramvezetõ elemeknél figyelembe vett 70 o C esetében az ellenállás értéke réznél 20,16%-kal, alumíniumnál 19,12%-kal nagyobbra adódik! Ezért a veszteségek csökkentése érdekében célszerû a vezeték hõmérsékletét a lehetõ legalacsonyabb szinten tartani! A váltakozó áram esetén mérhetõ ellenállás általában nagyobb, mint az egyenárammal mérhetõ ellenállás, mivel a belsõ vezetõszálak nagyobb induktivitása miatt az áram inkább a vezetõ kerületén elhelyezkedõ szálakon halad. Ez a fizikai kép nemcsak sodronyra, hanem huzalra is érvényes, ha a huzalt kis elemi vezetõszálakból összetettnek képzeljük el. Ez a jelenség a szkin- vagy bõrhatás, amely az elõzõ összefüggésekkel számított úgynevezett egyenáramú ellenálláshoz képest megnövekvõ ellenállásértéket eredményez, értéke az alábbi képletekkel számítható: Alumíniumra R v AL = R e [ 1+ 1,04 f 2 q ] [Ù] Rézre R v CU = R e [ 1+ 0,405 f 2 q ] [Ù] ahol R V a vezetõ váltakozó áramú ellenállása [Ω] R e a vezetõ egyenáramú ellenállása [Ω] f a váltakozó áram frekvenciája [H] q a vezetõ keresztmetszete [mm 2 ] Acél- vagy acélelemû vezetõknél az acél mágnesezése és telítõdése okán jelentõs további járulékos veszteség lép fel. A számítás összetettsége miatt az ilyen vezetõk váltakozó áramú ellenállását általában méréssel határozzák meg. Az eddigiek alapján megállapítható, hogy a hosszlánc ohmos ellenállásának csökkentése jobb fajlagos vezetõképességû anyag alkalmazásával, illetve a vezetõ keresztmetszetének növelésével elérhetõ, ugyanakkor áramvezetõ elemekként lehetõség szerint kerülni kell az acél vagy acélelemeket tartalmazó sodronyokat, illetve a szkin- vagy bõrhatás miatt a

13 kedvezõbb eredményt biztosító kialakításokat kell elõtérbe helyezni. Ugyanazon hosszlánc-geometria esetén növekvõ munkavezeték-keresztmetszeteket választva, a keresztmetszet növekedése révén csökkenõ ellenállásértékkel szemben az eredõ impedanciaérték csak minimális mértékben változik, ezért keresni kell a nagyobb eredményességet biztosító megoldásokat. (Például a munkavezeték 100 mm 2 -rõl 150 mm 2 re való 50%-os keresztmetszet-növelése esetén az impedancia valós része, az ohmos tag 33,33%-kal csökken, ugyanakkor a valóságban mérhetõ eredõ impedancia csak minimális 3,91%-os csökkenést mutat.) Az eredõ hurokimpedancia csökkentéséhez célszerû további megoldásokat is keresni, illetve alkalmazni A hosszlánc-impedancia induktív tagjának vizsgálata Az eredõ hurokimpedancia csökkentésének egy másik lehetséges módja a képzetes tagnak, az induktív reaktanciának a csökkentése. Az adott geometria mellett a talajjal párhuzamosan elhelyezkedõ vezetõ és a földbõl alkotott hurok Z vf impedanciájának értéke Carson nyomán, a Clem féle egyszerûsített formájában (Carson-Clem képlet) határozható meg ahol R V a vezetõ 1 km-ének ellenállása [Ω/km] f a frekvencia [Hz] r* V a vezetõ redukált sugara [cm] D e a földvisszavezetést helyettesítõ fiktív vezetõ távolsága ahol ρ a föld fajlagos ellenállása [Ωm] A földdel párhuzamosan vezetett két a és b jelû vezetõ földhurok közötti Z abf kölcsönös impedancia ahol D ab a két párhuzamos vezetõ egymástól mért távolsága [cm] A képletben szereplõ D e nagyságrendje a föld fajlagos ellenállásának Magyarországon leggyakrabban elõforduló ρ=100 [Ωm] értékénél 932 m értékre adódik, azaz közelítõleg 1 km mélyen van a visszafolyó áram középpontja. Igen nedves, mocsaras területen a ρ=1-10 [Ωm], sziklás köves száraz területen ρ= [Ωm] ennek megfelelõen D e értékére közelítõleg 200 m, illetve 4600 m távolság adódik. Látható, hogy a földben visszafolyó áram középpontja még a kedvezõbb esetben is meghaladja a 200 méteres értéket! Tekintettel a vezetõk egymás közötti D ab, valamint a vezetõnek és a földvisszavezetést helyettesítõ fiktív vezetõ D e távolságára igaz D ab <<<D e relációra, az a vezetõ-föld hurok mágneses szempontból szorosan van csatolva a b vezetõ-föld hurokkal. Ebbõl adódóan az a vezetõföld hurkon átfolyó áram jelentõs feszültséget okozhat a b vezetõ-föld hurokban. XVII. évfolyam, 3. szám Adott hosszlánc-geometria mellett a Carson-Clem féle összefüggésekbõl látható, hogy a hosszlánc-földhurok impedanciájának csökkentését gyakorlatilag csak a frekvencia, illetve a föld fajlagos ellenállásának csökkentése révén lehetséges elérni. A frekvencia csökkentése kedvezõ hatású, mivel a szkinhatás csökkenése miatt csökken a vezeték, valamint az elõzõek alapján a földág impedanciája is, és így csökken az eredõ impedancia. A frekvencia csökkentése kedvezõ költségparitás mellett csak az önálló vontatási célú erõmûvek és távvezetékek rendelkezésre állása esetén alkalmazható. Az országos villamos iparági hálózathoz való egyszerû csatlakozhatóság nyújtotta elõnyök miatt a frekvencia változtatásával gyakorlatilag nem számolhatunk. A föld fajlagos ellenállása a nagy kiterjedésû rendszerben gyakorlatilag nem befolyásolható. Az elõzõekben tárgyaltak szerint a felsõvezeték impedanciájának valós és képzetes része hagyományos kialakítású felsõvezeték esetében lényegesen nem csökkenthetõ, ezért célszerû további megoldásokat is keresni, illetve alkalmazni Módosított hosszlánc-geometria és árammegosztás alkalmazása Módosított hosszlánc-geometria, illetve párhuzamos áramvezetõk alkalmazásával lehetõség van a hurokimpedancia további csökkentésére. A hosszlánc-geometria módosításakor a munkavezeték magassági nyomvonalvezetését a villamos vontatójármûvek áramszedõinek mûködési tartománya, a munkavezeték és a tartósodrony közötti távolságot a szerkezeti magasságot pedig a felsõvezeték-rendszer mechanikai és az ebbõl eredõ létesítés gazdaságossági szempontjai határolják be. Az elõzõ fejezetben tárgyaltak szerinti vezetõ-föld hurok esetén a felsõvezeték vágányjáró sík feletti h, valamint a párhuzamos vezetõk közötti D ab és a földvisszavezetést helyettesítõ fiktív vezetõ D e távolsága között igaz a h<<<d e, illetve a D ab <<<D e reláció. Ennek megfelelõen a munkavezeték magasságának, illetve a tartósodrony munkavezetékhez viszonyított szerkezeti magasságának lehetséges határokon belüli változtatása révén lényegi változás nem érhetõ el. A hosszlánccal párhuzamosan vezetett és kapcsolt további áramút kialakítása az ún. megerõsítõ sodrony/tápvezeték alkalmazása nemcsak a hosszlánc pontban részletezett áramterhelhetõségét javítja, hanem a geometria és az árameloszlás módosulása miatt kedvezõ irányba módosítja a hurokimpedancia értékét is. A párhuzamos áramvezetõ úttal kiegészített, módosított hosszlánc-kialakításra vonatkozó (Carson-Clem képlettel számítható) ön- és kölcsönös impedanciák ismeretében a hosszláncrendszer impedanciája az arra felírt komplex lineáris egyenletrendszer megoldásával határozható meg. Az egyenletrendszer megoldásával a rendszer eredõ impedanciája mellett egyben az egyes párhuzamos áramvezetõ elemek közötti árammegoszlás is meghatározásra kerül. 11

14 Az egyenletrendszer megoldására alkalmazott számítógépes program által meghatározott értékek a valóságban mért értékekhez képest a geometriai elhelyezkedés, illetve a talaj vezetõképességének változásából adódó pontatlanságából eredõen eltérést mutathatnak, ezért az elõzetesen számított értékeket méréssel minden esetben ellenõrizni kell. A MÁV villamos felsõvezeték-hálózatára számított és méréssel ellenõrzött fajlagos impedanciaértékeket a következõ pontban foglaltakat is figyelembe vevõ táblázat tartalmazza Földági áramvisszavezetõ sodrony alkalmazása A felsõvezetéki oszlopsorra függesztetten vezetett földági áramvisszavezetõ sodrony a sínen, illetve a földön keresztül visszafolyó áramúttal párhuzamos további visszavezetõ áramutat hoz létre. Az áramvezetõ hurkok közötti árammegoszlás és az egymás közötti csatolások módosulása miatt a hurokimpedancia további csökkenése érhetõ el. A Hodos Boba V. sz. korridor vasútvonal-táplálási rendszerének vizsgálata során dr. Varjú György irányítása mellett elvégzett számítások és mérések alapján az alábbi értékek adódtak: Földági visszavezetõ száma Ellenállás R Induktív reaktancia X Eredõ impedancia Z Impedancia szöge Impedancia csökkenés mértéke db Ω/km Ω/km Ω/km fok % ,323 0,327 81, ,2628 0,268 78,67 18, ,2462 0, ,08 23,30 Megjegyzés: Munkavezeték: 100 mm2 Cu, Tartósodrony: 50 mm2 Bz, Tápvezeték: 240 mm2 AASC, Földági visszavezetõ(k): 240 mm2 AASC, Sin 48 kg/m. A vizsgálat alapján megállapítható, hogy a hagyományos 1 25 kv 50 Hz-es rendszerhez képest a földági visszavezetõ sodrony/sodronyok alkalmazásával lényegesen (mintegy 23,3%-kal is) csökkenthetõ a hurokimpedancia. Tekintettel arra, hogy az áramvisszavezetõ sodrony/sodronyok a sínhálózathoz ciklikusan bekötésre kerülnek, ezért csak a sínáramköröket nem használó biztosítóberendezéssel ellátott vonalon alkalmazhatóak. A MÁV villamos felsõvezeték-hálózatának kiegészítõ áramutak alkalmazását is figyelembe vevõ számított és méréssel ellenõrzött fajlagos impedanciaértékeit a következõ táblázat tartalmazza: Az 1 25kVos rendszer impedanciái EGYVÁGÁNYÚ PÁLYA KÉTVÁGÁNYÚ PÁLYA Tartósodrony Munkavezeték Tápvezeték Földági visszavezetõ sodrony R jx I Z I [Ω/km] 50 mm2 Acél 100 mm2 Réz 0,2200 0,5500 0, mm2 Bronz 100 mm2 Réz 0,1590 0,4540 0, mm2 Bronz 100 mm2 Réz 0,1500 0,5000 0, mm2 Acél 100 mm2 Réz 0,2124 0,5570 0, mm2 Acél 100 mm2 Réz 150/25 ACAL 0,1140 0,3675 0, /25 ACAL 0,2080 0,5940 0, mm2 Bronz 100 mm2 Réz 240 mm2 AASC 0,0506 0,3230 0, mm2 Bronz 100 mm2 Réz 240 mm2 AASC 240mm2 AASC 0,0528 0,2628 0, mm2 Bronz 100 mm2 Réz 240 mm2 AASC 2 240mm2 AASC 0,0475 0,2462 0, mm2 Acél 100 mm2 Réz 0,1082 0,3227 0, mm2 Acél 100 mm2 Réz 150/25 ACAL 0,0592 0,2224 0, mm2 Acél 100 mm2 Réz 0,1200 0,3200 0, mm2 Bronz 100 mm2 Réz 0,0900 0,3000 0, hosszlánc 50 mm2 Acél 100 mm2 Réz 0,2060 0,5240 0, hosszlánc és a kétoldali tápvezeték 50 mm2 Acél 100 mm2 Réz 2 150/25 ACAL 0,0750 0,2580 0, hosszlánc és az egyik oldali tápvezeték 50 mm2 Acél 100 mm2 Réz 150/25 ACAL 0,0760 0,2580 0, hosszlánc és 1 tápvezeték azonos oldalon 1 hosszlánc és 1 tápvezeték ellentétes oldalon 50 mm2 Acél 100 mm2 Réz 150/25 ACAL 0,1080 0,3380 0, mm2 Acél 100 mm2 Réz 150/25 ACAL 0,1210 0,3120 0, VEZETÉKEK VILÁGA 2012/3

15 Látható, hogy felsõvezetéki hosszlánc hagyományos földági visszavezetéses formájának megtartása mellett a különféle kialakítású hosszláncrendszerek alkalmazásával, illetve az erre való áttéréssel bizonyos mértékig már elérhetõ a hurokimpedancia csökkenése A hagyományos elemekbõl álló hosszláncrendszerek összehasonlítása a hosszirányú feszültségesés szempontjából A megfelelõ fogyasztói feszültség biztosítására irányuló különféle megoldások valós eredményessége az adott vonal- /tápszakasz esetében az adott hálózati impedanciakép ismeretében a feltételezett forgalmi szimuláción alapuló energetikai elemzés alapján mérhetõ le helytállóan. A különféle kialakítású és ennek megfelelõen eltérõ impedanciaviszonyokkal rendelkezõ változatok ugyanazon forgalmi viszonyokra vizsgálva adják meg a tényleges feszültség- és átviteliveszteség-állapotokat. A szimulációs szoftverek hiányában a szakirodalom szerint az adott szakasz órás átlagteljesítményét mint megoszló terhelést a vonal végére redukálva, illetve ezen felül egy névleges teljesítménnyel üzemelõ mozdonyt a tápszakasz végére elhelyezve becsülhetjük meg a feszültségesés szempontjából várható legkedvezõtlenebb állapotot. Az elmúlt idõszak vonalrekonstrukcióinak tervezése kapcsán elvégzett prognosztizált forgalmi szimuláción alapuló energetikai elemzések alapján a frekventált fõvonali tápszakaszok meglevõ MVA-es beépített transzformátorteljesítménye várhatóan hosszabb távon megfelelõnek értékelhetõ. Mivel a jelen általánosított esetben nem ismert az órás átlagteljesítmény, ezért az egyes alapváltozatok összehasonlítására összességében a legkedvezõtlenebb eredményt adó azon módszer lett választva, amely esetében a tápláló alállomás névleges teljesítményével (12 MVA, 16 MVA) azonos nagyságú terhelés kerül elhelyezésre az adott típusú felsõvezeték-szakasz végére. Egy átlagos (cosϕ =0,937), illetve egy kedvezõtlen (cosϕ =0,75) teljesítménytényezõ esetén az egyes változat megfelelõségét az a képzett tápszakaszhossz jellemzi, amelynél a meghatározott minimális közepes hasznos fogyasztói feszültség (U mean useful )=22 kv-os értéke még biztosított. ÁRAM- KORLÁT [A] >>>>> Tápáram [A] cosϕ =0,75 2V HOSSZLÁNC ACÉL TS 2V HOSSZLÁNC BRONZ TS 2V HOSSZLÁNC BRONZ TS AASC 2V HOSSZLÁNC BRONZ TS AASC + AVV 240 1V HOSSZLÁNC ACÉL TS 1V HOSSZLÁNC BRONZ TS 1V HOSSZLÁNC BRONZ TS AASC 1V HOSSZLÁNC BRONZ TS AASC + AVV TÁPSZAKASZ MAXIMÁLIS HOSSZA [km] [km] [km] [km] [km] [km] [km] [km] ,74 19,17 36,72 43,13 9,53 11,50 20,80 24, ,60 11,19 22,40 26,10 5,43 6,71 12,62 14,56 cosϕ = 0, ,52 29,06 59,94 69,19 13,80 17,44 33,68 38, ,73 18,96 40,60 46,45 8,80 11,38 22,71 25,74 TÚLTERHELT Megjegyzés: TS=tartósodrony; 240AASC=megerõsítõ vezeték; AVV240=áramvisszavezetõ sodrony. Az áramkorlát az egyes tápszakaszra termikusan tartósan megengedett áramot adja meg. A hosszlánc az áramkorlátját meghaladó tápáram esetén TÚLTERHELT jelölésû. Az így képzett tápszakaszhossz-változások mértékei a tápláló transzformátortól és a cosϕ -tõl függõen, az acél tartósodronyos hosszlánchoz viszonyítottan jellemzik az egyes alapváltozatok alkalmazása révén elérhetõ hosszirányú impedanciacsökkenés mértékét. Ennek megfelelõen az acél tartósodronyos hosszlánchoz viszonyítottan a megfelelõ hosszláncrendszerek alkalmazásával az alkalmazandó tápszakasz hosszának mintegy %-os mértékû növekedése érhetõ el. A kiindulásként figyelembe vett irányadat szerint a tápszakaszok maximális hossza: km. Az általános vontatási üzemviszonyra jellemzõ cosϕ =0,937 esetére a hagyományos rendszerelemekbõl összeállított, korszerû hosszlánccal kiépített kétvágányú tápszakasz esetében az elõzõ a valóságosnál lényegesen XVII. évfolyam, 3. szám kedvezõtlenebb általános esetben is biztosítható az elõirányzott tápszakaszhossz végén a U mean useful =22 kv-os fogyasztói feszültség. A tápszakasz ismert órás átlagteljesítményének figyelembe vétele mellett végzett számítások, illetve a tényleges állapot mérései alapján a valóságban kialakuló tényleges viszonyokat jó közelítéssel a tápszakasz egyharmadánál a tápláló alállomás névleges teljesítményével azonos nagyságú terhelés esetével közelíthetjük meg. Ennek megfelelõen az elõzõek szerint képzett tápszakaszhosszak közelítõleg háromszorosa esetén is gyakorlatilag biztosítható a fogyasztói feszültség 22 kv-os értéke. Az elõzõek alapján összességében az állapítható meg, hogy a reálisan jelentkezõ, illetve figyelembe veendõ teljesítményigény növekmény esetében a jelenlegi villamos üzemû vasúti fõvonalak esetében a meglevõ km-es tápszakaszhosszak és az azt tápláló a megnövekvõ reális teljesítményigénynek megfelelõ MVA beépített teljesítmények esetén a meglévõ hosszláncok korlátozottan megfelelõnek tekinthetõek, illetve a szükség szerinti rekonstrukció során a meglevõ rendszeresített hagyományos felsõvezetéki építõelemek felhasználásával korlátozás nélküli formában megfelelõvé tehetõek. A meglevõ vonalak esetében a reálisan várható teljesítményigény hagyományos felsõvezetéki építõelemek felhasználásával kialakított hosszláncstruktúra alkalmazásával biztonsággal kielégíthetõ. Új villamosítások során ha az elõzõekben figyelembe vett reális teljesítményigényt lényegesen meghaladó terhelésekkel kell számolni megállapítha- 13

16 tó, hogy az eddig tárgyalt hagyományos földági visszavezetéses formában a vezetõ-föld hurkok szoros csatolása miatti korlátozott mértékû csökkenés már nem elegendõ, ezért a fogyasztói feszültség csökkenésének nagyobb mértékû kompenzálására további területen is kell a megoldást keresni Különleges transzformátoros rendszerek a fogyasztói feszültség biztosítására A fogyasztói feszültségesés kompenzálásának a szakirodalomban publikált további módszereire általánosan jellemzõ az, hogy alapvetõen a földön keresztül záródó áramrész lehetõség szerinti csökkentésén, illetve megszüntetésén alapulnak. Az áramvezetõ elemek közötti csatolás szorosságának, illetve a földági áramvisszavezetési hányad csökkenése, illetve a földági visszavezetés problémakörének elmaradása révén jelentõs további hurokimpedancia/hosszirányú feszültségesés-csökkenés érhetõ el. A teljesség igénye nélkül megoldásként a szakirodalomban tárgyalt, a továbbiakban ismertetett fõbb típusok vehetõek figyelembe Különleges módon beépített transzformátoros megoldás A különleges módon beépített transzformátoros megoldásnál a földági visszáramot a hosszlánchoz közelebb haladó útra kényszerítjük, mintegy kiszívva a földön keresztül történõ visszavezetõ útról az áramot. Ebbõl adódóan a megoldás szívó (booster) transzformátoros megoldás név alatt ismert Booster transzformátoros megoldás A hosszlánc szakaszolásai és a sínmezõk megszakításai közé kapcsolt transzformátor a visszáramot a sínszálakba kényszeríti, csökkentve ezáltal a földben folyó áramhányadot. Ez kedvezõ hatású, ugyanakkor az impedanciacsökkenés ellen hatnak a transzformátorok sorosan beiktatott induktivitásai, valamint számolni kell a vasúti sínnek, mint acél áramvezetõ elemnek a szkinhatás miatti ellenállás-növekményével, illetve az acélvezetõk mágnesezésével, telítõdésével összefüggõ többletveszteséggel. A a tápláló transzformátorállomás B a booster transzformátor 1 a felsõvezeték 2 a vasúti sín A booster transzformátoros megoldás viszonylag egyszerûen kialakítható, a meglevõ felsõvezeték-rendszerre statikailag nem jelent lényeges többletterhelést Külön áramvisszavezetõs booster transzformátoros megoldás (az elõzõeken túl további jelölések) 3 külön kiépített áramvisszavezetõ A külön áramvisszavezetõvel kialakított megoldás kedvezõbb eredményt ad, mivel itt kevésbé jelentkezik a vasúti sín járulékos többletvesztesége, továbbá a hosszlánchoz közelebb futó vezetéken haladó visszáram kisebb impedanciájú hurkot eredményez. Ugyanakkor számolni kell azzal, hogy a külön visszavezetés egy új vezeték kiépítését igényli, amely többletterhelést jelent a meglevõ felsõvezetéki oszlopokra. Mindkét megoldás alapvetõen kihat a sínáramokra, illetve ezáltal a sínszálakra kapcsolódó vasúti biztosítóberendezés üzemére. Ezért a megoldásokat csak olyan biztosítóberendezés mellett lehet alkalmazni, amelyre nincs kihatással a sínvisszavezetésben történt változtatás. A legtöbb fõvonalunkon jelenleg szigetelt sínszálas biztosítóberendezés található, ezért ezeknél nem alkalmazható egyik booster transzformátoros megoldás sem, ezért Magyarországon reálisan nem lehet számolni a booster transzformátoros megoldásokkal Kettõs feszültségszintû megoldás C tápláló transzformátorállomás D autotranszformátorok 1 a felsõvezeték 2 a vasúti sín 4 külön tápvezeték A szakirodalomban ismert a szimmetrikus 2 25 kv-os (50/25 kv-os) és az aszimmetrikus 75/25 kv-os kettõs feszültségszintû energiakitáplálási megoldás. Ezeknél a vontatójármû továbbra is az 1 25 kv 50 Hz-es rendszernek megfelelõen 25 kv feszültségszinten vételez, viszont a szimmetrikus, illetve aszimmetrikus kialakítású autotranszformátorok közvetítésével az energiatovábbítás már egy ennél nagyobb, 50 kv-os, illetve 75 kv-os feszültségszinten történik. A számítások és a gyakorlati mérések által beigazoltan ennél a megoldásnál a vontatási visszáram a síneken, illetve a földön keresztül gyakorlatilag mindig csak azon két autotranszformátor közötti szakaszon folyik, amelyek között a villamos mozdony tartózkodik. Itt a hagyományos esethez képest a mozdony sínárama megoszlik, egyrészt ezáltal csökken a hosszirányú feszültségesés, továbbá az autotranszformátoroknak mint betáplálási pontoknak a közelsége miatt a visszáram csekély hányada folyik csak földvezetõn keresztül, eredõben csökken az áramvezetõ-föld hurok kiterjedése, amely az impedanciacsökkenés révén a hosszirányú feszültségesés további csökkenését eredményezi. Az autotranszformátoroktól az alállomásokig az áram a tápvezeték-munkavezeték páron keresztül már magasabb feszültségszinten, a földön át folyó áramvisszavezetés hátrányai nélkül folyik vissza. A MÁV a szimmetrikus 2 25 kv-os kettõs feszültségszintû rendszert alkalmazta a Kaposvár Gyékényes Balatonszentgyörgy vasútvonal villamosítása során. Az elõzetes számítások és mérések alapján 14 VEZETÉKEK VILÁGA 2012/3

17 egyértelmûen beigazolódott az impedanciacsökkenés, azaz a kedvezõ feszültségesési viszonyok miatt nagyobb terhelések alkalmazhatók adott alállomási betáplálási távolságok mellett, illetve adott terhelés esetén nagyobb távolságonként elegendõ betáplálást biztosítani. A mérések igazolták, hogy jelentõsen csökkent a földben visszafolyó áram, ezáltal jelentõsen csökkent a visszáram okozta veszélyeztetõ és zavartató hatás a környezetben futó egyéb villamos rendszerekre. Ennek megfelelõen lényegesen csökkenthetõ volt a távközlõ rendszerek védelmére fordítandó költséghányad. A MÁV szimmetrikus 2 25 kv-os kettõs feszültségszintû villamos felsõvezeték-hálózatának számított és méréssel ellenõrzött fajlagos impedanciaértékeit a következõ táblázat tartalmazza: EGYVÁGÁNYÚ PÁLYA KÉTVÁGÁNYÚ PÁLYA A 2 25 kv-os rendszer impedanciái Tartósodrony Munkavezeték Tápvezeték R jx I Z I [Ω/km] 50 mm2 Acél 100 mm2 Réz Külsõ 150/25 ACAL 0,0965 0,2075 0, mm2 Acél 100 mm2 Réz Belsõ 150/25 ACAL 0,0964 0,1762 0, mm2 Acél 100 mm2 Réz Külsõ 150/25 ACAL 0,0483 0,1071 0, mm2 Acél 100 mm2 Réz Belsõ 150/25 ACAL 0,0482 0,0898 0, hosszlánc és a kétoldali tápvezeték 50 mm2 Acél 100 mm2 Réz 2 150/25 ACAL 0,0670 0,1490 0, hosszlánc és az egyik oldali tápvezeték 50 mm2 Acél 100 mm2 Réz 150/25 ACAL 0,0670 0,1520 0, hosszlánc és 1 tápvezeték azonos oldalon 50 mm2 Acél 100 mm2 Réz 150/25 ACAL 0,0970 0,2070 0, hosszlánc és 1 tápvezeték ellentétes oldalon 50 mm2 Acél 100 mm2 Réz 150/25 ACAL 0,0970 0,2230 0,2430 A szakirodalom tárgyalja a booster transzformátoros, a kettõs feszültségszintû és a földági visszavezetõ sodronyos megoldások különféle variációiból kialakítható megoldásokat is. Ezek bizonyos vonatkozásokban további elõnyöket hoznak, viszont alkalmazásuk során jelentõsen megnõ a rendszer kiépítéséhez szükséges költség. Ezért általában csak különleges esetekben (pl. alagutak, ritka betáplálási lehetõségek) történõ alkalmazásuk látszik indokoltnak. A különleges transzformátoros megoldások bevezetésére vonatkozó döntést megelõzõen körültekintõen vizsgálni kell a beépítendõ elemek, illetve az üzem közben fellépõ esetleges többletfogyasztás (transzformátorok üresjárási vesztesége) okozta költségek elfogadhatóságát A fogyasztói feszültség biztosítása különleges betáplálási helyzet kialakításával Egy adott felsõvezeték-hálózat esetén a hosszirányú feszültségesés értelemszerûen csökkenthetõ az ugyanazon felsõvezetéki szakaszon átfolyó áram csökkentésével, illetve az áramút hosszának csökkentésével Kettõs végponti betáplálású 1 25 kv 50 Hz-es rendszer A szakirodalomban és az elõzetesen tárgyaltak szerint a hagyományos tápszakasz hosszát a mögöttes 120 kv-os rendszer, a transzformátor és a tápszakasz eredõ impedanciaképe határozza meg azáltal, hogy a ténylegesen kialakuló legnagyobb fogyasztói áram esetén mely szakaszhossz esetében biztosítható még az elvárt fogyasztói feszültség. Hagyományos betáplálású tápszakasz Homogén kialakítású tápszakasz esetében a tápszakaszon közlekedõ mozdonyra állandó áramfelvétel mellett lineárisan csökkenõ fogyasztói feszültség jut. Ennek megfelelõen a legkedvezõtlenebb feszültséghelyzet a két tápszakaszt egymástól elválasztó fázishatárnál adódik. Azonos nagyságú és fázishelyzetû betáplálást biztosító két szomszédos (az ábrán A és B jelölésû) alállomás esetében a fázishatár alkalmas átkötésével, az elõzõ pontban tárgyaltak szerint a 2 25 kvos rendszer autótranszformátorai között levõ mozdony helyzetéhez hasonló állapot alakul ki. A fázishatárnál tartózkodó mozdony árama megoszlik, amely jó közelítéssel gyakorlatilag feleakkora hosszirányú feszültségesést hoz létre, és továbbá tápszakaszfelenként negyed-negyed, összességében feleakkora átviteli veszteséget eredményez. Kettõs végponti betáplálású tápszakasz XVII. évfolyam, 3. szám A kettõs végponti betáplálású rendszer esetében ugyan megmarad az eredeti földvisszavezetéses hurokimpedancia kedvezõtlen értéke, de a megoszló áramok miatt az egyesített tápszakaszok bármely vételezési pontjára fennáll a hagyományoshoz képest kedvezõbb feszültségesési és átviteli veszteségi helyzet. Meglevõ felsõvezeték-hálózat esetében annak változatlan kialakításának megtartása mellett a rendszer alkalmazásával elérhetõ a fogyasztói feszültség elvárt szinten való tartása és ezzel egyetemben az egyesített felsõvezetéki tápszakaszok impedanciáján keresztül párhuzamosan kapcsolódó transzformátorok révén a megnövekedett teljesítményigény biztosítása. A kettõs végponti betáplálás kialakítására az 1970-es években a MÁV-on belül már történtek vizsgálatok, illetve kísérletek. A 120 kv-os hálózat üzemi viszonyai és a fix áttételû 6 MVA-es transzformátorok adottságai miatt akkor nem volt kezelhetõ a kiegyenlítõ áram nagysága, továbbá az energiaelszámolási problémák rendezése. A feszültségszabályzós transzformátorok megjelenése, az energiavisszatáplálás elszámolásának rendezõdése, valamint a korszerû védelmi és irányítástechnikai mai szintje viszont már kedvezõ lehetõségeket biztosít a kiegyenlítõ áramok minimalizálására, az elszámolási problémák megszüntetésére. Tekintettel az üzemvitel során kialakuló lehetséges helyzetekre, illetve a mindenkori energetikai helyzethez való alkalmazkodás megteremtésére, a rendszert célszerûen csak a mindkét alállomásra és a fázishatároknál elhelyezett távvezérelt összekötõ teljesítménykapcsolós megoldásra kiterjedõ komplex vé- 15

18 delmi és irányítástechnikai rendszerrel lehet megfelelõ biztonsággal üzemeltetni. Ennek a kialakítása viszont gyakorlatilag forgalmi zavartatás nélkül elvégezhetõ, és fedezetigénye nagyságrendekkel kisebb, mint egy meglevõ kettõs tápszakasz (kb km) hasonló eredményeket biztosító átépítésének költsége. A meglevõ felsõvezeték-hálózat esetében az alállomási védelmi és irányítástechnika rekonstrukciójával egyetemben mindenképpen indokolt a rendszer alkalmazásának bevezetése Visszatáplálásos féküzemû mozdonyokat alkalmazó rendszer A korszerû villamos vontatójármûvek egyre nagyobb arányban rendelkeznek visszatáplálásos féküzemmel, amellyel a mozgási energiájuk terhére villamos energiát juttatnak ki a felsõvezeték-hálózatba. Ilyenkor a környezetükben levõ mozdonyok és helyhez kötött berendezések ezt az energiát hasznosítani tudják, és így áramukkal nem terhelik az alállomástól az áramutat, azaz nem okoznak a teljes hosszra kiterjedõ hosszirányú feszültségesést. Általában a hatásukkal azok forgalmi helyzettõl függõ jelentõs szóródása miatt elõzetesen nem szoktak számolni, viszont a figyelembe vételük nélkül vizsgált rendszer feszültségesési és veszteségi helyzete terén a számítotthoz képest kedvezõbb helyzetet eredményeznek. Az adott tápszakaszon belül minél több ilyen mozdony található, a megtakarítás terén annál nagyobb mértékû javulás érhetõ el. Így például a kettõs végponti betáplálású megoldással együttesen alkalmazva a kialakuló tápszakasz gyakorlatilag kétszeres kiterjedése miatt több mozdony található, így további átviteliveszteségcsökkenés érhetõ el. A MÁV vonalain közlekedõ visszatáplálásos féküzemû vontatójármûvek az energetikusi szervezet évi adatai alapján éves összesítésben a felhasznált villamos energia 2%-át jelentõ energiavisszatáplálást biztosítottak az áramszolgáltató felé, azaz a visszatáplálásos féküzemû vontatójármûvek alkalmazása révén a teljes vonatási rendszer 3,73%-os mértékû évi vesztesége több mint 50%-ban kompenzálásra került! Egy vontatójármû esetében a visszatáplálás révén elérhetõ megtakarítás az elvégzett mérések szerint a 20-25%-ot is eléri, amely energia az alállomási betáplálási utat tehermentesítve a körzetben levõ fogyasztók ellátására fordítódik, azaz csökken a terhelõ áram áramútjának a hossza, ami a veszteség és a feszültségesés további csökkenését eredményezi Összefoglaló megállapítások A vizsgálatok alapján a szállítási igény növekedésével a MÁV Zrt. vonalain megjelenõ nagy egységteljesítményû villamos mozdonyok feszültségviszony szempontú üzemével kapcsolatban az alábbiak állapíthatóak meg. A hosszláncok áramterhelhetõségének további növelése és a kedvezõbb hosszirányú feszültségesési és veszteségi viszonyok miatt indokolt alkalmazni a megerõsítõ/tápvezetékes rendszert. A sínáramköröket nem alkalmazó biztosítóberendezés esetében a hosszirányú feszültségesések további mérséklésére célszerû alkalmazni a földági visszavezetõ sodronyos megoldást. Elõtérbe kell helyezni az alállomások és tápszakaszaik integrált védelmi és irányítástechnikai rekonstrukciójával a végponti táplálásos üzemmód bevezetését, amely a meglevõ felsõvezeték-hálózat változatlan megtartása mellett teljesítménynövekvényt biztosít, és átviteli veszteségcsökkenést tesz lehetõvé. Elõ kell segíteni az energiavisszatáplálásos féküzemû vontatójármûvek mind nagyobb arányú térnyerését. A felsõvezeték-rendszer átviteli veszteségének éves szintû, 4%-ot meg nem haladó értékének csökkentése a rendszer átépítésével csak korlátozott mértékig végezhetõ el, és akár töredékrésszel való javulás is jelentõs mértékû beruházási költséget igényel. Az energiavisszatáplálásos féküzemû vontatójármûvek térnyerésével, mûködési feltételeinek javításával viszont a felsõvezeték-rendszer átviteli veszteségét jelentõsen meghaladó mértékû költségmegtakarítás realizálható. A bizonyos vonatkozásokban további elõnyöket biztosító különleges megoldások így a 2 25 kv-os rendszer alkalmazása is csak egyedi esetekben (pl. alagutak, ritka betáplálási lehetõségek, környezeti zavartatás csökkentése stb.) tekinthetõek indokoltnak. A jelentõs költségigényük miatt ezek alkalmazására vonatkozó döntés megalapozottan csak a beruházási és üzemeltetési költségek várható haszonra/elõnyökre vetített körültekintõ vizsgálata alapján hozható meg. VEZETÉKEK VILÁGA 2012/3 Összességében az általánosan elvégzett vizsgálat eredménye alapján megállapítható, hogy a magyar vasúthálózatra várható reális forgalom- és teljesítményigény növekedésével számolva az igényeknek eleget tevõ felsõvezetéki és energiaellátó rendszer a meglevõ rendszeresített építõelemekbõl kialakítható, további különleges megoldású rendszer alkalmazása jelenleg nem tekinthetõ indokoltnak. 3. Irodalomjegyzék [1] MSZ EN szabvány Vasúti alkalmazások. Telepített berendezések. Villamos vontatási felsõvezeték [2] MSZ EN szabvány; Vasúti alkalmazások A vontatási rendszerek tápfeszültségei [3] Martinovich István: Nagyfeszültségû villamos berendezések. Közdok Budapest, 1978 [4] MSZ EN 50388:2005 szabvány; Vasúti alkalmazások. Az energiaellátás és a gördülõállomány. Az együttmûködõ képesség eléréséhez szükséges, az energiaellátás (alállomás) és a gördülõállomány közötti koordináció mûszaki ismérvei [5] Dr. Varjú György: Elõzetes értékelés a Hodos Boba V. sz. korridor vasútvonal indukáló hatásáról és a csökkentési lehetõségekrõl. Budapest, április 21. [6] Dr. Varjú György: A mágneses erõtér nagysága a MÁV-nál alkalmazott táplálási és felsõvezeték-rendszerekre. Elõadás: X. Vasút-villamosítási Konferencia, Pécs, október 7. [7] Csárádi János: Villamos felsõvezetéki berendezés építése és fenntartása. Közdok Budapest, 1978 [8] MÁV Zrt : MÁV Nagyvasúti felsõvezeték-rendszer alapszámításai [9] Túlterhelésbõl adódó felsõvezetéki üzemzavarok megszüntetése, felsõvezetéki és alállomási védelmek átalakítása Tanulmány, MÁVTI Kft. Budapest, 2005 [10] Csoma András: A megnövekvõ vasúti szállítási igények és a nagy teljesítményû mozdonyok megjelenésének hatásai a MÁV nagyvasúti villamos vontatási rendszerére. A nagyvasúti villamos vontatási rendszer lehetséges fejlesztési irányai Tanulmány, 2010 Belastungen der Fahrleitungsanlagen durch die Inbetriebssetzungen der Hochleistungslokomotiven (Teil 2.) Im zweiten Teil des Artikels wird das erwartete Spannungsniveau der elektrischen Traktion analisiert und die mögliche Lösungen für Besorgung diese Spannungsniveau dargestellt, weil die Belastungen der Anlagen ansteigenden Anforderungen für die Bahnbeförderung und die Inbetriebssetzungen der Hochleistungslokomotiven erhöht werden. Load of catenary caused by high performance locomotives (Part 2.) The second part of the study - taking into consideration increasing freight transport demand and introduction of high performance locomotives gives an overview about expected voltage levels, and describes possible solutions to provide these levels.

19 Néhány gondolat a vasúti útátjáró-biztosítás szabályozásának módosításáról Görög Béla Napjainkban egyre több felvetést olvashatunk arról, hogy a vasúti útátjárók biztosítási szabályai újragondolásra szorulnak. A robbanásszerûen növekvõ gépjármûforgalom, a jármûvek teljesítményének, sebességének növekedése, az egyéni jármûközlekedés túlsúlya és a társadalom felgyorsult életvitele nehezen tolerálhatóvá tette a vasúti forgalom által okozott akadályoztatást, a viszonylag hosszú elõzárási (várakozási) idõket, a vasúti jármûvek (egyébként beláthatóan indokolt) elsõbbségét az útátjárókban. Az 1960-as években a jelenleginél csaknem kétszer több útátjárón keresztül úgy bonyolódott le a ma megszokott vasúti forgalom többszöröse, hogy az a jelenleginél lényegesen korlátozottabb számú és hatótávolságú közúti közlekedési eszköz forgalmában nem okozott olyan társadalmi megterhelést, mint manapság. Talán ez az egyik fõ oka annak, hogy az 1970-es években megszületett, akkor társadalmilag elfogadhatónak tûnõ alapelveket ma már számos oldalról kritika éri. Megállapítható az is, hogy a szabályozás sem követte a gyorsan fejlõdõ közúti forgalmat: az utolsó részletes forgalombiztonsági elemzés 1977-ben készült [1], az 1984-es jogszabály, és a kapcsolódó szabványok, elõírt módszerek néhány tûzoltó beavatkozást leszámítva csaknem harminc éve lényegében változatlanok. A vasúti közlekedés biztonságának megítélését jelentõs részben az útátjárókban bekövetkezõ balesetek száma, az egyes balesetek súlyossága határozza meg. A biztosítatlan vasúti átjáró elsõ pillantásra nem sokban különbözik a többi útkeresztezõdéstõl: az egyik szereplõ (a közúthasználó a jármûvével) mindkét esetben azonos is, a másik szereplõ, a vasúti jármû pedig abszolút elsõbbséggel rendelkezik, és többnyire sem viselkedésének kiszámíthatóságában, sem láthatóságában nem tér el a közúti jármûvek világában megszokottól. A szokásos közúti keresztezõdésekhez hasonlóan a közúton közlekedõknek a keresztezéshez közeledve el kell dönteniük, hogy a keresztezésbe behajthatnak-e, vagy elsõbbséget kell adniuk a keresztirányban közlekedõnek (esetünkben a vasúti jármûnek). A vasúti jármû vezetõje számára pedig a fõútvonalon (védett úton) haladó közúti jármûvekhez hasonlóan elõre ismert az elsõbbség szabálya, így a keresztezõdést sebességcsökkentés nélkül megközelítheti. A fentiekbõl elsõ látásra az következik, hogy a közúti és vasúti jármû veszélyeztetési/ütközési valószínûsége egy-egy átlagos vasúti útátjáróban alapvetõen nem tér el egy táblával szabályozott elsõbbségû átlagos útkeresztezõdésben bekövetkezõ keresztirányú jármûveszélyeztetés/ütközés valószínûségétõl. Ez az elviekben azonos ütközési valószínûség azonban a két közlekedési ág eltérõ tulajdonságai miatt nem jelent azonos baleseti kockázatot: a védett útvonalak alsóbbrendû úttal való keresztezései és a vasúti útátjárók között ugyanis számos szignifikáns eltérés mutatható ki például a védett útvonalon haladó vasúti jármû sebességére, a vasúti jármû fékútjára, az ütközõ jármûvek relatív tömegarányára stb. vonatkozóan, ami kisebbnagyobb mértékben módosítja a már bejelentésre/nyilvántartásra érdemes súlyos balesetek kialakulásának valószínûségét az egyszerû közúti keresztezési balesetekkel szemben. Vegyük sorra a lényegesebbeket! A vasúti útátjáróban csak keresztirányú közúti forgalom van, a vasúti irányra bekanyarodó közúti forgalom nincs, így az utóbbival kapcsolatos közúti veszélycsoport az útátjáróban elmarad. A vasúti jármû fékútja 5-10-szerese a közúti jármû fékútjának, ezért annak vezetõje szinte semmit nem tehet az esetleges ütközés elkerülésére. A vasúti közlekedés e közismert tulajdonsága indokolja többek között az útátjárókban a vasúti jármûvek elsõbbségét a közúti forgalommal szemben. Egy útkeresztezõdésben 1-40-szeres, egy vasúti útátjáróban szoros különbség lehet az ütközõ jármûvek tömege között, így a baleseti statisztika súlyosságában és ennek következtében a balesetként nyilvántartott ütközési esetek számában jelentõs eltéréseket mutathat az útkeresztezõdések közúti baleseti statisztikától. A 90 km/óránál nagyobb megengedett sebességû úttípusokon (pl. autóúton) már nem hagynak meg szintbeni keresztezõdéseket (ha régi magyar szokás szerint mégis, akkor legalább táblákkal csökkentik az adott útszakaszon a megengedett sebességet). A 160 XVII. évfolyam, 3. szám km/órás megengedett sebességû vasútvonal a jelenlegi jogszabályok szerint közúttal szintben keresztezhetõ (de megjegyzendõ, hogy ez csak biztosított lehet, és a keresztezést biztosító fél-/fénysorompó zavara esetén az útátjárón áthaladó vonat sebessége csak 15 km/óra lehet). Meg kell jegyeznünk, hogy az 1985-ben megkötött, Magyarország által 1989-ben aláírt AGC egyezmény végrehajtásában hazánknak többek között éppen ezen a területen van jelentõs elmaradása. Az 1985-ben Genfben aláírt, a fõbb nemzetközi vasútvonalakról szóló európai egyezmény (AGC) az egységes európai vasúthálózat alapvetése volt. A szerzõdõ felek arra vállaltak kötelezettséget, hogy az egyezmény hatálya alá tartozó vasútvonalak (az úgynevezett fõ vasúti tengelyek) fejlesztése során az egyezmény II. mellékletében szabályozott mûszaki paramétereket tûzik ki célul. Az egyezmény Magyarországon tõl van érvényben, de csak a 207/2007 (VIII. 7.) kormányrendelettel került kihirdetésre. Az AGC hálózat fõ vasúti tengelyei közé Magyarországon az 1-es (és a komáromi határátmenet), 30-as, 70-es, 80-as, 100-as, 120-as és 150-es vonal tartozik. Az AGC hálózathoz tartozó meglévõ vasútvonalakon szintbeni közúti keresztezés nem lehet. Az egyezmény II. függeléke alapján tengelyek közé tartozó meglévõ vonalakon a szintbeni keresztezéseket külön szintû keresztezések építésével meg kell szüntetni, kivéve azon ritka eseteket, amikor ez gyakorlatilag lehetetlen. A legbiztonságosabb útátjáró a külön szintû útátjáró Ahogy minden biztonsági intézkedés, az útátjárók biztonsági kialakítására vonatkozó szabályozás is alapvetõen a társadalmi költség szempontjából elérhetõ, fenntartható biztosítási szint és a még elfogadható baleseti kockázat kompromisszuma. Közismert, hogy a balesetek számát tekintve legkedvezõbb megoldást a külön szintû keresztezõdések nyújtanák, azonban ezek létesítési költsége magas, így a magyar társadalom teherbíró képessége nem teszi lehetõvé még a 120 km/órás sebesség feletti szintbeni útátjárók mindegyikének külön szintûvé alakítását sem. Például a Budapest Hegyeshalom vasútvonal emeltsebességû szakaszain mintegy 40 szintbeni útátjáró van. Eltérõ domborzati viszonyok között üzemelõ, eltérõ gazdasági erõvel vagy történelmi hagyományokkal bíró vasutaknál 17

20 természetesen eltérõ a szintbeni és a külön szintû útátjárók aránya is, Magyarországon a külön szintû vasúti átjárók száma a szintbeni útátjárók számának mindössze néhány százaléka. Az idõk során bebizonyosodott, hogy egyrészt a külön szintû keresztezõdésekben sem kizárható a közúti és vasúti jármû ütközéses balesete (pl. Eschede 1998, Selby 2001), másrészt a használók, a hatóságok, illetve az önkormányzatok egy része akkor sem kíván lemondani a veszélyesebb, szintbeni útátjáró használatáról, ha az úthasználók jelentéktelen kerülõvel a drágán megépült külön szintû keresztezésen is folytathatnák útjukat. Gyakori eset, hogy az alul-/felüljáróról kitiltott forgalom (lassújármûvek, mezõgazdasági gépek, honvédség, tûzoltóság stb.) részére meghagyott szintbeni átjárót tömegesen használják egérútként csúcsforgalomban, torlódás esetén. Szinte minden évben érkezik panaszos levél a rákosrendezõi sorompóskanzen hosszú idejû zárva tartása miatt, holott már több évtizede megépült a Hungária körúti felüljáró, csak hát ott bizony gyakran van torlódás A külön szintû közúti-vasúti keresztezés sem nyújthat abszolút biztonságot ban pl. a németországi Eschedénél egy 200 km/órás sebességgel száguldó ICE kisiklott kocsija keresztbefordulva valósággal kiütötte egy közúti felüljáró tartóoszlopait, magára rántva a felüljárót 2001-ben, egy hideg februári hajnalon az angliai Selby közelében egy nehéz utánfutót vontató terepjáró megcsúszott a felüljárón, és áttörve a korlátot a felüljáró alatt húzódó vasúti sínekre esett. A terepjáró vezetõje hiába próbálta a vágányt szabaddá tenni, illetve felhívni a segélyvonalat Néhány perccel késõbb nekiütközött egy 120 mérföldes óránkénti sebességgel közlekedõ InterCity, amely kisiklott, és kicsit késõbb, mintegy 600 méterrel távolabb összeütközött egy tehervonattal. A balesetben tízen meghaltak, és 82 utas sebesült meg. Az elsõbbségadás lehetõségének biztosítása a szintbeni keresztezés környezetében A szabályozott elsõbbségû szintbeni keresztezésekben az elsõbbséggel rendelkezõ forgalmat keresztezõ jármûnek kell megbizonyosodnia a veszélytelen továbbhaladás lehetõségérõl. Ha a továbbhaladás feltételei nem biztosítottak, vagy errõl a jármûvezetõ nem tud meggyõzõdni, akkor a keresztezés elõtt meg kell állni. Ennek érdekében nyilvánvalóan 18 gondoskodni kell arról, hogy az elsõbbségadásra kötelezett jármû vezetõje idõben felismerhesse az elsõbbségadási kötelezettségét (azaz beláthassa maga elõtt a keresztezésig tartó útszakaszt és a szükséges mértékig a keresztezett utat), a keresztezésbe való behaladás elõtt ellenõrizhesse, hogy elindulás után veszélytelenül végrehajthatja a bekanyarodást, áthaladást a jármûvének hoszszát, várható gyorsulását és az útviszonyoknak megfelelõ sebességét figyelembe véve. A helyes döntést megalapozó látóterek szabadon tartásáról jogszabályok, rendeletek, tervezési szabályzatok gondoskodnak. A rálátási háromszög (sight triangle, Sichtdreieck) meghatározása szakmánk mûvelõi számára jól ismert. Ennek szabadon tartását Magyarországon a közúti közlekedésrõl szóló évi I. törvény végrehajtására kiadott 30/1988 (IV. 21.) MT rendelet írja elõ. A jogszabály 32. (1) bekezdése szerint vasúti átjáró mellett a külön jogszabályban meghatározott rálátási háromszög lakott területen a csökkentett rálátási háromszög területén az út és a vasút szintjétõl számított 50 centiméternél magasabb építményt, egyéb létesítményt elhelyezni, 50 centiméternél magasabb fát, növényzetet ültetni, termeszteni nem szabad. A paragrafus 2. bekezdése feljogosítja a közlekedési hatóságot, hogy elrendelje a vasúti átjáró rálátási háromszögének területén lévõ fa, illetve egyéb növényzet kivágását. E szabályozás miatt pl. a rálátási háromszögben az interoperabilitási szabályoknak megfelelõ SK+55 cm magasságú peronok létesítése jogszerûen nem volt engedélyezhetõ, de ha szó szerint vesszük, még a sorompó fedezõjelzõk, felsõvezetéki és világítási oszlopok, vezérlõszekrények létesítése sem megengedett. Ezt a szabályozást alkalmazta a vasúti útátjáró rálátási háromszögében a korábbi 2/1976 (II. 29.) KPM rendelet és az ezt felváltó jól ismert 20/1984 (XII. 21.) KM rendelettel kiadott Forgalomszabályozási Mûszaki Szabályzat (2011-ig érvényes szabálya) is: akkor tekintette szabadnak az elõírt látóteret, ha abban semmilyen, fél méternél magasabb növényzet vagy építmény nincs. A közúti szabályozás az útkeresztezõdéseknél megengedõbb: a szintbeni csomópontokban 0,8 és 2,5 méteres magasság között olyan rálátási háromszöget kell biztosítani, amely mentes a rálátást akadályozó létesítményektõl, parkoló jármûvektõl és növényzettõl, de az elsõbbséggel rendelkezõ jármûveket el nem fedõ fák, világítási oszlopok, jelzõberendezések elhelyezhetõk. VEZETÉKEK VILÁGA 2012/3 A 20/1984 (XII. 21.) KM rendelet mellékletének 55/2011 NFM rendelettel módosított pontjában végre elõírásra került, hogy a rálátási háromszög akkor áttekinthetõ, ha abban 0,8 méternél magasabb akadály, növényzet nincs (ami megengedi az 55 cm magas peronok melletti útátjárók létesítését), és a 0,8 méternél magasabb pontszerû vasúti üzemi berendezések nem takarnak ki 20 méternél nagyobb hosszt a vágánytengelyen mérve (ami lehetõvé teszi a megállókhoz szükséges mûszaki berendezések, jelzõk, oszlopok szabályos elhelyezését). Továbbra is kérdéses lehet a nem vasútüzemi létesítmények, pl. a közúti felüljárók kitakarási szempontból egyébként megfelelõ méretû oszlopainak megengedhetõsége. A 30/1988 (IV. 21.) MT rendelet 32. -a továbbra is érvényes, így a rálátási háromszögben továbbra sem létesíthetõ 0,5 méternél magasabb építmény... A rálátási háromszög paraméterei Az útátjárónál a rálátási háromszög elõírásszerû átláthatósága azt biztosítja, hogy a közúton szabályos sebességgel közlekedõ jármû a közeledõ vasúti jármû részére az útátjáróban szabályosan elsõbbséget tudjon adni, vagy biztonságosan át tudjon haladni azon. E háromszög súlyvonala a közúti jármû sebességétõl és az út lejtviszonyaitól függõ megállási látótávolság, a háromszög alapja pedig a vasúti jármûvek sebességétõl függõen úgy megválasztott távolság, hogy a háromszög vágányra esõ csúcsaiban megjelenõ vonat útátjáróba érkezése elõtt a megállni már nem képes közúti jármûvek teljes terjedelmükben áthaladhassanak az útátjáróhoz maximális sebességgel érkezõ vonat elõtt. A rálátási háromszög harmadik fontos paramétere az akadálymentes átláthatóság meghatározása: azaz a háromszögben elhelyezkedõ akadályok megengedett méretei. Az útátjáró rálátási háromszögének definíciója ugyanakkor számos pontban vitatható, a szakmai vitákban rendszeresen felvetõdik az újragondolás szükségessége. A magyar közúttervezési irodalomban a rálátási háromszög (látómezõ) két típusát tárgyalják: a közeledési és a megállási rálátási háromszöget. Ezek a jármû sebessége és a közlekedésbiztonsági konfliktus tekintetében is rendre megfelelnek a mi megszokott teljes és csökkentett rálátási háromszögünknek. A rálátási háromszög súlyvonala, a megállási látótávolság (stopping sight distance, Haltesichtweite) jól ismert köz-