Energia di trazione

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Linea ad Alta Velocità elettrificata a 2x25kVca

Oggi RFI consta di 12.016 km di linee elettrificate.

La fornitura, la trasmissione ed il controllo dell’energia elettrica per la trazione dei treni avviene attraverso:

le sottostazioni, nodi elettrici collegati ad una rete ad alta tensione che sono in grado di trasformare e convertire l'alta tensione in una forma adatta ad alimentare gli azionamenti ed i motori dei treni;
il sistema della catenaria, ovvero l’insieme delle condutture che distribuiscono l'energia elettrica sulla linea e la trasmettono ai treni per mezzo di dispositivi di captazione di corrente, i cosiddetti pantografi;
gli apparati di telecomando per la Dirigenza Operativa della Trazione Elettrica (DOTE), che permettono di effettuare da un posto centrale di telecomando le manovre di apertura / chiusura dei sezionatori e degli interruttori di un’ampia porzione di rete nonché di riportare sulla postazione del Dirigente Operativo TE le segnalazioni di allarme.

Nelle sottostazioni l’energia elettrica prelevata dalla rete primaria in alta tensione viene immessa sulla linea aerea di contatto (sistema della catenaria).

Seguendo il percorso dell’energia, in ogni sottostazione troviamo:

la zona alta tensione, un tempo asset RFI, oggi passato a TERNA;
la zona trasformatori, che, nelle SSE a 3kVcc, possono essere ad esempio 132 kV/2710V, trifasi a due secondari, stella e triangolo, ed alimentano raddrizzatori a ponte dodecafase; nel caso delle SSE a 2x25kVca possono essere ad esempio 132 kV/±25kV monofase con presa centrale collegata al binario;
la zona dei gruppi di conversione, se trattasi di linea ferroviaria in corrente continua, per rimodulare la tensione alternata in ingresso, in tensione a 3kV corrente continua di uscita verso la linea di contatto;
la zona di protezione e distribuzione, con gli interruttori ad elevate prestazioni, che intervengono tempestivamente in caso di guasto elettrico in linea, e la zona di smistamento della corrente di trazione ed alimentazione della linea di contatto.

Come accennato, le sottostazioni che alimentano le linee tradizionali a 3kVcc sono dotate di gruppi di conversione della corrente alternata in corrente continua; viceversa le sottostazioni che alimentano le linee ad alta velocità (AV) a 2x25kVca sono caratterizzate da uno schema più semplice per trasformare l’alta tensione trifase in ingresso a 132kVca oppure a 150kVca nella tensione monofase a ±25kVca della linea di contatto. Queste ultime sono dotate di particolari sezionatori in alta tensione, cosiddetti “a ginocchio”, che permettono di scegliere in modo flessibile le due fasi della terna in ingresso di alimentazione per una migliore gestione della rete in alta tensione e distribuire nel modo più equilibrato possibile i carichi rappresentati dalle sottostazioni monofase dell’alta velocità.

Ogni sottostazione, della rete tradizionale ed AV, è dotata di un sistema di governo che, nei nuovi impianti, attua la supervisione ed il telecomando computerizzato consentendo sia il comando, il controllo la diagnostica ed il monitoraggio locale, che l’interfacciamento verso i sistemi superiori di gestione e diagnostica (DOTE).

Sulle sottostazioni a 3kVcc oggi è in corso un progetto sperimentale per realizzare un sistema di recupero dell’energia di frenatura e controllo della tensione nelle sottostazioni.

I principali vantaggi di tale sistema innovativo saranno il miglioramento della qualità dell’esercizio grazie alla regolazione continua della tensione di alimentazione ed il risparmio energetico.

È interessante un breve cenno sulla linea di contatto, la quale è davvero una particolare linea di trasmissione dell’energia elettrica. Le normali linee elettriche infatti trasferiscono energia da un punto fisso ad un altro (da una stazione primaria ad un nodo di distribuzione, da una cabina ad un gruppo di utenti, etc.); la linea di contatto per la trazione ferroviaria invece trasmette energia al motore del treno in movimento attraverso il contatto strisciante del pantografo.

La linea di contatto comprende i fili sagomati di contatto vero e proprio con lo strisciante del pantografo del treno e la corda portante che sostiene in senso longitudinale i fili di contatto attraverso appositi pendini. La disposizione geometrica della corda portante è assimilabile alla cosiddetta curva “catenaria”. Sia fili sagomati che corde portanti contribuiscono alla trasmissione dell’energia essendo in continuità elettrica tra di loro.

I capitolati ed i disegni costruttivi di RFI, elaborati in conformità alle norme tecniche di settore, definiscono nel dettaglio tutti i componenti della catenaria, fra i quali anche le sospensioni, i sostegni e i blocchi di fondazione, indicando le soluzioni standard e ogni informazione tecnica necessaria per tutte le condizioni di impiego prevedibili sulla rete ferroviaria.

Le linee di contatto rispondenti agli attuali standard in vigore sono componenti provvisti della dichiarazione CE del tipo secondo il Regolamento (UE) n. 1301/2014 (Specifica Tecnica d’Interoperabilità per il sottosistema Energia).

RFI ha recentemente emanato un nuovo standard per la catenaria rigida che trova particolare applicazione nelle gallerie dove l’ingombro della linea di contatto di tipo tradizionale (elastica) non è compatibile con gli spazi disponibili.

Postazione del Dirigente Operativo della Trazione Elettrica (DOTE)

Ad oggi la rete è dotata di estesi sistemi di telecomando (DOTE) che permettono di gestire gli impianti di trazione elettrica da un Posto Centrale.

Ogni Posto Centrale DOTE ha giurisdizione su numerose sottostazioni e su centinaia di chilometri di linea di contatto appartenenti sia a binari elettrificati di piena linea che di stazione e scali merci. Il Posto Centrale di Telecomando DOTE ed il colloquio di questo con gli impianti periferici è definito, nei principi, da apposite specifiche e prescrizioni tecniche RFI.

Nel tempo la tecnologia è evoluta permettendo un’ottimizzazione della gestione del sistema ed un incremento dell’affidabilità e della disponibilità degli impianti di trazione elettrica.

Tutti i Posti Centrali DOTE sono presenziati da personale RFI nelle 24 ore, garantendo la gestione ottimale degli impianti di trazione elettrica sia durante la circolazione dei treni sia durante le attività di manutenzione in linea.