Kontaktledning

Från Svensk MJ-Wiki
Hoppa till: navigering, sök

Kontaktledning är en ledning som överför elektrisk ström till eldrivna dragfordon. Kontaktledningen är utförd så att återledningen sker genom jord, d.v.s. genom spåret. Kontaktledning finns i olika utföranden, i första hand som luftledning eller som strömskena (som t.ex. i Stockholms tunnelbana). I denna artikel behandlas luftledning.

Funktion

Kontaktledningen utgör en sluten krets tillsammans med dragfordonet och återledning via jord, d.v.s. spåret. Fordonen tar upp ström från kontaktledningen med hjälp av en strömavtagare, som i regel släpar mot kontaktledningen. Drivspänningen kan variera mellan olika system, mellan 220 V och 25000 V åtminstone. Både likström och växelström förekommer.

Kontaktledningen måste ligga på en någorlunda konstant höjd över spåret. Ofta behöver höjden kunna minska, främst vid passage av tunnlar och broar. Strömavtagarna måste därför kunna pressas ihop av kontaktledningen. Kontaktledningen måste också vara någorlunda plan. För att jämna ut slitaget på strömavtagarna går kontaktledningen dessutom i zick-zack. Kontaktledningen måste också kunna hantera värmeutvidgningen av materialet utan att dragspänningen i tråden ändras, det löses genom att ledningen är indelad i sektioner som spänns med vikter.

Komponenter

I följande avsnitt beskrivs de komponenter som utgör ett typiskt kontaktledningssystem.

  • Kontakttråd är tråden som överför ström till fordonen, i regel utförd av koppar.
  • Bärlina används för att hänga upp kontakttråden så att den hänger rakt. Bärlinan är också utförd i koppar för att leda ström och ha samma väremutvdgning som kontakttråden. Äldre system för lägre spänning och lägre hastighet (t.ex. spårväg) saknar ibland bärlina.
  • Bärtrådar förbinder kontakttråden med bärlinan.
  • Utliggare används för att fästa kontaktledningen i stolpen vid få parallella spår, främst på linjen. Utliggarna är elektriskt isolerade från stolpen, och utförda så att de kan svänga runt stolpen för att värmeutvidgningen ska kunna tas upp. Utliggarna har också olika längd för att skapa zick-zackdragningen av kontakttråden. Vid sektionsskarvar och växlar används dubbla utliggare för att byta kontaktledningssektion.
  • Bryggor används i stället för utliggare när många parallella spår finns, främst på bangårdar.
  • Stolpar av olika längd används för att bära upp bryggor och utliggare. Stolparna är isolerade från kontaktledningen.
  • Spännanordningar används för att hålla kontaktledningen spänd. Kontaktledningen är indelad i uppspänningssektioner med en spännanordning i varje ände. Spännanordningarna utgörs i regel av motvikter, även om fjädrar förekommer. Spännanordningar kan vara gemensamma för kontaktråd och och bärlina, eller separata.
  • Sugtransformatorer eller spartransformatorerer används för att förbättra återledningen genom spåret, eftersom strömmen ibland hittar andra vägar än genom rälerna. Dessa s.k. vagabonderande strömmar minimeras med sug- eller spartransformatorer.
  • Drivsektioner utgör kontaktledningens elektriska indelning. Drivsektionernas skarvar ligger i regel vid sugtransformatorerna. En drivsektion består normalt av flera uppspänningsektioner.
  • Sektionsskarv finns mellan drivsektioner och vid sugtransformatorerna. Vid vissa växlar krävs en sektionsskarv för att undvika livsfarliga strömmar mellan drivsektionerna.
  • Frånskiljare för att koppla om drivsektioner.

Utförandet på dessa komponenter är olika för olika kontaktledningssystem, och har också ändrats genom åren. Alla komponenter finns inte heller i alla system. För modellbyggaren innebär det att utförandet av kontaktledningen beror på vald förebild och epok.

Svensk kontaktledning

SJ:s äldre modell

När SJ inledde sin elektrifiering, inledningsvis på Malmbanan och Västra stambanan 1916-1927, skapade man ett kontaktledningssystem för begränsade hastigheter, där det räckte med en sth på 90 km/h. Stolparna utfördes i svetsat galvaniserat stål (som ofta målades grönt), och utliggarna monterades i stolparna på vertikala porslinsisolatorer så att utliggarna kunde vrida sig i isolatorerna. Utliggarna bestod av tre delar, överst en dragstång som var fäst i den övre isolatorn, sedan ett diagonalrör som förband dragstångens yttre ände med den nedre isolatorn och slutligen ett horisontalrör från den nedre isolatorn till kontakttråden. Bärlinan var fäst i dragstången, och en bärtråd förband bärlinan med kontakttråden vid utliggaren.

Längs med kontaktledningen gick också en återledning på stolpens framsida mellan isolatorerna för utliggaren, som användes för att spårets återledningsförmåga var för svag. Denna återledning har oftast förstärkts efterhand, med en eller två återledningar på stolparnas baksida. Längs med kontaktledningen i stolparnas topp går också två eller tre hjälpkraftledningar, som användes för diverse strömförsörjning längs med banan.

Stolpar som behövde stöd för dragkrafter längs banan försågs med en diagonalsträva, det gällde främst stolpar med spännanordningar.

När man ville öka hastigheterna på snälltågen vid 1930-talets slut var detta system inte tillräckligt. Det blev gärna en studs på strömavtagarna vid den stela infästningen av kontaktledningen i utliggaren när hastigheten översteg 100 km/h. För att hantera detta försågs utliggaren med ett s.k. tillsatsrör som fästes i horisontalröret vilket gav kontakttråden ett mera flexibelt fäste i utliggaren. Bärlinan fästes vidare i dragstången med en s.k. Y-lina för att öka flexibiliteten även där. Därmed hade man fått en kontaktledning som medgav en sth på 135 km/h lagom till att de första F-loken levererades 1942. Dessa system installerades på stambanorna efter hand, medan det äldre systemet fortfarande installerades på sidobanor.

Dimensioner för SJ äldsta system
Dimension
Mått
Anmärkning
Stolpavstånd (m)
60 Vid rakspår; kortare i kurvor
Avstånd mellan bärtrådar (m)
10

Trådhöjd över rök (m)
5,6
Nominell höjd, lägre under broar och tunnlar
Anspänningssektion (m)
1200-1400
Mellan spännanordningar
Driftsektion (m)
5000
Mellan sugtransformatorer
Max avvikelse från spårmitt (m)
0,4
Zick-zack på rakspår
Sth (km/h)
90-135
Den högre hastigheten med tillsatsrör och Y-lina.

JvmKEAJ00595.jpg

Röl-Smedsta station 1967. Äldre ledning utan tillsatsrör, med två hjälpkraftledningar och en återledning. Zick-zack-dragningen av kontakttråden syns på denna bild. Foto Bo Gyllenberg, Digitalt museum JvmKEAJ00595

JvmKBDN00706.jpg

Olskroken 1950-tal. Vid den närmaste stolpen syns ledningsdragningen över en växel. Stolpen till vänster är utrustad med spännanordning för en trådskarv och en snedsträva. Foto Eric Lundquist, Digitalt museum JvmKBDN00706

SJ Yoa2

Här syns kontaktledning med tillsatsrör (1960). Foto S. Dahlgren, Digitalt museum JvmKBDB11854

SJ:s nyare modell

I slutet på 1970-talet började SJ förbereda för att öka sth till 160 km/h, vilket Rc3 medgav, och så småningom behövde man öka till 200 km/h för X2000. De viktigaste förändringarna var en högre inspänningskraft i tråden, nya mer flexibla utliggare och mycket små toleranser i kontaktledningens höjd över räls överkant. Dessutom infördes nya strömavtagare. Systemet kallas ST 15/15 eller SYT 15/15.

Dimensioner för SJ nyare system
Dimension
Mått
Anmärkning
Stolpavstånd (m)
60 Vid rakspår; kortare i kurvor
Avstånd mellan bärtrådar (m)
10

Trådhöjd över rök (m)
5,5
Nominell höjd, lägre under broar och tunnlar
Anspänningssektion (m)
1200
Mellan spännanordningar
Driftsektion (m)
5000
Mellan sugtransformatorer
Max avvikelse från spårmitt (m)
0,3
Zick-zack på rakspår
Sth (km/h)
200

Utliggare.JPG

En utliggare i SJ:s nyare system 2008. Notera förändringen av isolatorer. Återledningen ligger här överst. Foto Mats Schedin, Wikimedia Commons

Annan svensk kontaktledning

Förutom SJ har flera enskilda järnvägar byggt kontaktledning. SRJ och SSnJ har byggt kontaktledning för likström med lägre spänning, 750-1500 volt. NKlJ, BLHJ, MÖJ, GDG och TGOJ har byggt kontaktledning för växelström, i regel med samma spänning som SJ. Dessa kontaktledningar skiljer sig i vissa detaljer från SJ:s utförande, även om GDG:s och TGOJ:s stämmer väl överens med SJ:s system från samma tid. Rätt många industribanor har också haft elektrisk drift, oftast med lägre spänning.

Kontaktledning i modell

Kontaktledning innebär utmaningar för modelljärnvägsbyggaren. Kontaktledning är en rätt omfattande konstruktion med mycket detaljer och besvärliga hållfasthetsproblem. När kontaktledningen väl är byggd försvårar den också åtkomlighet på modelljärnvägen och kan dessutom vara ömtålig. Bygger man modelljärnväg med svensk förebild är det dock i många fall svårt att undgå kontaktledning.

Olika byggare har hanterat dessa utmaningar på olika sätt. Det finns i huvudsak fyra alternativa sätt att bygga kontaktledning för MJ, alla med olika för- och nackdelar.

  1. Det enklaste alternativet är att bygga endast bryggor och utliggare, d.v.s. utelämna själva kontaktledningen och andra ledningar längs med banan och bara sätta stolpar, utliggare och bryggor. Det är det enklaste sättet att bygga kontaktledning, och man slipper också ledningar som försvårar åtkomst på anläggningen och riskerar att skada kontaktledningen i sig. För att denna lösning ska fungera säkert måste höjden på utliggare och bryggor vara högre än uppfällda strömavtagare. Strömavtagarna behöver vanligen säkras för att åstadkomma detta, så att de inte kan nå över en viss höjd.
  2. Alternativ två är att bygga hela kontaktledningen men med luftspalt, så att alla ledningar ingår, men att strömavtagarna fortfarande inte tillåts komma åt kontaktledningen. Strömavtagarna måste fortfarande säkras på samma sätt som när endast utliggare och bryggor är på plats. Fördelen är förstås estetisk, man får en mera komplett modell av kontaktledningen samtidigt som ledningen kan byggas utan hänsyn till kraften från strömavtagarna. Med denna lösning går det inte att få varierande höjd på ledningen vid broar och tunnlar.
  3. Mekaniskt fungerande ledning innebär att strömavtagarna släpar mot kontaktledningen som hos förebilden. Kontaktledningen måste vara stadig nog att hantera den belastningen, men lösningen tillåter att ledningen sänks vid passage av broar och tunnlar.
  4. Elektriskt fungerande ledning innebär att kontaktledningen också används för att ta upp ena polen för strömförsörjningen till modellfordonen. Förutom att hantera de mekaniska krav som diskuterats ovan, innebär det också att kontaktledningen måste ha tillräcklig strömledningsförmåga, samt att fordonen måste vara kopplade för att ta upp ström från kontaktledningen.

Kontaktledning på moduler innebär ytterligare utmaningar om man vill ha tråd, då även denna måste skarvas. Inom FREMO arbetar man dock med att ta fram en norm för kontaktledning med tråd enligt alternativ tre ovan, där tråden också skarvas vid modulskarvar.

Rendsburg1.jpg

Kontaktledning på en tysk modul på en modulträff i Rendsburg 2014. Foto Jan Frelin

Rendsburg2.jpg

På denna bild syns hur strömavtagarna ligger mot kontaktledningen. Modulträff i Rendsburg 2014. Foto Jan Frelin

Rendsburg3.jpg

Modulskarvens utförande på kontaktledningen. Modulträff i Rendsburg 2014. Foto Jan Frelin

Utbudet av svensk kontaktledning i modell

Skala H0

  • Bröderna Jonsson släppte ett sortiment på 1970-talet av det äldre kontaktledningssystemet som omfattade kontaktledningsstolpar, utliggare, bryggstolpar och bryggor för två till sex spår. Stolparna var gjutna i zinkgjutgods, medan bryggor och utliggare var hårdlödda i rostfritt stål. Detta sortiment har sedemera sålts av Jeco i många år. Numera har Jeco ersatt stolparna med plastgjutningar, och dessutom tillfört utliggare av modern typ. Systemet är avsett för kontaktledning från Sommerfeldt.
  • Entec har ett sortiment som huvudakligen är etsat i rostfritt stål. Sortimentet innehåller delar till både SJ:s äldre som nyare system, samt äldre och nyare bryggor. Det finns också detaljer som sugtransformatorer och spännanordningar mm. Entec har också stolpar i trä samt stolpar av NKlJ- och SSnJ-typ.

Skala N

  • Entec har en brygga och stolpar för SJ:s äldre system, etsade i rostfritt stål.
  • Frykmodell har bryggor i flera längder och en sugtransformator för SJ:s äldre system, etsade i mässing.

Andra wikiartiklar om anläggningsbygge

Planering
Ramverk
Moduler
Rangerspel
El på modelljärnvägen
Spår
Signaler
Landskap
Fria rummet

Tillbaka till nybörjarguiden

Tryckta referenser

Christer Engström: "Kontaktledning i skala 1:1 och i modell." i Christer Engström, Rutger Friberg & Lars Olov Karlsson (red.): Allt om Modelltåg. Modelljärnvägsboken. Stockholm: Allt om Hobby 2001. (Behandlar svensk kontaktledning i förebild och modell).

"Revisionsvagnar Nr 7-10." i Skarvjärnet nr 1/1966 (Ritning på elrevisionsvagn).

Birger Tiberg: "Kontaktledningsbygge." i Smalspårigt nr 65/1999 (Grundtips för bygge av kontaktledning med tråd).

Birger Tiberg: "Kontaktledningsbygge - del 2." i Smalspårigt nr 74/2001.

Webrefererenser

Wikipedia: Kontaktledning (järnväg)

Wikipedia: Rälsåterledning