Sistema Pendiflex AF

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1 Sistema Pendiflex AF Pendini elastici e smorzatori per linee AV Thema Folie 1

2 1. Premessa L esigenza del mercato ferroviario internazionale di aumentare le velocità sulle attuali linee AV, richiede «scelte tecniche» di adeguamento delle Linee Aeree di Contatto (LdC). I nuovi standard devono garantire una migliore «captazione», eliminando i distacchi del pantografo, aumentando l elasticità della linea riducendo i punti critici. Per soddisfare le nuove esigenze, normalmente si procede ad aumentare il tiro della linea con conduttori CuAg/CuMg, ma per garantire l elasticità della catenaria, anche sotto sospensione, risulta necessario utilizzare i nuovi pendini elastici -smorzatori AF

3 2. Analisi del fenomeno «USURA LOCALIZZATA» Come noto la spinta impressa dal pantografo è regolata in modo da essere il più possibile costante alle alte velocità (300 km/h AV 250 km/h DD.ma). A causa dell elasticità variabile della LdC, la forza di contatto non è costante. Andando da centro campata verso sospensione la forza di contatto aumenta, fino ad un max. sotto il pendino adiacente alla mensola. In quel punto per forza d inerzia il pantografo può distaccarsi. La miglior captazione avviene a centro campata (maggior elasticità), mentre sotto sospensione (minor elasticità) la forza di contatto fra pantografo e filo viene ridotta, quasi annullata o addirittura si distacca. Le conseguenze della differenza di elasticità sono una minor vita della catenaria, con frequenti interventi di manutenzione localizzata, e la sostituzione frequente del filo di contatto, poiché immediatamente prima del distacco la forza di contatto è max. (e quello è il punto di maggior usura) e per inerzia il pantografo tende a distaccarsi. Il pantografo avvicinandosi al pendino trova maggior peso e quindi si abbassa e per inerzia l abbassamento può proseguire fino a distaccarsi

4 History Il Sig.Adrian Flury nella tradizione di continua ricerca e sviluppo propone il Sistema Pendiflex Expo Torino 2012 Livraga AV/AC 2012 Nuovo punto fisso con Pendiflex Thema Folie 4

5 3. Prove di laboratorio PoliMi Dip. Meccanica Presso il Politecnico di Milano sono state eseguite prove di caratterizzazione statica e dinamica dei pendini sperimentali «Arthur Flury». Le prove hanno simulato il sollevamento della linea di contatto (dovuta al passaggio del pantografo) con frequenze statiche (0.1Hz) e dinamiche (7.5Hz / 15Hz). L esito positivo delle prove ha dimostrato che il pendino favorisce l elasticità della linea di contatto ed è in grado di realizzare una rigidezza controllata. Il pendino elastico AF, può essere interpretato nel suo funzionamento come un sistema massa molla ed elemento di attrito, avente rigidezza simile a quella della LdC. Da report PoliMi P25/12 del 02/07/2012. Prove su pendini sperimentali relazione Prof. Andrea Collina

6 4. Prove in esercizio su linee RFI Con autorizzazione RFI del 10/10/2011 (Direzione Produzione Ing. M. Gentile) sono stati installati sulla linea storica Lodi Codogno pendini elastici Pendiflex sia per la prova di montaggio (istruzione al personale RFI) sia per la verifica di miglior elasticità della linea storica a 3 kv cc. Successivamente, nel PC di Livraga (linea AV 25 kv ca) sono stati installati pendini elastici sotto sospensione e nel punto fisso, giudicato elemento critico per i notevoli distacchi del pantografo. I primi risultati sono positivi sia per quanto riguarda la captazione sotto sospensione e soprattutto nella zona del punto fisso; le verifiche con i tecnici RFI sono risultate soddisfacenti con una notevole riduzione degli archi elettrici.

7 Installazione su linea alta velocità: presso sospensione Folie 7

8 Confronto tra comportamento pendino standard e Pendiflex sotto sospensione Pendino standard Ondeggiamento evidente Pendiflex Nessuna perturbazione Thema Folie 8

9 Installazione alta velocità: presso punto fisso Folie 9

10 Confronto presso punto fisso Punto fisso Arco evidente Pendiflex Arco ridotto Thema Folie 10

11 Installazione linee 3 kv c.c. max 200 km/h 2 pantografi Folie 11

12 Sistema Flurary Catenaria con Y, rende più elastici i punti sotto sospensione ma è un sistema oneroso e complesso. Catenaria con Pendiflex, prima e dopo sospensione rende quest area cedevole come a centro campata. Catenaria con sistema Flurary, Pendiflex installati su tutta la campata con diverse tarature rendono la catenaria flessibile per applicazioni ad altissime velocità. Thema Folie 12

13 Misure pendinatura P.M. Livraga del 21 Marzo 2013 ore Spostam. in Forza in kgf. alto cm. pendino 1 Forza in kgf. pendino 2 Forza in kgf. pendino 3 Forza in kgf. pendino 4 Forza in kgf. Forza in kgf. Forza in kgf. Forza in kgf. Forza in kgf. pendino 5 pendino 6 pendino 7 pendino 8 pendino (7,8) 5,5 (4) 3 (2) 2,7 (2,5) 2,8 (3) 3,3 2,3 4,2 5, (12) 7,7 (8) 4,5 (5) 5,5 (5,6) 5,2 (5) 5,4 5,2 7,6 10, (15,2) 10 (11,7) 8,9 (8,6) 7,2 (7,8) 7,2 (7,5) 8,4 6,5 12,2 12, (18,8) 14 (14,8) 10 (11) 11 (10,5) 9,5 (10,5) 10,8 8,2 17,5 15,4 18,5 (18,6) 15 (14,6) 14,4 (13,6) 11,5 (12,8) 14 12,9 19, (18,5) 17,7 (16,7) 14,5 (14,9) 15,8 15, (18,5) 18,5 18, La tabella dimostra che il pendiflex 1 e 9 per alzare 4-5 cm necessita di Una forza (spinta pantografo) di Kgf. Mentre per 2 e 8 serve una forza di Kgf. Successivamante vengono ridotte del 50% le forze di spinta Thema Folie 13

14 5. Conclusioni La Società Arthur Flury ha progettato il sistema Pendiflex per aumentare le «performances» richieste dal mercato. RFI con l esigenza di aumentare la velocità da 300 a 360 km/h (linea Torino Milano) e da 250 a 300 km/h (linea DD.ma Roma Firenze) sta procedendo ad un «upgrade» delle principali linee per adeguare la catenaria alle nuove necessità. Gli adeguamenti previsti per ridurre i tempi di percorrenza sono: Linea AC/AV Torino Milano 25 kv ca: binario dispari - 57 km. -> Pendiflex ( km/h) Linea DD.ma Roma Firenze 3 kv cc: binario pari - 13 km. -> Pendiflex Plus (300 km/h) Mentre nei sistemi a 25 kv ca con un pantografo è previsto l utilizzo del sistema Pendiflex, nei sistemi a 3 kv cc con due pantografi in presa si prevede l utilizzo dei pendini smorzatori PendiflexPlus.