Continuación del artículo Circulación de corriente por las pédolas en catenaria CR 220
4.1.- INTENSIDAD DINAMICA EN LA PENDOLA
Cuando el tren se encuentra en movimiento, las péndolas que están conduciendo corriente no son siempre las mismas, sino que por una parte conducen las asociadas a las uniones feeder/catenaria colaterales al pantógrafo y por otra parte las situadas en las inmediaciones a donde se encuentre el pantógrafo.
Como el tiempo que la péndola está conduciendo depende de la distancia entre péndolas, resistencia de los cables sustentador, hilos de contacto y de la propia péndola, así como de la velocidad del tren, la intensidad que circule por ella será una corriente transitoria que habrá que determinar su valor máximo para cada tipo de catenaria, de tal forma que la temperatura en la péndola, en el momento transitorio de máximo consumo, no exceda nunca de los 100ºC máximos permitidos.
Como la velocidad del tren puede no ser constante, es necesario definir un valor de referencia de velocidad del tren, que interesa que sea muy pequeño, con objeto de aumentar la fiabilidad de la instalación, asegurando su funcionamiento en condiciones muy estrictas. La velocidad del tren que se toma como referencia en los cálculos es de 1 m/s.
Consideraremos como casos representativos, los formados por un vano normal de línea de 60 metros de longitud situado entre dos alimentaciones de feeder a catenaria y como segundo caso el correspondiente al vano donde se realiza la conexión del feeder de acompañamiento, que es a su vez el caso más restrictivo, y analizaremos la corriente que circula por la péndola central conforme el pantógrafo se va acercando, cuando está exactamente debajo de ellos y después conforme se va alejando, obteniéndose los valores cada 0.25 m.
Como los valores de corriente en las péndolas tanto en el vano de alimentación como en los vanos interiores no se mantienen constantes, es necesario obtener un valor de corriente equivalente, que produzca el mismo calentamiento en el cable que los distintos valores de corriente que circulan por la péndola. Dicho valor equivalente de corriente es el que corresponde al valor eficaz.
Para determinar el valor eficaz de corriente que circula por la péndola, se calcula la corriente que circula por ella conforme el pantógrafo se va acercando a la péndola considerada. Con los valores obtenidos se determinan las ecuaciones lineales para cada tramo, y a partir de dichas ecuaciones se obtiene el valor eficaz.
Se puede comprobar mediante el proceso de cálculo que se indica en el anexo de este capítulo, que para la pŽndola de 25 mm2, valores continuos de corriente por debajo de 10 A, modifican la temperatura de los conductores en menos de 0,5¼C, por lo que podemos considerar el valor de 10 A, como valor de corriente mínimo significativo. La distancia existente desde que por la péndola circulan 10 A, hasta que vuelve a circular de nuevo dicho valor, representa la distancia que recorre el pantógrafo mientras la péndola está conduciendo corriente de forma significativa, y por tanto el intervalo de valores en el que se debe de calcular el valor eficaz.
Estando el tiempo que se tarde en recorrer dicha distancia en función de la velocidad del tren.
Como las péndolas están mecánicamente unidas al sustentador y a los hilos de contacto, y el cobre es buen conductor del calor, consideramos que la temperatura de la péndola es la misma que corresponde al sustentador y a los hilos de contacto, y en caso de ser distintos, se tomará como temperatura de la péndola, el valor medio de estos. El valor de temperatura así obtenido, será considerado como inicial para determinar la máxima corriente que puede circular por las péndolas.
Fig.12.- Valores de corriente por la péndola central de un vano intermedio
de 60 m, cuando por el pantógrafo circulan 2000 A.
Vano intermedio o sin alimentación.- En este caso los valores que se obtienen cuando por el pantógrafo circulan 2000 A, se representan en la gráfica 12.
Analíticamente se comprueba que la corriente que circula por las péndolas, para un mismo valor de corriente en el pantógrafo y cuando no existe feeder de acompañamiento o la alimentación está suficientemente alejada, depende fundamentalmente de la relación de secciones entre el sustentador y los hilos de contacto.
Fig.13.- Representación de la intensidad eficaz en la péndola de un vano intermedio
para distintos valores de corriente en el pantógrafo para la catenaria CR 220.
Se observa en la figura 13, que el valor de intensidad aumenta conforme se va acercando el pantógrafo, llegando al máximo cuando está exactamente debajo y disminuyendo conforme se va alejando. Cada división representa 0.25 m de distancia. Representándose el valor de la corriente eficaz en la péndola para distintos valores de corriente en el pantógrafo, independientemente de que el trayecto se encuentre alimentado por dos subestaciones situadas una en cada extremo del trayecto, o por una sola.
Fig.14.- Representación gráfica de valores de corriente por la péndola central de un
vano de alimentación de 60 m, cuando por el pantógrafo circulan 2000 A. Cada división indica 10 m.
Vano con alimentación.- En este caso los valores que se obtienen cuando por el pantógrafo circulan 2000 A, se representan en la curva de la figura 14 y representan los
distintos valores de corriente en la péndola central considerada conforme el pantógrafo va avanzando a lo largo de todo el intervalo entre uniones feeder/catenaria.
En la figura 15 se representa el valor de la corriente eficaz en la péndola para distintos valores de corriente en el pantógrafo, independientemente de que el trayecto se encuentra alimentado por dos subestaciones situadas una en cada extremo del trayecto, o por una sola.
Fig.15.- Representación de la intensidad eficaz en la péndola central de un vano
con alimentación para distintos valores de corriente en el pantógrafo
para la catenaria tipo CR 220 con feeder de acompañamiento
