Cargo on the Danube Conference

Nem villamosítani – vagy hogyan villamosítani?

1. Bevezetés

A – kezdetben emberi és állati erővel végzett – kötöttpályás szállítási módtól napjaink nagysebességű közlekedést biztosító vasúti rendszerekig hosszú és „rögös” út vezetett. Ezen az úton az előre haladást jellemzően mindig a vontatójárművek és ebből eredően a vontatási mód fejlődése jelentette. A vasút fejlődésének kezdeti lendületét megadó gőzvontatást a gazdaságosabb üzemet jelentő dízelvontatás, majd ezt a még kedvezőbb villamos vontatás váltotta fel. Már a kezdetekben világossá vált, hogy a nagy tömegek nagy sebességű továbbítása alacsony fajlagos üzemköltség, kedvező energiafogyasztás és környezetbarát üzemeltetés mellett már csak villamos vontatással teljesíthető.

A nagyvasúti villamos vontatás bevezetésére a kezdetektől jelentős figyelem irányult. A magyar mérnökök mindig élen jártak ezen a területen, amelynek eredményeképpen büszkék lehetünk arra, hogy a korszerű villamos vontatási rendszer – a világon élenjáró módon való – kifejlesztése magyar mérnökök munkáját dicséri. A Ganz-féle Villamossági Rt. mérnökeinek (Déri, Bláthy, Zipernovszky) és Kandó Kálmán tevékenységének világviszonylatú elismerését jelentette az, amikor az 1951-ben Annecyban tartott nemzetközi konferencia megállapította, hogy a vasutak villamosítása a legeredményesebben kétségtelenül a Kandó Kálmán által kidolgozott nagyfeszültségű, egyfázisú 50 Hz-es rendszerben lehetséges.

A világhíressé vált mérnökeink munkáját mindvégig a megalapozott ismereteken nyugvó mérnöki gondolkodásmód jellemezte. Az elődök által kijelölt úton járva, napjaink mérnökei a közeljövőben várható számos felújítási és beruházási tevékenység kapcsán felmerülő „hogyan – milyen kialakítás mellett – villamosítsunk” kérdésre szintén a mérnöki gondolkodásmód racionális, rendszerszemléletű, alapvetően műszaki fókuszáltságú szemüvegén keresztül tekintve tudják megadni legeredményesebben a választ. A válasz megadásához vezető utat – a régi idők tánctanári instrukciójának megfelelően – a „kályhától” kiindulva célszerű bejárni.

A nagyvasúti vontatási rendszer célja – a vasúti személy- és áruszállítás adta követelményeknek eleget tevő vontatási mód alkalmazhatóságának megteremtését követően – a felmerülő szállítási és fuvarozási feladatok ellátására alkalmas vontatójárművek üzemének biztosítása. Ennek megfelelve a nagyvasúti villamos vontatási rendszernek a villamos üzemű vontatási mód alkalmazhatóságát kell megteremtenie. Ezen belül a villamos vontatási felsővezeték-hálózat alapvető célja, hogy kialakításával biztosítsa a jármű alrendszer felé az üzeméhez szükséges villamos energia átvitelét és az elvárt minőségű áramszedős energiavételezés lehetőségét.

Ezért a „hogyan villamosítani” kérdésre adandó válasz megfogalmazásakor „kályhaként” a járművek, villamos mozdonyok és a felsővezeték-rendszer együttműködési feltételeiből kell kiindulnunk. Meg kell határoznunk egyrészt azt, hogy a villamos vontatási rendszer kialakításához kötődő, illetve az attól független, de a környezetében elhelyezkedő infrastrukturális létesítmények hol helyezkedhetnek el, másrészt a csúszóáramszedős vételezés közben a munkavezeték–áramszedő kapcsolat a vágányjáró sík feletti mely területre terjedhet ki.

2. A felsővezetéki hosszláncok tartóelemeinek geometriai elhelyezkedése

A járművek leközlekedtethetőségéhez, illetve a villamosított rendszer biztonságos működtethetőségét figyelembe vevő infrastruktúra elhelyezéséhez szükséges terület meghatározásához kiindulásként a kölcsönös átjárhatóságot is lehetővé tevő vasúti szelvényeket kell áttekinteni.

A kölcsönös átjárhatóság biztosítása érdekében az INF TSI és az EN 15273 szabvány az adott forgalmi típuskód függvényében meghatározott G1, valamint GA, GB, GC referenciaprofilokon belüli elhelyezkedést határoz meg a gördülőállományra. Az ENE TSI előírása szerint azonban a felsővezetékkel felszerelt villamosított vonalak esetében – a járművekre megadott referenciaprofilok kiegészítéseként – további helyet kell szabadon hagyni a felsővezeték berendezéseinek befogadására, valamint az áramszedő szabad áthaladásának lehetővé tételére!

A villamos felsővezetéki hosszlánc tartását ellátó szerkezetek kialakítására az Európai Vasúti Ügynökség (ERA, European Railway Agency) vonatkozó előírásai nem tartalmaznak konkrét megkötéseket, viszont a nemzetközi viszonylatban közlekedő villamos vontatójárművek esetében a gördülőállománynak és az infrastruktúrán belül a vonalkialakításnak, a szabadon tartandó terek nagyságának – a kölcsönös árjárhatóság megteremtése érdekében – meg kell felelniük a vonatkozó előírásoknak. (1. ábra)

1. ábra: A szelvények összefoglaló bemutatása (EN 15273-1)

Az áramszedő részére biztosított űrszelvény csak akkor megfelelő, ha egyidejűleg teljesülnek az akadálytalan haladást biztosító mechanikai és a környezettől való villamos elválasztást biztosító villamos űrszelvényre vonatkozó követelmények. (2. ábra). A felengedett üzemszerű állapotban – a kiindulási alaphelyzetéhez viszonyítva – mind oldal-, mind függőleges irányban kimozdulni tudó áramszedő lehetséges helyzete alapvetően befolyásolja a környezeti infrastruktúra, illetve a felsővezeték-rendszer építőelemeinek elhelyezhetőségét.

2. ábra: A valós helyzetű áramszedő szelvényei (EN 15273-1)

A felsővezetéki hosszlánc munkavezetéke és az azzal azonos potenciálon levő, annak megvezetését biztosító oldalkar, valamint a munkavezetéket tartó felfüggesztő elemek kivételével egyetlen elem sem hatolhat be az áramszedő szabad haladását lehetővé tevő szelvénybe. A referenciaszelvényhez viszonyítottan telepítendő infrastruktúra elhelyezhetőségének megadása során, a felengedett áramszedő effektív magasságának heff értékéhez viszonyítottan az áramellátás feszültségétől függő villamos szigetelési távolság figyelembevételével megnövelt heffelec értékétől számítottan kell figyelembe venni a valós helyzetű áramszedő és a telepített berendezések között biztosítandó távolságokat. (2. ábra). A munkavezeték–áramszedő kapcsolat esetén kialakuló mindenkori h üzemi magasságnak, az áramszedőre előírt 2000 mm-es üzemi működési tartományon, illetve ezen belül az adott vonalra meghatározott méretszelvényhez előírt korlátozásokat figyelembe vevő értékű, lehetséges minimális és maximális magasság által meghatározott működési tartományon belül kell lennie!

Az áramszedő alap referenciaprofilja – az elméleti alaphelyzethez viszonyítottan – a munkavezetéket megemelő hatás, az oldalirányú elmozdulás lehetősége, illetve a paletta síkjának a munkavezeték kígyózásától függő elferdülése miatt a valós helyzetben megnövekedő mértékű.

Az áramszedő paletta elmozdulása, elfordulása a munkavezeték-váltások, keresztezések kialakításánál és beszabályozásánál is fokozott körültekintéssel kezelendő (szakaszolások, szakaszszigetelők, kitérők feletti keresztezések és az itt betartandó szorítómentes tér).

Az előzőek figyelembevétele mellett – a kölcsönös átjárhatóság szempontjából – a felsővezetéki tartóelemek (tartószerkezetek, oszlopok, gerendák stb.) geometriai elhelyezhetőségére további lényegi kötöttséget már nem írnak elő. Ennek megfelelően az egyes tagvasutaknál a TSI/ÁME (Technical Specifications for Interoperability/Átjárhatósági Műszaki Előírások) előírásait kielégítő felsővezeték-rendszerek esetében eltérő formájú, anyagú és kialakítású tartószerkezeteket,  oszlopokat lehet találni.

Az európai uniós joghoz illeszkedően viszont az Európai Szabványügyi Bizottság – az Európai Unióban folyó strukturális tervezési és építési munkákhoz – kidolgozta a EUROCODE harmonizált műszaki szabványsorozatot. Általános érvénnyel igaz az, hogy amíg a tagvasutak részére a TSI/ÁME előírásainak alkalmazása kötelező érvényű, addig a szabványokban előírtak alkalmazása nem kötelező! A szükséges eljárások egyszerűsítésére ettől függetlenül célszerű a tartóelemek és az ahhoz csatlakozó építőelemek vonatkozásában érvényesíteni a EUROCODE szabványokban előírtakat.

Ugyanakkor az esetlegesen kialakuló vitás esetek kapcsán ki kell hangsúlyozni, hogy mivel a szabványok betartása nem kötelező érvényű, azaz az abban foglaltak javasoltnak tekintendők, azoktól – a megfelelőség bizonyítására körültekintően kidolgozandó, bizonylatolandó „rögös” utat bejárva – el lehet térni!

A szabványok által javasoltak maradéktalan alkalmazása viszont „sima” (simább) utat tesz lehetővé, mert a szabványokra való hivatkozás – többek között – eszközként használható a mechanikai szilárdság és stabilitás, valamint a biztonsági és tűzvédelmi követelményeknek való megfelelés bizonyításához.

Ezért az ERA tagvasutak részére az a célszerű eljárás, ha a TSI/ÁME-ben leírtak és a hivatkozott szabványok által megadottak szerinti paraméterek alkalmazásával határozzák meg a rendszerük kialakítását.

Az ilyen módon meghatározott rendszerük előírtak szerinti minősíttetése, hitelesítési eljárása már lényegesen egyszerűbben, gördülékenyebben végezhető. Az adott tagvasút a rendszerének bizonylatoltan minősített megfelelőségét – az ERA közvetítésével – közzétéve értesíti a többi tagvasutat a kölcsönös átjárhatóság akadálytalanságáról.

3. A felsővezetéki hosszlánc munkavezetékének oldalirányú geometriai elhelyezkedése

Az ERA által kiadott előírások a felsővezetéki hosszlánc áramvezető elemeivel kapcsolatban csak a jármű alrendszer elemeivel kapcsolatot tartó munkavezeték elhelyezkedésének vonatkozásában határoznak meg rendelkezéseket.

A hagyományos vasút energiaellátására vonatkozó ENE TSI szerint a villamosított rendszer üzemeltetője az 1950 mm vagy 1600 mm szélességű áramszedők közül választva határozhatja meg a saját rendszerén alkalmazható áramszedőtípust. A választott áramszedőtípushoz illeszkedően viszont az EN 50367 szabvány szerint megadott áramszedőfej geometriával kompatibilis felsővezeték-rendszer kiépítéséről és fenntartásáról kell gondoskodnia. Ennek megfelelően a munkavezeték oldalirányú nyomvonalvezetésének belül kell lennie az áramszedő valóságos működési tartománya által meghatározott áramszedő–munkavezeték kapcsolódási tartomány határain. (3. ábra)

3. ábra: 1950 mm széles áramszedő működési tartományai

Kedvezőtlen körülmények között (pl. erős szélben, vagy ha kibillen a jármű), korlátozott szakaszhosszon a csúszóbetétek által meghatározott tartományt meghaladóan az áramszedőfej vezetőanyagú részére kiterjedően (ez az 1950 mm-es áramszedő esetében 1650 mm, az 1600 mm-es áramszedő esetén 1200 mm) is megengedett a munkavezetékkel való érintkezés. (3. ábra)

A valóságban az áramszedőfej – az áramszedő-konstrukció, a jármű kialakítása és állapota, valamint a pályakörülmények miatt – az ideális helyzethez képest oldalirányban kimozdulhat, ami miatt a valós helyzetű áramszedő szelvényei az ideális helyzetűtől eltérnek. A járműre szerelt áramszedő eredő elmozdulása az ENE TSI D. függelékében részletezett számítási módszer szerint meghatározható, amely eredményeképpen kialakuló mechanikai űrszelvény a 4. ábra szerint értelmezendő.

4. ábra: Az áramszedő valóságos mechanikai űrszelvénye

Az áramszedőnek – az áramszedő és a jármű jellegzetességéből eredő együttes – oldalirányú (ep) eredő kilengése az alábbiakra vezethető vissza:

  • a kerékpárnak a sínpárhoz viszonyított oldalirányú elmozdulási lehetősége (a vágánynyomtáv és a kopott kerékpár nyomméretének eltérése),
  • a tengelycsapágyak oldalirányú elmozdulási lehetősége (játéka),
  • a vágány nyomvonalvezetésének esetleges hibája (nyomtávbővülés, kopás),
  • a járműszekrény és a forgóváz rugózása, elhajlása,
  • az áramszedő oldalirányú lengése, elhajlása (csuklók kopása, sérülések),
  • az áramszedő szerelési tűrése,
  • a csatlakozó tetőberendezések rugalmassága.

A megnövekvő oldalirányú elmozdulás meghatározására vonatkozó módszer figyelembe veszi az ívekben – adott túlemelési érték mellett – álló és a pályára engedélyezett sebességgel áthaladó, centrifugális erőhatásoknak kitett járműrendszer révén kialakuló szélsőséges állapotokat is. A munkavezeték–áramszedő kapcsolat folyamatos biztosítása érdekében az ENE TSI (4.2.9.2 Legnagyobb oldalirányú kitérés) a vágánytengelyhez viszonyított eltérés irányadatként, az 1950 mm széles áramszedőnél 550 mm, 1600 mm széles áramszedőnél 400 mm értéked ad meg azzal, hogy ezt az áramszedő mozgásának és a pálya tűrésének megfelelően ki kell igazítani.

Az előzőek alapján egy adott tervezési szakasz eltérő tervezési magasságai esetén – az adott munkavezeték magasságától függően – eltérő oldalirányú működési tartományokkal kell számolni!

A vonalszakasz villamos üzemének általános feltételeként kimondható, hogy a munkavezeték–áramszedő kapcsolat 4. ábra szerinti oldalirányú kitérésének növekvő munkavezeték-magasság esetén szűkülő oldalirányú kiterjedéssel rendelkező, lehetséges működési tartományon belül kell maradnia! (5. ábra)

5. ábra: Egy adott vonalszakaszon az áramszedő–munkavezeték kapcsolat lehetséges működési tartományai (h1u≥háramszedő min.; ho≤háramszedő max.) (ENE TSI)

A tervezés során olyan munkavezeték nyomvonalvezetési megoldást kell meghatározni, amelynek eredményeképpen a legkedvezőtlenebb esetben sem alakulhat ki olyan helyzet, mely során az aktív munkavezeték–áramszedő kapcsolat elhagyhatná az 5. ábra szerinti lehetséges közös működési tartományt.

Az előzőeket kielégítő módon jelenleg Magyarországon az 1950 mm palettahosszúságú áramszedővel való közlekedés került elfogadásra. Az ERA régebben az 1600 mm palettaszélességű áramszedő kizárólagos alkalmazására tett javaslata mára már alternatívaként választható. A későbbi akadálymentes közlekedés előfeltételeinek megteremtése érdekében az új villamosítások és rekonstrukciók esetén célszerűségből viszont az javasolható, hogy a felsővezeték tervezésekor a szélkifúvási szempontoknál az 1600 mm-es áramszedő kerüljön figyelembevételre, a keresztezések esetében a szorítómentes terek viszont az 1950 mm áramszedőnek megfelelően kerüljenek kialakításra. Ez a megoldás egyrészt szélkifúvás vonatkozásában nagyobb üzembiztonságot eredményezne, másrészt az esetlegesen a „területünkre tévedt” 1600 mm széles áramszedővel rendelkező jármű nem jelentene potenciális veszélyforrást.

4. A felsővezetéki hosszlánc munkavezetékének magassági elhelyezkedése

Amíg a munkavezeték oldalirányú nyomvonalvezetésének ügyére napjainkban viszonylag egységes, egyetértő szemlélet a jellemző, addig a magassági vonalvezetés esetére számos, egymásnak ellentmondó vélemény egymással egyet nem értő szemlélete a jellemző.

Az egyet nem értésből kivezető út megtalálásához – a régi idők tánctanári instrukciójának megfelelően – ebben a vitás esetben is, a „kályhát” jelentő villamos mozdonyra vonatkozó RST TSI előírásokhoz indokolt visszanyúlni.

Az RST TSI (4.2.8.2.9. Az áramszedőre vonatkozó követelmények pont) a járművek vonatkozásában az áramszedő működési tartományát, azaz a munkavezetékkel érintkezve kialakuló csúszóáramszedős kapcsolat függőleges irányú működési tartományát az alábbiak szerint határozza meg:

Az áramszedő kialakításának és a villamos egységre való felszerelésének olyannak kell lennie, hogy az – az aktuális méretszelvényhez illeszkedően – a GA/GB méretszelvény esetében a sínkorona felett 4500 mm–6500 mm-re található, illetve a GC méretszelvény esetében a sínkorona felett 4800 mm–6500 mm-re található munkavezetékkel szélsőértékként még üzemszerűen együtt tudjon működni.

Az áramszedőknek legalább 2000 mm üzemi működési tartománnyal kell rendelkezniük!

A munkavezeték magassága és oldalirányú kitérése (kígyózása és szélkifúvása), illetve ezeknek a vonalszakaszra jellemző eltérési tartományai alapvetően kihatnak a vasúti hálózat kölcsönös villamos üzemű átjárhatóságára. Ezért az ERA és az UIC tagvasutak ezekre az értékekre ajánlott, illetve előírt értékeket határoztak meg. Tekintettel arra, hogy az EU tagországok vasútjai egyben az UIC tagjai is, az ERA előírások az UIC ajánlásait, döntvényeit is kielégítően kerültek kiadásra.

Az ERA által kiadott ENE TSI munkavezeték magasságára vonatkozó része v<250 km/h sebességtartomány esetére 6200 mm és – az EN 50119 szabvány minimális felsővezeték-magasság meghatározására vonatkozó előírásai szerint megállapítható – átívelésmentes üzemet biztosító minimális magasság közötti tartományon belüli tervezési magasság alkalmazását teszi lehetővé.

A munkavezeték maximális magasságának – a nagyfeszültség miatt – minden esetben alacsonyabbnak kell lennie a felette levő mértékadóan legalacsonyabb földpotenciálú pont magasságának az átívelési távolság mértékével lecsökkentett értékénél.

A tervezési magasság felső határértéke – az áramszedő felső működési határát jelentő 6500 mm érték alatt – az áramszedővel járt munkavezeték esetlegesen kialakuló legmagasabb pozíciójának figyelembevételével kerül meghatározásra, amelynek értékét jellemzően az alábbi tényezők befolyásolják:

  • a vágányjárósík esetleges megsülylyedése, szintbeli eltérései,
  • a munkavezeték áramszedő okozta megemelkedésének mértéke,
  • a munkavezeték dinamikus hatásból eredő emelkedést eredményező elmozdulásai,
  • a magasságnövekedést eredményező szerelési pontatlanságok,
  • a munkavezeték-kopás miatt kialakuló megemelkedés,
  • a vezetékek hőmérséklet-csökkenése miatt kialakuló megemelkedés.

A munkavezeték minimális magasságának – a nagyfeszültség miatt – minden esetben nagyobbnak kell lennie az alatta levő, mértékadóan legmagasabb földpotenciálú pont magasságának az átívelési távolság mértékével megnövelt értékénél.

A tervezési magasság alsó határértéke – az esetleges átívelések elkerülése érdekében – minden esetben biztonsággal nagyobb kell legyen a minimális magasságnál, amelynek értékét jellemzően az alábbi tényezők befolyásolják:

  • a vágányjárósík esetleges megemelkedése, szintbeli eltérései,
  • a magasságcsökkenést eredményező szerelési pontatlanságok,
  • a munkavezeték dinamikus hatásból eredő süllyedést eredményező elmozdulásai,
  • a jégterhelés miatt kialakuló magasságcsökkenés,
  • a hőmérséklet-emelkedés miatt a vezetékek megnövekvő belógása.

Az előzőek figyelembevételével meghatározott lehetséges tervezési magasságtartományon belül az RST TSI vagy ezen belül már csak a vontatójárművekre és a személykocsira vonatkozó LOC&PAS TSI előírásait teljesítő villamos üzemű járművek akadálymentes üzeme biztosított!

A kölcsönös átjárhatóság szempontjából az akadálymentes közlekedésnek az a feltétele, hogy az üzemelő áramszedő és munkavezeték kapcsolat vágányjárósík feletti magassága a lehetséges tervezési magasságtartományon belül maradjon!

A kölcsönös átjárhatóság biztosíthatósága érdekében az EN50119 szabvány utal az EN50367 szabvány váltakozóáramú felsővezeték-rendszerre vonatkozó ajánlásainak alkalmazására. Ennek megfelelően a maximális munkavezeték-magasságot 6200 mm értékkel, a minimális munkavezetékmagasságot 4950 mm értékkel és a névleges munkavezeték-magasságot 5000–5750 mm közötti értékkel kell figyelembe venni.

A hagyományos „Magyar Rendszerű” felsővezeték vonatkozásában a MÁV-ME UIC 606-2 magyarázó kiegészítésként a legkisebb magasságára 5050 mm, illetve a legnagyobb magasságára 6150 mm értéket adott meg. Azaz kimondható, hogy az eddig, ezen értéktartomány figyelembevételével tervezett és létesített „MÁV rendszerű” felsővezeték magassági nyomvonalvezetése maradéktalanul kielégíti a TSI és a hivatkozott szabványokban előírt követelményeket!

A szélsőértékeken belül viszont további szempontokat figyelembe vevő üzemi tartományon belüli elhelyezkedés is meghatározható. A villamosított rendszer üzemeltetője által, az EN 50119 szabvány előírásait általánosan kielégítő magassági nyomvonalvezetéssel létesített felsővezetéki hosszlánc munkavezetéke, a környezeti, üzemeltetési adottságok vagy költségkihatások miatt (felüljárók, alagutak, rakodóvágányok stb.), az általánosan alkalmazottól eltérő – a TSI előírásait kielégítő tartományon belüli – tervezési magassággal is tervezhető, illetve létesülhet.

Amíg a létesítendő felsővezeték tervezési magasságának növelését jellemzően biztonságtechnikai, illetve érintésvédelmi szempontok, addig a tervezési magasság csökkentését jellemzően gazdasági szempontok indokolják.

A felsővezeték tervezési magasságának növelése révén a felsővezetékrendszer elektromos biztonsága és a személyek biztonsága fokozható, mivel az EN 50122 szabvánnyal összhangban biztosítani kell az áramütés elleni védelmet. (6. ábra).

6. ábra: Nagyfeszültségű rendszer esetében betartandó legkisebb távolságok

A biztonság növelése érdekében az utasok vagy az idegen felek által igénybe vett területeken – lehetőség szerint – törekedni kell a nagyfeszültség alatt álló pontokhoz viszonyítottan a legnagyobb mértékű távolságok kialakítására. A távolságok meghatározása és az ehhez kötődő konstrukciós megoldások során figyelemmel kell lenni az esetleges üzemzavarok során kialakuló helyzet okozta veszélyeztetés minimalizálására is.

Vegyes teher- és személyforgalmú csatlakozó vonalakon – amelyeken túlméretes űrszelvényű kocsik, illetve túlméretes küldemények közlekednek –megengedett a felsővezeték tervezési magasságának nagyobb értéke is (amely a TSI szerint 4800 mm és 6400 mm közötti érték), de ez nem lépheti túl az áramszedő működési tartományát.

A felsővezeték tervezési magasságának a TSI előírásait kielégítő tartományon belüli csökkentése révén műszaki, gazdasági előnyök érhetők el, vagy átépítések, illetve jelentős többletköltséget okozó megoldások kerülhetők el. A biztonság rovására nem menő alacsonyabb tervezési magassággal csökkenő szélkifúvási hatást, kedvezőbb statikai helyzetet és ebből eredően költségcsökkenést lehet elérni. Az infrastruktúra elhelyezhetőségi  határszelvényének a „zsugorodása” révén további létesítési költségcsökkentések érhetők el. (Például állomások meglévő peronberendezései, védelem alatt álló építmények, felüljárók alatt vagy közelében futó, alagúton átvezető felsővezetéki hosszlánc tervezési magasságának és kialakításának alkalmas megválasztása révén jelentős költségmegtakarítás érhető el.)

Az üzemeltető részéről a lehetséges tervezési tartományon belül választható meg a hálózatának kialakítása során jellemzően alkalmazott, az EN50119 meghatározása szerinti névleges magasság!

Ez utóbbi megnevezés nem tévesztendő össze a 103/2003 (XII. 27.) GKM rendelet 4. számú mellékleteként kiadott Országos Vasúti Szabályzat (OVSZ) által használt „munkavezeték névleges magassága” fogalommal!

Az OVSZ (2.1.2.2. Vezetékrendszer pont) által hivatkozott

A munkavezeték névleges magassága a vágány-járósík felett:
Kétvágányú pálya esetén 6000 mm
Egyvágányú pálya esetén
– nyílt vonalon 5700 mm
– állomáson és vasúti átjárókban 6000 mm

meghatározás időben a TSI előírásainak létrejöttét és közzétételét megelőzően került megfogalmazásra. A 6000 mm-es érték a magyar vasúthálózatra általánosan jellemző vegyes teher- és személyforgalom biztonságára, az útátjárókban folyó közúti forgalom biztonságára, illetve az állomásokon folyó tevékenységek biztonságára tekintettel került megválasztásra. Az egyvágányú pálya esetében az 5700 mm-es érték választását gazdasági szempontok indokolták, mert ebben az esetben a felsővezetéki hosszlánc és az attól legalább 1500 mm távolságba elhelyezendő tápvezeték okozta többletterhelés már – a nagyobb oszlopok és alapok választási kényszere miatt – indokolatlanul megnövekedő létesítési költségeket jelentett volna.

Az alkalmazandó méretek megválasztásának indokai alapján, az OVSZ „munkavezeték névleges magassága” megfogalmazás alatt a TSI jelenleg használt fogalommeghatározási terminológiája szerint az adott vonalszakaszon alkalmazandó „tervezési magasság” fogalom értendő!

Ennek figyelembevételével az OVSZ vonatkozó része maradéktalanul megfelel a TSI időben később megfogalmazott feltételeinek!

Nem fogadható el az az eljárás, amely során a lehetséges tervezési tartományon belül, a hálózat kialakítása során jellemzően alkalmazott munkavezeték-magasságot – azaz az EN50119 meghatározása szerinti névleges magasságot – a megfelelőség általánosan biztosítandó feltételeként mindenütt pontosan betartandónak határozzák meg!

A névleges magasság – amelynek értékét az EN50367 szabvány célszerűségi okokból az áramszedő 4500–6500 mm-es működési tartományának középső szakaszához illesztetten 5000–5750 mm közötti értéktartományon belül megválaszthatónak javasol – a vonalszakasz magassági vonalvezetésére jellemző érték. Ennek a megadott tartományon belüli bármely értéke egyenértékűen biztosítja a kölcsönös átjárhatóság feltételeit. Így nem elfogadható ezen a tartományon belül arról vitázni, hogy az adott ponton a munkavezeték magassága miért nem pontosan azonos a jellemzőként megadott névleges magassággal!

Mérnöki oldalról szemlélve különösen furcsa az az eset, amikor az előírt tartományon belül 5 cm meglétén vagy nem meglétén vitatkoznak akkor, amikor az áthaladó áramszedő ennél nagyobb mértékű magasságváltozást okoz!

A hosszlánc további elemeinek, illetve a felsővezeték-rendszerhez tartozó további párhuzamos áramvezető elemek elhelyezésére az előzőeken túli geometriai megkötés – az útátjárókban betartandó keresztezési magasság esetét kivéve – nincs előírva.

5. A felsővezetéki hosszláncok kialakítása szintbeli útátjárókban

A szintbeli útátjáró-kereszteződésekben alkalmazandó magassági vonalvezetés esetére szintén számos, egymásnak ellentmondó vélemény egymással egyet nem értő szemlélete a jellemző.

A Magyar Nemzeti szabályozás szerint (103/2003 GKM rendelet) az útátjárókban biztosítandó munkavezeték-magasság 6000 mm. Ennél kisebb értéknél magasságkorlátozó kapukkal kell megakadályozni a megengedettnél kisebb mértékű megközelítést (pl. 5800 mm-es munkavezeték-magassághoz 4200 mm-es kapu tartozik).

Az ENE TSI szerint a szintbeli kereszteződéseknél a munkavezeték magasságát nemzeti szabályok, ezek hiányában az EN 50122-1:2011 szabvány 5.2.4. és 5.2.5. pontjai határozzák meg.

A nemzeti szabályozás hiányában az útfelület és a felsővezeték legalacsonyabb pontja között minimálisan biztosítandó távolság kisfeszültségnél 4,70 m, nagyfeszültségnél 5,50 m. Ha a minimális szabadon tartandó távolság nem biztosítható, akkor – a nemzeti szabályozás hiányában – az áthaladó járművek magasságát olyan módon kell korlátozni, hogy biztosított legyen a jármű legmagasabb pontja és a nagyfeszültség alatt álló munkavezeték között 1,00 m, ha a járművek maximálisan megengedett magasságát kihelyezett közúti jelzéssel megadják; 0,50 m, ha további fixen telepített és jól látható figyelemfelhívó jelölésekkel rendelkező magasságkorlátozó sorompóval fizikailag is korlátozzák a keresztező járművek magasságát.

Az ENE TSI előírásaira hivatkozva számos 6000 mm és 5700 mm közötti útátjáróban betartandó magasságértékek „kerültek napvilágra”. Ezen értékek alkalmazását előíró rendelkezés kiadását megelőzően nem szabad figyelmen kívül hagyni a következőket:

  • Magyarországon Nemzeti Szabályozás rendelkezik az útátjárók esetén követendő eljárásra, amelyben foglaltak nem mondanak ellent a TSI által megfogalmazottaknak!
  • A Nemzeti Szabályozás szerinti értékez viszonyítottan a magasságcsökkentés előírása a forgalom biztonságát csökkenti, a nagyfeszültség jelentette veszélyforrás hatóképességét növeli!
  • A TSI által hivatkozott EN50122 szabvány csak kis- és nagyfeszültségre vonatkozó értéket ad meg! A nagyfeszültség vonatkozásában – a többi területen alkalmazott eljárással ellentétben ez a szabvány nem tesz különbséget a 3 kV DC, 16 kV AC és a 25 kV AC feszültségű vontatási rendszer között. Ez különösen azért tekinthető aggályosnak, mert a 25 kV-os névleges feszültségű rendszer esetén az EN50136 szabvány szerint viszont Umax1=27,5 kV és Umax2=29,5 kV feszültség fennállásával is reálisan számolni kell!

Az útátjárók esetében a Magyar Nemzeti Szabályozás szerint eddig alkalmazott magasság műszakilag maradéktalanul megfelel az ERA által kiadott TSI-kben és az abban hivatkozott szabványokban előírtaknak.

6. Összefoglalás

A jelen cikkben a „hogyan villamosítani” kérdésre adandó válasznak csak egy napjainkban aktuális részterületét volt mód áttekinteni. A témában a szaklapokban korábban megjelentekkel együtt tekintve viszont megalapozottan kimondható, hogy a „Magyar Rendszerű” felsővezeték a napjaink kölcsönös átjárhatósági követelményeit műszaki szempontból maradéktalanul teljesítő rendszer. Az ezzel ellentétes állásfoglalásoknak jellemzően műszakilag kellően meg nem alapozott indokai vannak.

A vasúti közlekedés előfeltételeinek megteremtése és üzemeltetése során alapvető szempont a biztonságra való törekvés. A kölcsönös átjárhatóság megteremtésében érdekelt tagvasutaknak – a biztonságra való törekvés mellett – olyan rendszert kell működtetniük, amelyen biztonsággal közlekedtethetőek egymás járművei. A tagvasutaknak a rendszerük meghatározásában körültekintően kell eljárniuk, mivel az előírások és szabványok által megadott lehetőségek, illetve határértékek figyelembevételével, a létesítés és az üzemeltetés során jelentkező költség-, üzemeltethetőségi és üzembiztonsági szempontokat is figyelembe vevő optimalizált változatot kell választaniuk.

A nem kellő körültekintéssel kialakított változat, vagy a nem kellően megalapozottan indokolt „bürokratikus” módosítások érvényre juttatása „hosszú távra bebetonozottan” jelentős mértékben megnövelheti a költségeket, a rendszer és a rendszer által kiszolgált folyamatok üzemvitelében jelentős korlátozásokat okozhat (pl. forgalmi akadályoztatás, szakfelügyeleti kiszolgálások gyakoriságának növekedése, rakodási tevékenység korlátozása stb.).

A kölcsönös átjárhatóság feltételeit is biztosító felsővezeték-rendszer kialakításának a megfelelősége megalapozottan csak számos előírás, szabvány, irányelv együttes áttekintése és érvényre juttatása mellett mondható ki! Nem fogadható el az az eljárás, mely során csak egy-egy kiragadott részre hivatkozva, „sok esetben ellentmondást el nem fogadó” módon alakítanak ki állásfoglalásokat.

A rendszer kialakításával, tervezésével, létesítésével, minősítésével és hitelesítésével összefüggő folyamatok esetén alapvető fontosságú – az elődeink által kijelölt úton továbbhaladva – a megalapozott ismereteken nyugvó mérnöki gondolkodásmód mind teljesebb körben való érvényre juttatása. Ennek elérése érdekében előrelátóan gondoskodni szükséges a vitás kérdések esetén a „bürokratikus” állásponttal szemben eredményesen érvelni tudó mérnökök képzéséről és a műszaki szempontból a jelen előírásait is maradéktalanul teljesítő „Magyar Rendszer” kidolgozásában munkálkodó mérnökök által kijelölt úton való továbbhaladás lehetőségeinek megteremtéséről.

7. Irodalomjegyzék

[1] LOC & PAS TSI: Technical specification for interoperability relating to the ‘rolling stock – locomotives and passenger rolling stock’ subsystem of the rail system in the European Union, 1302/2014/EU, 12/12/2014;

[2] ENE TSI: Technical specifications for interoperability relating to the ‘energy’ subsystem of the rail system in the Union, 1301/2014/EU, 18/11/2014;

[3] I NF TSI: Technical specification for interoperability relating to the infrastructure subsystem of the rail system in the European Union, 1299/2014/EU, 18/11/2014;

[4] M SZ EN 15273-1:2013: Vasúti alkalmazások. Űrszelvények. 1. rész: Általános előírások. Az infrastruktúra és a gördülőállomány közös előírásai;

[5] R TS TSI: Technical specification for interoperability relating to the rolling  the trans-European high-speed rail system referred to in Article 6(1) of Council Directive 96/48/EC, 2008/232/CE, 6/01/2015;

[6] M SZ EN 50367:2013: Vasúti alkalmazások. Áramszedő rendszerek. Az áramszedő és a felsővezeték közötti kölcsönhatás műszaki ismérvei (a szabad hozzáférés megvalósítására);

[7] M SZ EN 50119:2010: Vasúti alkalmazások. Telepített berendezések. Villamos vontatási felső munkavezeték;

[8] M SZ EN 50163:2013: Vasúti alkalmazások. A vontatási rendszerek tápfeszültségei;

[9] M SZ EN 50388:2012: Vasúti alkalmazások. Energiaellátás és a gördülőállomány. Az együttműködéshez szükséges, az energiaellátás (alállomás) és a gördülőállomány közötti koordináció műszaki ismérvei.

Csoma András