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LA RETE DI ALIMENTAZIONE ELETTRICA

Per potersi muovere i tram hanno bisogno di una rete di alimentazione elettrica dalla quale prelevare la corrente necessaria all'alimentazione dei propri motori.


Divisore di servizio e relativo segnale

I motori e gli altri dispositivi elettrici delle motrici tranviarie funzionano con l'energia elettrica che il pantografo preleva dalla rete aerea di alimentazione elettrica. Il pantografo esercita una pressione di 6 Kg sul filo di rame.


Dettaglio del contatto tra pantografo e filo

La rete è costituita da un filo di contatto, in rame, sospeso sopra ogni binario ad un'altezza media di 5,2 metri (con minimi a 4,8 m e massimi a 5,8 m), tramite una fitta rete di tiranti in parafil (materiale isolante con alta resistenza alla trazione che ha nel tempo sostituito la ceramica). Il filo non ha una sezione circolare come si potrebbe immaginare, ma ne ha una particolare per facilitare il seriaggio con morsetti:


Sezione del cavo della linea aerea

 


Dettaglio di aggancio (dx). L'aggancio in questo caso è ancora uno di quelli già usati per la linea aerea dei filobus.

Il filo di contatto non è sospeso costantemente al centro delle due rotaie del binario, ma segue un graduale andamento a "zig-zag" denominato poligonazione, affinché l'usura dello strisciante del pantografo si distribuisca sulla sua intera superficie. Lo strisciante del pantografo è costituito da grafite, materiale ad alta conducibilità elettrica che svolge anche la funzione di lubrificante: durante lo strisciamento alcune particelle di grafite si depositano sul filo di contatto garantendone la lubrificazione; la grafite non dura molto sul cavo, basta una pioggia abbondante per "lavare" il filo di contatto eliminandone temporaneamente la lubrificazione per cui il contatto con il pantografo produce più rumore ed è maggiore il rischio di agganciamento alla rete aerea con conseguenti danni sia al pantografo che ai cavi.


Esempio di poligonazione della linea aerea (in blu)

L'energia elettrica proviene da centrali di produzione (centrali termiche o idroelettriche) ad alta tensione in corrente altemata; tramite elettrodotti giunge nelle cabine di conversione dove viene raddrizzata e trasformata in corrente continua a bassa tensione (600 V).

Le cabine di conversione dislocate in vari punti della città sono 15, di cui una è attualmente inattiva. Dalle cabine di conversione l'energia elettrica viene convogliata lungo cavi sotterranei alle cassette di alimentazione, dalle quali si diramano i cavi che raggiungono la rete aerea nei cosiddetti punti di alimentazione.
La rete aerea è suddivisa in 49 zone; ogni zona elettrica è isolata rispetto alle zone adiacenti dai divisori di zona (vedi immagini in basso); il dívisore è costituito una tratta lunga circa 70 cm di materiale isolante; con questa organizzazione del sistema di alimentazione un eventuale guasto ad un cavo, ad una cassetta di alimentazione o ad un tratto di rete aerea, viene ad interessare solo una delle 49 zone; il guasto viene facilmente individuato e riparato, mantenendo in regolare servizio il resto della rete aerea. Il divisore di zona è segnalato da un apposito segnale. All'interno di una zona possono esserci divisori di servizio che vengono utilizzati per interventi di manutenzione in una parte della zona stessa (un esempio è quello dell'immagine presente a inizio pagina: si distingue dal divisore di zona perché non è presente il pannello indicante i numeri delle sottozone confinanti).


Struttura di un divisore


Punto di alimentazione e divisore di zona.


Divisore di zona:
qui si sta uscendo dalla zona 16 ed entrando nella zona 22


Particolare di un divisore

La coppia di segnali posti in corrispondenza del divisore di zona

 

Ogni cabina di conversione può alimentare da un minimo di 2 ad un massimo di 7 zone; ogni zona è protetta da un interruttore di sicurezza, situato nella cabina di conversione, che scatta in caso di eccessivo assorbimento di corrente, dovuto, ad esempio, al contemporaneo avviamento di più tram presenti nella stessa zona.

Tramite il pantografo la corrente giunge alle apparecchiature elettriche delle motrici tranviarie e da queste si scarica attraverso le ruote sulle rotaie che svolgono la funzione di polo negativo; altri cavi sotterranei chiudono il circuito di alimentazione collegando le rotaie alle cabine di conversione.

Il transito delle motrici in corrispondenza di qualsiasi divisore deve avvenire con trazione elettrica disinserita onde evitare la formazione di archi voltaici (sfiammate) che producono danni sia allo strisciante del pantografo, sia al materiale isolante costituente il divisore stesso.

Gli incroci fra fili di alimentazione che formano angoli vicini ai 90 gradi, sono protetti da apposite piastre per impedire che il pantografo subisca colpi.


Esempio di piastra


Piastra dell'incrocio V. Arsenale - C. Matteotti

Nonostante la piastra sia opportunamente sagomata a forma di slitta, quando il pantografo giunge in corrispondenza della stessa subisce un lieve ma brusco abbassamento la cui entità dipende dalla velocità della motrice. Transitando con trazione elettrica inserita ed in velocità, lo strisciante si stacca istantaneamente dalla rete provocando archi voltaici (sfiammate) che danneggiano lo strisciante e possono deformare le piastre stesse.

Gli incroci aerei sono facilmente individuabili perché corrispondono agli incroci fra i binari. Come per i divisori, anche in corrispondenza di ogni incrocio di binari la velocità deve essere particolarmente moderata e la trazione elettrica disinserita.

Tra i maggiori pericoli che ci possono essere per la rete di alimentazione, uno di questi è la neve. In caso di abbondanti nevicate, la neve può attaccarsi ai cavi e, con il suo peso, tenderli ed abbassarli con il grave rischio da parte dei pantografi di restare agganciati e procurare danni notevoli. Se la linea aerea è troppo bassa, i tram non possono circolare (nelle foto in basso, una situazione-limite avvenuta nel 2004).


La rete aerea in piazza Vittorio Veneto nel 2004

2893 con pantografo quasi abbassato


E se qualcosa si rompe... si aggiusta in fretta!