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MEJORAMIENTO INTEGRAL DE LA INFRAESTRUCTURA FERROVIARIA TRAMOS SANTIAGO – RANCAGUA LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS EFE-MED-2330-IE-002 Rev. A B Fecha 06/06/2013 10/06/2013 Prepara CMP CMP Revisa EDB EDB Aprueba Observaciones AFM Para revisión y comentarios AFM Para licitación JUNIO 2013 MED CATENARIAS - II INDICE 1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 1 2. ALCANCE ................................................................................................................................... 2 2.1. ACTUACIONES A REALIZAR ................................................................................................... 2 2.1.1. Pautas preliminares para el catastro de materiales de catenaria................... 3 2.2. INGENIERIA DE DISEÑO ........................................................................................................... 5 3. DEFINICIONES ........................................................................................................................... 8 4. NORMATIVA Y REGLAMENTACIÓN ...................................................................................... 15 5. SITUACIÓN ACTUAL. SISTEMA DE CATENARIA................................................................. 15 5.1. ESTACIÓN ALAMEDA ............................................................................................................. 16 5.1.1. Sector Andenes – Km 2/4 ........................................................................... 16 5.1.2. Sector Empalme ......................................................................................... 16 5.2. ALAMEDA - NOS ...................................................................................................................... 17 5.3. SECCIONAMIENTO ELÉCTRICO ............................................................................................ 18 5.4. ALIMENTADORES DE 3.000VCC Y SECCIONAMIENTOS ................................................... 19 5.5. ALIMENTADORES DE 2.300VCC ........................................................................................... 19 6. SITUACIÓN PROYECTADA. SISTEMA DE CATENARIA ...................................................... 20 6.1. ESTACIÓN ALAMEDA ............................................................................................................. 20 6.2. ALAMEDA - NOS ...................................................................................................................... 20 6.3. VIAS LOCALES, DESVÍOS Y ENLACES ................................................................................ 22 6.4. VIAS FUERA DEL ALCANCE CONTRATO ............................................................................ 22 7. CARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL SISTEMA DE CATENARIA ................................. 23 7.1. CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES ..................................................................................... 23 7.1.1. Tipo de corriente y tensión eléctrica de alimentación .................................. 23 7.1.2. Condiciones ambientales ............................................................................ 23 7.1.3. Velocidades ................................................................................................ 24 7.1.4. Altura hilo de contacto ................................................................................. 24 7.1.5. Abertura de la red aérea ............................................................................. 25 7.1.6. Tensionamiento mecánico .......................................................................... 25 EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - III 7.1.7. Descentramiento ......................................................................................... 27 7.1.8. Vano ........................................................................................................... 27 7.1.9. Distancia de implantación de postes ........................................................... 27 7.1.10. Cantón de compensación mecánica ........................................................ 28 7.1.11. Flecha máxima de los hilos de contacto .................................................. 28 7.1.12. Número de vanos de seccionamiento ...................................................... 28 7.1.13. Agujas Aéreas ......................................................................................... 29 7.1.14. Distancia entre catenarias en seccionamientos ....................................... 29 7.1.15. Criterios de aislamiento ........................................................................... 29 7.2. DEFINICIÓN DE COMPONENTES DEL SISTEMA ................................................................ 31 EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 1 1. INTRODUCCIÓN En la actualidad, la línea férrea que une la ciudad de Santiago de Chile con la ciudad de Rancagua integra servicios de transporte metropolitano (Nos Xpress), servicios de transporte interurbano (Rancagua Xpress), y servicios de larga distancia hasta Chillán (Terra Sur). Actualmente, todos estos servicios de transporte metropolitano, interurbano (expreso) y de larga distancia, operan junto con transportes de cargas a lo largo de una doble vía electrificada, que puntualmente dispone de vías de apartado para mejorar la explotación del sistema. No obstante, la disposición actual de las vías impide una mejora sustancial en los servicios actualmente ofertados, que presentan frecuencias de entre 30 minutos a 60 minutos para la práctica totalidad de los itinerarios con destino Nos y en Rancagua, así como 5 servicios diarios a Chillán. Con objeto de mejorar el nivel de servicio del eje ferroviario Santiago – Rancagua para habilitar un servicio metropolitano de viajeros de alto estándar entre Santiago y Nos, EFE encarga a IIG Consultores el informe de ‘Modelación y Evaluación del Proyecto MetroTren Alameda-Nos’, redactado en noviembre de 2011. En dicho informe se incluyen los estudios de demanda captada por dicho servicio metropolitano de viajeros de alto estándar en el horizonte 2015, incluyendo en los escenarios estudiados la integración tarifaria de la nueva línea de Nos Xpress con las líneas de autobuses de Transantiago, concluyendo la rentabilidad de la inversión. Las actuaciones que es preciso realizar para permitir este servicio de viajeros de altas prestaciones incluyen el proyecto de desnivelación de los cruces vehiculares existentes a lo largo de toda la línea entre Santiago y Nos, el proyecto de desnivelación de los pasos peatonales existentes y el mejoramiento de la línea de servicios Express de viajeros a Rancagua, junto con el mantenimiento de los servicios de cargas. Las actuaciones encaminadas al proyecto del nuevo corredor ferroviario entre Santiago y Rancagua, son definidas por la Empresa de los Ferrocarriles del Estado (EFE) a través de un plan de mejoramiento integral de los servicios ferroviarios de pasajeros entre Santiago y la ciudad de Rancagua, así como de la infraestructura, sistemas y equipos asociados. El plan de mejoramiento integral considera la construcción de dos vías férreas adicionales entre Santiago y Nos, la operación de dos servicios de pasajeros del tipo interurbano entre Santiago y Rancagua y del tipo urbano entre Santiago y Nos, construcción de 7 estaciones nuevas y rehabilitación de 6 estaciones existentes, construcción de talleres de mantenimiento del material rodante, renovación de la flota de material rodante, mejoramiento de los sistemas de vías, de catenarias, de energía, de señalización y de comunicaciones, la segregación de la faja vía con la construcción de pasos vehiculares y peatonales desnivelados, el cierro de la faja vía en el tramo Santiago-Rancagua, entre otras actuaciones. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 2 El proyecto tiene como objetivo mejorar las condiciones de seguridad de la vía y aumentar tanto la frecuencia de los trenes de pasajeros como el volumen de transporte de carga. ALCANCE 2. El presente documento tiene por objetivo definir el alcance de los trabajos a desarrollar por el contratista, así como la documentación que se presentará, para la implantación del sistema de catenaria en el tramo entre Alameda y Nos, dentro de las obras que se han desarrollado para el Mejoramiento Integral de la Infraestructura Ferroviaria en el tramo Santiago – Rancagua. 2.1. ACTUACIONES A REALIZAR Por parte del contratista se deberán llevar a cabo las siguientes actuaciones: - Electrificación de dos nuevas vías entre Alameda y Nos. - Renovación completa de las vías existentes entre Alameda y Nos. - Rehabilitación y electrificación de las vías Maestranza San Eugenio. - Electrificación de la Cochera Nos Express. - Conexión de las catenarias nuevas a los seccionadores de cuernos de salida de la subestación de rectificación Lo Espejo. - Telemando de todos los seccionadores del tramo. El mando de los seccionadores se realizará mediante cuadros de mando locales situados en las estaciones o subestaciones, que actúan sobre los seccionadores correspondientes a esta estación o subestación, y desde el Puesto Central de Comando para todos los seccionadores de línea. - Catastro materiales Catenarias o El catastro abarcará desde la Estación Alameda y hasta el kilómetro 22 de la vía férrea, lado sur de la Estación Nos, y se realizará con presencia de la ITO. Se incluyen todas las catenarias de la Estación Alameda, todas las catenarias que están en operación y aquellas que corresponden a las vías que se rehabilitan, si es que cuentan con catenarias. o Se deberá entregar un informe, para aprobación de la ITO, que contenga la identificación del tramo inventariado, el tipo y cantidad de material y equipos existente en el tramo. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 3 o La reutilización de los materiales inventariados se definirá a partir de lo indicado en la Ingeniería de Detalles del Proyecto. La ITO deberá verificar si los materiales declarados como “aptos” o “no aptos” en la ingeniería, mantienen dicha clasificación. - Desmontaje de catenarias existentes y reinstalación en los nuevos pórticos instalados. - Desarme y transporte a botadero o bodegas EFE según sea el caso, de todo elemento del sistema de electrificación actual que no haya sido reutilizado. - Realizar todos los ajustes que sean necesarios en las catenarias de acuerdo con las nuevas estaciones que serán construidas entre Estación Alameda y Estación Nos. - Alinear y nivelar la geometría de la catenaria desde Estación Alameda hasta Estación Nos, así como todas las catenarias que queden afectadas durante la ejecución de los trabajos. - Protocolos de Calidad, Pruebas y puestas en servicio de todas las nuevas instalaciones que se ejecuten, así como de las catenarias o instalaciones en las que se realicen trabajos. - Cuadernos de replanteo y estado final de la catenaria, en las que se realicen trabajos durante el contrato. - Suministro de repuestos según se detalla en las presentes ETP. 2.1.1. Pautas preliminares para el catastro de materiales de catenaria Debido al gran número de elementos que incluye y el peso que cada uno de ellos tiene sobre la instalación objeto del proyecto, se convierte en una tarea muy significativa. A partir de los datos de mantenimiento que se entreguen por parte de EFE, con el estado de los elementos en el tramo, así como del listado de materiales en acopio con disponibilidad para la obra por parte de EFE, se generaran inspecciones en todo el tramo para determinar los materiales que son adecuados para su reutilización durante la obra, desestimando los que no se consideren adecuados para su uso. Debido a la mayor influencia de algunos equipos o elementos en la fiabilidad del servicio, se deberá prestar atención a los siguientes elementos: 2.1.1.1. Aisladores Inspección visual a efectos de comprobar si existen roturas, huellas de corriente de fuga o de arcos voltaicos. En el caso de reutilizar el mismo, se deberá eliminar la suciedad del cuerpo con agua a presión o cepillo. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 4 2.1.1.2. Aisladores de sección Se inspeccionará: Nivelación de patines, aflojamientos de tornillería, desgaste de patines e hilos de contacto, limpieza y estado de integridad de aislamientos. Se observará la existencia de golpes, arcos o acumulación excesiva de grasa al paso del pantógrafo. 2.1.1.3. Autoválvulas de Catenaria Mediante inspección visual comprobar si existen roturas, huellas de corriente de fuga o de arcos voltaicos así como eliminar la suciedad del cuerpo aislante con agua a presión o cepillo. 2.1.1.4. Cable mensajero Comprobar mediante inspección visual la integridad longitudinal del cable sustentador. Particularmente en los puntos de fijación en ménsula, verificar la existencia de la vaina de protección y posibles hebras de cable cortadas. Verificar que se conservan en toda su longitud las distancias mínimas a tierra, (particularmente en pasos superiores) y la existencia de posibles roces mecánicos con elementos de ménsulas u otros cables o elementos. Observar el estado de cuñas y otras piezas de anclaje. 2.1.1.5. Hilo de contacto Comprobar la integridad longitudinal del hilo observando la posible existencia de arcos voltaicos, cocas y puntos con desgastes prematuros. A efectos de observar la evolución del desgaste y predecir su vida útil, se medirá con tornillo micrométrico el espesor del hilo en diferentes puntos de la traza elegidos al azar y otros que pudieran presentar un desgaste mayor al general. Los valores medidos se registraran en una relación identificada por su P.K. de ubicación. Comprobar visualmente el tense de los latiguillos del punto fijo y el estado de los amarres en los seccionamientos. Verificar si en función de la dirección de desplazamiento normal del pantógrafo se produce a través del tiempo, arrastre del hilo hacia un anclaje de compensación. 2.1.1.6. Equipos de compensación Realizar inspección visual de la polea tensora y sus componentes, el estado de la guía, libre desplazamiento de los contrapesos mediante empuje manual y la altura estática de los mismos en función de la temperatura ambiente y la distancia al punto fijo, según tabla de montaje. Con relación a las poleas se debe controlar: la distancia del trinquete, el giro libre de la polea tensora al elevar y bajar a mano los contrapesos, la verticalidad de la polea tensora y el enrollamiento de los cables de acero sobre los tambores de la polea tensora. 2.1.1.7. Ménsulas (Triángulos) Inspeccionar su estado de integridad general observando si existen indicios de arcos voltaicos, daños en herrajes o tubos, ajustes de tornillería, estado del brazo de atirantado y su ángulo de libre elevación. También se inspeccionará el tubo horizontal porta brazo considerando una inclinación, conexiones eléctricas flexibles y control de los tornillos de ajuste de la grifa del hilo de contacto. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 5 2.1.1.8. Pendolas (Suspensores) Verificar la existencia de hilos cortados y la posición vertical del cable flexible. 2.1.1.9. Pórticos y silletas Estado de su protección y superficie. 2.1.1.10. Uniones y conexiones Efectuar una inspección visual observando posibles deterioros en los conductores o grapas. 2.1.1.11. Seccionadores y accionamientos Verificar cuchillas, verificando presión y alineación de contacto entre las mismas. Realizar dos pruebas funcionales de apertura y cierre con accionamiento a distancia además de comprobar accionamiento manual para verificar el libre movimiento del conjunto mecánico. 2.1.1.12. Puesta a tierra Comprobar el estado de la soldadura al carril así como la integridad de los conductores, conexiones y herrajes de sujeción. Se incluye en esta tarea la revisión de cables de corriente de retorno a las subestaciones de tracción y su conexión a carril. 2.1.1.13. Cables alimentación Comprobar mediante inspección visual la integridad longitudinal del cable. Particularmente en los puntos de fijación en aisladores de apoyo y anclajes verificar posibles hebras cortadas. 2.2. INGENIERIA DE DISEÑO Por parte de EFE se entregará al Contratista de Sistemas de Vías y Catenarias la Ingeniería de diseño que engloba los siguientes documentos: - Memoria Funcional Descriptiva. o En este documento se detallará el alcance de los trabajos y el sistema de catenaria a instalar en el tramo. - Metodología de trabajo. o En este documento se detallará la metodología de trabajos a aplicar para el desarrollo de los mismos, tanto en las vías en servicio como en las nuevas, pruebas y puesta en servicio. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 6 o Del mismo modo dentro de la metodología de trabajo se tendrá en cuenta, la ejecución de los mismos en coordinación con las fases de obra civil y las posibles interficies con el resto de sistemas y trabajos en ejecución. - Plan de trabajos. - Esquema eléctrico existente y futuro. - Plantas de replanteo. - Planos generales de diseño. - Secciones Tipo. - Especificaciones Técnicas Generales. - Especificaciones Técnicas Particulares. - Cubicaciones. El contratista a partir de esta documentación, deberá complementarla con toda la información técnica de los proveedores, modificaciones necesarias, fichas de montaje, listado de pruebas, etc., con un desarrollo tal que contemple al menos los siguientes documentos: - Diseño de catenarias, respetando las condiciones propuestas en el Proyecto Ingeniería de Diseño del Sistema de Catenaria. - Metodología de trabajo complementaría a la de la Ingeniería de Diseño, aportando en la misma, mejoras, tanto técnicas como económicas. - Plan de trabajo, adaptado a los hitos de entrega, fases de obra e interficies con el resto de sistemas y contratos. - Memorias de Cálculo. - Esquema Eléctrico del Sistema de Catenarias en el tramo Alameda – Nos. - Planos de diseño, de replanteo, de trazado, de detalles y listados de materiales asociados, planos ‘Como Construido’. - Especificaciones técnicas de conjuntos, equipos y de suministros de elementos menores, tales como triángulos, aisladores, seccionadores, etc. - Catálogos y especificaciones técnicas de los equipos que el Contratista señale suministrará en su oferta. - Presupuesto. - Protocolos y Plan de pruebas y puesta en servicio, tanto parcial como total. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 7 - Plan de Obra. - Programa de Control y Vigilancia de las Obras. - Programa de capacitación. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 8 3. DEFINICIONES Aislador de sección.- Punto de seccionamiento formado por aisladores insertados en la línea de contacto y por dispositivos que aseguran la captación ininterrumpida de la corriente (UNE – EN 50119) Aislamiento.- Distancia en el aire atmosférico y en la superficie de los aislamientos sólidos de un material en contacto con la atmósfera , que se somete a esfuerzos dieléctricos y a la influencia de las condiciones ambientales u otros agentes externos, tales como la polución, humedad, insectos, etc. Aguja aérea.- Instalación que se realiza entre las dos catenarias de un desvío, cruzamiento o escape para permitir el paso de las circulaciones de una vía directa a otra o viceversa, sin discontinuidad en la alimentación eléctrica. Altura de la catenaria o del sistema.- Distancia, medida verticalmente, entre el eje del sustentador y el eje de los hilos de contacto en el punto de apoyo del sustentador. Altura de los hilos de contacto.- Distancia, medida perpendicularmente, entre el plano medio de rodadura en el eje de la vía y la cara inferior de los hilos de contacto. Altura mínima de diseño del hilo de contacto.- Altura teórica del hilo de contacto, incluyendo las tolerancias, diseñada para asegurar que siempre se consiga la altura mínima del hilo de contacto. Altura mínima de los hilos de contacto.- Valor mínimo de la altura del hilo de contacto en el tramo para evitar en todo tipo de condiciones, arcos voltaicos entre una o más líneas de contacto y los vehículos. Altura máxima de diseño de los hilos de contacto.- Altura teórica del hilo de contacto, incluyendo las tolerancias y elevaciones que se requieren alcance el pantógrafo. Altura del plano medio de rodadura sobre el terreno.- Distancia vertical entre dicho plano y el terreno, medida en la alineación de los postes de la catenaria. Anclaje.- Elemento que soporta la tensión mecánica de amarre de los distintos cables o hilos. Suele situarse en la cabeza de los postes. Anclaje de seccionamiento.- Perfil en cuyo poste se efectúa el anclaje del sustentador y los hilos de contacto. Existen, por tanto, un perfil de anclaje en cada extremo del seccionamiento, y es donde se instalan los equipos de compensación mecánica. Atirantado.- Conjunto de elementos que participan en el descentramiento de la catenaria. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 9 Blodi.- Sistema de freno de la polea de compensación que actúa bloqueando los dientes de la misma. Brazo de atirantado.- Elemento que, unido al hilo/s de contacto, fija la posición del mismo/s en el descentramiento deseado (UNE – EN 50119). Cable de retorno.- Conductor de retorno aislado que forma parte del circuito de retorno y que conecta el resto del circuito de retorno a la subestación (UNE – EN 50119). Cable de tierra.- Cable o hilo metálico que conecta los soportes a la tierra o al rail para asegurar la protección de las personas e instalaciones en el caso de falta de aislamiento y que además puede servir de cable de retorno (UNE-EN 50119). Carril de anclaje.- Cupón de carril que, empotrado en el macizo, sirve de sujeción al tirante de anclaje. Cantón de compensación mecánica.- Tramo independiente, desde el punto de vista mecánico, en que se divide la longitud de una catenaria, con el fin de mantener una tensión mecánica constante independientemente de las variaciones térmicas. Catenaria.- Conjunto de conductores aéreos formado por el sustentador, el hilo o hilos de contacto, las péndolas y sus alimentaciones. Catenaria con péndola en Y.- Catenaria suspendida en la que el hilo de contacto está suspendido de una o más péndolas desde un hilo auxiliar continuo corto, unido al sustentador a cada lado del soporte. Carril conductor aéreo.- Una sección metálica rígida , montada en aislantes en una estructura que forma una línea de contacto aérea (UNE-EN 50122-1). Circuito de retorno.- Conjunto de elementos que forman el camino previsto para la corriente de retorno de tracción (UNE-EN 50119). Cola de anclaje.- Es la porción extrema de un cable o hilo de contacto que, convenientemente aislada, se sujeta al anclaje. Corrientes vagabundas.- Corriente que sigue caminos distintos a la del circuito de retorno (UNE-EN 50119). Cortocircuito.- Camino conductor accidental o intencionado entre dos o más puntos de un circuito que fuerzan a las tensiones entre estos puntos a ser relativamente bajas. Cualquier trazado conductor, ya sea entre conductores o entre conductor y tierra, se considera cortocircuito (UNE-EN 50119). Descargador.- Elemento de protección que se conecta al carril para la protección de puentes, marquesinas y otras construcciones metálicas próximas a la catenaria ante el fallo de aislamiento de esta. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 10 En caso de derivación de corriente de la catenaria a una de estas estructuras, el descargador se hace conductor, permitiendo drenar la corriente al circuito de retorno. Descentramiento.- Separación en el plano horizontal, entre el eje del pantógrafo y el eje de los hilos de contacto de la catenaria con objeto de evitar el desgaste puntual del pantógrafo. En el caso de la catenaria CA-160 y CA-220, el descentramiento del sustentador es el mismo que el de los hilos de contacto al estar ambos elementos en el mismo plano vertical. Desplome del poste o contraflecha.- Desplazamiento horizontal de la cabeza del poste, sin carga, respecto a su posición vertical, medido en dirección perpendicular a la vía y en sentido de alejamiento de ésta. Dintel de pórtico rígido.- Elemento metálico utilizado para soportar las catenarias. Está formado por una estructura metálica en celosía o no, apoyada en sus extremos sobre postes. Las catenarias se suspenden del dintel mediante equipos de ménsula normalizados. Dispositivo limitador de tensión.- Dispositivo de protección contra la existencia permanente de una tensión de contacto accesible inadmisiblemente alta (UNE-EN 501221) Distancia mínima a tierra.- Distancia mínima en el aire entre elementos en tensión de la línea aérea de contacto y tierra. Eje de seccionamiento.- Perfil dotado de doble ménsula, en donde los hilos de contacto de las dos catenarias están a la misma altura permitiendo el contacto con el pantógrafo, y en cuyos vanos adyacentes se elevan los hilos de contacto de cada una de las catenarias. En curva se pueden instalar uno o dos ejes, dependiendo del radio de la misma. Equipo de compensación mecánica.- Mecanismo formado equipos que absorben las contracciones y dilataciones, que se utiliza para mantener la tensión mecánica de la catenaria constante. Equipo de punto fijo.- Instalación que se coloca en la sección central de un cantón de compensación mecánica de la catenaria para fijar los conductores y evitar su desequilibrio mecánico. Flecha de los hilos de contacto.- Diferencia entre las alturas de los hilos de contacto en el extremo y en el centro del vano. Como altura de los hilos de contacto en el extremo se toma la media aritmética de las alturas en los puntos de amarre de las péndolas extremas del vano. Gálibo de poste.- Distancia horizontal mínima entre las caras enfrentadas del poste y del carril más próximo a él, medida a la altura de la cabeza del carril. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 11 Gálibo de carga estática.- Contorno de la sección máxima de los vehículos utilizados en las líneas ferroviarias. Gálibo de carga cinemática.- Gálibo de carga estática ampliado para permitir los movimientos dinámicos del vehículo. Hilo de contacto.- Conductor eléctrico de una catenaria a través del cual se produce el contacto con el pantógrafo, y por tanto, la captación de energía. Interruptor automático de corriente continua (Extrarrápido).- Aparato de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes continuas en las condiciones normales del circuito así como establecer, soportar (hasta un límite específico y durante un tiempo determinado) e interrumpir corrientes en condiciones anormales especificadas del circuito, tales como las de cortocircuito. Línea aérea de contacto.- Sistema para el suministro de energía eléctrica a los vehículos de tracción ferroviarios mediante el pantógrafo. Macizo /Cimentación.- Construcción, generalmente de hormigón o acero, completa o parcialmente enterrada y sobre la que se montan los soportes. La cimentación deberá proporcionar estabilidad a todas las cargas a las que se someta el soporte (UNE-EN 50119). Ménsula (Triángulos).- Estructura metálica utilizada para suspender y atirantar la catenaria. Puede estar colocada sobre postes o bien sobre pórticos rígidos, y pueden ser rectas, acodadas o de estructura triangular tubular. Pantógrafo.- Aparato para tomar corriente del hilo de contacto, constituido por un sistema articulado diseñado para permitir un movimiento vertical de su cabeza (UNE-EN 50119). Pararrayos.- Dispositivo para proteger los aparatos eléctricos de sobretensiones transitorias y limitar la duración y frecuentemente la amplitud de la corriente subsiguiente (UNE-EN 50122-1). Pendiente de los hilos de contacto.- Porcentaje de la diferencia en altura de los hilos de contacto sobre el nivel del carril en dos soportes sucesivos a lo largo del tramo. Se expresa en tanto por mil. Péndola (Suspensores).- Componente utilizado para suspender de un transversal portador o de un portador longitudinal, un transversal de equilibrio, un cable auxiliar o un hilo de contacto (UNE-EN 50119). Pendolado.- Distribución de las péndolas a lo largo de un vano, tanto en lo que se refiere a la longitud de las mismas como a la separación entre ellas. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 12 Pendolado arbitrario.- Es aquel que se caracteriza porque la distancia entre el apoyo y la primera péndola, así como la distancia entre ellas es arbitraria, es decir, no obedece a una longitud homogénea. Pendolado equidistante.- Es aquel que viene determinado por la distancia desde el apoyo hasta la primera péndola, así como la distancia entre ellas es constante. Pendolado por parejas.- Es aquel que viene determinado por péndolas agrupadas por parejas, existiendo una distancia entre ejes de parejas de péndolas y otra distancia entre ejes de cada una de las péndolas que conforma la pareja. Asimismo la distancia entre el apoyo y la primera péndola no tiene porque coincidir con la distancia entre parejas o con la distancia entre cada una de las que conforma la pareja. Plano medio de rodadura.- Plano horizontal que contiene al eje de la vía. En recta coincide con el plano de rodadura, que es el tangente a las cabezas de los carriles. Pórtico funicular.- Equipo que suspende varias catenarias de vías adyacentes principalmente en estaciones. Consiste en tres cables sujetos a dos postes situados en los extremos del haz de vías. Pórtico rígido.- Equipo formado por dos postes con sus correspondientes macizos y el dintel que los une. Poste.- Estructura metálica fijada al terreno que sirve de apoyo, tensando y atirantado de la línea aérea de contacto (UNE-EN 50119). Poste de aguja.- Es el correspondiente al soporte más próximo al punto de aguja y se utiliza para atirantar las catenarias. Potencial del carril.- La tensión que aparecen en condiciones de funcionamiento cuando los carriles de vía son utilizados para llevar la corriente de retorno de tracción o bajo condiciones de fallo entre los carriles de vía y tierra (UNE-EN 50122-1). Protección de contrapesos.- Dispositivos que se colocan en cada poste que soporta los contrapesos, en zonas de andenes o de paso público, con el fin de evitar accidentes y / o sustracciones de rodelas de contrapesos. Protección de seguridad de postes.- Pieza metálica que se coloca en los postes metálicos empresillados para impedir su escalada. Punto de aguja.- Es el punto donde las catenarias de la vía directa y de la desviada se encuentran más próximos. Punto fijo.- Es el punto central de un cantón de compensación de una Línea Aérea de Contacto a partir del cual y hacia ambos lados se regulan las variaciones de longitud de la catenaria mediante sistemas de compensación. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 13 Seccionador.- Dispositivo interruptor utilizado en instalaciones eléctricas, compuesto por un bastidor metálico sobre el que van los aisladores de apoyo de los contactos y la cuchilla o elemento móvil que, accionando por medio de la correspondiente timonearía, sirve para abrir o cerrar un circuito eléctrico. Seccionamiento.- Zona de solape de catenarias en los extremos de dos cantones de compensación adyacentes. El seccionamiento se realiza a lo largo de varios perfiles denominados: anclaje de seccionamiento, semieje de seccionamiento y eje de seccionamiento. Seccionamiento de cantón o de compensación.- Seccionamiento que permite la continuidad eléctrica permanente entre ambas catenarias mediante conexiones eléctricas, tanto entre los sustentadores, como entre los hilos de contacto. Seccionamiento de lámina de aire o aislado.- Seccionamiento en el que las dos catenarias permanecen independientes eléctricamente mediante una distancia entre conductores suficiente para la tensión eléctrica a la que se encuentran alimentados. En caso necesario se pueden conectar las catenarias mediante un seccionador. Semieje de seccionamiento.- Perfil dotado de doble ménsula, una para cada catenaria, en el que los hilos de contacto de la catenaria que se ancla están elevados, evitándose el contacto con el pantógrafo. Existen dos semiejes en cada seccionamiento. Señales de electrificación.- Signos que tienen por objeto transmitir al maquinista ordenes o informaciones sobre la catenaria. Separación entre catenarias en un seccionamiento.- Distancia mínima entre las dos catenarias de un seccionamiento, con el fin de mantener el aislamiento eléctrico entre ambas. Separación entre el hilo de contacto y el tubo de atirantado.- Distancia entre el tubo horizontal que soporta los brazos de atirantado y los hilos de contacto, medida verticalmente. Solape entre catenarias en los seccionamientos.- Longitud de seccionamiento en la que el contacto del pantógrafo se produce simultáneamente sobre las dos catenarias del mismo. Sustentador (Mensajero).- Cable conductor de una catenaria que, apoyado en las ménsulas de los postes, soporta el hilo o hilos de contacto mediante péndolas. Tensión de contacto.- Tensión bajo condiciones de fallo entre partes cuando son tocadas simultáneamente (UNE-EN 50122-1). Tensión nominal.- Es la tensión declarada para un sistema (UNE-EN 50163). EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 14 Tensión no permanente máxima.- Es el valor máximo de la tensión susceptible de estar presente durante cinco minutos como máximo (UNE-EN 50163). Tensión permanente máxima.- El valor máximo de la tensión susceptible de estar presente indefinidamente (UNE-EN 50163). Tensión permanente mínima.- El valor mínimo de la tensión susceptible de estar presente indefinidamente (UNE-EN 50163). Sobretensión.- Un crecimiento transitorio de la tensión durante menos de 2 segundos (UNE-EN 50163). Subestación de tracción.- Una instalación cuya principal función es la de alimentar un sistema de línea de contacto en la cual la tensión de un sistema primario de alimentación y en ciertos casos la frecuencia, es transformada a la tensión y frecuencia de la línea de contacto (UNE-EN 50122-1). Tierra.- Masa conductora de la tierra en la que el potencial eléctrico en cada punto se toma, convencionalmente, igual a cero (UNE-EN 50119). Toma de tierra.- Conjunto de elementos conductores, conectados a tierra, con objeto de reducir los potenciales eléctricos de elementos metálicos cercanos a una línea eléctrica, provocados por una eventual falta de aislamiento o por descargas atmosféricas. Vano.- Distancia entre dos soportes o perfiles consecutivos de la línea aérea de contacto. Vano de elevación de una aguja.- Es el vano comprendido entre el poste de aguja y el poste instalado a continuación en dirección a la junta de contra aguja del desvío. Vano de Anclaje.- Aquel que corresponde, normalmente, con el vano continuación al de elevación. Vía directa.- Es la vía de un desvío que tiene mayor radio y por tanto, la que se supone origen de la desviada. Vía desviada.- Es la vía de un desvío que tiene el radio menor, uniéndose a la general mediante la aguja. Visera.- Pieza utilizada para protección de la catenaria en pasos superiores, pasarelas, túneles, etc. Zona Crítica.- Zona de una aguja aérea que está comprendida entre el punto donde el pantógrafo empieza a tocar las dos catenarias y concluye en el punto donde suelta una de ellas. Zona Neutra.- Parte de una línea de contacto provista en cada extremo de un punto de seccionamiento, bien para impedir la interconexión de secciones eléctricas sucesivas diferentes en tensión o en fase, bien para asegurar que no se puentea la zona de trabajo. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 15 4. NORMATIVA Y REGLAMENTACIÓN - Normativa Técnica Ferroviaria. Red Aérea. EFE-NTF-31-001 de 26 de Septiembre 2011. Versión 0. - ETI- Especificación Técnica de Interoperabilidad - UIC 600 OR: Tracción eléctrica con Línea Aérea de Contacto. - UIC 606-1 OR: Consecuencias de la aplicación de los gálibos cinemáticas definidos por las fichas UIC 505 en la concepción del sistema de catenaria. - UIC 870 O: Especificación técnica sobre la fabricación de hilos ranurados para Línea Aérea de Contacto. - UIC 791 R: Aseguramiento de la calidad de las instalaciones – catenarias. - UIC 794-1: Interacción entre catenaria – pantógrafo para líneas ferroviarias de corriente continua. - UIC 796-0: Tensión de pantógrafo. - UIC 737-4R: Disposiciones para limitar las perturbaciones de las instalaciones a corrientes débiles originadas por la tracción eléctrica. - EN-50119. Instalaciones fijas. Líneas aéreas de contacto para tracción eléctrica - EN 50122-1: Aplicaciones ferroviarias. Instalaciones fijas. Parte 1: Medidas de protección relativas a la seguridad eléctrica y a la puesta a tierra. - EN 50126: Aplicaciones ferroviarias. Especificación y demostración de fiabilidad, disponibilidad, mantenibilidad y seguridad. - EN 50149: Aplicaciones ferroviarias. Instalaciones fijas. Tracción eléctrica. Cables de contacto acanalado de cobre y aleación de cobre. - EN 61325: Aisladores para líneas aéreas de tensión nominal superior a 1000V. Elementos aisladores de cerámica o de vidrio para sistemas de corriente continua. Definiciones, métodos de ensayo y criterios de aceptación. 5. SITUACIÓN ACTUAL. SISTEMA DE CATENARIA A continuación se pasa a detallar el estado actual del sistema de catenaria del tramo del proyecto que nos ocupa. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 16 5.1. ESTACIÓN ALAMEDA 5.1.1. Sector Andenes – Km 2/4 Las catenarias de las vías andenes nº 1, 2, 3, 5, 6 y 8 están compuestas por un cable de mensajero de acero de diámetro 3/8” 7 hebras, un hilo de contacto de cobre 4/0 AWG, originalmente con suspensores tipo horquilla cada 5 metros de principalmente cobre y otros de acero. Las catenarias de las vías andenes Nº 4 y Nº 7 y de las vías principal poniente, principal oriente y “La Lechera”, están compuestas por un cable mensajero de cobre 4/0 AWG x 7 hebras y un hilo de contacto de cobre 4/0 AWG, con suspensores tipo horquilla cada 5 metros. La altura de las catenarias en los respectivos puntos de suspensión es de 0,995m. Las catenarias están suspendidas principalmente mediante catenarias transversales en postes tipo II y tipo III y algunos en postes de rieles. Esta situación ocurre desde Andenes hasta el Km 1/6, sector puente Antofagasta. A partir del Km 1/7 la sustentación de las catenarias se realiza mediante pórticos rígidos con suspensión desde la viga mediante aisladores de loza. Destacar que existe un circuito de 12kVcc entre el Km 0/6 y el Km 0/10 el cual eventualmente podría afectar o interferir con eventuales trabajos, ya que está en servicio. Por parte del Contratista se deberá analizar este punto, realizando un informe a tal efecto donde se detallaran las actuaciones a realizar, para durante los desarrollos de los trabajos de la implantación de la catenaria, no afectar al servicio de la citada línea. 5.1.2. Sector Empalme Entre los Km 2/2 y 2/8 se encuentra el seccionamiento de compensación que separa las vías ancladas con las auto compensadas que definen el estándar de la electrificación de las vías principales de la Línea Central Sur de EFE. Además de las vías principales al lado oriente se encuentra la vía denominada “La Lechera” desde la cual converge el acceso al taller de Temoinsa, los cuales se encuentran electrificados. En este sector la catenaria se encuentra sustentada de pórticos metálicos rígidos en todo el sector, extendiéndose más al Sur del espacio de aire Norte de Alameda. El último pórtico se encuentra en el km 3/3. En este punto las catenarias ya pertenecen a los circuitos de plenas vías Empalme – San Bernardo. La frontera eléctrica de la Estación Alameda con las plenas vías se da en el espacio de aire localizado en el km 2/15. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 17 5.2. ALAMEDA - NOS Actualmente entre Alameda y Nos para las vías principales el sistema de catenaria es del tipo compensada, compuesta por: - Cable mensajero de cobre de 300 MCM de sección (153mm2) - Dos hilos de contacto de cobre ranurado 4/0 AWG (107mm2) de sección cada uno según norma ASTMB-47. - Suspensores articulados de alambre de cobre Nº 3 WG distribuidos cada 6m. La altura nominal de la catenaria en los puntos de fijación es de 1,70m y la luz máxima es de 72m. En las zonas de más de dos vías se encuentran electrificadas con pórticos metálicos rígidos, compuestos por dos pilares y una viga. En lo que respecta a las vías locales y desvíos, las catenarias son ancladas y están compuestas por: - Mensajero de acero de 3/8” de sección - Hilo de contacto de cobre 4/0 AWG (107mm2) - Suspensores articulados de alambre de cobre Nº 3 WG distribuidos cada 6m La altura nominal de la catenaria en los puntos de fijación es de 1,70m y la luz máxima es de 72m. Todos los enlaces electrificados del sector Alameda – Nos, son anclados y disponen de un mensajero de acero 3/8” y un hilo de contacto 4/0 AWG. En los extremos de cada cantón se localizan anclajes con equipos tensores, tanto de mensajero como de los hilos de contacto de forma independiente. Esto se efectúa mediante polipastos de relación 1:5, contrapesos de concreto y ferretería asociada. Las catenarias disponen de conexiones equipotenciales ubicadas en promedio cada 144m, las cuales unen el cable mensajero con los dos hilos de contacto. Cada conexión equipotencial está compuesta por cable desnudo 3/0 AWG de 61 hebras y en algunos casos 4/0 AWG de 37 0 61 hebras, una prensa paralela 16mm-13,5mm y 2 prensas paralelas 13,5mm-HC. Sobre estas vías se ha realizado durante estos años labores de Mantenimiento Preventivo y Correctivo, siendo las principales actuaciones las siguientes: - Mantenimiento Preventivo: o Regulación de equipos tensores EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 18 o Mantenimiento y recambio de equipos tensores o Regulación de descentramiento del hilo de contacto o Recambio de suspensores o Revisión y regulación de conexiones eléctricas o Nivelación de triángulos. o Aplome de postes - Mantenimiento Correctivo: o Sustitución de postes en mal estado o Reparación de cortes de hilo de contacto, por corte de hilo de contacto por fusión. o Reparación corte de mensajero por fatiga del material y terminales de anclaje que aprisionan el cable y hacen que con el paso del tiempos se corte el mensajero. o Reparación por causas de fallas por acciones de terceros. 5.3. SECCIONAMIENTO ELÉCTRICO A un costado de la cabina de Empalme se encuentra el Portal de 3kV con dos seccionadores de cuernos con accionamiento manual. A este punto llegan los alimentadores nororiente y norponiente provenientes de la S/E Lo Espejo. Cada alimentador está constituido de un cable de aluminio desnudo AAC 954 MCM. El alimentador nororiente llega al seccionador de cuernos Nº11 del portal de 3kV de Empalme Estación Alameda, el cual alimenta principalmente la catenaria de vía principal oriente y otras catenarias convergentes a vía oriente (La Lechera, patio Temoinsa, Desvío La Pera, Andenes 4, 5, 6, 7 y 8, etc.). El alimentador norponiente llega al seccionador de cuernos Nº12 del portal de 3kV de Empalme Estación Alameda, el cual alimenta principalmente la catenaria de vía principal poniente y otras catenarias convergentes a esta vía (Patio FEPASA, Andenes 1, 2, 3, etc.). EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 19 5.4. ALIMENTADORES DE 3.000VCC Y SECCIONAMIENTOS A fin de dar continuidad eléctrica a la red aérea de la vía principal y alimentar las catenarias de las vías de las estaciones, en las mismas se instalan portales de seccionamiento de 3kV. En estos portales existen seccionadores de cuerno (para operación con carga) y eventualmente llaves de cuchillo (para operación sin carga), las cuales cuentan con accionamiento manual. Para conectar el portal de 3kV con las catenarias de plenas vías y estaciones se emplean alimentadores monopolares de 3kV, los cuales pueden ser de cobre 600 MCM o Aluminio 795 MCM o 954 MCM. 5.5. ALIMENTADORES DE 2.300VCC La alimentación eléctrica de los sistemas de señalización, Locales Técnicos (LT) y Pasos a Nivel (PaN) se efectúan por medio de un alimentador aéreo bifásico de un nivel de tensión nominal de 2.300Vca entre fases. La energía de este alimentador proviene desde un transformador de servicios auxiliares (Tr SSAA) 66/0, 4/2,44kV. El conductor empleado para la alimentación tiene las siguientes características: - Aluminio 70mm2 - Aluminio Azusa - Cobre nº 4 AWG (Reempleo) empleado para tramos cortos (de pocas luces). En los sectores de doble vía la red de 2.300V se encuentra localizada principalmente por la postación del lado oriente. Este punto se deberá tener muy en cuenta por el contrista en su metodología de trabajo, así como para la planificación de los mismos, para garantizar en todo momento el servicio de la misma. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 20 6. SITUACIÓN PROYECTADA. SISTEMA DE CATENARIA A continuación se pasa a detallar la situación proyectada para cada tramo del proyecto. 6.1. ESTACIÓN ALAMEDA Para la electrificación de la Estación de Alameda se instalarán pórticos funiculares para las nuevas vías y las actuales Rancagua Xpress, independizando, en la medida de lo posible, los nuevos pórticos para las cuatro vías de las existentes. La tipología de la catenaria será auto compensada para sustentador e hilos en uno de los lados de los seccionamientos y ancladas en la zona de la estación, proyectando para ello seccionamientos de menos de 600 metros. El sistema de catenaria será del tipo compensada, compuesta por: - Cable mensajero de cobre de 300 MCM de sección (153mm2) - Un hilo de contacto de cobre ranurado 4/0 AWG (107mm2) de sección según norma ASTMB-47. - Suspensores articulados de alambre de cobre Nº 3 WG distribuidos cada 6m. 6.2. ALAMEDA - NOS Se proyecta entre Alameda y Nos para las vías principales, un sistema de catenaria del tipo compensada, similar a la existente, compuesta por: - Cable mensajero de cobre de 300 MCM de sección (153mm2) - Dos hilos de contacto de cobre ranurado 4/0 AWG (107mm2) de sección cada uno según norma ASTMB-47. - Suspensores equipotenciales de cable trenzado de cobre sección 25mm2. La abertura máxima en los apoyos entre mensajero e hilo de contacto dependerá del módulo a utilizar, siendo de 1,70 m para módulo de 6 metros y 1,15 o 1,05 para módulo de 5 metros. En condiciones de plena vía y sin restricciones de gálibo, la altura nominal del hilo de contacto sobre el riel será de 6,0 ± 0,2 m con respecto a la cota del riel. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 21 En las transiciones de altura del hilo de contacto, la correspondiente pendiente máxima no superará el 3‰ (tres por mil). Se compensarán tanto el mensajero como los hilos de contacto mediante equipos de regulación automática de contrapesos, en distancias de hasta 1.200 m, pudiendo ir hasta distancias de 1.500 m en puntos singulares, y se montará un anclaje a la mitad del tramo de catenaria compensada. La tensión del cable mensajero será de 1.600 kgf y de los hilos de contacto 900 kgf. La red aérea será sostenida mediante triángulos articulados compuestos por tubos de acero galvanizado, soportados por postes de hormigón armado, metálicos o torrecillas metálicas montadas en pórticos metálicos. La separación entre postes se establece en módulos de 6 y 5 metros, correspondiendo para 6 m en tangente al valor máximo de 72 m y para 5 m en tangente al valor máximo de 60 m y en curva, para ambos casos, una distancia que permita que la cuerda máxima que forma el hilo de contacto con el eje del pantógrafo en el centro del vano, tenga una flecha no superior a 0,20 m. Las transiciones entre vanos consecutivos no tendrán diferencias superiores a dos veces el módulo. Para el caso de postes metálicos, deberá instalarse un sistema de protección a tierra. Se montarán seccionamientos eléctricos de láminas de aire (espacios de aire), a ambos extremos de cada estación o en puntos singulares por necesidad de la explotación, con la finalidad de poder independizar zonas de plenas vías o estaciones. Estos seccionamientos estarán comandados a través de seccionadores de cuernos, de apertura bajo carga, de una intensidad mínima de 2.000 A. Las desviaciones tangenciales serán atendidas por catenarias independientes cuyas suspensiones se instalarán en el centro teórico de intersección de los ejes de pantógrafo. Todas las agujas en vía general serán del tipo tangencial en el punto 90. Las conexiones de continuidad eléctrica se efectuarán entre los hilos de contacto y entre los mensajeros. En los enlaces o traspasos de vías se instalarán aisladores de sección en mensajero e hilos de contacto, que permitan separar eléctricamente las vías. Las suspensiones serán del tipo triángulo articulado para vía compensada, con aisladores de vitroresina recubiertos por P.T.F.E. o cualquiera que la reemplace siempre que sea de iguales o superiores características técnicas. En los puntos de suspensión donde concurran dos o más catenarias (como en deflexiones tangenciales, espacios de aire o centros de contrapeso) deberá disponerse de un triángulo por cada una de ellas, generándose así triángulos dobles y triples. La unión mecánica entre los triángulos y los hilos de contacto se efectuará mediante centradores independientes, que permitan un contacto homogéneo de los pantógrafos con cada hilo de contacto. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 22 Se rotularán los postes para indicar el kilómetro al cual pertenece además del número de identificación dentro de ese kilómetro. El orden de numeración de los postes será creciente de norte a sur para línea central sur y en ramales será creciente desde la estación origen del ramal en la línea central. 6.3. VIAS LOCALES, DESVÍOS Y ENLACES En lo que respecta a la catenaria de las vías locales, desvíos y enlaces, estará compuesta por: - Cable mensajero de acero de 3/8” de sección. - Un hilo de contacto de cobre ranurado 4/0 AWG (107mm2) de sección según norma ASTMB-47. - Suspensores articulados de alambre de cobre Nº 3 WG distribuidos cada 6m. La altura nominal de la catenaria en los puntos de fijación es de 1,70m y la luz máxima es de 72m. Todos los enlaces electrificados del sector Alameda – Nos, son anclados y disponen de un mensajero de acero 3/8” y un hilo de contacto 4/0 AWG. Las agujas aéreas serán del tipo cruzadas en el punto 55. 6.4. VIAS FUERA DEL ALCANCE CONTRATO Dentro de las actuaciones de electrificación de este contrato, a continuación se enumeran las que quedan fuera del mismo: - Desvío SITRANS - Desvío BSA - Desvío Molino Peneca - Patio Nos Poniente EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 23 7. CARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL SISTEMA DE CATENARIA 7.1. CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES 7.1.1. Tipo de corriente y tensión eléctrica de alimentación La catenaria está diseñada para ser alimentada en corriente continua donde se admiten las siguientes variaciones. Tensión Nominal Máxima Mínima No permanece máxima V 3000 3300 2300 3900 Los valores de tensión de esta tabla son los definidos en la norma EN 50163. 7.1.2. Condiciones ambientales La limitación de las temperaturas ambientales máximas y mínimas tiene por objeto establecer la longitud máxima del cantón de compensación mecánica de la catenaria La limitación de las temperaturas ambientales máximas y mínimas tiene por objeto establecer la longitud máxima del cantón de compensación mecánica de la catenaria. Temperatura ambiental Mínima Media Máxima ºC -5 12 50 Al aumentar la temperatura, se reduce la tensión límite de fluencia de los conductores Para evitar que dicha tensión descienda por debajo de un mínimo, entrando los conductores en régimen plástico, se limita la temperatura máxima que pueden alcanzar éstos a los siguientes valores: Temperatura máxima en conductores ºC Sustentador Hilos de contacto de Cobre Hilos de contacto de Cu-Ag -15 45 100 EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 24 Velocidad del viento Velocidad máxima (km/h) Máxima de ráfagas 120 De cálculo mecánico 90 La velocidad del viento influye en la deformación transversal de la catenaria, y en particular, en su flecha máxima horizontal, Si ésta es elevada, puede provocar' problemas en la toma de corriente, al salirse el hilo del área de contacto con el pantógrafo. En condiciones normales, se establece una limitación de las velocidades del viento compatibles con la longitud máxima del vano, Para velocidades superiores será necesario reducir dicho vano en función de los cálculos correspondientes. 7.1.3. Velocidades Las velocidades máximas teóricas de circulación de los trenes con buena captación de corriente: Tipo de vía Velocidad máxima (km/h) Plena vía y línea principal en estaciones Patios, bajo redes aéreas con aislador de sección 140 km/h 40 km/h 7.1.4. Altura hilo de contacto Situación Trayectos y estaciones Altura de los hilos de contacto (m) 6,00 m Observaciones Valor nominal Pasos superiores y túneles con gálibo reducido 4,80 m Valor mínimo en obra nueva Paso a nivel 6,00 m * * Si no se puede conseguir dicha altura será necesario el montaje de gálibos de protección a ambos lados del paso a nivel. La altura de los hilos de contacto deberá ser lo más constante posible a lo largo de la línea con el fin de mantener una buena toma de corriente a través del pantógrafo. No obstante, en caso de existencia de túneles, pasos superiores o pasos a nivel, la transición de altura en los hilos de contacto se realizará con pendientes referidas al plano de la vía no superiores a las siguientes: Zona de transición En el vano de comienzo y en el final En el resto Máxima Pendiente máxima hilos de contacto (tanto por mil) 1 2 3 EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 25 En el caso de que existan varios pasos superiores con gálibos reducidos y próximos entre sí, se mantendrá entre ellos la misma altura de los hilos, haciendo las transiciones solamente antes del primero y después del último. 7.1.5. Abertura de la red aérea Situación Trayectos y estaciones Zonas de gálibo estricto (túneles, pasos superiores, etc.) Altura nominal de catenaria (m) 1,70m para módulo de 6m y vano máximo de 72m y 1,15m y 1,05m para módulo 5 metros y vano máximo de 60 metros Se estudiará por parte del contratista para cada caso El paso de una altura de catenaria a otra se realizará intercalando las transiciones necesarias. 7.1.6. Tensionamiento mecánico La tipología de equipos a utilizar para la compensación mecánica será la siguiente: Situación Cielo abierto y zonas con gálibo suficiente Zonas con gálibo reducido/Andenes de estación Tipo de equipo Poleas y contrapesos Polipastos o tipo muelle La forma de realizar la compensación de las catenarias será la siguiente: Tipo de catenaria De vía general De escapes* De vía secundaria de circulación De vía secundaria Tipo de compensación Independiente para el sustentador y para los hilos de contacto Solo para el hilo de contacto * La catenaria de los escapes se montará independientemente de las vías generales. Las tensiones mecánicas a utilizar serán las siguientes: Para el mensajero: Tense nominal (N) Razón de regulación Tense real (N) Número de rodelas Sobretense (%) Sobretense máx (N) Tense máximo (N) Cu 153 13612,2 1:5 13190,8 8RT19+1RT20 80,09 10564,4 23755,2 EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 26 Para el hilo de contacto: HC 107 Tense nominal (N) Razón de regulación Tense real (N) Número de rodelas Sobretense (%) Sobretense máx (N) Tense máximo (N) 9800 1:5 9900,94 13 RT19 49,05 5036,22 15303,68 11760 1:5 11737,46 15RT19+1RT20 30,38 3565,73 15303,68 El equipo tensor mantiene la tensión mecánica constante, en una faja de variación de temperatura, disponiendo todavía de un margen de desplazamiento para compensar efectos secundarios de alargamientos de los conductores y tolerancias de montajes. Los equipos tensores a lo largo de la vía constituyen un punto de regulación automática de la tensión mecánica de los conductores de la red aérea. El tensionamiento proviene de un conjunto de bloques de mineral de fierro recubierto por hormigón, denominados “contrapesos”. Para garantizar un desplazamiento de los contrapesos estrictamente vertical, el equipo tensor está provisto de un tubo guía. - El polipasto deberá satisfacer los siguientes requisitos: - Esfuerzo de tracción compatible con cualquier tipo de anclaje. - Poleas de duro aluminio fundido montadas en rodamientos sellados. - Piola de acero inoxidable. - Características técnicas: o Cantidad de poleas: 5 o Carga de ruptura : 12.000 kgf o Carga máxima de trabajo : 4.000 kgf o Carrera : 1.300 mm Por parte del contratista se podrá proponer la utilización de otros sistemas que permitan cumplir la misma función y que sean diferentes al descrito, cuyo uso esté demostrado de ser exitoso, así como sistemas de contrapesos de otros materiales que mejoren el futuro mantenimiento y el medioambiente. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 27 7.1.7. Descentramiento Situación Lugar de medida Recta En los apoyos Curva En los apoyos En el centro del vano Descentramiento (cm) ±20 (Alternativamente a cada lado del eje de la vía) 20 (Hacia el exterior de la curva) <10 (Hacia el interior de la curva) 7.1.8. Vano La separación entre postes de apoyo se realiza de acuerdo al radio de curva de la vía férrea y al módulo considerado como base para los cálculos, según la siguiente tabla: Situación Radio curva (m) Recta 0 1620 >R ≥ 1360 1360 > R ≥ 1142 1142 >R ≥ 910 910 >R ≥ 720 720 >R ≥ 550 550 > R ≥ 405 405 > R ≥ 280 280 >R ≥ 167 Curva Valor máximo módulo 6m (m) 72 66 60 54 48 42 36 30 24 Valor máximo módulo 5m (m) 60 55 50 45 40 35 30 25 20 La diferencia entre las longitudes de dos vanos consecutivos será: Diferencia de longitud Valor (m) Máximas modulación 6 m Máximas modulación 5 m Agujas 12 10 5 7.1.9. Distancia de implantación de postes La distancia de implantación de postes “i”, se refiere a la separación entre la cara externa del poste y la cara más externa del riel más próximo, debiéndose respetar los siguientes mínimos: Tipo Distancia (m) Recta Curva 1,60 1,60 + 3 veces el peralte de la vía EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 28 En caso de instalación de un poste en la entrevía, ésta deberá tener como mínimo 5,50 m. En los sectores donde no haya problema de ancho de faja vía, los postes se instalarán a una distancia de 3,10 m entre el eje del poste y el eje de la vía, sea en recta o en curva. 7.1.10. Cantón de compensación mecánica La longitud máxima del cantón será: Situación Longitud máxima (m) Recta Tramo con curvas 1200 900 El tipo de anclaje y la ubicación de los puntos fijos a utilizar en función de la longitud del cantón de compensación mecánica, son los siguientes: Longitud del Cantón (m) 700 < C ≤ 1200 Tipo de anclaje a cada lado 2 Compensados Ubicación Punto Fijo ½ Cantón C ≤ 700 1 Compensado + 1 No compensado - Se montarán latiguillos entre sustentador e hilos de contacto en el punto fijo cuando la diferencia de las tensiones mecánicas a ambos lados de dicho punto sea> del 5%. 7.1.11. Flecha máxima de los hilos de contacto La flecha máxima que deberán adoptar los hilos de contacto en el centro del vano será: Flecha Valor (m) Máxima 0,6 x L / 1000 Siendo L= longitud del vano (m) 7.1.12. Número de vanos de seccionamiento En el cuadro siguiente se indica el n° de vanos de los seccionamientos en función de su longitud: EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 29 Longitud de los vanos (m) ≥ 50 < 50 7.1.13. Nº de vanos del seccionamiento 3 4 Agujas Aéreas Como criterio general los tipos de agujas aéreas a utilizar serán los siguientes: Situación Vía general + vía desviada* Vía general + vía de solape* Vía general + vía secundaria de circulación* Vía secundaria + vía secundaria 7.1.14. Tipo de aguja aérea Tangencial/cruzada Tangencial/cruzada Tangencial/cruzada Cruzada Posición equipo de aguja P-90/P-55 P-90/P-55 P-90/P-55 P-55 Distancia entre catenarias en seccionamientos La distancia entre catenarias en seccionamientos de lámina de aire será la siguiente: Distancia Valor nominal mm 400 La distancia entre catenarias en seccionamientos de cantón será la siguiente: Distancia Valor nominal 7.1.15. mm 250 Criterios de aislamiento 7.1.15.1. Distancia de aislamiento entre partes en tensión de la línea aérea de contacto y tierra o material rodante Para evitar la formación de arco eléctrico, los valores normales sin polución necesarios son los siguientes: Distancia de aislamiento (mm) Estática Dinámica 150 50 La distancia de aislamiento estática es la que debe considerarse suponiendo la catenaria en reposo y el vehículo parado. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 30 La distancia de aislamiento dinámica es la que debe considerarse suponiendo la catenaria en movimiento (por paso del pantógrafo o viento) y el vehículo también en movimiento. 7.1.15.2. Distancia de aislamiento entre catenarias Para evitar la formación de arco eléctrico los valores mínimos necesarios según la ubicación de las catenarias son los siguientes: Situación En catenarias de un seccionamiento de lámina de aire Entre colas de anclaje o cruce de catenarias Distancia de aislamiento (mm) 400 300 7.1.15.3. Aisladores Todos los aisladores de la catenaria deberán cumplir las siguientes condiciones: LINEA DE FUGA La línea de fuga de los aisladores será la siguiente: Línea de fuga Mínima Valor (mm) 400 NIVELES DE AISLAMIENTO Los niveles de aislamiento necesarios para los aisladores, serán los siguientes: Nivel de aislamiento Tensión soportada a impulsos tipo rayo en seco Tensión mínima (kV) 90 Tensión soportada a frecuencia industrial bajo lluvia 35 EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS MED CATENARIAS - 31 7.2. DEFINICIÓN DE COMPONENTES DEL SISTEMA Todos los elementos que componen el sistema de catenaria deberán cumplir lo especificado, respecto a suministros, en el documento EFE-ETP-2330-IE-001-A. Especificaciones técnicas particulares catenarias, para la Licitación de Sistemas de Vías y Catenarias. EFE-MED-2330-IE-002 MEMORIA FUNCIONAL DESCRIPTIVA DE CATENARIAS – REV. B – 10-06-2013 LICITACIÓN SISTEMA DE VÍAS Y CATENARIAS – PROYECTO RANCAGUA XPRESS
