Sieć trakcyjna 3 kV DC > Zasilanie sieci

1) Podstacje trakcyjne i kabiny sekcyjne
Sieć trakcyjna w systemie prądu stałego zasilana jest z podstacji trakcyjnej, w której następuje przetworzenie napięcia przemiennego z sieci energetycznej przemysłowej na prąd stały o napięciu 3 kV, którym zasilane są pojazdy trakcyjne. Zasadniczo podstacja trakcyjna zasila sieć napięciem o wartości 3,3 kV.
Podstacje trakcyjne są rozmieszczone w odległościach ok. 15 - 30 kilometrów od siebie.

   
 
Przykładowe podstacje trakcyjne

Rozróżnia się dwa sposoby zasilania sieci trakcyjnej. Pierwszym z nich jest zasilanie z jednostopniową transformacją napięcia (najnowsze rozwiązania) oraz transformacją dwustopniową - starsze, ale nadal często spotykane w Polsce rozwiązanie.


Zasilanie z jednostopniową transformacją napięcia
Coraz częściej spotykanym sposobem zasilania sieci trakcyjnej jest zasilanie z jednostopniową transformacją napięcia. W takiej sytuacji do podstacji trakcyjnej doprowadzone są bezpośrednio linie energetyczne sieci WN. Napięcie przemienne 110 kV jest bezpośrednio przetwarzane w zespołach prostownikowych podstacji na napięcie trakcyjne 3 kV prądu stałego.
W ten sposób eliminuje się pośrednią transformację napięcia (WN/SN), a co się z tym wiąże istnienie stacji GPZ (zobacz opis dalej).
Ten sposób zasilania przedstawia poniższy schemat:


Przykładowy schemat zasilania podstacji z sieci WN 110 kV - transformacja jednostopniowa
A - linie zasilające WN (główna i rezerwowa)
B - podstacja trakcyjna
C - kable zasiląjace
D - kable powrotne
a - sieć jezdna
b - szyny toru (sieć powrotna)

Dla zapewnienia ciągłości (redundancji) zasilania, do każdej podstacji doprowadzane są dwie niezależne linie zasilające 110 kV. Jedna z linii pełni funkcję rezerwową i załączana jest w przypadku awarii drugiej.


Zasilanie z dwustopniową transformacją napięcia
Najczęściej spotykanym sposobem zasilania sieci trakcyjnej w Polsce jest zasilanie z wykorzystaniem pośredniej transformacji napięcia. Linia energetyczna WN 110 kV doprowadzona jest z Zakładu Energetycznego do tak zwanego Głównego Punktu Zasilania (GPZ), czyli stacji energetyki zawodowej, gdzie następuje przetworzenie trójfazowego napięcia 110 kV, 50Hz (WN) na napięcie 15 kV lub 30 kV (SN).
Stacja GPZ połączona jest natomiast linią zasilającą SN z podstacją trakcyjną, w której następuje transformacja napięcia trójfazowego średniego napięcia na prąd stały o napięciu 3 kV, którym zasilana jest sieć trakcyjna. Takie rozwiązanie przedstawia poniższy schemat:


Przykładowy schemat zasilania podstacji z sieci SN - transformacja dwustopniowa
A - linie zasilające WN (główna i rezerwowa)
B - Główny Punkt Zasilania
C - linie zasilające SN (główna i rezerwowa)
D - podstacja trakcyjna
E - kable zasilające
F - kable powrotne
a - sieć jezdna
b - szyny toru (sieć powrotna)

Do podstacji trakcyjnej może być doprowadzone ze stacji GPZ napięcie 15 kV (jak opisałem powyżej) lub też napięcia 20 kV i 30 kV (30 kV wycofuje się).

   
Linie energetyczne WN doprowadzona do GPZ

   
Główny Punkt Zasilania (GPZ)

   
Linia SN zasilająca podstację z GPZ

Uproszczony schemat przykładowej podstacji z czterema zespołami prostownikowymi
L - linie zasilające (główna i rezerwowa)
SZR - układ samoczynnego załączania rezerwy
RZ - rozdzielnia zasilania (RSN lub RWN)
T - transformatory trakcyjne
PT - prostowniki trakcyjne
TPW - transformatory potrzeb własnych (zasilanie podstacji)
RPW - rozdzielnia potrzeb własnych podstacji
TLPN - transformator zasilania LPN (Linii Potrzeb Nietrakcyjnych)
RPS - rozdzielnia prądu stałego
SPS - szyna prądu stałego
WS - wyłączniki szybkie
OZ - odłączniki zasilaczy
KP - kable powrotne

Jak zaznaczyłem na powyższych schematach do podstacji dochodzą dwie linie zasilające z GPZ. Jedna pełni funkcję podstawową, a druga rezerwową. Obydwie linie są cały czas pod napięciem. Jedna zasila wszystkie bieżące potrzeby, a druga jest w gotowości to przejęcia zasilania w przypadku awarii tej pierwszej. Zasadniczo podstacja jest zasilana z głównej linii zasilania, natomiast w przypadku jej awarii, możliwe jest przełączenie zasilania poprzez układ SZR (Samoczynnego Załączenia Rezerwy), który steruje wyłącznikiem zasilania rezerwowego

   
Przyłącza linii SN na budynku podstacji

Powyższe przyłącza przechodzą do rozdzielni SN przez tak zwane izolatory przepustowe. W rozdzielni znajduje odpowiedni rozdział linii zasilania ze względu na ilość zespołów prostownikowych podstacji. Stamtąd napięcie jest również dostarczane do odbiorników nietrakcyjnych (opis w dalszej części).

   
Izolatory przepustowe i odłączniki nożowe w rozdzielni SN

   
Odczepy SN do transformatora 1 potrzeb własnych

W podstacjach znajduje się od 2 do 5 zespołów prostownikowych w zależności od obszaru i natężenia ruchu jakie występuje w rejonie przez nią zasilanym. Jednak nie wszystkie zespoły pracują jednocześnie. W zależności od potrzeb jeden lub dwa zespoły stanowią rezerwę zasilania.
W rozdzielni SN podstacji możliwe jest konfigurowanie żądanego zasilania transformatorów.

   
Wyłączniki olejowe zasilania zespołów prostownikowych

   
Odłączniki nożowe zasilania zespołów prostownikowych

   
Diody informujące o stanie wyłącznika

Wyłączniki olejowe lub nowsze próżniowe służą do automatycznego jak i zamierzonego wyłączania zasilania zespołów prostownikowych. W przypadku prac konserwacyjnych pracownicy energetyczni są zobowiązani ze względów bezpieczeństwa do dodatkowego odłączenia zasilania danej sekcji przez odłączniki nożowe. Wymóg ten spowodowany jest tym, że styki wyłączników nie są widoczne i nie ma pewności co do ich poprawnego zadziałania. W związku z tym dodatkowo zasilanie się odcina nożowymi odłącznikami, których aktualną pozycję widać.
Ważną zasadą jest, że odłączanie odłączników musi odbywać się w stanie bezprądowym dlatego najpierw zasilanie wyłącza się wyłącznikiem, a następnie rozwiera noże odłącznika.

   
Łącza z rozdzielni SN do transformatora

W skład zespołów prostownikowych wchodzą transformatory napięcia, które znajdują się na zewnątrz budynku podstacji oraz prostowniki zlokalizowane wewnątrz budynku. Każdy transformator ma swój prostownik.


 
Transformatory trakcyjne

   
Jeden z transformatorów (opis na powiększeniu)

W nowoczesnych podstacjach stosowane są zespoły transformatorowe suche wykonane w izolacji żywicznej z uzwojeniami miedzianymi. Do prostowania prądu stosuje się powszechnie prostowniki diodowe (krzemowe) - dawniej rtęciowe, pracujące w układzie podwójnego mostka 3-fazowego (12-pulsowe).
Na transformatorach następuje zamiana napięcia dostarczanego z linii energetyki przemysłowej na napięcie 3 kV prądu zmiennego. Uzwojenia wtórne tych urządzeń połączone są z prostownikiem napięcia. Łącza elektryczne przechodzą do wnętrza podstacji przez izolatory przepustowe w ścianie budynku.

   
Łącza między transformatorem, a prostownikiem w podstacji

Na prostownikach napięcie przemienne znamionowe 3 kV jest przekształcane (prostowane) na prąd stały, którym zasilana jest sieć trakcyjna. Przy prostownikach znajdują się też dławiki służące między innymi do filtracji napięcia i eliminacji drgań harmonicznych.

   
Prostownik napięcia 

   
Wskazania na prostowniku (opis na powiększeniu)

  
Szyna prądu stałego w prostowniku

Energia elektryczna z bieguna dodatniego zespołu prostownikowego przekazywana jest do szyny prądu stałego rozdzielni 3 kV. Szyna ta połączona jest z wyłącznikami szybkimi od których odchodzą kable zasilaczy doprowadzające prąd elektryczny do punktów zasilających zlokalizowanych na trasie kolejowej.

   
Wyłącznik szybki

Wyłączniki szybkie to urządzenia wyłączające zasilanie trakcyjne w przypadku zwarć i przeciążeń na sieci.
Jeżeli chodzi o przeciążenia wyłączniki szybkie nastawione są na wartość ustaloną miedzy innymi na podstawie obciążenia prądowego jakie występuje na danym odcinku linii kolejowej.

    Styki wyłącznika - po zdjęciu komory gasikowej

Wyłącznik szybki zadziała również w przypadku, gdy napięcie trakcyjne spadnie poniżej wartości dopuszczalnej. Za kontrolowanie aktualnego napięcia trakcyjnego odpowiada Mikroprocesorowe Urządzenie Ochrony Podnapięciowej (MUOP)

   
Panel MUOP (opis na powiększeniu)


Każdy wyłącznik szybki posiada swój odłącznik nożowy spełniający analogiczną rolę do tego z rozdzielni SN. Dodatkowo odłączniki poszczególnych sekcji rozdzielni umożliwiają na zmianę konfiguracji zasilania tak, by możliwie wyeliminować przerwy w zasilaniu wynikłe z awarii lub koniecznych prac konserwacyjnych danych podzespołów.
Poniższa fotografia przedstawia celki z odłącznikami. Po lewej stronie celka odłącznika wyłącznika szybkiego kabla zasilacza, po prawej odłączniki: sekcyjny i sprzęgłowy rozdzielni umożliwiające zmianę konfiguracji zasilania. Na szafie rozdzielni biegną: wspomniana wcześniej szyna potencjału dodatniego prądu stałego oraz szyna rezerwowa potencjału dodatniego prądu stałego - opis na powiększeniu zdjęcia. Szyna rezerwowa służy do ewentualnego przełączania torów prądowych na czas awarii i konserwacji.

   
Fragment rozdzielni 3 kV (opis na powiększeniu)


Aby istniał obwód elektryczny prądu stałego konieczne jest istnienie dwóch biegunów zasilania - dodatniego i ujemnego. Dodatni jak wspomniałem to szyny prądu stałego z wyłącznikami szybkimi, z których zasilana jest sieć jezdna. Biegun minusowy stanowią szyny toru kolejowego. Szyny połączone są z podstacją kablami powrotnymi prądu trakcyjnego, które zbiegają się w celce minusowej prądu stałego.


Schemat zasilana sieci trakcyjnej prądu stałego
A - podstacja trakcyjna
B - kabel zasilający
x - odłącznik kabla zasilacza (na słupie trakcyjnym)
C - kabel powrotny

   
Celka minusowa

W celce tej znajdują się odłączniki kabli powrotnych - po jednym dla każdego zespołu prostownikowego.

Rozdzielnia 3 kV ma zapewnioną ochronę ziemnozwarciową. Poniższa fotografia przedstawia urządzenie EZZ - Elektroniczne Zabezpieczenie Ziemnozwarciowe produkcji ELESTER Sp. z o. o.

   

Urządzenie ziemnozwarciowe EZZ



Na polskiej sieci kolejowej stosuje się zasilanie dwustronne, czyli że jeden odcinek zasilania zasilany jest przez zasilacze dwóch podstacji zlokalizowanych na jego końcach.
Powszechnie spotykane w komunikacji tramwajowej zasilanie jednostronne bardzo rzadko stosowane jest na polskiej sieci kolejowej. W takim rozwiązaniu każdy odcinek zasilania zasilany jest przez osobną podstację.

Zobacz opis zasilania sieci trakcyjnej tramwajowej - tutaj.

Poniższy schemat przedstawia zasilanie dwustronne szlaku jedno i dwutorowego.


Zasilanie dwustronne linii jedno i dwutorowej

Przy zasilaniu linii dwutorowych (lub więcej torowych) po środku odległości między podstacyjnej stosuje się dodatkowo kabiny sekcyjne.
Głównymi korzyściami z zastosowania kabin sekcyjnych są: zmniejszenie spadków napięć na odcinku międzypodstacyjnym oraz zmniejszenie obszaru, na którym zostaje wyłączone zasilanie na wypadek awarii.

   
Kabina sekcyjna (budynkowa)

   
Kabina sekcyjna (kontenerowa)

W kabinie sekcyjnej na szynie zbiorczej łączą się odcinki sieci obydwu kierunków torów. Połączenia te realizowane są za pomocą zasilaczy kabinowych. Zasilacze kabinowe są analogiczne do zasilaczy odchodzących z podstacji trakcyjnych. Poniższy schemat przedstawia zasilanie linii dwutorowej z użyciem kabiny sekcyjnej:

 
Zasilanie dwustronne linii dwutorowej z kabiną sekcyjna

W przypadku zwarcia w dowolnym punkcie sieci trakcyjnej zasilanie zostaje wyłączone tylko na odcinku od podstacji do kabiny sekcyjnej, na którym zwarcie to wystąpiło, czyli tylko na połowie odległości międzypodstacyjnej. Bez zastosowania kabiny sekcyjnej zasilanie zostałoby wyłączone na całym odcinku międzypodstacyjnym.
Jednocześnie należy zauważyć, że niezależnie od wybicia wyłącznika szybkiego na podstacji czy w kabinie sekcyjnej automatycznie zostają wyłączone oba wyłączniki szybkie.
Poprzez poprzeczne połączenie sieci torów linii dwu lub więcej torowej za pomocą szyny kabiny sekcyjnej, uzyskuje się zmniejszenie spadków napięcia, gdyż zmniejsza się rezystancja obwodu prądu sieci trakcyjnej.
 

Przykładowe rozmieszczenie odłączników w punktach zasilających
A - odłącznik sieciowy (odłącznik kabla zasilacza)
B - odłącznik sekcyjny (tzw. zwieracz sekcyjny)

Omówienie odłączników sieciowych i sekcyjnych w dalszej części opisu sieci trakcyjnej.


Każda podstacja trakcyjna posiada zabezpieczenia, które rozłączają dopływ prądu do sieci w przypadku jej awarii (np. zerwanie lub przebicie sieci) lub na skutek przeciążeń. Za rozłączanie / załączanie zasilania odpowiadają wyłączniki szybkie. W ich skład wchodzi między innymi wyzwalacz posiadający cewkę ze zworą w środku. Jeśli prąd w sieci przekroczy wartość nastawioną, zwora uderza w zamek i otwiera wyłącznik.
Rozłączenie zasilania nastąpi również na skutek zwarcia w sieci trakcyjnej np. w wyniku przebicia izolatora na konstrukcji wsporczej lub zetknięcia się sieci jezdnej z powrotną (zerwanie sieci).
W przypadku rozłączenia zasilania układ UPL (Układ Próby Linii) wykonuje pomiar oporności sieci jezdnej w stosunku do szyn. Jeżeli izolacja okaże się prawidłowa układ SPZ (Samoczynne Ponowne Załączanie) automatycznie załączy zasilanie. Jeżeli natomiast wynik próby linii będzie negatywny, zostanie przeprowadzony kolejny pomiar. W sumie pomiary, a więc i próby załączenia zasilania, mogą powtórzyć się trzykrotnie. Przy czwartym negatywnym rezultacie wyłącznik szybki zostanie zablokowany na stałe i konieczna będzie ingerencja człowieka w celu jego odblokowania i załączenia zasilana oczywiście po wcześniejszym sprawdzeniu stanu sieci trakcyjnej.

   
Przekaźnik UPL załączania wyłącznika szybkiego

Ponadto podstacje trakcyjne kolejowe wyposażone są również w układ TCKP (Tester Ciągłości Kabli Powrotnych). Układ ten przed załączeniem zasilania przeprowadza próbę kabli powrotnych.


Kable powrotne i skrzynia zbiorcza przy kabinie sekcyjnej


Energia elektryczna przesyłana do podstacji siecią energetyczną, oprócz przetwarzania na prąd stały 3kV do zasilania pojazdów trakcyjnych, jest również przetwarzana dla potrzeb zasilania urządzeń pomocniczych w podstacji trakcyjnej oraz Linii Potrzeb Nietrakcyjnych.
Do przetwarzania energii elektrycznej na potrzeby własne podstacji (0,4 kV) służą dwa transformatory, z których jeden pełni funkcję rezerwową.

   
Odczepy w rozdzielni SN do transformatora 1 potrzeb własnych

   
Transformatory potrzeb własnych (SN / 0,4kV)

Aby zapewnić ciągłe zasilanie potrzeb własnych podstacje wyposażone są w baterie akumulatorów umożliwiające ich pracę nawet przez 8 godzin.

   
Baterie akumulatorów potrzeb własnych

Transformator Linii Potrzeb Nietrakcyjnych służy do zasilania urządzeń szlakowych takich jak sygnalizacja przejazdowa, posterunki ruchu, stacje, itp.) Opis w kolejnym dziale.

   
Transformator LPN


Firmą odpowiedzialną za utrzymanie i zasilanie sieci trakcyjnej kolejowej jest spółka PGE Energetyka Kolejowa SA. (dawniej: PKP ENERGETYKA SA). W poszczególnych zakładach tej spółki znajdują się centra dyspozytorskie zasilania gdzie całodobowo pełniony jest nadzór oraz steruje się zasilaniem w rejonie obsługiwanym przez dany zakład.

   
Dyspozytornia zasilania PGE Energetyka Kolejowa

W każdej podstacji trakcyjnej zainstalowane są liczniki energii elektrycznej na podstawie których dostawca energii oblicza jej zużycie przez daną podstację. Elementy te są zaplombowane i należą do zakładu energetycznego, który zaopatruje podstację w prąd elektryczny.

   
Liczniki energetyczne



2) Linie Potrzeb Nietrakcyjnych
Z podstacji trakcyjnej wychodzi również Linia Potrzeb Nietrakcyjnych - LPN (15 kV, 20 kV lub 6 kV).

   
Transformator LPN przy podstacji trakcyjnej

Biegnie ona wzdłuż szlaku kolejowego i służy do zaopatrzenia w energię elektryczną stacji, przystanków, budynków kas, itp. jak również urządzeń sterujących ruchem kolejowym (SRK) - semafory, SBL, rogatki, ogrzewanie rozjazdów, itp.
Przy wymienionych powyżej miejscach usytuowany jest transformator (punkt trafo), który przetwarza energię dostarczaną przez LPN na prąd przemienny (0,4 kV) wykorzystywany do ich zasilania.

   
LPN i słupowa stacja transformatorowa (SN/0,4 kV)

   
Transformator LPN (SN/0,4 kV)

Linia LPN może biegnąć w okolicach szlaku kolejowego po własnych konstrukcjach nośnych w postaci słupów energetycznych LPN.

   
LPN biegnąca wzdłuż szlaku kolejowego

Innym, bardziej ekonomicznym i często spotykanym rozwiązaniem jest prowadzenie przewodów LPN bezpośrednio po konstrukcjach wsporczych sieci trakcyjnej. Sieć LPN instaluje się w takim przypadku na specjalnych wspornikach przymocowanych do konstrukcji wsporczych sieci trakcyjnej ponad siecią jedną.

   
LPN biegnąca po konstrukcjach wsporczych indywidualnych

   
LPN biegnąca po konstrukcjach wsporczych bramkowych

   
Przykładowe zamocowanie LPN na konstrukcji wsporczej

   
Przykładowe zamocowanie LPN na konstrukcji wsporczej


Jest jednak jedna poważna wada zawieszania LPN na konstrukcjach wsporczych sieci trakcyjnej. W przypadku, awarii LPN konieczne jest wyłączenie zasilania sieci trakcyjnej dla bezpieczeństwa personelu obsługującego. W takiej sytuacji nastąpią utrudnienia w ruchu pociągów. W przypadku linii dwutorowej pociągi z uszkodzonego toru będą jeździć sąsiednim torem w kierunku przeciwnym do zasadncizego (torem lewym). Przy szlaku jednotorowym na czas usuwania usterki ruch będzie musiał być zupełnie zatrzymany.

Konstrukcje wsporcze sieci LPN posiadają oznaczenia (numerację) rozpoczynające się od skrótu "PKP".

   
Oznaczenie na konstrukcji wsporczej LPN


Obecnie wzdłuż nowobudowanych lub modernizowanych szlaków kolejowych LPN prowadzona jest pod ziemią, z której zasilane są również odbiorców tzw. nie-kolejowych czyli np. budynki mieszkalne, firmy, sklepy itd.
Co kilka kilometrów znajdują się tak zwane punkty CTS, (najczęściej znajdujące się w małej kabinie kontenerowej) które pełnią funkcję rozłącznika/odłącznika i w przypadku uszkodzenia LPN. W ten sposób można łatwo odseparować, wyłączyć i uziemić uszkodzony odcinek kabla.



3) Punkty zasilające i odłączniki sieciowe
Punkty zasilające to miejsca, w których kable zasilające (zwane zasilaczami) dochodzące z szyny prądu stałego (biegun +) podstacji trakcyjnej łączą się z siecią jezdną.
Rozróżnia się zasilacze kablowe prowadzone w gruncie i po konstrukcjach wsporczych, jak również zasilacze napowietrzne. Te drugie stosowane są w sytuacji, gdy punkt zasilający nie mógł być zlokalizowany w pobliżu podstacji i jest od niej dość znacznie oddalony. co powoduje konieczność doprowadzenia energii przez napowietrzna linię zasilającą.

   
Punkty zasilające z zasilaczami kablowymi i odłącznikami sieciowymi typu OKZ (opis na 2 i 3 powiększeniu)

 
Punkt zasilający z zasilaczami kablowymi i odłącznikiem sieciowym typu RNT (opis na 1 powiększeniu)

 
Głowice kabli zasilacza na słupach i odłączniki sieciowe typu OKZ (opis na 2 powiększeniu)


Głowice kabli zasilaczy i odłącznik sieciowy typu RNT

   
Punkt zasilający (od kabiny sekcyjnej - fot. 1) z zasilaczami napowietrznymi - widoczne odłączniki sieciowe typu OKZ na słupach trakcyjnych

W przypadku gdy punkt zasilający znajduje się na konstrukcji bramkowej lub wysięgnikowej na dwa lub kilka torów, kable zasilacza prowadzi się na izolatorach po konstrukcji wsporczej.

   
Punkt zasilający na konstrukcji wsporczej wysięgnikowej

Ilość kabli zasilających (jeden lub dwa) zależna jest od obciążenia poborem prądu na danym odcinku. W przypadku, gdy występują dwa kable zasilające działają one jednocześnie, a jeden z nich może przejąć pracę drugiego w przypadku awarii jednego z zasilaczy.


Każdy punkt zasilający wyposażony jest w odłącznik sieciowy, zainstalowany na konstrukcji wsporczej. Odłączniki sieciowe są to aparaty łącznikowe, pozwalające na załączanie / odłączanie napięcia na danym odcinku sieci. 

a) Odłącznik typu OKZ - to starego typu odłącznik jednobiegunowy typu nożowego, składający się z podstawy (ramy), izolatorów wsporczych, szyn prądowych z miejscami do przykręcenia kabli i szyny ruchomej ze szczęką (tzw. noża).


Ogólny schemat odłącznika typu OKZ
A - podstawa odłącznika
B - izolatory
C - szyny prądowe - przyłącza kabli
D - szyna ruchoma ze szczęką (stykami)
E - regulacja zacisku szczęki (styków)
F - cięgno rurowe napędu
G - napęd ręczny (może być automatyczny)


    
Odłącznik nożowy (OKZ)

b) Odłącznik typu RNT
To nowoczesny jednobiegunowy odłącznik produkowany przez polską firmę ZPRE "Jedlicze". Aparat ten składa się z podstawy nieruchomej i podstawy ruchomej. Na postawach poprzez izolatory zamontowane są szyny prądowe zakończone zestykami. Do szyn prądowych przykręcone są rożki z prętów miedzianych (DJP), których zadaniem jest wygaszanie łuku elektrycznego, powstałego przy otwieraniu odłącznika. Znamionowa obciążalność prądowa wyłącznika w zależności od konfiguracji wynosi nawet 3500 A.

Ogólny schemat odłącznika typu RNT
A - podstawa nieruchoma
B - postawa ruchoma
C - dźwignia napędu z cięgnem rurowym
D - izolatory
E - szyny prądowe
F - zestyk ze szczękami
G - rożki

Na torach stacyjnych lub postojowych dla dodatkowego zabezpieczenia stosuje się odłączniki sekcyjne ze stykiem uszyniającym. Otwarcie odłącznika powoduje połączenie sieci jezdnej, na której zostało wyłączone zasilanie, z siecią powrotną, czyli szynami toru. Ten odcinek sieci został w ten sposób uszyniony (uziemiony). Pojawienie się na nim napięcia spowoduje wywołanie zwarcia i natychmiastowe rozłączenie zasilania przez urządzenia zabezpieczające w postacji trakcyjnej.

Odłącznik typu OKZ i odłącznik typu RNT-U
A - szyna prądowa kabli od odcinka zasilanego
B - szyna prądowa kabli od odcinka niezasilanego (tor ślepy)
C - szyna prądowa kabli uszyniających

     
Odłącznik sieciowy typu OKZ ze stykiem uszyniającym (opis na 2 i 3 powiększeniu)

Zasilanie na danym odcinku jest odłączane na skutek zadziałania napędu automatycznego w postaci silnika elektrycznego, który powoduje przesunięcie rurowego cięgna napędowego do góry i co za tym idzie rozłączenie styków. Przy załączaniu sytuacja wygląda na odwrót - cięgno przesuwa się w dół, a styki zostają złączone. Napędy automatyczne są sterowane zdalnie z miejsc wyposażonych w urządzenia do sterowania odłącznikami sieciowymi - np. nastawnie, posterunki ruchu, podstacje trakcyjne.

 
Skrzynia z napędem automatycznym (silnikowym) i przykładowa tabliczka znamionowa

 
Przykładowy napęd automatyczny (silnikowy)

Zamiast napędu elektrycznego można spotkać napęd ręczny odłącznika. Zasadza działania takiego napędu jest identyczna, tylko sterowanie rurą napędową (cięgnem) odbywa się na skutek ręcznego podniesienia lub opuszczenia dźwigni w napędzie odłącznika.

   
Napęd ręczny z dźwignią sterującą

Rozłączanie/załączanie napięcia powinno odbywać się w stanie bezprądowym, to znaczy, że podczas manewru odłączania / załączania napięcie powinno być odłączone w podstacji, tak aby na stykach odłącznika nie było prądu. Taka kolejność działania jest wskazana dla przedłużenia trwałości odłączników sieciowych.
Odłączanie / załączanie zasilania podczas, gdy przez odłącznik sieciowy płynie prąd może spowodować, że w momencie rozwierania / zwierania styków odłącznika powstanie łuk elektryczny, który może powoli przepalić styki co doprowadzi do uszkodzenia odłącznika i konieczności wymiany styków na nowe. W nowego typu odłącznikach stosuje się rożki do przejęcia i wygaszenia ewentualnego łuku elektrycznego. 




4) Zabezpieczenie odgromowe
Zabezpieczeniem odgromowym sieci trakcyjnej są odgromniki, które instaluje się na konstrukcjach wsporczych w miejscach gdzie występują otwarte końce sieci jezdnej oraz tam, gdzie znajdują się zasilacze bez styku uszyniającego. W przypadku pojawienia się w sieci trakcyjnej przepięcia o znacznej wartości następuje zadziałanie odgromnika i odprowadzenie ładunku do szyn.
Odległości między odgromnikami nie powinny przekraczać odległości 1200 m.

   
Odgromniki rożkowe na słupach trakcyjnych

   
Głowica odgromnika różkowego (opis na powiększeniu)

Oprócz odgromników różkowych można również spotkać odgromniki zaworowe.




5) Przewody wzmacniające
Przewody wzmacniające nie są już stosowane w nowopowstających sieciach trakcyjnych. Te już istniejące służą zwiększeniu przekroju sieci trakcyjnej, gdy przewodność prądowa sieci jezdnej nie jest wystarczająca.
Kable przewodów wzmacniających biegną wzdłuż linii kolejowej i mocowane są do konstrukcji wsporczych. Co około 300 metrów przewód wzmacniający jest łączony kablowym łącznikiem z siecią jezdną.


Przewód wzmacniający i połączenie z siecią jezdną

   
Przewód wzmacniający na dźwigarze wysięgu na 2 tory

Należy odróżniać przewody wzmacniające od przewodów uszynienia grupowego (kliknij tutaj i zobacz opis konstrukcji wsporczych).