RATATEKNISET MÄÄRÄYKSET JA OHJEET

RATAHALLINTO- KESKUS BANFÖRVALTNINGS- CENTRALEN 28.4.2005 Dnro 1546/731/2004 RATATEKNISET MÄÄRÄYKSET JA OHJEET Komission antaman yksityiskohtaisen lausunnon johdosta Ratahallintokeskus muuttaa RAMOn osan 5 Sähköistetty rata kohdan 5.3.5. Pyydämme korvaamaan RAMOn osan 5 Sähköistetty rata (30.7.2004) sivun 30 oheisella sivulla. Rataverkko-osaston johtaja Markku Nummelin Korvaa: RAMOn osa 5 Sähköistetty rata (30.7.2004) sivut 29 30

RATAHALLINTO- KESKUS BANFÖRVALTNINGS- CENTRALEN 29.6.2004 Dnro 1546/731/2004 RATATEKNISET MÄÄRÄYKSET JA OHJEET Ratahallintokeskus on hyväksynyt RAMOn osan 5 Sähköistetty rata. Ylijohtaja Ossi Niemimuukko Turvallisuusyksikön päällikkö Kari Alppivuori Esitetään hyväksyttäväksi Kunnossapitoyksikön päällikkö Markku Nummelin Korvaa edellisen RAMOn osan 5 Sähköistetty rata 1.10.1999 liitteineen. Voimassa 30.7.2004 lukien.

1 RAMO 5 Sisältö SISÄLTÖ 5 SÄHKÖISTETTY RATA...7 5.1 YLEISTÄ... 7 5.1.1 Määritelmät... 7 5.1.2 Sähköistysjärjestelmän tekninen kuvaus... 14 5.1.2.1 Toimintaperiaate... 14 5.1.2.2 Paluuvirtatie... 15 5.2 RATAJOHDON RAKENNE SEKÄ SYÖTTÖ- JA VÄLIKYTKINASEMAT... 17 5.2.1 Yleistä... 17 5.2.2 Syöttö- ja välikytkinasemat... 17 5.2.3 Standardit ja normit... 17 5.2.4 Sähköiset vaatimukset... 17 5.2.5 Radan ja sen rakenteiden asettamat vaatimukset... 17 5.2.6 Liikkuvan kaluston asettamat vaatimukset... 17 5.2.7 Ratajohdon asema... 18 5.3 RATAJOHDON SUUNNITTELU... 23 5.3.1 Perusaineisto... 23 5.3.2 Ratajohtorakenteiden vaatimukset... 23 5.3.2.1 Yleisvaatimukset... 23 5.3.2.1.1 Kiristyskentät... 23 5.3.2.1.2 Imumuuntajat ja säästömuuntajat... 23 5.3.2.1.3 Keskiankkuroinnit... 24 5.3.2.1.4 Erotusjaksot... 24 5.3.2.1.5 Ryhmityseristimet... 24 5.3.2.1.6 Erottimet... 25 5.3.2.2 Kannatusrakenteiden vaatimukset... 25 5.3.2.2.1 Pylväs- ja portaalityypit... 25 5.3.2.2.2 Pylväiden sijoitusperusteet... 25 5.3.2.2.3 Kannatusrakenteen valinta... 25 5.3.2.2.4 Perustukset... 26 5.3.2.2.5 Harukset... 26 5.3.2.3 Johdinvaatimukset... 26 5.3.2.3.1 Ajojohtimen rakenne eri raiteilla... 26 5.3.2.3.2 Jänteen pituus ja siksakit... 27 5.3.2.3.3 Kääntöorret ja kiristyslaitteet... 27 5.3.2.3.4 Muut 25 kv johtimet... 27 5.3.2.3.5 Paluu-, (R) reduktio-, (K) kiskonvarmistus- ja M-johdin... 28 5.3.3 Kannatusrakenteet, perustukset ja kosketussuojat sekä suoja-aidat... 28 5.3.3.1 Kannatusrakenteiden ja perustuksien suunnittelu... 28 5.3.3.2 Kosketussuojien suunnittelu... 29 5.3.3.2.1 Suojalipat... 30 5.3.3.2.2 Suojaseinämät... 30 5.3.3.2.3 Suoja-aidat... 30 5.3.4 Varusteet ja johtimet... 30 5.3.5 Ratajohdon ja kytkinasemien sähkölaitteet... 30 5.3.5.1 Tyyppihyväksyminen...Virhe. Kirjanmerkkiä ei ole määritetty. RAMO 2004 07

2 RAMO 5 Sisältö 5.3.6 Rakenteiden maadoitukset... 31 5.3.6.1 Yleistä... 31 5.3.6.1.1 Suojamaadoitukset... 31 5.3.6.1.2 Käyttömaadoitukset... 32 5.3.6.2 Ratajohtopylväiden maadoitukset... 32 5.3.6.2.1 Pylvään perusmaadoitus... 33 5.3.6.2.2 Pylvään maadoittaminen paluukiskoon... 33 5.3.6.2.3 Pylvään maadoittaminen M-johdinalueella... 34 5.3.6.2.4 Potentiaalin ohjauselektrodi... 36 5.3.6.2.5 Eristämismenettely... 37 5.3.6.2.6 Liitäntä pylvääseen... 37 5.3.6.2.7 Paluukiskon valinta ja liitäntä siihen... 37 5.3.6.2.8 M-, K- ja R-johtimen yhdistäminen kiskoihin ja toisiinsa... 38 5.3.6.3 Muut maadoitukset... 38 5.3.6.3.1 Aidat ja sillat... 38 5.3.6.3.2 Meluesteen maadoittaminen... 38 5.3.6.3.3 Rakennukset ja laiturikatokset... 39 5.3.6.3.4 Ulkopuolisten metalliosien ja maadoitusten yhdistäminen paluukiskoon... 39 5.3.6.3.5 Laitetilojen maadoitukset... 39 5.3.6.3.6 Kytkinasemien maadoitukset... 39 5.3.6.3.7 Maadoituksien liitepiirustukset... 40 5.3.6.4 Maadoitusvastusten mittaus, maadoitusten kunnon tarkkailu ja maadoitustietojen taltiointi... 40 5.3.6.4.1 Maadoitusvastusten mittaaminen... 40 5.3.6.4.2 Maadoitusten kunnon tarkkailu... 41 5.3.6.4.3 Maadoitustietojen taltiointi... 41 5.3.6.5 Kiskonjatkokset ja poikittaisyhdistykset... 42 5.3.6.5.1 Kiskonjatkokset... 42 5.3.6.5.2 Poikittaisyhdistykset... 42 5.4 RATAJOHDON RAKENTAMINEN... 45 5.4.1 Koordinaatit ja toleranssit... 45 5.4.1.1 Koordinaatit... 45 5.4.1.2 Toleranssit... 45 5.4.1.2.1 Raiteen toleranssit... 45 5.4.1.2.2 Ratajohdon asennustoleranssit... 45 5.5 KYTKINASEMAN SUUNNITTELU JA RAKENTAMINEN... 47 5.6 SÄHKÖRADAN KAUKOKÄYTTÖJÄRJESTELMÄT... 49 5.6.1 Yleistä... 49 5.6.2 Toiminnot ja tekniset vaatimukset... 49 5.7 SÄHKÖRATAAN LIITTYVÄT MÄÄRÄYKSET, OHJEET JA PIIRUSTUKSET... 51 5.7.1 Valmistusmääräykset, tekniset vaatimukset ja hankintaohjelmat... 51 5.7.2 Ratajohdon suunnittelua koskevat erillisohjeet... 52 5.7.3 Ratajohdon rakentamista koskevat työohjeet... 52 5.7.4 Kytkinlaitosten suunnittelua ja rakentamista koskevat erillisohjeet... 53 5.7.5 Piirustukset... 53 RAMO 2004 07

RAMO 2004 07 3 RAMO 5 Sisältö 5.8 TYÖSKENTELY SÄHKÖISTETYLLÄ RADALLA... 55 5.8.1 Sähköratamääräykset... 55 5.8.2 Rata- ja rakennusteknisiin töihin liittyvät erikoisohjeet... 55 5.8.2.1 Paluuvirtatiehen vaikuttavat työt... 55 5.8.2.1.1 Kiskonkatkeaman korjaaminen ja vastaavat työt... 55 5.8.2.1.2 Kiskonvaihto ja hitsaus... 58 5.8.2.1.3 Rikkoontuneiden suojamaadoitusten korjaaminen... 59 5.8.2.2 Kalliorakennustyöt... 59 5.8.2.3 Ratatyöt, jotka edellyttävät raiteen siirtoa... 59 5.8.2.4 Työkoneiden käyttö... 59 5.8.2.4.1 Kiinteät työkoneet... 59 5.8.2.4.2 Kiskoilla kulkevat työkoneet... 60 5.8.2.4.3 Muut kuin kiskoilla kulkevat työkoneet... 61 5.8.2.5 Kuormaus- ja purkutyöt... 62 5.8.2.6 Ylikulkusillan rakentaminen... 62 5.8.2.7 Työskentely opastinsilloilla... 64 5.9 KUNNOSSAPITO... 67 5.9.1 Sähköradan ratajohdon kunnossapito... 67 5.9.1.1 Yleistä... 67 5.9.1.2 Kunnossapitovastuu... 67 5.9.1.3 Henkilöstölle ja kalustolle asetetut vaatimukset... 67 5.9.1.4 Dokumentointi... 67 5.9.1.5 Ratajohtotyypit... 68 5.9.1.6 Tarkastus ja huoltomenettely... 68 5.9.1.6.1 Ratajohdon perushuolto... 69 5.9.1.6.2 Ratajohdon määräaikaistarkastukset ja -huollot... 70 5.9.2 Sähköradan kytkinasemien kunnossapito... 77 5.9.2.1 Yleistä... 77 5.9.2.1.1 Kunnossapidon seuranta... 77 5.9.2.2 Tarkastukset eri huoltotyypeissä... 79 5.9.2.2.1 Yleiskohteet... 79 5.9.2.2.2 Akustot ja tasasähköjärjestelmät... 80 5.9.2.2.3 Suojaukset, hälytykset ja ohjaukset... 80 5.9.2.2.4 Omakäyttömuuntajat... 80 5.9.2.2.5 Jännitemuuntajat... 80 5.9.2.2.6 Katkaisijat/sisäerottimet 2x25 kv/25 kv... 80 5.9.2.2.7 Päämuuntaja... 81 5.9.2.2.8 Ratajohtosuodattimet... 82 5.9.2.2.9 Katkaisijat 110 kv... 82 5.9.2.2.10 Virta- ja jännitemuuntajat... 82 5.9.2.2.11 Ulkoerottimet 110 kv ja 2x25 kv/25 kv... 83 5.9.2.2.12 Tukieristimet... 83 5.9.2.3 Määräaikaishuollot... 83 5.9.2.3.1 Tarkastuskäynti... 83 5.9.2.3.2 Kausihuolto... 88 5.9.2.3.3 Vuosihuolto... 94 5.9.3 Sähköradan 110kV syöttöjohtojen kunnossapito... 106 5.9.3.1 Laajuus... 106 5.9.3.2 Vastuut... 106

4 RAMO 5 Sisältö 5.9.3.3 Tarkastajien työturvallisuus ja pätevyys... 106 5.9.3.4 Opastus... 106 5.9.3.5 Tarkastustiheys, laajuus ja ajankohta... 107 5.9.3.5.1 Yleistarkastus... 107 5.9.3.5.2 Erikoistarkastukset... 107 5.9.3.6 Tarkastustietojen kirjaaminen ja käytettävät käsitteet... 109 5.9.3.6.1 Voimansiirtoverkko... 109 5.9.3.6.2 Verkon rakenne... 109 5.9.3.6.3 Voimajohto... 109 5.9.3.6.4 110 kv voimajohdon (syöttöjohdon) ja sähköaseman (syöttöaseman) rajapinta... 109 5.9.3.6.5 Johto-osa... 109 5.9.3.6.6 Asemaväli... 110 5.9.3.6.7 Sähköasema (syöttöasema)... 110 5.9.3.6.8 Pylväs... 110 5.9.3.6.9 Jänne... 111 5.9.3.6.10 Virtapiiri... 111 5.9.3.6.11 Virtapiiripylväs... 111 5.9.3.6.12 Johtoalue... 112 5.9.3.6.13 Kuntotieto... 113 5.9.3.6.14 Osa, osanumero ja vikalukumäärä... 113 5.9.3.6.15 Mitta-arvot... 114 5.9.3.6.16 Tarkastushavaintojen luokittelussa käytettävät määrittelyt... 114 5.9.3.6.17 Tarkastaja ja tarkastuspäivämäärä... 114 5.9.3.6.18 Tarkastuslaji... 114 5.9.3.7 Suositukset tarkastuksista... 115 5.9.3.7.1 Yleistarkastus ja käytettävät lyhenteet... 115 5.9.3.7.2 ME - Määräaikaiset erikoistarkastukset ja käytettävät lyhenteet 115 5.9.3.7.3 TE - Tarvittaessa tehtävät erikoistarkastukset ja käytettävät lyhenteet... 115 5.9.3.7.4 E Kunnonhallintajärjestelmän ehdotukset tilakuvaajakohtaisista tarkastuksista... 116 5.9.3.8 Tarkastuksissa tehtävät rakenteiden luokitukset sekä kiireellisyys- ja toimenpide-ehdotukset... 116 5.9.3.9 Toimenpiteitä edellyttävät kuntotiedot... 117 5.9.3.9.1 Johtoalue ja ympäristö... 117 5.9.3.9.2 Rakenteet... 117 5.9.3.10 Toimenpiteet... 118 VIITTEET... 119 RAMO 2004 07

5 RAMO 5 Liiteluettelo LIITELUETTELO 1 Tarkastuspöytäkirja 2 Kausihuoltopöytäkirja 3 Vuosihuoltopöytäkirja RAMO 2004 07

6 RAMO 5 RAMO 2004 07

7 RAMO 5.1 Yleistä 5 SÄHKÖISTETTY RATA Ratateknisten määräysten ja ohjeiden (RAMO) osassa ASähköistetty rata@ esitetään perusteet Suomen rautateiden sähköistämiselle (rakenne, suunnittelu, rakentaminen, kunnossapito ja tarkastukset), työskentelyohjeita sähköradalla sekä sähköturvallisuuden vaatimuksia (mm. maadoitus ja kosketussuojaus). Ilmoitettu Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivin 98/34/EY, muut. 98/48/EY mukaisesti. Ratahallintokeskus (RHK) seuraa alan eurooppalaista standardisointia ja muuttaa määräykset ja ohjeet eurooppalaisten standardien mukaisiksi niiden valmistuttua. 5.1 YLEISTÄ 5.1.1 Määritelmät Tähän sanastoon on kerätty vain sellaisia sähköradan sähköistykseen liittyviä sanoja, joita ei ole määritelty sähköturvallisuusmääräyksissä tai joita käytetään toisessa merkityksessä kuin näissä määräyksissä. Ajojohdin Ajolangan ja kannattimen tai vain ajolangan muodostama johdin. Ajojohtimen rakennekorkeus Kannattimen ja ajolangan välinen pystyetäisyys muualla kuin ajojohtimen kannatuskohdassa. Ajolangan ohjain Kääntöorren osa, jonka tarkoituksena on parantaa ajojohtimen joustavuutta ja pitää ajolanka sivusuunnassa paikallaan. Ajolanka A-köysi Ajojohtimen alempi osajohdin, josta virroitin ottaa tehoa. Kannattimettomassa ajojohtimessa ajolangan ripustamiseen käytetty apuköysi. Aukean tilan ulottuma (ATU) Pitkin raidetta ulottuva tila, jonka sisäpuolella ei saa olla kiinteitä rakenteita eikä laitteita. Eristysjatkos Ratakiskon sähköisesti eristävä katkaisu. Erotusjakso Rakenne, jossa ajojohdin on vierekkäisten syöttöalueiden rajalla eristetty pituussuunnassa kahdesta peräkkäisestä kohdasta, joiden väliin jää maadoitettu osa. Erotusjaksoalue Erotusjakson kohdalla oleva alue, jossa keskeytetään tehon otto ajojohtimesta. RAMO 2004 07

8 RAMO 5.1 Yleistä Erotuskenttä Kiristyskenttä, jossa on siirtymäjänne ja erotusväli. Erotusväli Erotuskentän tai ryhmityseristimen ilmaväli, joka on ajojohtimen kahden sähköisen ryhmän rajana. Esiriippuma Ajolankaan tehty vähäinen riippuma, jonka tarkoituksena on kumota jänteen keskialueen suuremman joustavuuden haitallinen vaikutus virranottoon. Impedanssisilta Keskipistekuristin, jota käytetään kaksikiskoisen raidevirtapiirin alueella paluuvirran johtamiseen eristysjatkoksen yli (raidekuristin) sekä rakenteiden, paluujohtimen ja M-johtimen maadoittamiseen paluukiskoon (maadoituskuristin). Raidekuristin toimii myös raidevirtapiirin syöttöpään tai relepään muuntajana. Maadoituskuristin yhdistää maadoituskohteen kiskoihin (50 Hz), mutta ei oikosulje kiskoja raidevirtapiirin kannalta (125 Hz). Imumuuntaja (IM) Muuntaja, jonka ensiö on sarjassa ajojohtimen kanssa ja toisio paluujohtimen kanssa ja jonka tarkoitus on pakottaa paluuvirta kulkemaan paluujohtimessa. Imumuuntajaväli Kahden peräkkäisen imumuuntajan väli. Kaksikiskoinen raidevirtapiiri Raidevirtapiiri eristetyllä raideosuudella, jossa raiteen molemmat kiskot ovat paluukiskoja. Kaksoisorsipylväs Pylväs, johon on kiinnitetty kaksi kääntöortta samalle puolelle. Kannatin Ajojohtimen ylempi osajohdin, joka kannattaa ripustimien välityksellä ajolankaa. Keräilyjohdin Maassa tai ilmassa oleva maadoitusjohdin, jolla useita ratajohtopylväitä tai muita suojamaadoitettavia osia liitetään paluukiskoon. Keskiankkuroinnin keskipylväs Pylväs, jossa keskiankkurointiköysi on kiinnitetty kannattimeen kääntöorressa. Keskiankkurointi Ajojohtimen (ajolangalla ja kannattimella erillinen kiristys) tai vain kannattimen (ajolangalla ja kannattimella yhteinen kiristys) ankkurointi painojakson keskivaiheilla. RAMO 2004 07

9 RAMO 5.1 Yleistä Kiristyskenttä Ajojohdinjänteet alueella, jossa raiteen peräkkäisten ajojohdinosien päät on viety toistensa ohi kiristyspylväille niin, että alta kulkeva virroitin voi koko ajan koskettaa ainakin toista ajolankaa. Kiristyskenttäväli Saman raiteen kahden peräkkäisen kiristyskentän siirtymäjänteen keskipisteen väli. Kiristyslaite Ajojohtimen kiristyspylväässä oleva varuste, jonka tehtävänä on pitää ajojohtimen köysivoimat mahdollisimman vakiona. Kiristyspylväs Pylväs, johon kiristetään tai ankkuroidaan yksi tai useampia radan suuntaisia johtimia niin, että pylväs mahdollisine haruksineen ottaa vastaan johdinten köysivoimia ainakin jossakin rakennusvaiheessa. Kiristyspyörästö Kiristyslaite, jossa on köysipyörästö ja kiristyspaino. Kiristysväli Keski- tai pääteankkuroinnin ja kiristyslaitteen välinen ajojohdinosuus. Kiskonvarmistusjohdin (K-johdin) Yhtä paluukiskoa käytettäessä tämän rinnalle kytketty johdin, joka varmistaa paluuvirtatien kiskon katkeamisen varalta. Kiskonvarmistusjohtimen kiskoonliitäntä (KKL) Kiskonvarmistusjohtimen yhdistäminen paluukiskoon. Kohtaamisjänne Vaihteen ajojohdinjänne, jossa virroitin kohtaa viereisen raiteen ajolangan. Konsoli Pylvääseen tavallisesti kääntöorren jatkeeksi kiinnitettävä rakenne. Kuormituskohta Kohta, jossa sähköveturi, -juna tai kiinteä sähkölaite (esim. vaihteenlämmitysmuuntaja) ottaa tehonsa ajojohtimesta. Kytkentäryhmä Kytkinlaitteiden, ryhmityseristimen, erotuskentän tai erotusjakson rajaama ratajohdon virtapiirin metallisesti yhtenäinen osa. Käyttökeskus Keskus, jossa käyttöpäivystäjä tekee keskitetysti sähköradan kytkentämuutoksia ja valvoo energian käyttöä. Kääntöorsi RAMO 2004 07 Pylvääseen tai vastaavaan kannatusrakenteeseen kiinnitetty, eristimillä varustettu ajojohdinta kannattava rakenne, joka pääsee kääntymään vaakatasossa.

10 RAMO 5.1 Yleistä Liitäntäjohdin Osajohtimien, johtimien sekä johtimen ja kojeen välisiin liitäntöihin käytetty johdin, joka on tavallisesti taipuisa, lyhyehkö ja löysänä riippuva. M-johdin Yleensä ilmassa oleva maadoitusjohdin, jota käytetään ratajohtopylväiden ja muiden rakenteiden maadoittamiseen paluukiskoon. M-johtimen kiskoonliitäntä (MKL) M-johtimen liitäntä paluukiskoon. Ohitusjohdin Ajojohtimen rinnalle kytkettävissä oleva muualta kuin syöttöasemalta lähtevä johdin, jolla voidaan ohittaa radan pituussuunnassa yksi tai useampia ajojohtimen sähköisiä ryhmiä. Ohitusjohto Paluujohtimellisessa järjestelmässä ohitusjohdin ja tämän oma paluujohdin. Painojakso Ajojohdinosuus, jonka molemmissa päissä on kiristyslaite (-paino). Paluujohdin Paluuvirtaa varten oleva johdin, joka liitetään paluukiskoon jokaisen imumuuntajavälin keskivaiheilla. Paluujohtimen kiskoonliitäntä (PKL) Paluujohtimen yhdistäminen paluukiskoihin. Paluukisko Paluuvirtatien osana toimiva metallisesti yhtenäinen ratakisko Paluukiskojen poikittaisyhdistys Metallinen yhdistys, joka on tehty rinnakkaisten paluukiskojen välille joko suoraan tai impedanssisiltojen keskipisteen kautta useampiraiteisella radalla. Paluuvirta Kuormituskohdasta tai vikapaikasta syöttöasemalle palaava virta. Paluuvirtatie Osa sähköradan virtapiiriä, jota pitkin virta palaa kuormitus- tai vikapaikasta syöttöasemalle. Pitkittäiserotin Saman pääraiteen ajojohtimen sekä mahdollisen imumuuntajan kanssa sarjassa oleva erotin. Poikittaiserotin Eri pääraiteiden ajojohtimien välinen erotin. Portaali Kannatusrakenne, jonka muodostavat jalkoina olevat pylväät ja niitä yhdistävät orret (portaaliorret). RAMO 2004 07

11 RAMO 5.1 Yleistä Potentiaalinohjauselektrodi Yleensä renkaanmuotoinen johdin, jonka tarkoitus on tasoittaa maapotentiaali askel- ja kosketusjännitteiden pienentämiseksi. Puristusorsi Kääntöorsi, jossa ajolangan kulmavoima vaikuttaa kääntöorren kiinnityskohtaan päin. Pylväsetäisyys Pylvään etureunan vaakasuora etäisyys raiteen kallistamattomasta keskiviivasta. Pääteankkurointi Ajojohtimen pään kiinteä ankkurointi kiristyspylvääseen tai vastaavaan. Radanvarsisäästömuuntaja eli säästömuuntaja (AM) Sähköistysjärjestelmässä 2x25 kv radanvarteen noin 7 km välein sijoitettu muuntaja, jonka tarkoitus on pakottaa paluuvirta palaamaan vastajohtimessa. Radanylitysjohdin Poikittain radan ylittävä sähköratajärjestelmän muu virtajohdin kuin liitäntäjohdin. Raidevirtapiiri Eristetyn raideosuuden, jännitelähteen ja releen käämin muodostama virtapiiri, joka ilmaisee junan olemisen eristetyllä raideosuudella. Ratajohto Ajojohtimen ja mahdollisen paluujohtimen tai vastajohtimen sekä kannatusrakenteiden ja varusteiden muodostama johto. Reduktiojohdin (R-johdin) Imumuuntajattomassa ja säästömuuntajattomassa järjestelmässä paluukiskojen rinnalle kytketty johdin, jonka tarkoituksena on pienentää maan kautta palaavaa virtaa. Reduktiojohtimen kiskoonliitäntä (RKL) Reduktiojohtimen yhdistäminen (tavallisesti 300...500 m välein) paluukiskoihin. Ripustin Rakenne, jolla ajolanka on ripustettu kannattimeen. Ryhmityseristin (RE) Varuste, joka jakaa ajojohtimen kahteen sähköiseen ryhmään siten, että alta kulkeva virroitin voi ottaa koko ajan tehoa. RAMO 2004 07

12 RAMO 5.1 Yleistä Ryhmitysjohdin Yhden tai useampia jänteitä sisältävä johdin, jota käytetään lähekkäisten eri sähköistä ryhmää olevien johdinten välisiin kytkentöihin. Ryhmityskaavio Kaaviollinen esitys tietyn rataosan raiteiden jakaantumisesta sähköradan kytkentäryhmiin. Ryhmäerotin Ratapihan sivuraiteiden tai sivuraiteen ja pääraiteen ajojohtimien välinen erotin. Siirtymäjänne Kiristyskentän keskimmäinen jänne, jossa virroittimen kosketus siirtyy ajolangalta toiselle. Siksak Ajolangan vaakasuora poikkeama raiteen keskiviivasta (kallistetussa raiteessa kallistetusta keskiviivasta) ajojohtimen kannatuskohdassa. Sivuunvientijänne Jänne, jossa ajojohdin siirtyy sivusuunnassa pois virroitintilan kohdalta. Sivuunvientikenttä Siirtymäjänteetön kiristyskenttä. SSR RHK:n laatima ohjekokoelma Sähköistyksen kiinteiden laitteiden suunnittelu ja rakentaminen. Suljettu kenttä Kiristyskenttä, jossa on siirtymäjänne mutta ei erotusväliä. Systeemikorkeus Kannattimen ja ajolangan välinen pystyetäisyys ajojohtimen kannatuskohdassa. Syöttöasema Kytkinlaitos, josta syötetään teho sähköradalle. Syöttöjohdin Syöttöaseman ja ajojohtimen välinen muu johdin kuin radanylitys- tai liitäntäjohdin. Syöttöjohto Syöttöjohdin ja tämän oma paluu- tai vastajohdin. Syöttömuuntaja eli päämuuntaja (PM) Syöttöasemalla oleva muuntaja, jolla kantaverkon 110 kv jännite alennetaan sähköradan syöttöjännitteen suuruiseksi (25 kv tai 2x25 kv). RAMO 2004 07

13 RAMO 5.1 Yleistä Syöttösäästömuuntaja (SAM) Muuntaja, jonka ensiö on kytketty 25 kv syöttömuuntajan toisioon, toisio ajojohtimen ja vastajohtimen väliin ja toision keskipiste paluukiskoon ja jolla 25 kv jännite nostetaan 2x25 kv:iin. Käytetään muutettaessa olemassa oleva järjestelmän 25 kv syöttöasema järjestelmän 2x25 kv syöttöasemaksi. Sähköistysjärjestelmä 25 kv Suomessa yleisesti käytetty sähköistysjärjestelmä, jossa 25 kv käyttöjännite syötetään ajojohtimen ja paluukiskon väliin. Sähköistysjärjestelmä 2x25 kv Sähköistysjärjestelmä, jossa 25 kv käyttöjännite syötetään ajojohtimen ja paluukiskon väliin ja samansuuruinen, mutta vastakkaismerkkinen jännite 25 kv vastajohtimen ja paluukiskon väliin. Sähköratamääräykset (SRM) /10/ RHK:n laatimat sähköturvallisuusmääräyksiä täydentävät määräykset, jotka koskevat sähköradalla työskentelyä ja sähköradan käyttötoimintaa. Säästömuuntajallinen sähkörata Sähköistysjärjestelmällä 2x25 kv sähköistetty sähkörata. Tavallinen maadoitus Yhdellä maadoitusjohtimella tehty maadoitus. T-pylväs Pylväs, johon on kiinnitetty kääntöorsia vastakkaisille puolille. Ulokepylväs Kannatusrakenne, jonka muodostaa jalkana oleva pylväs ja siihen kiinnitetty ulokeorsi. Vaihteenlämmitysmuuntamo (LM) Muuntamo, joka muuntaa ajojohtimen jännitteen (25 kv) vaihteen lumenpoistolaitteille syötettäväksi jännitteeksi. Varmistettu maadoitus Vähintään kahdella (sähköiset ja mekaaniset vaatimukset yksinään täyttävällä) maadoitusjohtimella tehty maadoitus. Vastajohdin Järjestelmään 2x25 kv kuuluva johdin, jolla on yhtä suuri, mutta vaiheeltaan vastakkainen jännite maata vastaan kuin ajojohtimella. Vaununlämmitysmuuntamo (LA) Muuntamo, joka muuntaa ajojohtimen jännitteen (25 kv) vaunujen seisontalämmitykseen sopivaksi suurjännitteeksi (1500 V). RAMO 2004 07

14 RAMO 5.1 Yleistä Veto-orsi Virroitin Kääntöorsi, jossa ajolangan kulmavoima vaikuttaa kääntöorren kiinnityskohdasta poispäin (tai sen suuruus on nolla). Osa, jonka kautta sähköveturi tai -juna ottaa ajolangasta tehoa. Välikytkinasema Muu katkaisijoita sisältävä sähköradan kytkinlaitos kuin syöttöasema. Yksikiskoinen raidevirtapiiri Raidevirtapiiri eristetyllä raideosuudella, jossa vain toinen kisko on paluukisko. Y-köysi Apuköysi, joka parantaa kannattimellisen ajojohtimen joustavuutta kannatuskohdassa. 5.1.2 Sähköistysjärjestelmän tekninen kuvaus 5.1.2.1 Toimintaperiaate Sähköistetty rata käsittää tavanomaisen radan rakenteiden lisäksi vetokaluston käyttämän sähköisen energian muuntamiseen ja siirtoon, toiminnan turvaamiseen ja vaaratekijöiden poistamiseen tarvittavat laitteet ja rakenteet. Sähköistetyn radan käyttöön sähköenergia otetaan 110 kv kantaverkosta syöttöasemien kautta, joilta syötetään järjestelmässä 25 kv ajojohtimeen 25 kv, 50 Hz yksivaihejännite; järjestelmässä 2x25 kv syötetään edellisen lisäksi vastajohtimeen -25 kv, 50 Hz yksivaihejännite. Syöttöalueet pidetään erillään ajojohtimeen asennetun erotusjakson avulla. Erotusjaksot sijoitetaan normaalisti syöttöasemien kohdalle ja syöttöasemavälin keskelle. Liikenteen hoidon varmistamiseksi ryhmitellään ratajohto erottimia, erotuskenttiä ja ryhmityseristimiä käyttäen siten, että erillisiä raiteita tai raideryhmiä voidaan kytkeä jännitteettömiksi muiden raiteiden säilyessä edelleen sähköisesti liikennöitävinä. Sähkövetokalusto saa tarvitsemansa tehon syöttöasemalta. Virta kulkee ajolangasta virroittimen kautta sähkömoottoreihin. Paluuvirta kulkee kaluston kautta kiskoihin, joista se vedetään imumuuntajien avulla paluujohtimeen ja tätä pitkin takaisin syöttöasemalle. Järjestelmässä 2x25 kv paluuvirta vedetään säästömuuntajien avulla vastajohtimeen, jota pitkin se palaa syöttöasemalle. Suomen heikosti johtavan maaperän vuoksi sähköradasta voi aiheutua sallitut arvot ylittäviä vaara- ja häiriöjännitteitä. Tästä syystä ratajohto on yleensä varustettava imumuuntajilla ja paluujohtimella tai säästömuuntajilla ja vastajohtimella. Sähkölaitteiden toimintaa ohjataan käyttökeskuksesta. Syöttö- ja välikytkinasemien toimintaa voidaan lisäksi ohjata ao. aseman ohjaustaulusta sekä erottimien toimintaa ao. liikennepaikan paikallisohjaustaulusta tai käsiohjauksen avulla (joko moottorilla tai käsikammella) erottimen luota. RAMO 2004 07

15 RAMO 5.1 Yleistä 5.1.2.2 Paluuvirtatie Sähköratajärjestelmässä raiteen toinen tai molemmat kiskot toimivat paluukiskona, joka on osa paluuvirtatietä. Paluukiskon katkeaman yli vaikuttaa potentiaaliero eli ns. katkeamajännite, joka saattaa olla hengenvaarallinen. Tämän vuoksi korjattaessa sähköradalla kiskon katkeamaa tai suoritettaessa sellaisia raiteen kunnossapitotöitä, jotka edellyttävät paluuvirtatien katkaisemista (sidekiskon vaihto, kiskon vaihto jne.), nämä työt on suoritettava kohdassa 5.8 niistä annettujen erityisohjeiden mukaisesti. Jos paluujohtimet on poistettu silta- tai muun rakennustyömaan takia, on erityisesti huolehdittava siitä, että paluuvirralla on joka hetki esteetön kulkutie, koska kaikki paluuvirta kulkee paluukiskossa. RAMO 2004 07

16 RAMO 5 RAMO 2004 07

RAMO 5.2 Ratajohdon rakenne sekä syöttö- ja välikytkinasemat 5.2 RATAJOHDON RAKENNE SEKÄ SYÖTTÖ- JA VÄLIKYTKINASEMAT 5.2.1 Yleistä Ratajohto on yhteinen nimitys kaikille niille rakenteille ja laitteille, joiden välityksellä sähköenergia johdetaan syöttöasemalta sähköveturin tai -junan virroittimeen. Ratajohtoon kuuluvat pylväsperustukset, kannatusrakenteet, johtimet sekä joukko sähkölaitteita ja erikoisvarusteita (ks. kuva 5.2:1). 5.2.2 Syöttö- ja välikytkinasemat Kytkinasema on yhteisnimitys syöttöasemalle ja välikytkinasemalle. Sähköenergian syöttö sähköratajärjestelmään tapahtuu 35...50 km välein radan varressa sijaitsevien syöttöasemien (muuntoasemien) kautta. Järjestelmässä 2x25 kv syöttöasemaväli voi olla noin 90 km. Kunkin syöttöasemavälin puolessa välissä voi sijaita välikytkinasema, jonka tarkoituksena on parantaa sähköradan käyttöominaisuuksia sekä sähköistä suojausta. Välikytkinasema voidaan korvata kauko-ohjattavalla erottimella. 5.2.3 Standardit ja normit Ratajohdon suunnittelua, raaka-aineita, tarvikkeita, sähkölaitteita, valmistusta, laadunvalvontaa sekä rakentamista käsitteleviä standardeja, normeja, ohjeita ja määräyksiä on esitetty toimintaohjekokoelman ASSR@ /1/ kohdissa 2.1 ja 2.2. 5.2.4 Sähköiset vaatimukset Sähköiset vaatimukset johdon mekaaninen mitoitus mukaan luettuna on esitetty julkaisussa ASähköturvallisuusmääräysten soveltaminen sähköradan kiinteisiin laitteisiin@ /2/. Nämä soveltamismääräykset koskevat sähköratajärjestelmän kiinteitä laitteita niiltä osin kuin sähköturvallisuuslain mukaisia määräyksiä ei voida soveltaa sellaisenaan. 5.2.5 Radan ja sen rakenteiden asettamat vaatimukset Ratajohdon suunnittelussa ja rakentamisessa on noudatettava RAMOn osaan 2 Radan geometria sisältyviä aukean tilan ulottuman (ATU) määräyksiä. 5.2.6 Liikkuvan kaluston asettamat vaatimukset Kuvassa 5.2:3 on esitetty sähkövetureiden ja -junien virroittimen kontaktiosa (kelkka) ja se, miten siinä on varauduttu 260 mm sivuttaisliikkeeseen. Kelkan mitoituksessa raiteen sivu- ja kallistuspoikkeamalle on varattu yhteensä "105 mm. Vetokaluston jousituksesta aiheutuva virroittimen sivuttaispoikkeama on 125 mm. Kuvassa on esitetty myös ajolangan siksakin vaihtoehdot 300 mm (uudet asennukset) ja 400 mm (vanhat asennukset). Liikkuvalle kalustolle on annettu erilliset ohjeet ALiikkuvan kaluston sähköohjeisto@ (LISO) /3/. 17 RAMO 2004 07

18 RAMO 5.2 Ratajohdon rakenne sekä syöttö- ja välikytkinasemat 5.2.7 Ratajohdon asema Ratajohtorakenteet suunnitellaan siten, että sähköistystöiden jälkeen raiteen asennossa ja asemassa tapahtuvista muutoksista aiheutuvat säädöt ja muutokset ratajohtorakenteisiin voidaan tehdä mahdollisimman helposti. Ratajohdon aseman on täytettävä liikkuvan kaluston asettamat vaatimukset. Ajolangan on sijaittava kaikissa olosuhteissa 5600...6600 mm korkeudella kiskon selästä mitattuna. Ylärajan määrää virroittimen toiminta-alue ja alarajan sähköturvallisuus (ks. kuva 5.2:2). Lisäksi moitteettoman virranoton edellytyksenä on, että ajolangan pitkittäiskaltevuus raiteeseen nähden ei ole liian suuri. Pitkittäiskaltevuus on pääraiteen ajolangalla 1:300 ja 1:1000 välillä tavoitenopeudesta riippuen sekä sivuraiteella enintään 1:200. RATAJOHTO AVORADALLA, JÄRJESTELMÄ 25 kv Kannatin Y- köysi Ajolanka Kääntöorsi Paluujohdin M-johdin Ohjain Ripustin I-pylväs Pylvään suojamaadoitus RAMO 2004 07

RAMO 5.2 Ratajohdon rakenne sekä syöttö- ja välikytkinasemat RATAJOHTO AVORADALLA, JÄRJESTELMÄ 2x25 kv 19 Kannatin Y- köysi Ajolanka Kääntöorsi Vastajohdin M -johdin Ohjain Ripustin I-pylväs Pylvään suojamaadoitus RATAJOHTO RATAPIHALLA, JÄRJESTELMÄ 25kV 14 6 3 11 10 14 11 5 8 2 7 12 13 4 9 8 1 10 15 16 Pääraide Pääraide Sivuraide Kuva 5.2:1 Ratajohdon rakenne (esimerkkejä) 1. Pylvään numero 10. Ajolanka 2. Portaalin jalka 11. Kannatin 3. Portaalin orsi 12. Ripustin 4. Ripustusorsi 13. Y-köysi 5. Eristin 14. Paluujohdin 6. Ylätuki 15. Pylvään maadoitus 7. Vinotuki 16. Poikittaisyhdistys 8. Sivutuki 9. Ohjain 5.-9.= Kääntöorsi 10.-13.= Ajojohdin RAMO 2004 07

20 RAMO 5.2 Ratajohdon rakenne sekä syöttö- ja välikytkinasemat 300 5300 5600 ksk Kuormaulottuma 5300 mm Jännite-etäisyys 300 mm Ajolangan alin sallittu korkeus 5600 mm 550 6150 ksk 5600 Ajolangan alin sallittu korkeus 5600 mm Ajolangan riippuma (esiriippuma + jääkuorma) 550 mm Ajolangan normaali ripustuskorkeus 6150 mm 100-200 6600 ksk Virroittimen aiheuttama noste 100 mm - 200 mm Kuva 5.2:2 Ajolangan korkeus RAMO 2004 07

RAMO 5.2 Ratajohdon rakenne sekä syöttö- ja välikytkinasemat 21 A. VIRROITTIMEN YLÄOSA Virroittimen leveys 1950 mm Hiilen pituus 1100-1300 mm 260 260 260 260 Virroittimen yläosassa on varauduttu 260 mm sivuttaisliikkeeseen keskiaseman molemmin puolin B. 260 MM MUODOSTUMINEN ERI TEKIJÖISTÄ 1. Raiteen virheistä aiheutuva virroittimen sivupoikkeama t v 2. Vetokaluston jousituksesta aiheutuva virroittimen sivuttaisliike 1.1. Raiteen sivupoikkeama t s 125 mm 125 mm t s t s 1.2. Raiteen kallistuspoikkeama t k 3. Ajolangan siksak t k Ajolanka 6150 mm Raiteen keskilinja h 300 mm uudet asennukset 400 mm vanhat asennukset t k = 4 x h t v = t s + t k = 105 mm 300mm 400mm Kuva 5.2:3 Virroittimen yläosan mitoitusperusteita RAMO 2004 07

22 RAMO 5 RAMO 2004 07

23 RAMO 5.3 Ratajohdon suunnittelu 5.3 RATAJOHDON SUUNNITTELU 5.3.1 Perusaineisto Ratajohdon kiinteiden laitteiden sijoitussuunnittelua varten laadittava perusaineisto sisältää sähkö-, rakennus- ja ratateknisiä kaavioita, piirustuksia ja tiedostoja: sähköradan yleiskaavio raidegeometriatiedostot rataprofiili ratapihakaaviot ratapihojen mittapiirustukset siltojen tms. esteiden aukkopiirustukset turvalaitesuunnitelmat ilmajohtoristeämät radanvarren kaapeleiden kaapelikartat. 5.3.2 Ratajohtorakenteiden vaatimukset Ajojohtimen ja liikkuvan kaluston moitteettoman yhteistoiminnan (virranoton) takaamiseksi ja vaarojen minimoimiseksi on kohdassa 5.2 esitetty vaatimuksia, joiden pohjalta tässä esitetään tarkempia sijoitusohjeita. 5.3.2.1 Yleisvaatimukset Ajojohtimen köysivoimien ja aseman on pysyttävä riittävän tarkasti vakioina lämpötilan vaihdellessa. Siksi johdin on varustettava kiristyslaitteilla ja kiristysväli on rajoitettava ajojohdintyypistä riippuen 600 800 m:iin. Täyspitkä ajojohdinosuuden painojakso saa siten olla normaalisti enintään 1200 1600 m. 5.3.2.1.1 Kiristyskentät Pääraiteen ajojohdinosuudet on päätettävä kiristyskentissä, joiden tulee sisältää normaalisti siirtymäjänne ja kaksi sivuunvientijännettä. Sivuraiteilla voidaan käyttää siirtymäjänteetöntä sivuunvientikenttää. 5.3.2.1.2 Imumuuntajat ja säästömuuntajat Imumuuntajat on otettu käyttöön paluuvirran aiheuttamien häiriöiden ja vaarojen vähentämiseksi. Ne ovat kytkennältään sarjamuuntajia (ensiö sarjassa ajojohtimen ja toisio paluujohtimen kanssa), joiden muuntosuhde on 1:1. Imumuuntajien sijoituksessa on otettava huomioon seuraavat vaatimukset: Imumuuntajaväli saa olla enintään 2,6 km, jotta vaara- ja häiriöjännitteet pysyisivät riittävän pieninä. Imumuuntajan kohdalle ajojohtimeen on pystyttävä tekemään erotusväli, siis sijoittamaan erotuskenttä tai ryhmityseristin. RAMO 2004 07

24 RAMO 5.3 Ratajohdon suunnittelu Ratajohto ja opastinjärjestelmä on sovitettava yhteen, sillä sähköjunat eivät saa pysähtyä imumuuntajien kohdalle (ks. RAMOn osa 6 Turvalaitteet ). Joiltakin rataosilta voidaan imumuuntajat jättää pois, kun on todettu paluuvirran aiheuttamien haittojen jäävän vähäisiksi. Järjestelmässä 2x25 kv käytetään imumuuntajien sijasta säästömuuntajia. Säästömuuntajaväli saa olla enintään noin 7 km, jotta vaara- ja häiriöjännitteet eivät tule liian suuriksi. Säästömuuntajien sijoituksessa on otettava huomioon, että nämä muuntajat eivät saa rajoittaa liiaksi näkemäaluetta tasoristeyksissä yms. paikoissa. 5.3.2.1.3 Keskiankkuroinnit Ajojohdinosuus on ankkuroitava keskeltä, kun sen molemmissa päissä on kiristyspainot. 5.3.2.1.4 Erotusjaksot Vierekkäisten syöttöalueiden jännitteiden välillä voi olla vaihe-ero, joka johtuu siitä, että syöttöaseman päämuuntajat on kytketty 110 kv kantaverkon eri vaiheisiin. Siksi tulee olla mahdollista pitää syöttöalueet sähköisesti erillään. Tämä saadaan aikaan sijoittamalla alueiden rajalle erotusjakso, jonka keskiosa on maadoitettu. Virransyöttö katkeaa erotusjakson kohdalla, joten sen paikka on valittava niin, että juna voi rullata sen ohi. Niinpä erotusjaksoa ei saa sijoittaa laiturialueelle eikä ratapihalle (ks. RAMOn osa 6 Turvalaitteet ). 5.3.2.1.5 Ryhmityseristimet Huollon sekä mahdollisen vikatapauksen vuoksi ajojohtimet on jaettava tarkoituksenmukaisiin sähköisiin ryhmiin, jotka voidaan toisistaan riippumatta erottaa verkosta ja maadoittaa. Avoradalla saadaan riittävä ryhmittely aikaan yleensä erotuskentillä, mutta ratapihoilla tarvitaan lisäksi ryhmityseristimiä. Ryhmityseristimiä on kahta tyyppiä, jotka on määritelty ajonopeuden mukaan: hitaasti ajettava, jonka suurin ajonopeus on 50 km/h nopeasti ajettava, jonka suurin ajonopeus on 160 km/h. Ryhmityseristimien rakenteen on oltava sellainen, että sen alitse voidaan ajaa molempiin suuntiin em. nopeudella eikä virranotto saa katketa. Kytkentäryhmä on yksi sähköinen osa perussyöttöalueesta. Kytkentäryhmien määrä vaihtelee riippuen ratapihojen määrästä ja suuruudesta. Kytkentäryhmittely on suoritettu siksi, että erilaisten töiden, erikoiskuljetusten, kuormausten ja purkamisten vuoksi tarvitaan paikallisia jännitekatkoja. RAMO 2004 07

25 RAMO 5.3 Ratajohdon suunnittelu 5.3.2.1.6 Erottimet Eri sähköistä ryhmää olevien ajojohdinten väliset kytkennät hoidetaan erottimilla. Paluujohtimellakin on oma erotintyyppinsä, jolla on voitu kytkeä vierekkäisten raiteiden paluujohtimet rinnan. Jännitekatkon yhteydessä voidaan erottimella avata rinnankytkentä. Tämä erotin on sijoitettava normaalisti imumuuntajatelineeseen tai -pylvääseen. Järjestelmässä 2x25 kv käytetään myös kaksinapaisia erottimia, joilla voidaan tehdä ajojohtimen ja vastajohtimen kytkennät samanaikaisesti. 5.3.2.2 Kannatusrakenteiden vaatimukset 5.3.2.2.1 Pylväs- ja portaalityypit Pylväitä ja portaaleita on olemassa standardityyppejä (SSR:n liitteet 8.6201...8.6209) /1/. Teräspylvästyypit ovat I-, P-, R- (ristikko) ja IM- (imumuuntaja) pylväs. Tavallisin pylväspituus on 8,7 m. Pituus 8,2 m on tarkoitettu laiturille. Pituuksia 9,2 m ja 10,26 m tarvitaan paluu- ym. johtimien saamiseksi riittävän etäälle ajojohtimesta, opastimista ym. 5.3.2.2.2 Pylväiden sijoitusperusteet Seuraavat pylvään sijoitussäännöt johtuvat yleisistä määräyksistä (kohta 5.2.4), rautateiden erikoisolosuhteista sekä johdinten ja varusteiden sijoitussäännöistä: Pylväs on sijoitettava riittävän etäälle tien reunasta, risteävästä johdosta yms.; etäisyydeksi on pyrittävä saamaan vähintään 5 m. Jännitteisten osien on täytettävä julkaisun ASähköturvallisuusmääräysten soveltaminen sähköradan kiinteisiin laitteisiin@ /2/ mukaiset etäisyydet silloista, katoksista, rakennuksista, opastimista ym. Opastimen näkyvyyden tulee olla riittävä. Tämä voidaan varmistaa esim. sijoittamalla lähin pylväs 5...10 m opastimen taakse. Pylvään etäisyyden raiteesta on täytettävä RAMOn kohdan 2.9.2.7.1 vaatimukset. Lisäksi on otettava huomioon ATUn levitys kaarteissa ja vaihteissa. 5.3.2.2.3 Kannatusrakenteen valinta Pylväiden ja portaaliorsien kuormitukset on laskettava. Pylvään määräävä kuormitustapaus on yleensä tuulikuorma. Portaaliorren määräävä kuormitustapaus on joko radan suuntainen tuulikuorma tai jääkuorma. Paitsi lujuus, myös taipuma voi tulla määrääväksi. RAMO 2004 07

26 RAMO 5.3 Ratajohdon suunnittelu 5.3.2.2.4 Perustukset Perustuksen tyyppi ja koko määräytyvät pylvästyypin, perustuksen kuormituksen ja maaperän perusteella. Perustuksen määräävä kuormitustapaus voi olla eri kuin pylvään. Perustuksen suunnittelussa ja rakentamisessa tulee noudattaa seuraavan asiakirjan vaatimuksia: Rautatien maarakennustöiden yleinen työselitys ja laatuvaatimukset (RMYTL osa 9 Pylväsperustukset ) /5/ 5.3.2.2.5 Harukset Kiristyspylväänä oleva I-pylväs on harustettava (SSR:n liite 8.6202). Perustuksen keventämiseksi myös P-pylväs voidaan harustaa. Harukset on merkittävä kelta-mustaraidoituksella. Harusta ei tule sijoittaa laiturille eikä muuhunkaan paikkaan, jossa joudutaan usein kulkemaan. Ratapihoille mahdollisesti tulevat harukset on selvitettävä tapauskohtaisesti. 5.3.2.3 Johdinvaatimukset 5.3.2.3.1 Ajojohtimen rakenne eri raiteilla Ajolangan poikkipinta määräytyy liikennetiheyden perusteella: pääraiteelle on valittava 100 mm5 ajolanka ja muualla voi olla mahdollista käyttää 80 mm5 ajolankaa. Jos sivuraiteen ajolanka käy pääraiteella yksinään tai toisen langan alapuolella (esim. vaihde), sen poikkipinnan tulee olla 100 mm5. Myös vilkkaasti liikennöidyille sivuraiteille voidaan valita 100 mm5. Ajojohtimen ripustustapa määräytyy raiteen ajonopeuden perusteella: suurimman sallitun ajonopeuden ollessa yli 120 km/h käytetään ohjainta sekä yleensä Y-köyttä (SSR:n liite 8.6315). Ajonopeuden ollessa #50 km/h voidaan käyttää kannattimetonta ajojohdinta. Sen käyttö rajoittuu ratapihojen hitaasti ajettaville sivuraiteille, jolloin ajolankaa kannattaa apuköysi (A-köysi). Ajonopeuden ollessa <75 km/h voidaan käyttää Y-köydetöntä ja ohjaimetonta ajojohdinta. Ajolanka kiinnitetään sivutukiputkeen ja sivutuen hahlon avulla (ks. SSR:n liite 8.6303). Ajonopeuden ollessa >75 km/h käytetään ajolangan kiinnittämiseen ohjainta (ks. SSR:n liite 8.6301). Ohjainta käytetään poikkeuksellisesti myös nopeuksilla <75 km/h, jos ajolangan kulmavoima on suuri. RAMO 2004 07

27 RAMO 5.3 Ratajohdon suunnittelu Y-köysi jätetään pois tilan puutteen takia tai muista syistä pois seuraavissa tapauksissa: kääntöorsissa, joiden systeemikorkeus on alle 100 cm kaarteissa, joiden säde on alle 700 m erotusjaksopylväillä pylväillä, joiden etäisyys ryhmityseristimen keskipisteestä on alle 15 m kenttien ja vaihteiden 1:9 sivuunvientiorsilla. 5.3.2.3.2 Jänteen pituus ja siksakit Ajojohdinjänne saa olla normaalisti enintään 65...71 m pituinen. Yleisinä rajoittavina tekijöinä ovat jääkuorman aiheuttama riippuma, tuulen aiheuttama ajolangan sivuttaissiirtymä sekä virranottoon vaikuttava joustavuuden tasaisuus. Ajolangan siksakin tarkoituksena on saada virroittimen hiili kulumaan mahdollisimman tasaisesti. Tästä syystä siksak on pyrittävä valitsemaan riittävän suureksi, ei kuitenkaan yli 40 cm ajettavassa langassa. 5.3.2.3.3 Kääntöorret ja kiristyslaitteet Ajojohdin kiinnitetään nivelöityihin kääntöorsiin sekä varustetaan kiristyslaitteilla, jotta ajojohtimen köysivoimat ja riippumat pysyisivät mahdollisimman vakioina. Kääntöorsille on varattava riittävä ajojohtimen lämpöpitenemisestä johtuva kääntymisvara toisten kääntöorsien ym. kohteiden suhteen. Painojakson kumpaankin päähän sijoitetaan normaalisti kiristyspyörästö (SSR:n liitteet 8.6351 ja 8.6352 /1/). Eräissä ajojohdintyypeissä ajolanka ja kannatin on kiristetty erikseen omilla kiristyspainoilla. Pienen tilan vaativaa pneumaattishydraulista kiristyslaitetta (SSR:n liite 8.6353) voidaan käyttää esim. tunnelissa. Kiristyspyörästön kiristyspainoiksi on pyrittävä valitsemaan betonipainot. Halkaisijaltaan pienempiä valurautapainoja voidaan joutua käyttämään esim. ahtaassa raidevälissä sekä (ulkonäkösyistä) laiturialueella. Kiristyspyörästön sijoittamista laiturille on kuitenkin vältettävä. 5.3.2.3.4 Muut 25 kv johtimet Ajojohtimeen kytkettäviä tai liitettäviä (paikallisia) johtimia ovat syöttö-, ohitus-, ryhmitys-, radanylitys- ja liitäntäjohtimet. Järjestelmään 2x25 kv kuuluva -25 kv potentiaalissa oleva vastajohdin sijoitetaan normaalisti vaakasuoran tukieristimen päähän pylvään radanpuoleiselle sivulle lähelle pylvään huippua (ks. kuva 5.2:1). RAMO 2004 07

28 RAMO 5.3 Ratajohdon suunnittelu 5.3.2.3.5 Paluu-, (R) reduktio-, (K) kiskonvarmistus- ja M-johdin Paluujohdin Paluujohdin on muodostettava normaalisti kahdesta osajohtimesta. Osajohtimet on sijoitettava keskimäärin vähintään 80 cm etäisyydelle toisistaan. Paluujohdin on pyrittävä sijoittamaan vastaavan ajojohtimen lähelle, mutta ylemmäksi kuin ajojohdin. Avoradalla paluujohdin sijoitetaan pylvään takareunaan tai tarvittaessa vaakapalkille pylvään huippuun. Laitureilla ja ratapihoilla voidaan paluujohdin sijoittaa konsolille tai portaaliorrelle. Paluujohdin on kytkettävä imumuuntajan toisiopuolen kanssa sarjaan ja liitettävä paluukiskoon (PKL) imumuuntajavälin keskivaiheilla, enintään 1,3 km etäisyydellä imumuuntajasta. Reduktiojohdin Joillakin rataosilla voidaan sähköistys toteuttaa ilman imumuuntaja/paluujohdintai säästömuuntaja/vastajohdin-järjestelmää. Tällöin ratajohto on varustettava ns. reduktiojohtimella, joksi riittää normaalin paluujohtimen toinen osajohdin. Reduktiojohdin on yhdistettävä paluukiskoon (RKL) 300...500 m välein, jos raidevirtapiirit sallivat sen. M-johdin Pylväiden maadoittamista varten voidaan paluujohtimen alapuolelle sijoittaa ns. M!johdin. Raidevirtapiirien puuttuessa tai yksikiskoisesti eristetyn raidevirtapiirin alueella M-johdin yhdistetään paluukiskoon (MKL) noin 200 m välein. Kiskonvarmistusjohdin Alueilla, joissa on vain yksi paluukisko ja M-johdin puuttuu, on käytettävä erillistä kiskonvarmistusjohdinta (K-johdin). Tällaisia alueita voivat olla esim. imumuuntajilla varustettavan yksiraiteisen radan yksikiskoisesti eristetyt raideosuudet kuten pääopastimen ja tulovaihteen väli sekä turvalaitteilla varustetun tasoristeyksen lähiympäristö. Kiskonvarmistusjohdin on sijoitettava normaalisti paluujohtimen alapuolelle kuten M-johdin ja liitettävä paluukiskoon (KKL) SSR:n kohdan 3.5 mukaisesti /1/. 5.3.3 Kannatusrakenteet, perustukset ja kosketussuojat sekä suoja-aidat 5.3.3.1 Kannatusrakenteiden ja perustuksien suunnittelu Kaikkien kannatusrakenteiden sekä niiden perustusten on täytettävä Suomessa voimassa olevien normien ja määräysten asettamat vaatimukset, lukuun ottamatta julkaisun ASähköturvallisuusmääräysten soveltaminen sähköradan kiinteisiin laitteisiin@ /2/ kohdassa 2 mainittuja poikkeuksia. Lisäksi on täytettävä kuormi- RAMO 2004 07

RAMO 2004 07 29 RAMO 5.3 Ratajohdon suunnittelu tuksia, laskentamenetelmiä, sallittuja muodonmuutoksia ja valmistusta yms. koskevat vaatimukset. Kannatusrakenteet Kannatusrakenteet, pylväät ja portaalit sekä ns. pienet teräsosat on enimmäkseen standardisoitu. Erikoisrakenteita käytetään mm. siltakiinnityksissä ja kosketussuojissa. Kuormien suuruudet on määritelty julkaisussa AVahvavirtailmajohtomääräykset@ A4 /6/ sekä sitä täydentävässä ohjeessa ASähköturvallisuusmääräysten soveltaminen sähköradan kiinteisiin laitteisiin@ /2/. Perustukset Kunkin pylvään perustustyyppi määritetään maaperätutkimusten perusteella ottaen huomioon perustuksiin vaikuttavat kuormitukset (kohta 5.3.2.2.4). Tavanomaisia perustustyyppejä ovat anturaton, anturallinen ja paalutettu perustus sekä kallioperustus. Perustus voidaan valaa paikan päällä tai käyttää elementtiperustusta. Käytettävien perustustyyppien tulee olla RHK:n hyväksymiä. 5.3.3.2 Kosketussuojien suunnittelu Johtimet sekä muut jännitteiset osat on pyrittävä sijoittamaan niin etäälle kallioleikkauksista, laiturikatoksista, opastimista, valaisinpylväistä ym. kohteista, että ohjeessa ASähköturvallisuusmääräysten soveltaminen sähköradan kiinteisiin laitteisiin@ /2/ esitetyt vaatimukset voidaan täyttää ilman erityisiä suojaustoimenpiteitä. Ellei jännitteisiä osia saada kohtuullisin kustannuksin riittävän etäälle em. kohteista tai muuten estetyksi pääsyä jännitteisen osan lähelle, on käytettävä ohjeen ASähköturvallisuusmääräysten soveltaminen sähköradan kiinteisiin laitteisiin@ /2/ mukaisia suojauskeinoja, kuten: suoja-aitaa suojalippaa tai -seinämää suojaverkkoa tai -levyä. Johtimet on pyrittävä sijoittamaan varusteineen siten, ettei yhteen johtimeen kohdistuva työskentely vaatisi viereisiäkin johtimia jännitteettömiksi. Kosketussuojien yms. kuormitukset määritetään ARakenteiden kuormitusohjeet@ RIL 144 /7/ mukaan. Ylikulkusiltojen kosketussuojien suunnitteluohjeet, yleiset laatuvaatimukset, kunnossapidon pääperiaatteet ja piirustuspienennökset on esitetty Tiehallinnon julkaisussa Siltojen kosketussuojarakenteet /4/. Vanhat, RHK:n ohjepiirustuksen 4032 TSN 6303 C1 mukaiset kosketussuojien tyyppipiirustukset, ovat edelleen voimassa.

30 RAMO 5.3 Ratajohdon suunnittelu Rautatiesiltojen kosketussuojaseinämiin ja -lippoihin kohdistuvat kuormat on esitetty ARautatiesiltojen suunnitteluohjeissa@ /8/. 5.3.3.2.1 Suojalipat Suojalippojen kiinnitystapa ja rakenne suunnitellaan siltakohtaisesti., ks. Tiehallinnon ohje Siltojen kosketussuojarakenteet /4/. 5.3.3.2.2 Suojaseinämät Suojaseinämät on mitoitettava ARakenteiden kuormitusohjeiden@ RIL 144 /7/ mukaisille tuulikuormille. Suojaseinämien vaatimukset on esitetty ohjeessa ASähköturvallisuusmääräysten soveltaminen sähköradan kiinteisiin laitteisiin@ /2/ ja Tiehallinnon ohjeessa Siltojen kosketussuojarakenteet /4/. 5.3.3.2.3 Suoja-aidat Suoja-aidan mitoituksen ja rakenteen on täytettävä julkaisun Sähköturvallisuusmääräysten soveltaminen sähköradan kiinteisiin laitteisiin /2/ vaatimukset. 5.3.4 Varusteet ja johtimet Suomessa käytettyjä ajojohdintyyppejä ovat SR70, SR80, S71, SR65, SR220 ja VRR 220. Eri ajojohdintyyppien varusteista ja niiden rakennekokonaisuuksista sekä johtimista on esitetty rakenne ja tekniset ominaisuudet SSR:ssä /1/ ja ARatajohtomateriaalin laatukäsikirjassa@ /9/. 5.3.5 Ratajohdon ja kytkinasemien sähkölaitteet Tämän säännösten vaatimuksia ei sovelleta tuotteisiin, jotka on laillisesti valmistettu ja/tai pidetty kaupan Euroopan unionin toisessa jäsenvaltiossa tai Turkissa tai laillisesti valmistettu ETA-sopimuksen osapuolena olevassa EFTAvaltiossa. Laitteista on oltava käytettävissä valmistajan ilmoittamat tiedot ja takuuarvot. Kojeille on oltava suoritettu liitteissä ilmoitetut tyyppi- ja kappalekoestukset valmistajan toimesta ja kustannuksella. Tuotteissa riittää CE-merkintä, joka on valmistajan vakuutus siitä, että tuote täyttää Euroopan unionin asettamat vaatimukset. Rautateillä käytettäviin erikoissähkölaitteisiin ei saa kiinnittää CE-merkkiä, jos ne eivät kuulu minkään uuden menettelytavan direktiivin soveltamisalaan. RAMO 2005-04

31 RAMO 5.3 Ratajohdon suunnittelu 5.3.6 Rakenteiden maadoitukset 5.3.6.1 Yleistä Sähköturvallisuusmääräysten mukaan sellainen jännitteelle altis osa, jonka maadoittaminen lisää turvallisuutta, on suojamaadoitettava. Sähköradalla tällaisia kohteita ovat mm. ratajohtopylväät, sillat ja laiturikatokset, jotka voivat tulla jännitteisiksi esim. ilmavälissä tapahtuvan suoran ylilyönnin kautta tai ajojohtimen katketessa ja sen pudotessa tai sinkoutuessa. Niissä kohteissa, joissa vaaditaan varmistettu maadoitus, se tehdään vähintään kahdella sähköiset ja mekaaniset vaatimukset yksinään täyttävällä maadoitusjohtimella. @Paluukiskoon maadoittaminen@ tarkoittaa liittämistä suoraan paluukiskoon tai M-johtimen kautta. Mikä tapa valitaan, riippuu mm. turvalaitejärjestelmästä ja muista laitteista. M-johtimen kautta maadoittamista pidetään varmempana, joten varmistetussakin maadoituksessa riittää yksi liitäntäjohdin maadoitettavan kohteen ja M-johtimen välille. Metalliosat on suojamaadoitettava paluukiskoon mm. seuraavissa tapauksissa: Osa sijaitsee sivusuunnassa 5 m lähempänä sähköistetyn raiteen keskiviivaa. Osa sijaitsee sää- ja kuormatiloissa 2,5 m lähempänä 25 kv jännitteistä osaa. Osa sijaitsee sää- ja kuormatiloissa sivusuunnassa 1,5 m lähempänä paluujohdinta. Kiskopotentiaalista aiheutuvan kosketusjännitteen ylittäessä sallitun rajan osa sijaitsee kosketusetäisyyttä lähempänä paluukiskoon maadoitettua paljasta metalliosaa tai alle 3 m etäisyydellä maan sisässä olevista maasta eristämättömistä metalli- ja betoniosista. Lueteltujen etäisyysrajojen soveltamisessa on otettava 25 kv kannalta huomioon mm. ajojohtimen siksak, virroittimen heilahdus ja kääntöorren jännitteiset osat. Ellei toisin mainita, maadoitukseen käytettävä johdin on 25 mm5 kuparijohdin tai vastaava. 5.3.6.1.1 Suojamaadoitukset Suojamaadoittamisella tarkoitetaan virtapiiriin kuulumattoman, jännitteelle alttiin osan maadoittamista. Suojamaadoituksen tarkoituksena on estää vaarallisen jännitteen syntyminen rakenteeseen vikatapauksessa (esim. läpi- tai ylilyönti). Sähköradalla suoritetaan rakenteiden suojamaadoitus tekemällä sähköinen (metallinen) yhteys rakenteen ja paluukiskon välille. RAMO 2004 07

32 RAMO 5.3 Ratajohdon suunnittelu Sähköradalla maadoitettavia rakenteita ovat mm: ratajohtopylväät sillat opastinpylväät ja -sillat metalliaidat. meluesteet. Vaikka suojamaadoitusjohtimet ovatkin jännitteettömiä, jos ratajohdossa ei ole vikaa (esim. ylilyönti, johtimen katkeama), tulee sähköradalla suoritettavien rata- ja rakennustöiden yhteydessä varoa niiden vahingoittamista ja huolehtia uusien rakenteiden maadoittamisesta, koska vaurioitunut tai puuttuva suojamaadoitus aiheuttaa em. vikatapauksissa vaaratilanteita. Rikkoontuneiden suojamaadoitusten korjaaminen on esitetty kohdassa 5.8.2.1.3. 5.3.6.1.2 Käyttömaadoitukset Käyttömaadoittamisella tarkoitetaan virtapiirin osan maadoittamista niin, että johdin voi toimia virtapiirin osana. Sähköratajärjestelmään kuuluvia käyttömaadoituksia ovat paluujohtimen kiskoonliitäntä (PKL), säästömuuntajan maadoitus sekä vaihteen- ja vaununlämmitysmuuntajien maadoitukset. PKL-pylvään maadoitusjohtimissa kulkee virta silloin, kun tämän PKL-pylvään kanssa samalla imumuuntajavälillä oleva sähkövetokalusto ottaa tehoa. Järjestelmässä 2x25 kv kahden peräkkäisen säästömuuntajan maadoitusjohtimissa kulkee virta silloin, kun sähkövetokalusto ottaa tehoa näiden säästömuuntajien välissä. Vaihteenlämmitysmuuntajapylvään maadoitusjohtimissa kulkee virta silloin, kun vaihteen lämmitys on kytketty päälle. Jos käyttömaadoitusjohdin (-johtimet) tällöin katkaistaan, syntyy katkeamakohdan päiden välille hengenvaarallinen jännite. Tämän vuoksi on käyttömaadoitusten eheänä säilymiseen kiinnitettävä erityistä huomiota rata- ja rakennusteknisten töiden yhteydessä. Käyttömaadoituspylväät on merkitty maastossa maalaamalla 0,3 m leveä sininen rengas pylvään ympäri. Maalauksen alareunan korkeus on 2,0 m perustuksen pinnasta. Rikkoutuneen käyttömaadoituksen saa korjata ainoastaan sähköalan ammattihenkilö. 5.3.6.2 Ratajohtopylväiden maadoitukset Ratajohtopylväiksi lasketaan maadoituksen kannalta varsinaisten pylväiden (imumuuntajapylväät mukaan lukien) ja portaaleiden lisäksi myös muunlaiset ratajohdon kääntöorsien ja eristimien kiinnittimet esimerkiksi tunneleissa ja ylikulkusilloissa. Kuitenkaan paluujohtimien kiinnittämiseen tarvittavia metalliosia ei tarvitse suojamaadoittaa, elleivät ne alita julkaisussa ASähköturvallisuusmääräysten soveltaminen sähköradan kiinteisiin laitteisiin@ /2/ paluujohtimelle asetettuja minimietäisyyksiä. RAMO 2004-07