Aktualizované: 23.10.2021

Trakčné napájanie železníc
a elektrických vozidiel hromadnej dopravy

Železnice
 Na Slovensku je majoritná časť hlavných železničných tratí elektrifikovaná. Železničné trate s nadzemným trakčným napájaním produkujú elektromagnetické polia v blízkosti trolejového vedenia. Elektrické pole je trvalo v okolí vedenia prítomné, magnetické pole vzniká prietokom elektrického prúdu trolejmi a koľajami pri prejazde vlaku. Môže však byť prítomné už oveľa skôr, než je vlak vôbec možné počuť alebo vidieť prichádzať. Keďže živý trolejový vodič a spätný vodič v koľaji sú od seba oddelené, magnetické polia "cestujú" po dlhšej dráhe. Ak železničná trať prechádza poblíž nehnuteľnosti vo vzdialenosti menej ako 50 metrov, môžu sa počas prejazdu vlaku, pri jeho brzdení alebo zrýchľovaní, úrovne intenzity magnetických polí markantne zväčšovať a odporúčame ich premeranie.

 Intenzita magnetických polí v okolí trakčného vedenia je úmerná momentálnemu príkonu motorov prítomných vlakových súprav. Ľudovo povedané, čím viac strojvedúci "šliape na plyn", tým viac zasahujú vytvorené magnetické polia do okolia trate. Asi najväčšie riziko predstavujú tieto polia pre strojvedúcich a cestujúcich vo vlakovej súprave, nakoľko konštrukcie vagónov nebránia prieniku týchto polí do interiéru a doba expozície je omnoho dlhšia, než len pri sporadickom prejazde vlaku popri nehnuteľnosti. V odborných kruhoch sú spájané so zvýšeným rizikom potratu u žien, ktoré cestujú pravidelne a to najmä v prvom trimestri tehotenstva.

 Na neelektrifikovaných železniciach môžu premávať len vlakové súpravy poháňané dieselovým motorom alebo agregátom. Menšie jedno-dvojvozňové súpravy si vystačia s priamym dieselovým pohonom, väčšie lokomotívy používajú agregát, ktorý vyrába elektrický prúd pre pohon elektromotorov. V tomto prípade magnetické polia vznikajú len v bezprostrednej vzdialenosti od lokomotív, keďže trakčné vedenie úplne chýba.

Železnice sú na Slovensku takmer výhradne napájané z:
• 25 kV ~ rozvodu s frekvenciou 50 Hz, najmä na západnom a južnom Slovensku
• 3 kV = rozvodu, najmä na severnom a východnom Slovensku

Malú výnimku tvorí trať Kittsee - Bratislava Petržalka, kde sa používa 15 kV ~ s frekvenciou 16.7 Hz.

Metro
Metro je mestská železnica pre rýchlu prepravu cestujúcich vo veľkých mestách. Je stavaná na povrchovú i podzemnú prepravu. Napájací systém metra býva spravidla pozemný, teda bez nadzemných napájacích vedení. Umožňuje to špeciálne stavané koľajisko, ktoré obsahuje okrem dvoch štandardných aj prídavné pozemné alebo bočné koľaje, ktoré slúžia pre napájanie vlakových súprav. Keďže v tunelovom systéme pod zemou bývajú zhoršené komunikačné možnosti, prídavné koľajnice umožňujú aj dátové prenosy rôznych monitorovacích a riadiacich signálov do centrály. Na Slovensku zatiaľ metro nemáme. Metro systémy rozšírené v Európe používajú na prevádzku 600 V = až 750 V =.

Električky a trolejbusy
Električky predstavujú odľahčenú formu mestského dopravného koľajového systému, najmä na miestach, kde nie je možné použiť metro. Bratislavské a košické električky používajú napájacie napätie 600 V =, pričom trolej predstavuje kladný a koľaj záporný vodič. Tatranská elektrická železnica "Poprad - Tatranská lomnica" je špeciálnym typom električky s trakčným napätím 1500 V =. Trolejbusy používajú na pohon motorovej jednotky napájanie z dvoch nezávislých nadzemných vodičov. Bratislavské, žilinské a prešovské trolejbusy používajú napájacie napätie 750 V =.

 V nasledujúcom videu sme zhrnuli základné informácie o elektromagnetických poliach v blízkosti trakčných rozvodov železníc a elektrickej hromadnej dopravy. Meraním porovnáme veľkosť intenzity elektrického a magnetického poľa pri tratiach bez premávky a pri prejazde súprav.

Frekvencie, časový priebeh, modulácia:

Elektrická hromadná doprava
ZDROJ	FREKVENČNÁ DOMÉNA	ČASOVÁ DOMÉNA
ŽELEZNICA NA STRIEDAVÝ PRÚD 50 Hz Zmeny magnetického poľa na trakčnom vedení železníc s napätím 25 kV, ktoré sa používajú hlavne na západnom a južnom Slovensku. Počas prejazdu vlakovej súpravy intenzita magnetických polí prudko narastá. Najvyššie úrovne je možné zaznamenať pri rozjazde súprav. Vysokofrekvenčné parazitné oscilácie majú pôvod v meničoch lokomotív
ŽELEZNICA NA STRIEDAVÝ PRÚD 50 Hz Zmeny magnetického poľa na trakčnom vedení železníc s napätím 25 kV, ktoré sa používajú hlavne na západnom a južnom Slovensku. Počas prejazdu vlakovej súpravy intenzita magnetických polí prudko narastá. Najvyššie úrovne je možné zaznamenať pri rozjazde súprav. Vysokofrekvenčné parazitné oscilácie majú pôvod v meničoch lokomotív
ŽELEZNICA NA STRIEDAVÝ PRÚD 16.7 Hz Zmeny magnetického poľa na trakčnom vedení železnice s napätím 15 kV, ktorá spája bratislavskú Petržalku s rakúskym územím. Vysokofrekvenčné parazitné oscilácie majú pôvod v meničoch lokomotív
ŽELEZNICA NA STRIEDAVÝ PRÚD 16.7 Hz Zmeny magnetického poľa na trakčnom vedení železnice s napätím 15 kV, ktorá spája bratislavskú Petržalku s rakúskym územím. Vysokofrekvenčné parazitné oscilácie majú pôvod v meničoch lokomotív
ELEKTRIČKA / MESTSKÁ ŽELEZNICA Zmeny magnetických polí vo vozidlách električiek a trakčnom vedení na tratiach s jednosmerným napätím 600 V. Vozidlá sú vybavené tyristorovým regulátorom výkonu motora s charakteristickou šírkovou impulznou moduláciou frekvencie 300 Hz. Vo vzorke nájdete zvuk starších modelov nasledovaný zvukom novších modelov električiek
ELEKTRIČKA / MESTSKÁ ŽELEZNICA Zmeny magnetických polí vo vozidlách električiek a trakčnom vedení na tratiach s jednosmerným napätím 600 V. Vozidlá sú vybavené tyristorovým regulátorom výkonu motora s charakteristickou šírkovou impulznou moduláciou frekvencie 300 Hz. Vo vzorke nájdete zvuk starších modelov nasledovaný zvukom novších modelov električiek
TROLEJBUS Zmeny magnetických polí vo vozidlách mestskej dopravy prevádzkovaných na tratiach s jednosmerným napätím 750 V. Vozidlá sú vybavené tyristorovým regulátorom výkonu motora s charakteristickou šírkovou impulznou moduláciou frekvencie 300 Hz. Charakteristický zvuk spínania tyristorov je počuteľný aj vo vozidle pri rozbehoch a brzdení (rekuperácii)
TROLEJBUS Zmeny magnetických polí vo vozidlách mestskej dopravy prevádzkovaných na tratiach s jednosmerným napätím 750 V. Vozidlá sú vybavené tyristorovým regulátorom výkonu motora s charakteristickou šírkovou impulznou moduláciou frekvencie 300 Hz. Charakteristický zvuk spínania tyristorov je počuteľný aj vo vozidle pri rozbehoch a brzdení (rekuperácii)

Normy a limitné úrovne expozície pre bežné obyvateľstvo:

Veľkosť intenzity elektrického poľa [E] sa udáva v jednotkách Volt na meter (V/m).
Veľkosť hustoty magnetického toku / magnetickej indukcie [B] sa udáva v jednotkách Tesla (T).
Tesla je však príliš veľká jednotka, častejšie sa preto používa jednotka menšia -
mikrotesla (1 T = 1 000 000 µT), resp. nanotesla (1 µT = 1000 nT).
Na americkom kontinente sa používa aj jednotka Gauss (G), resp. miliGauss (mG), pre ktorú platí vzťah 1 mG = 100 nT.

Chcete si premerať úrovne u Vás doma alebo na pracovisku?
Z našej požičovne si môžete prenajať:

SAFE AND SOUND EM3  - presný vreckový merač NF polí v rozsahu 16.7 Hz - 300 kHz Extrémne citlivý, 3D meranie magnetickej indukcie, meranie intenzity elektrického poľa, meranie telesného napätia (body voltage), úroveň intenzity zobrazená číselne na OLED displeji, vynikajúca viditeľnosť aj v tme, zvuková indikácia úrovne, meranie špičky a priemeru, možnosť napájania cez USB. Rozsah merania: E: 0 - 200 V/m; M: 0 - 17 000 nT Zmeria:  bytové el. rozvody, vedenie vysokého napätia, transformátory, železničnú trakciu, emisie z elektrovozidiel, čiernu a bielu techniku, indukčné varné dosky, napájacie zdroje Zapožičanie: 50 €/24 hodín, vratná kaucia 750 € (+ poštovné)

EMFIELDS PPF 5  - malý a citlivý merač NF polí v rozsahu 20 Hz - 50 kHz Šikovný do ruky, úroveň intenzity zobrazená pomocou farebných LED, merania elektrických aj magnetických striedavých polí. Rozsah merania: E: 0 - 200 V/m; M: 0 - 2 000 nT Zmeria:  bytové el. rozvody, vysoké napätie, železničnú trakciu, čiernu a bielu techniku, indukčné varné dosky, napájacie zdroje Zapožičanie: 25 €/24 hodín, vratná kaucia 200 € (+ poštovné)

V našom eshope nájdete:

Merače NF polí

Tienenie magnetických polí

Odpojovače okruhu

Káble a predlžovacie šnúry

Produkty pre "Earthing"

Uzemňovacie pomôcky

Súvisiace články: