Åter till innehållsförteckningen? Klicka i bilden ovan

MÖJ, Mellersta Östergötlands Järnvägar

Föregående sida

Nästa sida

ELEKTRIFIERINGEN AF MELLERSTA ÖSTERGÖTLANDS JÄRNVÄGAR.
Af ingenjör Gösta Lindman.

Mellersta Östergötlands Järnvägs A.-B. äger och trafikerar järnvägssträckorna Linköping —Ringstorp åt öster, samt åt väster Linköping—Fågelsta med afgreningarne Klockrike—Borensberg och Fornåsa—Motala. Af dessa är den sistnämnda sträckan först nyligen koncessionerad; å linjen Klockrike—Borensberg går sedan år 1908 en elektrisk motorvagn under det den öfriga trafiken upprätthållits medels ångtåg.
Trafiklängderna för de resp. Linjerna äro följande:
Linköping—Ringstorp 21 km.
Linköping—Fågelsta 39 km.
Klockrike—Borensberg 8 km.
Fornåsa—Motala 15  km.

Spårvidden är å alla sträckorna 891  mm.

Största stigningen å hufvudlinjerna är 12,5 ‰ med minsta kurvradie 300 meter, å Borensbergsbanan förekommer dessutom en stigning af 16,67 ‰ med en 1000 meters kurva.
   Skenvikten är i allmänhet 14 kg., dock är linjen närmast Linköping nylagd med 17 kg. räls, liksom äfven linjen Fornåsa—Motala.
   I allmänhet är banan mycket rätlinig, i det att sträckor på upp till c:a 4 km. förekomma utan den minsta kurvatur.

Såsom ofvan nämnts har linjen Klockrike—Borensberg varit elektrifierad sedan år 1908, och efter ingående utredningar och kostnadsberäkningar beslöt Järnvägens styrelse i början af år 1914 att elektrifiera äfven sträckorna Linköping—Fågelsta och Fornåsa—Motala och i mars 1914 afslutades kontrakt härom mellan Järnvägsbolaget å ena sidan och Nya Förenade Elektriska A. B. samt A. B. Svenska Järnvägsverkstäderna å den andra. På järnvägens koncessionsansökan beviljades koncession den 1 okt. 1914. Det nu utförda elektrifieringsarbetet har omfattat dels erforderlig kontaktledning öfver linjen och befintliga stationsspår, sammanlagdt c:a 63 km ledning, samt dels 4 st. elektriska lokomotiv af boggietyp jämte släpvagnarnas förseende med elektrisk belysning och uppvärmning.

Den elektriska kraften erhålles från Motala Ströms kraft-A.-B.:s vattenkraftstation vid Nääs, Borensberg, i form af enfasig växelström af 25 perioder och 10 000 volts spänning. I kraftstationen är för järnvägsdriften uppsatt ett särskildt  aggregat bestående af en 3-fasig asynkronmotor å 425 hkr. direkt kopplad till en enfasgenerator å 360 kVA kontinuerlig drift, med matare på 3,6 kW; hvarfantalet är 734. Motorns spänning är 800 volt, samma som kraftstationens generatorer och periodtalet 50; enfasgeneratorns spänning är 835 volt och periodtalet 25. Medels i kraftstationen uppställd vattenkyld transformator upptransformeras strömmen till 10 000 volt å utgående ledning, hvilken efter att i kabel gått under Göta kanal anslutes å linjen Borensberg—Klockrike c:a 1,0 km. söder om Borensberg.

Enär belastningsvariationerna å kraftstationen äro ganska stora, har särskild vikt lagts vid generatorns spänningsreglering och har för detta ändamål generatorn försetts med kompounderad matare enligt Danielssons anordning.
    kraftstationen är dessutom uppsatt för maskineriet erforderlig instrumentering jämte nödiga säkerhetsapparater, åskledare samt maximalströmbrytare.

Såsom förut nämnts anslöts den 2-trådiga matareledningen vid banans kontaktledning strax söder om Borensberg, ena tråden till ledningen, den andra till skenorna. Då denna kontaktledning är upphängd på gamla sättet å trästolpar och utan bärlina har järnvägen därför utefter hela linjen till Klockrike dragit en ny 2-trådig extra ledning med sådan tillkopplingsanordning i Klockrike, att antingen den ena eller andra linjen kan urkopplas, samtidigt som strömmen åt endera sidan äfven skall kunna frånkopplas.

Den öfver spåren uppsatta kontaktledningen skiljer sig i en del afseenden från upphängningsanordningarna vid andra banor. Liksom vid en del af dessa har här användts systemet med bärlina, rörlig upphängning och automatisk afspänning sektionsvis medels vikter. Under det att stolpafståndet t.ex. vid Riksgränsbanan är c:a  55 meter och vid Saltsjöbanan max. c:a 60 meter, är afståndet här taget till 75 meter mellan stolparna på rak bana. I kurvor minskas detta så att trådens afvikning från spårets centrumlinje hålles inom 400 mm. (kontaktbygelns slitskena är 1 100   mm), antingen så att vid större radier 1 000 m, e. d. afståndet mellan bärstolparna minskats något eller också så att vid mindre radier 300—400 m mellan de normala bärstolparna insatts en s.k. af hållsstolpe (fig. 1). Denna är då endast försedd med en enkel utliggarearm, på hvilken hållaren för bärlina och kontaktledning är fastsatt.
   Mellan stolparna upphänges kontakttråden vid bärlinan på 3 ställen medels enkla bärtrådar. Normala afståndet mellan kontakttrådens upphängningspunkter är sålunda 18 -å 19 meter. Den nedhängning, som kontakttråden får mellan dessa punkter, uppgår till c:a  55  mm och har det visat sig att bygeln mycket väl följer dessa små höjdvariationer äfven vid hastigheter upp till 60 km/h. Max. tillåten tåghastighet på banan är 40 km/h.
    Stolparna äro alla af järnkonstruktion. De normala bärstolparna (fig. 2) äro utförda af 2 st. U-balkar NP 10 förbundna för ovanlighetens skull medels 150 x 6 mm. plåtstag, placerade parallellt öfver hvarandra med ett mellanafstånd af 1 200 mm. Afspänningsstolparna äro lika de föregående, men i afspänningsriktningen försedda med en stötta af U-balk NP 16 förbunden med stolpen med vinkeljärn. Mellan stöttan och stolpen är gejderanordningen för motvikten placerad (fig. 3). Bärlinan och kontakttråden tagas tillsammans före afspänningsisolatorerna och afspännas gemensamt. Genom att kättingen, som går öfver löptrissan, i ena ändan fast förankras i stolpen, behöfver vikten, som hänger i den andra, endast uppgå till halfva den sammanlagda dragningen i bärlina och kontaktledning. Spänn vikten väger c:a 435 kg, hvadan den sammanlagda dragkraften blir 870 kg, som fördelas med c:a 400 kg på kontaktledningen och 470 kg på bärlinan. Justering härför vinnes genom användandet af en större spännskruf, fastsatt vid bärlinans intag. Kontaktledningen utgöres af en hårddragen koppartråd af 8-for-mig profilsektion och 65 kvmm area, hvadan dess påkänning blir c:a 6 kg pr kvmm. Bärlinan är en 7 mm galvaniserad ståltråd, hvadan dess påkänning i medeltal utgör 12 kg pr kvmm, allt värden, som väl hålla sig inom de gifna säkerhetsföreskrifterna. De vertikala förbindningstrådarna bestå af 16 kvmm mjuk koppartråd.

Vikterna skola tjäna till att hålla kontaktledningen lika sträckt vid förekommande variationer i temperatur. För detta ändamål är hvarje utliggare rörligt upphängd d. v. s. utliggaren kan svänga i sidled på isolatorerna och kontaktledningens hållare på utliggaren kan svänga i förhållande till utliggaren, så att kopparledningen ej utsattes för någon skadlig sned påkänning, då utliggaren svänger åt ena eller andra hållet. Då dessa utliggare dock hafva en begränsad svängningsvinkel uppdelas linjen i sektioner på c:a 1,5 km längd. 1 hvardera ändan af en sådan sektion finnes en spännvikt och midt på sektionen en våganordning (fig. 4) enl. Riksgränsbanans senaste utförande.     Den utgöres af från den nedre isolatorn till bär linan utgående 2 st. sträfvor, som äro fastsatta vid bärlinan på ett afstånd af c:a 2,5 meter. Hela anordningen kan svänga kring isolatorerna liksom en vanlig utliggare. Drager nu den ena sektionen hårdare än den andra, svänger vågen öfver åt det hållet. Härigenom minskas denna sektions häfarm till isolatorn under det den andras häfarm ökas i samma proportion och ett jämviktsläge inträder snart.     De å sektionens båda ändpunkter anbragta spännvikterna bringas sålunda att samarbeta. Vid ett linjebrott å ena sidan om vågen svänger denna ut åt andra hållet, tills armen kommer i linjeriktningen, då den tjänstgör som förankring och den delen af sektionen är fullt körduglig. Härigenom bringas ett linjebrott att hålla sig inom en half sektion d. v. s. max. 750 meter. Af-spänningsstolparna äro så placerade att de samtidigt uppbära en normal upphängningsanordning.

Vid hvarje sektion anordnas en förbindelse mellan de båda sektionerna genom en linjeafskiljare, placerad på en stolpe mellan de för sektionsafspänningarna erforderliga afspänningsstolparna. Medels denna afskiljare, som är försedd med en låsbar manöverstång, kan den elektriska hopkopplingen lätt brytas utan någon som helst fara för den som utför manövern (fig. 5). I stället för att, som vanligen brukats, använda två midt emot hvarandra stående stolpar, har här endast användts en stolpe med två från hvarandra isolerade utliggarearmar, gående till hvar sin af de mötande ledningarna. Då dessa afspännas i stolpar en på samma sida om spåret som stolpen och en på andra sidan, så blir den ena armen utsatt för dragning och den andra för tryck. Vid den sistnämnda kunde man då, på grund af dess benägenhet att trycka sig nedåt, vid körning riskera att bygeln skulle rifva ned ledningen, men afhjälptes detta genom att förse denna utliggarearm med en stötta, uppburen från en särskild konsol (fig. 6). Genom denna anordning hindras tråden från att trycka sig ned utan hålles i sitt bestämda höjdläge samtidigt som den dock kan fritt röra sig i trådens längdriktning.

Hvarje stolpe är medels en 6 mm koppartråd jordförbunden med rälsen och som varningsskylt är på hvar och en måladt ett 150 mm bredt rödt band.
   Alla stolparnas fundament äro af betong med cement, grus och makadam i proportion 1:5:7 jämte en del s.k.  procentstenar.
   Stolparna äro öfverallt, där så kunnat ske, ställda på banans södra sida samt särskildt förlängda, med tanke på att kunna uppbära en konsol för kraftlednings framdragande i och för distribuering af elektrisk ström till närliggande platser.

För öfverspänningar skyddas linjen medels 6 st. hornåskledare med motstånd i jordledningen placerade i Linköping, Gullberg, Fornåsa, Fågelsta och Motala och finnes   dessutom förut en i Klockrike och en i Borensberg.
   Skenorna äro ej försedda med några elektriska skenförbindningar.

Isolatorerna  (fig. 7) äro i hufvudsak utförda enl. Riksgränsbanans senaste förbättrade typ med dubbla isolatorer, utvändigt grönglaserade och påsatta pinnarna medels mönjedränkt dref. De äro af Rörstrands tillverkning samt profvade för 50 000 volt. Före uppsättningen profvades de för afkylning genom att från ett vattenbad af 100° omedelbart neddoppas i snö. Detta upprepades 10 gånger i följd, utan att minsta fel kunde upptäckas å isolatorerna.
   Kontakttrådens höjd öfver rälsen är normalt 5,6 meter men vid stationer och landsvägskorsningar höjd till 6,0 meter. På tre ställen korsa kraftledningar järnvägen och hafva vid dessa särskilda föreskrifna anordningar fått vidtagas.

Strax före Motala station korsar järnvägen Motala ström och Göta kanal, fig. 8. Vid den sistnämnda måste bron för kanaltrafikens skull göras svängbar och har här nedlagts en 2-polig 10 000 volts kabel af Max Siewerts tillverkning, sålunda förbindande Motala bangård med den öfriga linjen äfven när kanalbron är öppnad.

Rullande materielen.

Denna består af 4 st. elektriska lokomotiv (fig. 9 och 10) byggda i form af resgodsvagnar.
   I hvardera ändan af korgen finnes en rymlig förarhytt sträckande sig öfver lokets hela bredd; af midteldelen är en del afskild som högspänningskammare och en annan del afsedd för motorkompressorn och luftcisternerna. Korgen uppbäres af 2 st. boggier snarlika Djursholmsbanans senaste modell.    Lokets längd öfver korgen är 10 000 mm, öfver buffertarna 10 750 mm, bredden är 2 500 mm., afståndet mellan boggiecentra är 4 900 mm. och mellan hjulaxlarna å boggierna 1 670 mm. Max. tillåtna vikt å hjulaxel är 6 ton. Vid vägning af lokomotiven visade det sig att trycket å ena boggiens båda axlar blir 10,5 ton, å den andra öfver hvilken transformatorn är placerad är vikten 11,9 ton.
   Lokomotiven äro försedda med automatisk luftbromsutrustning med motordrifven kompressor af Knorrs system och användes den komprimerade luften äfven för lufthvissla, sändning och för kontaktbygelns höjande och sänkande. Luftkompressorn startar med full last och med full spänning 290 volt. Dess till- och frånslagning regleras automatiskt af en pumpregulator, så att den inkopplas, när trycket i hufvudbehållaren sjunkit till 4,5 atm.  och frånslås när trycket uppgår till 6,5 atm.

Vill du se en större ritning? Klicka i bilden!

I hvarje förarhytt är intill kontrollern anbragt en bromsventil jämte en dubbelmanometer, hvarå afläses trycket både i hufvudbehållaren och i bromsledningen.
   Enär kontrollerna äro placerade vid ena ändan af förarhytten, på grund af att midt å gafveln finnes en genomgångsdörr till tåget, har vid motsatta fönstret af förarhytten anbragts en extra bromsventil, så att föraren under aktgifvande af signaler äfven från denna sida kan bromsa tåget. Lufthvisslor äro anbragta på taket i hvardera ändan och manövreras med en tryckventil från förarens plats.

För sandningen äro framtill å hvardera boggien anbragta två sandlådor, en för hvarje skenspår, och framblåses sand genom manövrering från en särskild liten arm, fästad vid förarens bromsventil. Lufttrycket för sändning, hvissla och bygel tages direkt från högtrycksledningen.
   Kontaktbygeln är utförd enl. s. k. saxbygeltyp, med en öfre lättare svängbar del, som är afsedd att upptaga smärre variationer i kontakttrådhöjden. Genom påsläppning af luft från bromsledningen till luftkannorna, som sitta vid bygelns bas, lyftes bygeln i höjden och hålles där så länge trycket står på. Medels spiralfjädrar regleras bygelns tryck mot kontaktledningen och brukar detta hållas till c:a 7—8 kg. På grund af transformatorns tyngd, som är förlagd öfver ena boggien, har bygeln ej kunnat placeras midt på loket, utan i stället öfver den andra boggien.
   Från bygeln ledes strömmen af 10 000 volts spänning genom en genomföringsisolator till högspänningskammaren och genom en induktionsspiral och oljesmältskydd till transformatorn. Denna är på 160 kVA samt med 5 spänningsuttag å sekundärsidan på resp. no, 170, 230, 290 & 350 volt, hvilka spänningar genom manöverkontrollerna tillföras motorerna. (Se kopplingsschema fig. n.) Vid öfvergång från en spänning till en annan inkopplas ett induktionsfritt motstånd.     Genom de olika spänningsuttagen får man sålunda 5 körlägen. På kontrollervefven är anbragt ett s. k. »död mans handtag» d. v. s. en öfre rörlig flat knapp, som alltid måste nedtryckas, innan man kan få ström genom kontrollera, och som, om den   slappes  i   ett körläge,  bryter strömtillförseln till motorerna och nödsakar kontrollervefvens återförande till utgångsläget, innan ström ånyo kan erhållas. För att dessutom spara kontrollera så mycket som möjligt, brytes ej motorströmmen i kontrollera utan sker till- och frånslagning medels den automatiska strömbrytaren, hvars tillslagningsspole regleras från kontakter å kontrollera.

På enahanda sätt måste kontrollervefven återföras till utgångsläget om vid för hastigt pådragning strömrusningen blifvit så stor att den automatiska strömbrytarens maximalspole trädt i funktion och utlöst kontakterna. Automaten är äfven utförd som nollspänningsrelä och utlöses, om linjespänningen af en eller annan orsak för ett ögonblick skulle försvinna. Efteråt måste kontrollera ånyo pådragas från utgångsläget. I kontrollera äro kontaktytorna särdeles rikligt tilltagna och hvarje kontakt är försedd med sin egen utblåsningsspole (fig.   12).
   De fyra motorerna, en på hvar hjulaxel, äro alltid kopplade två och två i serie, en å hvardera boggien, så att vid första körläget får motorn 55 volt och vid full spänning 175 volt. De äro utförda att gifva en normal timeffekt af 35 hkr., men hafva vid profning visat sig tåla upp till 40 hkr. samt därefter c:a 50 % öfverbelastning under en kortare tid. De äro enfasiga kompenserade seriemotorer samt utförda med särskild ventilering, erhållen genom ett i motorn inbyggdt fläkthjul.     För att hindra damm o. d. att intränga i motorn äro särskilda luftfilter anordnade, hvilka lätt kunna uttagas för rengörning.
   Motoraxlarna äro försedda med kullager, hvarigenom ett luftgap på 1,75 mm kunnat hållas, samt i mekaniskt hänseende utförda så stabilt som möjligt. Så är kommutatornafvet mekaniskt sammanbyggdt med ankarnafvet, lagersköldarna utförda af martin m. m. Motorernas hvarfantal vid 35 hkr. är 700 hv. pr minut och utväxlingsförhållandet mellan kugghjulen är 1:5. Verkningsgrad och dragkraft vid olika hastigheter framgå af fig. 13.

Belysningen å loket är uttagen å no volts spänning och består af 2 reflektorlampor i hvarje ända af loket jämte 1 lampa med dämpadt ljus i hvarje förarhytt samt 3 lampor inuti själfva loket, fördeladt i två grupper. För uppvärmning af förarhytterna användas elektriska värmeelement, inkopplade på 350  voltspänningen.
   För belysning och uppvärmning af släpvagnarna är ström uttagen vid 350 voltspänningen, som genom kopplingskablar öfverföres till släpvagnarne. I dessa slappes spänningen direkt på värmeelementen, men nedtransformeras för belysningen till 36 volt. Vid den stora area, som lampans glödtråd härigenom får, har det låga periodtalet ej kunnat märkas.

Å linjen påbörjades arbetet i början af juni 1914 och har sedan fortgått oafbrutet, fastän från nov. månad i betydligt saktare tempo, beroende på de hinder som legat i att telegraf- & telefonledningar på flere ställen varit i vägen och ej blefvo bortflyttade förrän i mars och april d. å. Likaså blefvo broarna öfver Motala ström och Göta kanal ej färdiga förrän i början af juni. Det största afbräcket vållades dock genom att de för lokomotiven beställda luftbromsutrustningarna ej i sin helhet ännu kunnat erhållas från Tyskland, utan hafva en del af lokomotiven t. o. m. nödgats tagas i trafik, försedda med särskilda anordningar.

Efter föregången besiktning och inkörning af personal öppnades trafiken på linjen Linköping—Motala med elektriska tåg den 31 juli och sedan den 10 aug. gå äfven de elektriska tågen å linjen Linköping—Fågelsta.

Föregående sida

Nästa sida

Returtåg till innehållsförteckning

© Rolf Sten
moj_elektrisk:drift.html senast uppdaterad 2009-01-30