Sistemas de Alimentación Eléctrica para Trenes: Tipos y Componentes

Sistemas de Alimentación Eléctrica para Trenes

Tipos de Sistemas de Alimentación

Existen dos sistemas principales para la alimentación eléctrica de trenes:

• Tercer carril: Consiste en un conductor activo situado cerca de la vía férrea y paralelo a los carriles. Ofrece ventajas como rigidez y economía de instalación. Sin embargo, presenta inconvenientes como obstrucción en estaciones, interrupciones en aparatos de vía y pasos a nivel, incompatibilidad con corriente alterna y riesgos de seguridad por la presencia de elementos en tensión sin protección.
• Línea aérea de contacto (LAC): Se compone de conductores eléctricos situados a cierta altura, permitiendo que el tren circule por debajo. La captación de corriente se realiza mediante un pantógrafo. Ofrece mayor seguridad al mantener la tensión eléctrica fuera del alcance accidental, pero tiene un impacto visual considerable.

Compensación de la LAC

Debido al coeficiente de dilatación del cobre utilizado en los conductores de la catenaria, se producen variaciones de longitud por cambios de temperatura. Estas variaciones afectan la tensión del sistema e influyen en la velocidad del tren. Para evitar este problema, se utiliza un sistema de compensación que ajusta las dilataciones y contracciones de la catenaria.

Elementos Fundamentales de la Línea Aérea de Contacto (LAC)

• Sustentador: Cable superior que soporta el peso del sistema (hilos de contacto y péndolas) y lo mantiene con una tensión mecánica específica. Se fabrica en cobre, acero o acero recubierto de cobre.
• Hilo de contacto: Conductor de cobre, a menudo con aleaciones de plata, cadmio y magnesio, para mejorar sus propiedades. Se tiende a una altura constante sobre el plano de rodadura con un desplazamiento horizontal para minimizar el desgaste del pantógrafo. Se utilizan dos hilos en vías principales y uno en vías secundarias o electrificaciones en alterna.
• Péndolas: Unen los hilos de contacto con el cable sustentador, manteniéndolos a una distancia constante del plano de rodadura. Se componen de varillas rígidas o cables de cobre y se conectan al hilo de contacto mediante una grifa.
• Feeder (Alimentador): Cable que discurre junto a la LAC, conectándose a intervalos regulares (120-300 m) para reforzar la sección de la LAC sin función mecánica. Generalmente es de cobre y, en ocasiones, de aluminio con alma de acero. Su función principal es aumentar la sección de los conductores en tramos de alto consumo, sin afectar la ligereza y flexibilidad de la catenaria. También puede reforzar el circuito de retorno (feeder negativo).