En el sector del transporte ferroviario, el sistema de alimentación de CC es el eje energético que garantiza el funcionamiento estable de los trenes. Ya se trate de metro, tren ligero o tren expreso urbano, componentes clave como la alimentación de tracción, la red de tracción de CC y el circuito de frenado regenerativo dependen del funcionamiento fiable del sistema de CC. Sin embargo, los sistemas de CC son susceptibles a diversas sobretensiones durante su funcionamiento, como las sobretensiones por maniobras de cambio de dirección, por frenado regenerativo y por impactos de rayos. Si estas sobretensiones no se suprimen a tiempo, pueden provocar daños en los equipos o, en casos graves, cortes de energía y la detención de los trenes. Como dispositivo de protección contra sobretensiones específico, el supresor de sobretensión de CC Para el transporte ferroviario, gracias a su precisa capacidad de limitación de voltaje y sus características de respuesta rápida, se ha convertido en una barrera fundamental que protege la seguridad del sistema de corriente continua.

Razones para utilizar fuentes de alimentación de CC en el transporte ferroviario

El transporte ferroviario urbano (metro, tren ligero, etc.) generalmente utiliza alimentación de CC de 750 V o 1500 V, debido a la corta distancia entre estaciones, las frecuentes paradas y arranques, y la longitud limitada de la línea. Los sistemas de tracción de CC presentan ventajas como una buena regulación de velocidad, un elevado par de arranque y un control relativamente sencillo. Asimismo, gracias a su baja tensión de alimentación y a la transmisión inductiva y sin pérdidas de la energía de CC, ofrece una alta eficiencia en la transmisión a corta distancia. Además, su tecnología consolidada y su bajo coste de construcción lo convierten en la opción predominante para el transporte ferroviario urbano.

Ubicación y motivos de instalación de los supresores de sobretensión de CC en el metro

El sistema de 1500 V CC para el metro no es un dispositivo único, sino un sistema de circuito cerrado compuesto por cuatro componentes principales: entrada de CA de alto voltaje, rectificación y conversión, distribución de energía CC y captación de corriente del tren. En el sistema de metro, el descargador de sobretensión de 1500 V CC es un dispositivo clave para la protección contra sobretensiones. Se instala principalmente dentro de la subestación de tracción CC y en nodos clave de la red de contacto (o carril de contacto) a lo largo de la línea, como el final de la sección de alimentación, el punto de entrada de la red de contacto en la estación y las secciones superficiales y elevadas, para proteger las unidades rectificadoras, los aparatos de maniobra de CC, los dispositivos de control y medición, y la propia red de contacto.

Aunque algunos tramos del metro son subterráneos, las líneas de contacto aéreas, tanto en superficie como elevadas, al ser instalaciones exteriores sin protección, siguen siendo vulnerables a las sobretensiones causadas por rayos: 1. Las líneas de contacto exteriores son susceptibles a impactos directos de rayos debido a su exposición, lo que puede inyectar corrientes de rayo extremadamente elevadas; 2. Los impactos de rayos cercanos también pueden inducir sobretensiones de pulso de gran amplitud en las líneas de contacto; 3. Las sobretensiones operativas generadas dentro del sistema debido a las frecuentes paradas y arranques de trenes, el funcionamiento de los interruptores automáticos y el frenado regenerativo también son significativas. Los descargadores de sobretensión de CC proporcionan una protección de aislamiento crucial para todo el sistema de alimentación de tracción, al limitar y absorber rápidamente la energía cuando se produce una sobretensión.

Valor práctico de los descargadores de sobretensión de CC en el transporte ferroviario: doble garantía de seguridad y eficiencia.

La aplicación de descargadores de sobretensión de CC no solo "protege" los equipos, sino que también proporciona una doble garantía para el "funcionamiento seguro" y los "beneficios económicos" de los sistemas de transporte ferroviario.

Reducción de la tasa de fallos de los equipos: Al suprimir la sobretensión, se puede reducir significativamente la tasa de daños de los equipos principales, como los convertidores de tracción, los interruptores de CC y los módulos IGBT.

Garantizar la seguridad en la operación ferroviaria: Las interrupciones en la red de tracción y las paradas de trenes inducidas por sobretensiones afectan directamente la seguridad del viaje de los pasajeros y el orden operativo de la línea.

Prolongación de la vida útil del sistema: Las sobretensiones repetidas aceleran el envejecimiento del aislamiento de los equipos y reducen su vida útil. Los supresores de sobretensiones de CC pueden reducir el impacto de las sobretensiones en los equipos, prolongar la vida útil general del sistema y reducir el coste total a lo largo de su vida útil.

Pararrayos de CC: la “piedra angular de seguridad” de los sistemas de CC en el transporte ferroviario.

A medida que el transporte ferroviario se moderniza hacia la operación en red y la conducción autónoma, los requisitos de seguridad para los sistemas de corriente continua (CC) se vuelven más exigentes. El papel de los descargadores de sobretensión de CC evolucionará de un dispositivo de protección individual a un nodo de la red de seguridad inteligente: por un lado, sus datos inteligentes se pueden vincular con las subestaciones de tracción y los sistemas de control de trenes para conformar una gestión de circuito cerrado que abarque el riesgo de sobretensión, el estado del equipo y la programación de la operación; por otro lado, los descargadores de sobretensión de CC de mayor voltaje (como los de 2000 V) serán compatibles con el futuro sistema de tracción de CC de alto voltaje y se convertirán en el equipo de apoyo fundamental para el desarrollo del transporte ferroviario hacia una mayor eficiencia y seguridad.

En resumen, los descargadores de sobretensión de CC no son solo protectores pasivos de los sistemas de CC en el transporte ferroviario, sino también pilares fundamentales de la seguridad activa que se adaptan a las mejoras del sector y garantizan el funcionamiento fiable de las redes de transporte ferroviario inteligentes. Están profundamente integrados en el desarrollo del transporte ferroviario y se han convertido en equipos esenciales e insustituibles.