Szczególnym elementem komunikacji trolejbusowej jest sieć trakcyjna, rozwieszona nad jezdnią. Umożliwia ona zasilanie trolejbusu. Podstawowe elementy sieci to tory jezdne i podwieszenie, zamocowane do słupów. Tor jezdny tworzą dwa przewody, zawieszone w  odległości 50 cm od siebie i wzajemnie odizolowane, z których jeden jest pod napięciem 600 V, a drugi pod zerowym.

Podstawowe elementy sieci trakcyjnej są następujące:

• słupy trakcyjne,
• podwieszenie,
• przewody jezdne.

Trolejbusowa sieć trakcyjna na ul. Głębokiej w Lublinie. Widoczne słupy, tor jezdny i sztywne podwieszenie. Konstrukcja sieci oszczędnościowa, z lat 80. (sztywna, bez elementów umożliwiających kompensację temperaturową). Słupy trakcyjne z 1963 roku (otwarto wówczas linię Narutowicza-Głęboka /al. PKWN/ - Filaretów). Sieć w tym miejscu przebudowano w latach 2011-2012 - dodano tor do jazdy nawprost w ul. Głęboką i Wileńską oraz zwrotnicę (pierwszą w Lublinie z wyświetlaczem nie na słupie, lecz na zwrotnicy).

Druty, po których poruszają się odbieraki trolejbusu, muszą charakteryzować się niskim oporem elektrycznym. Wynika to z faktu, iż sieć trakcyjna jest zasilana w konkretnych punktach, zwanych punktami zasilania. Punkty te znajdują się w pewnej odległości od siebie. Prąd, przepływający przez przewód jezdny, jest wytracany w jego rezystancji. W odległości kilku kilometrów od punktu zasilania sieci trakcyjnej napięcie może spaść o kilkadziesiąt woltów, co utrudnia lub uniemożliwia rozruch trolejbusu. Z tego względu, przewód jezdny musi charakteryzować się niską rezystancją. Z drugiej strony, przewód poddawany jest działaniu tarcia. Trze o niego odbierak trolejbusu (konkretnie - grafitowa wkładka). Z tych względów przewód jezdny musi po pierwsze charakteryzować się niską rezystancją, a po drugie dobrą wytrzymałością. W rezultacie, przewody jezdne wykonuje się nie z czystej miedzi, lecz ze stopu miedzi - miedzi kadmowej. Pozwala to na uzyskanie dobrej wytrzymałości i korzystnej rezystancji.

Przewód jezdny ma przekrój ósemki - posiada on wyżłobienia, umożliwiające jego uchwycenie i podwieszenie od góry.

Przekrój przewodu jezdnego Djp100. Źródło: katalog Kromiss-Bis.

Najpopularniejszy przewód jezdny to Djp100. Pole powierzchni jego przekroju to 100 mm². Przewód ten ściera się w toku eksploatacji i po kilkudziesięciu latach, w zależności od natężenia ruchu trolejbusów, wymaga wymiany.

Sieć jest prostej konstrukcji, jednak jej zawieszenie w warunkach atmosferycznych wiąże się z pewnymi konsekwencjami. Podstawowa jest taka, iż przewody są poddawane zmiennym temperaturom atmosferycznym. Najwyższa temperatura to zwykle +35 stopni Celsjusza (plus nagrzanie od promieni słonecznych), a naniższa -30 stopni. Miedź jest materiałem podatnym na rozszerzenie temperaturowe, stąd należy uwzględnić, iż nadmiernie ściągnięcie przewodu jezdnego w trakcie mrozu doprowadziłoby do jego zerwania. W wypadku przeciwnym, należy uwzględnić, iż zbyt wydłużony przewód, w upalny dzień, będzie przesadnie zwisał. Kołysanie się zwisającego przewodu prowadzi do wypadania odbieraków trolejbusowych z sieci.

Wydłużenie temperaturowe i wyraźny zwis przewodów jezdnych w Tychach na ul. Edukacji przy temperaturze powietrza powyżej 30 stopni Celsjusza. fot. Jacek Pudło 2011-06-01

Samoistnie ściągnięte na sztywno przewody przy temperaturze powietrza minus 8 stopni Celsjusza, w Lublinie na ul. Zana. fot. Jacek Pudło 2012-12-17

W wypadku sztywnego, nieskompensowanego podwieszenia sieci, ze względu na kompensację temperaturową konieczne jest przed okresem zimowym montowanie krótkich wstawek. Sieć półskomensowana, zawieszona w sposób umożliwiający ruch przewodu, nie wymaga takich zabiegów. Sieć może być półskomensowana z wykorzystaniem mocowań typu delta lub krótkich linek podwieszających, umożliwiających wychylenie przewodu. Zawieszenie w pełni skomensowane, z oddzielną linką nośną, stosowane w kolejnictwie i w sieci tramwajowej, nie znajduje w sieci trolejbusowej w Polsce zastosowania. Sieć ulega bowiem samoistnej kompensacji na krótkich odcinkach między przystankami, skrzyżowaniami i zakrętami, z jakimi mamy do czynienia w polskich warunkach. Sieć w pełni skomensowaną spotkać można natomiast w Rosji i niektórych dawnych krajach Związku Radzieckiego. Sieć z kompensacją znajdowała się historycznie na linii trolejbusowej z Warszawy do Piaseczna (lata 1983-1995).

Od lewej: podwieszenie sztywne na al. Racławickich w Lublinie, podwieszenie półskomensowane typu Delta w Lublinie na ul. Zana przy E. Leclerc, podwieszenie skompensowane na ul. Kijowskiej w Równem na Ukrainie. Na pierwszym i trzecim zdjęciu podwieszenie do linki stalowej, na środkowym - do wysięgnika ze szkłolaminatu. Zdjęcia: Jacek Pudło.

Przewody jezdne są zamocowane poprzez wieszaki do podwieszenia. Istnieje kilka rodzajów podwieszenia. Pierwszy i najprostszy to poprzeczna linka stalowa. Drugi sposób podwieszenia to sztywny wysięgnik. Korzyścią wynikającą z zastosowania wysięgnika jest fakt, iż eliminowany jest drugi, naprzeciwległy słup trakcyjny. Wysięgnik ma jednak ograniczoną długość i wytrzymałość, a dodatkowo jest droższy. Ramię wysięgnika może być wykonane ze stali w formie rury lub ze szkłolaminatu w formie tyczki o litym przekroju.

Wiekowy wieszak w sztywnym podwieszeniu sieci trakcyjnej w okolicy pętli trolejbusowej Majdanek w Lublinie. Przewód jezdny 1 jest zamocowany w uchwycie 2, który składa się z dwóch elementów skręconych czterema śrubami. Uchwyt połączony jest z izolatorem 3 dla oddzielenia elektrycznego przewodu jezdnego i podwieszenia. Izolator 3 przykręcony jest do stalowego wieszaka 4, który posiada "skrzydełka" 6, ustalające jego położenie względem linki poprzecznej 5, łączącej przewód trakcyjny ze słupami.

Przewody jezdne muszą być odizolowane. Stosuje się izolację wzajemną przewodów i wieszaków podwieszenia, a także izolację słupów i konstrukcji podwieszenia. Podwójna izolacja zapewnia ochronę przechodniów i pracowników sieciowych przed porażeniem.

Słupy trakcyjne mogą być stalowe lub betonowe.

Słupy trakcyjne na przykładzie lubelskim. Opis: 1 - słup stalowy kratownicowy typu tramwajowego, ustawiany w początkach lubelskiej trakcji trolejbusowej, w latach 1953-1959 (al. Racławickie, Zamojska, Lubartowska) oraz 1963 (al. Warszawska); 2 - słup betonowy z lanego betonu ze zbrojeniem stalowym, typu MDM (socrealistyczna Marszałkowska Dzielnica Mieszkaniowa), z charakterystycznym pogrubionym zdobieniem w dolnej części, ustawiany w 1961 r. (Droga Męczenników Majdanka, Lipowa, al. Piłsudskiego, Młyńska); 3 - pozbawiony zdobień słup betonowy wieloboczny typu TOB, ustawiany w latach 1963-1969 (Łęczyńska, Mełgiewska, Młyńska, Głęboka, Filaretów, Zana); 4 - słup stalowy rurowy dwusegmentowy ze wstawkami wzmacniającymi, ustawiany w latach 80. (al. Unii Lubelskiej, rondo Al. Racławickie/al. Kraśnicka, al. Kraśnicka, rondo al. Unii Lubelskiej/1 Maja, skrzyżowanie Fabryczna/Wolska); 5 - słup strunobetonowy ustawiany w latach 2006-2007 (Orkana, Armii Krajowej); 6 - słup stalowy Kromiss-Bis ustawiany od 2010 r. (Dekutowskiego, Zemborzycka, Diamentowa, Podzamcze, Doświadczalna). Kolejne nowe typy słupów stosowano jako uzupełnienia w miejsce zużytych lub zniszczonych w wyniku wypadku masztów, a także podczas remontów skrzyżowań. Słupy demontowane przy okazji remontów skrzyżowań, zdatne jeszcze do eksploatacji, stosowano jako wstawki, i tak słupy MDM spotkamy na Drodze Męczenników Majdanka (zastąpiły spękane słupy TOB), a słupy stalowe z lat 80. spotkamy na Al. Racławickich (np. przy skrzyżowaniu Al. Racławickie/Głowackiego). Zdjęcia: Jacek Pudło (lata 2005-2011).

Słupy stalowe mają wysoką wytrzymałość. Obecnie stosuje się słupy rurowe, zwężające się w kierunku pionowym. Są one wykonane ze spawanej, walcowanej blachy. Wytrzymałość mechaniczna słupa stalowego na wysokości 8 metrów może wynosić nawet 12 kiloniutonów. Słupy stalowe mają typowo wysokość 10 metrów. W ramach prowadzonej w latach 2010-2015 rozbudowy linii trolejbusowych w Lublinie stosowane są słupy produkcji polskiej firmy Kromiss-Bis.

Początkowo stosowano słupy stalowe kratownicowe (w Lublinie - w latach 50.). Ich konstrukcja była ażurowa, wysokość - niska, a potrzebna ilość stali - niewielkia. Słupy kratownicowe wymagają jednak wykonania bardzo dużej liczby spawów, a przez to wielu godzin pracy spawaczy, co w dzisiejszych czasach jest niekorzystne. Słupy stalowe rurowe są tańsze w produkcji, gdyż ich wykonanie można zmechanizować, a liczba spawów jest niewielka.

Niekorzystną cechą słupów stalowych jest konieczność ich malowania co kilkanaście lat.

Współczesne słupy betonowe są wykonywane posiadają zbrojenie stalowe, wstępnie naprężone przed zastygnięciem betonu. Stal zapewnia odporność na zginanie, a beton - na ściskanie. Konstrukcja słupów betonowych jest bardzo sztywna i wytrzymała. Zaletą eksploatacyjną jest brak konieczności malowania. Słupy betonowe są jednak grube, a przez to mniej estetyczne, w szczególności w długich rzędach lub przy skrzyżowaniach.

Historycznie, w latach 50. i 60. stosowano w Lublinie słupy z odlewanego betonu, które zastąpiły stalowe słupy kratownicowe. Ich wadą było wykruszanie się betonu z wiekiem i osłabienie wytrzymałości słupa.

Specyficznym elementem trolejbusowej sieci trakcyjnej są łuki i skrzyżowania sieci.

Łuki umożliwiają skręt trolejbusu przy zachowaniu ciągłego kontaktu łyżkowego odbieraka trolejbusowego z przewodem sieci jezdnej. To duża różnica względem tramwaju, gdzie ślizgacz pantografu może się przesuwać względem przewodu jezdnego. W trolejbusie jest to niemożliwe. Stąd też wynikała konieczność ograniczenia prędkości trolejbusu na łukach. W punkcie zamocowania przewód trakcyjny ulegał załamaniu pod kilkustopniowym kątem, na krótkim odcinku. Wejście odbieraka w takie załamanie z dużą prędkością skutkowało ześlizgnięciem się głowicy z przewodu i wypadnięciem odbieraka z sieci. Aby tego uniknąć, zastosowano prowadnice o dużej długości i małym kącie załamania. Prowadnice składają się z kilku łukowych segmentów, oddzielnie zamocowanych do podwieszenia, i mają długość do kilku metrów.

Zwrotnica trakcyjna Elektroline sterowana radiowo (Lublin, końcowy na ul. Zana) oraz krzyżówki starego i nowego typu - klapkowe i rynienkowe (Lublin, rondo Lubelskiego Lipca 80/al. Unii Lubelskiej). fot. Jacek Pudło.

Zjazd Elektroline nowego typu.

Skrzyżowania sieci można podzielić na trzy rodzaje:

• krzyżówki,
• zwrotnice,
• zjazdy.

Krzyżówka to skrzyżowanie sieci trakcyjnej bez możliwości zmiany toru ruchu trolejbusu. Krzyżówki konstruowane są na konkretne kąty skrzyżowania torów sieci, np. 90 lub 60 stopni. Konstrukcja krzyżówki umożliwia przejazd odbieraka przez krzyżujący się tor bez powstania łuku elektrycznego. Ze względu na sąsiedztwo przewodów o przeciwnej polaryzacji, muszą być zastosowane izolatory.

Początkowo stosowano krzyżówki klapkowe. Jedne z przewodów umieszczano wyżej, a drugie niżej. Przejazd dolnym torem był możliwy przy styku odbieraka z izolatorem, przy braku zasilania. Przejazd górnym torem, zaizolowanym od dolnego, wiązał się z uderzeniem głowicy odbieraka o dociskane sprężynami klapki, które charakterystycznie szczękały przy przejeździe trolejbusu przez krzyżówkę.

Później wprowadzono krzyżówki rynienkowe. W takiej krzyżówce brak jest klapek i elementów mechanicznych - odbierak prowadzony jest w wyżłobieniach, a wszystkie przewody są na jednakowej wysokości.

W konstrukcjach krzyżówek stosowane są różne rozwiązania - prowadnice lub żłobki mogą być odizolowane, a przejazd w obu kierunkach możliwy tylko z wybiegu, bez poboru prądu. Jest też możliwe rozwiązanie, w którym przejazd w jednym z kierunków jest możliwy przy niemal ciągłym zasilaniu trolejbusu.

Zwrotnica to skrzyżowanie sieci trakcyjnej z możliwością zmiany toru ruchu trolejbusu. Posiada ona ruchome iglice, kierujące odbierak trolejbusu w odpowiednim kierunku. Istnieje kilka sposobów sterowania zwrotnicą: mechaniczny, elektryczny i radiowy.

Zwrotnica stosowana mechanicznie jest przekładana za pomocą dźwigni zamontowanej na słupie. Brak jest informacji o wykorzystaniu takiego rozwiązania w Lublinie, natomiast było ono jedynym stosowanym w przedwojennej londyńskiej sieci trolejbusowej, gdzie przy 1800 wozach w ruchu wszystkie zwrotnice przestawiali konduktorzy.

Zwrotnica sterowana prądowo to rozwiązanie znane conajmniej od II wojny światowej. W takim rozwiązaniu jedno przęsło przed zwrotnicą znajduje się specjalny odcinek izolowany. Przy przejeździe z poborem prądu, zwrotnica ulega przestawieniu. Odcinek izolowany połączony jest z cewkami napędu zwrotnicy, które przestawiają jej iglice. Zapadki utrzymują natomiast to ustawienie. Przy przejeździe z wybiegu, bez poboru prądu, zwrotnica pozostaje ustawiona w kierunku pierwotnym. Sterowanie prądowe to proste rozwiązanie, jednak wymaga zwalniania trolejbusu przed zwrotnicą. Dodatkowo, sterowanie zwrotnicą jest utrudnione, jeśli jest ona zawieszona na odcinku jezdni o dużym nachyleniu. Po przejeździe odbieraka trolejbusu przez iglicę jest ona wysuwane z zapadek i poprzez sprężyny wraca do pozycji wyjściowej. Zwrotnica sterowana prądowo ma więc jeden kierunek domyślny i drugi nastawny.

Zwrotnica sterowana radiowo to rozwiązane testowane w Europie już w latach 50. XX wieku (m. in. w Londynie). W trolejbusie zabudowany jest nadajnik, który sterowany jest przyciskami na pulpicie trolejbusu. Za pomocą fal radiowych nadajnik w trolejbusie wysyła sygnał do odbiornika na słupie, który wysterowuje elektryczny napęd zwrotnicy, przestawiający iglice. Zwrotnica utrzymuje się cały czas w nastawionym położeniu. Kierunek nastawienia ukazany jest na wyświetlaczu diodowym zawieszonym na słupie w sąsiedztwie zwrotnicy lub na samej zwrotnicy. Pierwsza radiowa zwrotnica czeskiej firmy Elektroline pojawiła się w Lublinie ok. 1997 r. na skrzyżowaniu al. Kraśnicka/Zana. Kolejne zwrotnice radiowe wprowadzano stopniowo przy okazji remontów skrzyżowań lub rozbudowy sieci trakcyjnej.

Jeśli w danym węźle sieciowym sąsiaduje ze sobą kilka zwrotnic, to mogą wystąpić zakłócenia sterowania. W tym celu wprowadza się odmienne częstotliwości pracy zwrotnic, a na słupach z nich sąsiadujących zawiesza odpowiedni numer. Na pulpicie kierowcy w trolejbusie zwiększa się natomiast liczba przycisków do sterowania zwrotnicami.

Zjazd (potocznie też zjazdówka) to skrzyżowanie sieci trakcyjnej, na którym dwa tory sieci łączą się w jeden. Konieczne jest w niej zaizolowanie przewodów i zastosowanie ruchomych prowadnic, nastawianych przez poruszającą się głowicę odbieraka trolejbusu.

Planuję również przygotowanie rozszerzonego opis zwrotnic (ze zdjęciami zwrotnic tyskich, lubelskich, gdyńskich i ukraińskich) i prowadnic na łukach (polskich i sowieckich).

• Poprzedni artykuł
• Następny artykuł