Zánik jednosmernej sústavy na Slovensku - hon na čarodejnicu?

Záležitosť sa dostala do štádia projekčných a prípravných prác. Keďže vo veci opodstatnenosti tejto megainvestície, bola odborná a laická verejnosť kŕmená „lacnými“ a neuspokojivými argumentami, žiada sa tu rozobrať celú záležitosť podstatne komplexnejšie a objektívnejšie, zvlášť preto, že prípadné nesprávne nasmerovanie eurobalíka má v konečnom dôsledku dopad na vrecko daňového poplatníka.

Pokiaľ sa pozrieme iba na jednofázovú sústavu 25 kV 50 Hz, ako takú, v súčasnosti nepochybne predstavuje technicky aj ekonomicky najvýhodnejší spôsob napájania elektrických dráh. Jej hlavné pozitívum (oproti sústave 3 kV jednosmernej) tkvie vo všeobecne známych, asi 6-krát menších prúdoch (nie 8,33-krát!) pri rovnakom odberovom výkone vďaka vyššej hodnote napájacieho napätia. Táto skutočnosť pri výstavbe umožňuje použitie ľahších zostáv trakčného vedenia s dopadom na úsporu farebných kovov (relatívna úspora 20 %), zväčšenie vzdialeností a všeobecne jednoduchšiu koncepciu trakčných napájacích staníc (relatívna úspora 60 %). V prevádzke vykazuje jednofázová sústava 25 kV menšie straty na trakčnom vedení (o cca 3 %), ale hlavne minimálny, v podstate nedeštruktívny vplyv blúdivých prúdov na úložné zariadenia v blízkosti trate.

Z uvedeného by sa skutočne dalo predpokladať, že za „striedavizáciu“ treba zahlasovať všetkými desiatimi, ale ako to už býva, každý zbežne vnímaný čierno-bielý problém sa pri hlbšej analýze a riešení zmení na problém sivý. Nie je tomu inak ani v prípade ominóznej reelektrifikácie.

Hoci sa v dobe zavádzania sústavy 25 kV od nej očakávala predovšetkým úspora medi, úspora energie, zníženie strát v napájacom systéme a zníženie prevádzkových nákladov, uvedené predpoklady prevádzkovými skúsenosťami potvrdené neboli. Obe sústavy vykazujú vo vzájomnom porovnaní určité klady, ale i zápory. Ak dnes posudzujeme vyššie uvedené hľadiská, prekvapivo dôjdeme k celkom nevýraznému rozdielu prikláňajúcemu sa k obom sústavam.

Snahe o objektívne technické porovnanie oboch sústav bolo už venované nespočet príspevkov, neraz aj citátov z rôznych odborných zdrojov, predovšetkým v diskusnej téme “Zjednotenie trakčnej sústavy na Slovensku“. Pokiaľ čitateľa stále neuspokojila bilancia teoretických a štatistických porovnaní autoritatívnych zdrojov; môžeme uviesť jeden príklad: V roku 1980, v dobách intenzívnej vozby na ČSD, hoci boli v drvivej väčšine prevádzkované jednosmermé vozidlá s „nehospodárnou“ odporovou reguláciou výkonu, dosiahla merná spotreba u sústavy 3 kV hodnotu 20,95 Wh/hrtkm, kým u striedavej sústavy 25 kV činila merná spotreba elektrickej energie až 22,53 Wh/hrtkm.

Príčin je niekoľko: Merný odpor jednosmernej trakčnej zostavy je vďaka väčšiemu vodivému prierezu a nulovej frekvencii podstatne menší (0,032 W/km) ako merná impedancia striedavej zostavy (0,224+j0,439 W/km). Pokiaľ jedna transformovňa 25 kV napája vždy len priľahlý úsek (dvojstranné napájanie neumožňuje efekt postupného šírenia napäťovej vlny od zdroja ku koncu vedenia), medzimeniarenský úsek je napájaný z dvoch strán (na dvojkoľajnej trati pri použití spínacej stanice / priečneho prepojenia zo 4 strán). Limitujúcim faktorom 3 kV sústavy je dovolený úbytok napätia, u striedavej sústavy, zjavne dovoľujúcej vyššie výkonové zaťaženie, je obmedzujúcim činiteľom výkonu transformovne iba skratový výkon nadradenej trojfázovej siete s ohľadom na nesymetrický odber (max. povolená nesymetria v SR do 2 %, v ČR len do 1,5 %).

Treba iba podotknúť, že pokiaľ sa na Slovensku neplánuje výstavba vysokorýchlostných tratí, jednosmerná sústava pre uvažované rýchlosti do 160 km/h na modernizovaných koridoroch, pri súčasnom charaktere vozby na ŽSR, po všetkých stránkach (výkonovo, z hľadiska úbytkových parametrov) bohato stačí. Na jednosmernej sústave sa ďalej neuplatňuje pozdĺžna impedancia vedenia ani zhoršený účiník (pokiaľ na striedavom hnacom vozidle nedochádza k jeho kompenzácii, jalová zložka prúdu vytvára na vedení ďalšie činné straty). Najväčšie a rozhodujúce straty v prenose napájacia stanica – trakčný motor však vznikajú na trakčnom transformátore v hnacom vozidle.

Zaobstarávacia cena prvogeneračných striedavých rušňov Škoda predstavovala zhruba dvojnásobok ceny za ekvivalentné jednosmerné vozidlá. Aj napriek tomu, že aplikáciou výkonovej elektroniky a moderných bezkomutátorových pohonov do hnacích vozidiel sa tento rozdiel výrazne znížil, populárne tvrdenie, že dnes už medzi moderným striedavým a jednosmerným vozidlom s asynchrónnym pohonom nie je rozdiel, je scestné. Striedavé vozidlo bude vždy o transformátor a usmerňovač (či už diódový, riadený alebo impulzový) prevádzkovo náročnejšie a drahšie. Pokiaľ sa pán minister nechal počuť, že z odovzdanej (ušetrenej) medi jednosmernej sústavy sa „striedavizácia“ zaplatí, môžme pokojne v tom istom duchu vyhlásiť, že z ušetrených transformátorov na HDV by sa zaplatila „jednosmernizácia“.

Totiž aj za predpokladu náhrady súčasných vozidiel novými striedavými HDV (cca 200 rušňov a práve toľko nových transformátorov za stovky miliónov korún) pri uvažovanej ich ekonomickej životnosti 30 rokov, sa dá len ťažko predstaviť, že investícia sa ušetrenou meďou vráti.

Tým viac, že oceľohliníkové (nie medené) zosilňovacie vedenie a medené nosné lano 3 kV vedenia v niektorých úsekoch podtatranskej magistrály prežilo polstoročie, v závislosti na intenzite vozby je možné aj u trolejového drôtu hovoriť o životnosti minimálne 20 rokov (!).

Energetickú bilanciu 3 kV sústavy ďalej vylepšujú vozidlá s hospodárnou impulzovou reguláciou výkonu, za ostatné obdobie sa urobil veľký pokrok aj v eliminácii najnepríjemnejšieho vedľajšieho vplyvu jednosmerných sústav.

Čiastočné zníženie všeobecne známeho negatívneho vplyvu jednosmerných bludivých prúdov na úložné zariadenia sa dosiahlo použitím pasívnej alebo aktívnej ochrany pri mínus póle meniarne, ako aj rozširovaním úsekov s bezstykovou koľajou. (odpor styku môže dosiahnuť hodnotu odporu ako 2,5 m bezstykovej koľaje) Ďalšie, veľmi výrazné zlepšenie stavu prinášajú nekovové podkladnice koridorových tratí „Vossloh“ na podvaloch BP-3 so zvýšeným prechodovým odporom voči zemi, kvalita traťového zvršku a spodku ale hlavne absencia izolovaných stykov koľajových obvodov umožňujúca vodivé prepojenie a zvarenie koľajnicových pásov v prakticky neobmedzenej dĺžke.

Treba si uvedomiť, že elektrochemická korózia nenarobí paseku za dni, týždne ani mesiace. Národnohospodárske škody na zkorodovaných potrubiach vznikali v súvislosti s nekonečným sledom „budovateľských“ vlakov, pod ktorými sústavne praskali koľajnicové prepojky nekvalitných stykovaných tratí.

Je teda pochopiteľné, že v prípade väčšiny rovnako, alebo ešte viac „postihnutých“ železničných správ jednosmernou sústavou 1,5 kV (!) k ich kompletnej „striedavizácii“ doposiaľ nedošlo (juhozápad Francúzska, krajiny Beneluxu…) aj napriek tomu, že stupeň rozvoja infraštruktúry, štátny rozpočet a ekonomický potenciál železníc spomenutých krajín je niekde úplne inde, ako ten na Slovensku. Jediný skutočný dôvod výhodnosti zamýšľaného projektu sa tu teda javí analýza vypracovaná z hľadiska oddelenia dopravcu od infraštruktúry. Jednoducho povedané, technicky nutnú tranformáciu a usmernenie energie spojené s údržbou a nákladmi presunúť z napájacích staníc na vozidlá, z ŽSR na dopravcov, z elektroúsekov na depá. Totiž jedine v prípade, ak si štátna dopravná cesta a infraštruktúra vysype svoje starosti a bordel za plot k susedovi (neštátnemu dopravcovi) je možné jednostrannou rečou čísel takúto megalomanskú investíciu oddôvodniť. Čo však je podstatné, z pohľadu platiaceho zákazníka, ekonóma, ekológa, či inžiniera elektrickej trakcie, vlak pod striedavým drôtom z bodu A do bodu B lacnejšie jazdiť nebude.

Akú hrozbu však prináša reelektrifikácia?

Každý človek, aspoň trochu znalý problematiky, vyslovuje obavy, že realizácia zjednotenia napájacích sústav by v súčasnej situácii mohla našim železniciam uštedriť smrteľnú ranu. Vzhľadom na podobné skúsenosti z minulosti je tu veľký predpoklad, že investícia sa počas realizácie niekoľkonásobne predraží, skutkový stav sa bude kompenzovať všakovakými úspornými opatreniami, počas prestavby sa dá očakávať chaos v plnení grafikonu a po ukončení prestavby celkové obmedzenie vozby, či už sa bude reelektrifikovaná trať súčasne iba optimalizovať alebo následne komplexne koridorizovať.
Prečo? Pretože podobné miliardové projekty úžasne napĺňajú vrecka istých skupín ľudí, prestavba v lepšom prípade citeľne obmedzí jazdy vlakov (skúsenosti zo súčasnej výstavby koridoru na trati 120 sú veľavravné) s dopadom na stratu dôvery cestujúcich a prepravcov, reelektrifikácia hlavného ťahu si vyžiada kompletnú sanáciu zabezpečovacieho zariadenia vrátane celého „severného“ autobloku pracujúceho na frekvencii 50 Hz (s ktorým sa na koridorových úsekoch ani neuvažuje).

Z pohľadu dopravcov je pravdepodovné, že po dôkladnej technicko-ekonomickej analýze prestavby 20 – 30 ročných jednosmerných vozidiel rady 131, niektorých 163 pristúpia k jednaniam ohľadom ich možného odpredaja do Poľska, Česka, resp. Talianska (FNME). Ako náhradu za staré, síce zaobstarajú vozidlá nové, avšak (ako to už býva) vzhľadom na vysokú zaobstarávaciu cenu nových vozidiel, zďaleka nie v rovnakom počte. Ich turnusová, resp. prevádzková potreba sa v rovnakej miere elegantne zníži ďalším obmedzením a zrušením vlakov.

Je teda reálna vízia, že o pár rôčkov sa budú po hlavnom ťahu s vybranými rýchlikami a expresmi síce preháňať nablýskané „Taurusy“ alebo „Octeony“, otázka budúcnosti jednosmernej siete menej atraktívnych tratí na východe Slovenska, „uhoľného ťahu“ na Ostravsko (VI. Európsky koridor) a relatívne nových jednosmerných úsekov do Poľska už taká vábivá nie je. Aj najväčší optimista sa v otázke zjednotenia sústav iba ťažko stotožní s predstavou, že sa vôbec niekedy vrátia náklady trebárs na reelektrifikáciu trate Michaľany – Bánovce nad Ondavou (- Veľké Kapušany), ešte ťažšie s tou, že nekoridorové vetvy na severe a elektrifikovaná sieť na východe republiky by mala ostať naďalej jednosmerná.

Zámerom článku v žiadnom prípade nie je antikampaň ani idealizácia technicky dávno prekonaného jednosmerného systému. Slúži iba na zamyslenie čitateľa nad zmyslom tak nákladnej prestavby, s tak nevýrazným, možno až pochybným pozitívnym výsledkom na železniciach s inak prestarnutým vozidlovým parkom a stále neistou budúcnosťou regionálnej dopravy.

Studnica eurofondov bezodná nie je a pokiaľ sú už tieto prostriedky určené na modernizáciu železničnej tepny západ – východ, mali by sa jej finančné toky nasmerovať predovšetkým na urýchlenú výstavbu koridoru ako takého, pred doslova labužníckou, rozmarnou a v modernej Európe v tomto merítku ojedinelou reelektrifikáciou.

A na záver ešte hľadisko historické: Už iba predstava, že pod Kriváňom viac nezapíska ani len tá múzejná „bobina“, nezatrúbi „rakaňa“, či iná typická Česko – Slovenská zelená mašinka, predstava, že tu úplne nenávratne zanikne viac ako polstoročná história, by mala privádzať každého skutočného priaznivca železničnej techniky do zúfalstva. Neskrývam preto sklamanie, že hoci sa tu vypisujú nezmyselné petície proti „neškodnému“ prefarbeniu stroja 350.001, za myšlienku zachovania jednosmernej sústavy 3 kV na Slovensku, hoc už len z čisto pamiatkarského hľadiska, tu ruku zatiaľ nezdvihol takmer nik.

spolupráca: 362.002
autor textu a fotografií: