Električna lokomotiva

Električna lokomotiva je vrsta vučnog željezničkog vozila. Ova vrsta lokomotiva za svoj pogon koristi vučne elektromotore koji se napajaju preko kontaktne mreže preko patnografa (oduzimača električne struje).

Električna energija se iz elektrana preko visokonaponske mreže dovodi do elektrovučnih podstanica gdje se transformira u napon za napajanje kontaktne mreže, iz kontaktne mreže pomoću pantografa (oduzimača struje) dovodi se do lokomotive (i dalje do pogonskih elektromotora) a strujni krug se zatvara preko kotača i tračnica koji tvore povratni vod.

Osnovna podjela

Ovu vrstu lokomotiva možemo podijeliti na tri načina:

prema naponu u kontaktnoj mreži dijelimo ih na lokomotive za:
- istosmjernu struju napona 1500 V
- istosmjernu struju napona 3000 V
- jednofaznu struju napona 15 kV i frekvencije 16 2/3 Hz
- jednofaznu struju napona 25 kV i frekvencije 50 Hz
prema vrsti vučnih elektromotora:
- lokomotive sa elektromotorima za istosmjernu struju
- lokomotive sa elektromotorima za istosmjernu valovitu struju
- lokomotive sa elektromotorima za izmjeničnu jednofaznu struju
- lokomotive sa trofaznim asihronim vučnim motorima
prema broju mogućih istovremenih sustava napajanja:
- jednosustavne lokomotive
- višesustavne lokomotive
Načinu povezivanja u kontaktnu mrežu:
- kontakni vod
- "treća šina"

Prednosti i nedostatci

O odnosu na parnu i Diesel lokomotivu prednosti električne lokomotive su:

vrlo dobra vučna značajka
velika nominalna snaga motora (mogućnost i preopterećenja rada motora u kratkom vremenskom razdoblju)
ravnomjerni okretni moment
automatska kontrola vučne sile (sprečavanje proklizavanja kotača)
mogućnost vuče teških teretnih vlakova
mogućnost velikih ubrzanja i najveće brzine vožnje pogodno za vuču putničkih vlakova
ukupna korisnost 32 - 36%
mogućnost upravljanja sa više lokomotiva sa jednog mjesta (iz jedne lokomotive)
ekološki prihvatljiva
tišina motora pri radu. U odnosu na razinu buke kod diesel lokomotiva i parnih lokomotiva, električna lokomotiva je najtiša pri radu motora. Motori su u pogonu samo pri vožnji. Kada lokomotiva stoji, motori su potpuno ugašeni, za razliku od diesel lokomotive, gdje se samo prekida prijenos snage na pogonske kotače, kada lokomotiva stoji. Ventilatori napajanja i kompesor, kod tipova lokomotiva, koje ga imaju, su najveći izvor buke.

Glavni i najveći nedostatak električne lokomotive je potreba za elektrifikacijom pruge (izgradnja električne mreže i pratećih objekata) što zahtjeva velike investicije. Upotreba električnih lokomotiva isplativa je na onim prugama koje imaju vrlo veliki opseg prometa jer se tada vraća uložena investicija.

Višesustavne lokomotive

Ovakve lokomotive se mogu koristiti u:

više sustava napajanja (različiti naponi, različita vrsta struje: istosmjernu ili izmjeničnu)
više sustava signalizacije
više vrsta sigurnosnih sustava

Najveća prednost im je ta, da se mogu koristiti za vuču na prugama, gdje su različiti sustavi. Time se smanjuju troškovi reelektrifikacije, ako planirani put ima različite sustave. To omogućuje korištenje iste lokomotive na cijelom predviđenom putu. Ovakve lokomotive obično imaju komplicirane sustave koji sami nadziru i osiguravaju biranje ispravnog korištenja napona i polariteta. Biranje signalnog sustava može biti automatsko ili ručno.

Električne lokomotive za "treću šinu"

Treća šina je stari način dovoda električne energije do lokomotive. Obično naponi ne prelaze 3kV. Najčešći sustavi su oni od 750kV (najčešće Velika Britanija). Postoje i višesustavne lokomotive, koje imaju kombinaciju pantografa i kontakta za "trćeu šinu". Rijetke su, i najčešće se koriste za channel link teretni promet tunelom ispod kanala izmedju Francuske i Velike Britanije. Prednosti "treće šine" su niski troškovi izvedbe.

Nedostataka ima puno:

opasnost za ljude i životinje
blizina tla (veća mogućnost kratkog spoja). Ovo se djelomično može izbjegaći, tako što se šina uzdigne i izolira s gornje strane, a kontakt je sa donje strane. Pristup se zabranjuje.

Ovaj način napajanja se zadržao još samo zbog raširenosti sustava i skupoće reelektrifikacije zbog raširenosti. Nova elektrifikacija se obično više ne vrši pomoću "treće šine".