Istoria elctrificari Cailor Ferate Romane si Istoria primei Locomotive Electrice

[zofei.2006]

                       30 de ani de electrificare a Cailor Ferate Romane

1. Proiecte

    Desi prima locomotiva electrica din lume a fost prezentata de inginerul german Werner von Siemens la expozitia industriala de la Berlin din anul 1879, tractiunea electrica feroviara si-a facut aparitia relativ tarziu, fiind utilizata indeosebi la tramvaie si linii de interes local.
    Pe teritoriul tarii noastre, in anul 1913, s-au electrificat in curent continuu (1650 V) primii 68 km de linie cu ecartament de un metru, apartinand caii ferate locale Arad–Podgoria (Arad-Hegyalijai Motoros). Aceasta linie particulara, ce reunea Aradul cu localitatile Ghioroc, Pancota si Radna, exista inca din anul 1906 si fusese exploatata anterior cu locomotive cu abur si automotoare benzino-electrice.
    Electrificarea liniilor normale de cale ferata s-a limitat insa numai la studii si discutii, evident cu infiintari si desfiintari de unitati care urmau sa se ocupe de aceasta problema. Cele cateva proiecte, dintre care unele intocmite inainte de Primul Razboi Mondial, nu au fost realizate. Cu toate acestea, Administratia CFR a fost permanent preocupata de problema electrificarii; realizarea ei a intarziat insa mereu, dar nu numai din cauza Caii Ferate. Conjunctura sociala, politica si economica a perioadei interbelice, lipsa unor cadre tehnice de specialitate, precum si existenta unor resurse energetice autohtone usor exploatabile (carbune si petrol) sunt unii dintre factorii care au amanat electrificarea cailor ferate pana la mijlocul deceniului sase al secolului nostru.
    Primul proiect pentru electrificarea liniilor de cale ferata a fost cel intocmit de prof. ing. I.S. Gheorghiu in anul 1913, cand, din considerente strategice, se pusese problema executarii unei linii electrificate pe distanta Sinaia – Pietrosita. Cu aceasta ocazie, s-a prevazut prelungirea tractiunii electrice si pe portiunea Sinaia – Predeal.
    Capacitatea liniei Campina – Brasov, sectia cea mai solicitata de pe intreaga retea a cailor ferate, ajunsese la limita inca inainte de anii '30, in timp ce traficul arata neintrerupte tendinte de sporire. Electrificarea acestei linii devenise o necesitate stringenta, iar Directia Generala CFR incepuse deja sa o sustina cu convingere. In trei randuri – in anii 1929, 1934 si 1942 – se votasera si legi speciale pentru aceasta lucrare. Cea din anul 1929 prevedea sa se construiasca un canal navigabil intre Bucuresti si Dunare, a carui diferenta de nivel sa fie folosita pentru obtinerea energiei necesare tractiunii electrice pe linia Bucuresti – Brasov, intr-o centrala hidroelectrica.
    Izbucnirea razboiului a facut inaplicabile toate aceste proiecte. Calea Ferata a fost pusa din nou in fata lipsei de capacitate a acestei linii, solutia aleasa fiind dublarea acesteia. La scurt timp dupa darea in circulatie a liniei duble se constata sporirea nesemnificativa a capacitatii, tractiunea cu abur nefacand fata cresterii exceptionale a volumului de transport din timpul razboiului.
    In aceasta situatie, Administratia CFR reia problema, in care scop infiinteaza o "Directie a electrificarii" sub conducerea inginerului Dimitrie Leonida, numit in aceasta functie la data de 12 septembrie 1942, dar infrastructura economica a tarii si evenimentele razboiului au impiedicat din nou realizarea acestui proiect.

2. Electrificarea

    O data cu realizarea si intrarea in functiune a sistemului energetic national, in anul 1959, Administratia CFR reia hotararea de a electrifica linia Bucuresti – Brasov. A fost ales sistemul cel mai avantajos din punct de vedere tehnico-economic si energetic – curent alternativ monofazat de frecventa industriala de 50 Hz, la tensiunea de 25 kV, in baza unui studiu intocmit de Institutul de Proiectari Cai Ferate (IPCF) in anul 1958, care a tinut seama de recomandarile facute la congresele UIC din anii 1951 (Annency) si 1955 (Lille). Documentatia necesara inceperii lucrarilor pe tronsonul Brasov – Predeal a fost intocmita cu ajutorul specialistilor sovietici, care au acordat si asistenta tehnica in timpul executiei, asa cum era "la moda" in acea perioada.
    Lucrarile pe tronsonul Brasov – Predeal au fost terminate in august 1963, inaugurarea avand loc in ziua de 9 decembrie 1965. Lucrarile au continuat apoi in ritm alert, tronsonul Predeal – Campina fiind dat in exploatare la 20 aprilie 1966, pentru ca, la 16 februarie 1969 sa fie inaugurata oficial electrificarea intregii magistrale feroviare duble Brasov – Bucuresti, prin Ploiesti Vest, in lungime de 170 km.
    Electrificarea liniei Bucuresti – Brasov a fost precedata de un ansamblu de lucrari de sistematizare si adaptare a constructiilor si dotarilor feroviare. Au fost consolidate podurile si terasamentele, s-a majorat tipul de sina si s-au rectificat curbele; au fost sistematizate 24 de statii si triaje, printre care marile triaje Bucuresti, Ploiesti si Brasov; s-au centralizat 1023 macazuri si s-au inzestrat sectiile cu bloc de linie automat. Pentru asigurarea alimentarii cu energie electrica au fost construite patru substatii de tractiune, la Darste, Valea Larga, Ploiesti Nord si Chitila. Substatiile au fost racordate la sistemul energetic national (curent alternativ trifazat 50 Hz, 110 kV), dispunand de instalatii de telemecanica dirijate de la dispeceratul energetic feroviar amplasat in noua cladire a Sectiei IFTE Ploiesti, pus in exploatare in luna decembrie 1969.
    Pe parcursul executiei lucrarii, au fost incercate mai multe solutii de alcatuire si montaj ale elementelor suspensiei catenare. In statiile Predeal, Brasov Triaj, Darste, Campina si Ploiesti Triaj au fost montate elegante traverse elastice pe stalpi metalici de 20 m inaltime, solutie la care s-a renuntat ulterior, fiind inlocuita cu traverse rigide, mai economice. S-a preferat utilizarea stalpilor din beton centrifugat, stalpii metalici utilizandu-se in mod limitat, acolo unde gabaritul nu permitea plantarea stalpilor din beton sau unde trebuiau sustinute lucrari speciale.
    Primul stalp pentru electrificare a fost plantat in statia Predeal, la data de 27 decembrie 1960. Este un turn metalic de 20 m inaltime, cu fundatie din beton monolit, care sustine traversa elastica nr. 69. Pe acesta exista o placa comemorativa din marmura pe care se poate citi: "Primul stalp de electrificare a Caii Ferate Romane la 25 kV c.a. montat in 27 XII 1960".
    Pentru cresterea pana la 160 km/h a vitezei de circulatie, pe traseul de ses dintre Campina si Bucuresti a fost utilizat tipul de suspensie catenara complet compensata, pe restul traseului utilizandu-se suspensia semicompensata, care permite o viteza maxima de 100 km/h.
    Dupa punerea oficiala in exploatare a primului tronson electrificat Brasov – Predeal, la finele anului 1965, reteaua de cale ferata electrificata a crescut treptat, beneficiind de investitii dirijate de economia planificata. La sfarsitul anului 1975, se incheia electrificarea liniei Brasov – Predeal – Bucuresti, precum si a liniilor cu trafic intens si rezistenta caracteristica mare ce traverseaza lantul carpatic: Craiova – Orsova – Caransebes; Filiasi – Petrosani – Simeria si Adjud – Ghimes – Ciceu.
    In urmatoarea perioada de patru ani (1975-1979) s-au finalizat lucrarile de electrificare pe liniile Bucuresti – Craiova; Caransebes – Timisoara – Arad – Curtici; Bucuresti – Constanta; Poiesti – Buzau – Adjud – Roman; Buzau – Faurei – Galati si Brasov – Ciceu – Deda – Beclean pe Somes – Dej. Prin acestea, tronsoanele izolate au fost reunite intr-o retea de baza, alcatuind scheletul pe care se desfasura majoritatea traficului.
    Anii '80 au insemnat o reducere a ritmului electrificarii, efectuandu-se insa completari importante ale retelei, cum ar fi: Brasov – Sighisoara – Teius – Apahida – Cluj; Coslariu – Simeria – Deva – Arad; Faurei – Tandarei – Fetesti si Roman – Suceava Nord. Intre 1985-1992 s-au mai electrificat tronsoanele Pascani – Iasi – Socola; Pascani – Tg. Neamt; Ciulnita – Calarasi si Suceava Nord – Vatra Dornei – Ilva Mica – Beclean. Toate aceste lucrari au fost coordonate si executate de un antreprenor specializat al Cailor Ferate Romane, Intreprinderea de Semnalizari si Automatizari Feroviare (actualmente ISAF S.A.) care, o data cu executarea electrificarii propriu-zise, realiza si modernizarea instalatiilor de semnalizare, centralizare, bloc si telecomunicatii ale liniilor respective.
    Centralizand, ISAF S.A. a construit si a montat linia de contact si instalatiile aferente pe linii de cale ferata cu o lungime de exploatare de 3400 km, reprezentand circa 30% din lungimea totala a retelei. Din cei 3400 km, 1300 km reprezinta linii simple, iar 2100 km, linii duble. Lungimea totala a caii ferate electrificate din Romania este de 3544 km lungime de exploatare, avand in vedere ca lucrarile pe 144 km au fost incredintate altor unitati de constructii.

 

3. Primele locomotive

    In anul 1951, in cadrul Institutului de Cai Ferate din Bucuresti, se introduce, pentru prima data in invatamantul superior romanesc, un curs de locomotive electrice, elaborat si sustinut de conf. ing. Nicu CONDACSE. Incepand cu acea data, intregul proces de introducere, validare si dezvoltare a tractiunii electrice la CFR este profund marcat de personalitatea acestui specialist, care a fost principalul mentor al tinerelor generatii de studenti din acest domeniu. Intre cele peste 30 de promotii de ingineri feroviari formati sub indrumarea sa se numara si autorul acestor randuri, care isi aminteste cu placere de "povestile" sale feroviare legate de pionieratul electrificarii si de introducerea primelor locomotive electrice la CFR.
    Atunci cand CFR a trebuit sa aleaga tipul de locomotiva electrica pentru tronsonul electrificat deja existent, conducerea acesteia a organizat o licitatie internationala. Oferte ale principalilor constructori europeni de locomotive erau deja facute. Pentru a se vedea pe viu performantele diferitelor locomotive ale firmelor participante la licitatie, in primavara anului 1963 s-a organizat un test comparativ de evaluare a performantelor pe tronsonul electrificat deja existent, Brasov – Predeal. Linia, in lungime de circa 26 km, oferea conditii excelente pentru test: declivitati medii intre 17 si 23 mm/m si o scurta portiune cu 27 mm/m, precum si multe curbe cu raze mici.
    Conform tendintelor in constructia de locomotive electrice pentru 25 kV-50 Hz de la inceputul anilor '60, se putea lua in considerare doar tipul de locomotiva electrica mono-continua cu redresoare, realizata pe principiul clasic de convertire statica a curentului alternativ monofazat cu frecventa industriala de 50 Hz preluat de la linia de contact, in curent continuu (ondulat), si de utilizare a acestuia in motoarele de tractiune de tipul serie, cu colector, ale locomotivei. Convertirea se efectua in interiorul locomotivei, prin redresoare cu vapori de mercur (de tip ignitron sau excitron), dar tendinta era de inlocuire a acestora cu redresoare cu semiconductori de putere (diode cu siliciu sau tiristori).
    Au fost selectate pentru test locomotive electrice prezentate de firmele ALSTHOM – Franta, Å KODA – Cehoslovacia, VEB L.E.W. Hennigsdorf – RDG si ASEA – Suedia, dupa cum urmeaza:

        ALSTHOM – Franta – prezinta doua locomotive electrice monocabina de tip Bo'Bo' pentru 25 kV-50 Hz, ambele in exploatare la SNCF, depoul Thionville: BB 12131, cu redresori cu vapori de mercur tip ignitron, si BB 12141, deja echipata cu redresori cu diode cu siliciu;
        Å KODA – Cehoslovacia – prezinta prototipul unei locomotive electrice de tip Bo'Bo' pentru 25 kV-50 Hz, cu redresori cu siliciu, de acelasi tip cu cele livrate deja pentru Bulgaria (BDŽ), dar care erau la acea vreme cu ignitroni (seria BDŽ E 41);
        VEB Lokomotivbau Elektrotechnische Werke, Hennigsdorf – RDG – prezinta unul dintre cele doua prototipuri ale locomotivelor tip Co'Co' pentru 25 kV-50 Hz, cu redresori cu siliciu, construite in anul 1962 pentru a experimenta aceasta, pe atunci noua, tehnologie. Prototipul a fost prezentat in anul 1963 la Targul International de la Leipzig si a constituit baza celor 15 locomotive seria E 251 ale DR, pentru linia electrificata cu 25 kV-50 Hz, Blankenburg/Harz - Königshütte (Rübelandbahn);
        ASEA Västerls – Suedia – a prezentat cele doua locomotive cu redresori construite pentru calea ferata suedeza (SJ), de tipul Bo'Bo', seria Rb1, nr. 1001 si 1002. Aceste locomotive erau construite pentru sistemul de electrificare cu 15 kV-16 2/3 Hz existent in Suedia, dar prezentau toate caracteristicile unei locomotive moderne mono-continue cu redresori cu diode de siliciu. Deoarece toate motoarele serviciilor auxiliare (cu exceptia motorului compresorului) erau masini electrice de 50 Hz alimentate printr-un convertizor, o simpla modificare prin deplasarea unei faze si alimentarea motorului compresorului printr-un redresor au transformat locomotiva intr-o masina de 50 Hz. Desigur, a mai fost necesara modificarea reglajului pe inalta tensiune al motoarelor de tractiune, pentru ca la tensiunea din retea de 25 kV sa se obtina aceeasi tensiune pe motoare ca si la 15 kV. Cele doua locomotive au evoluat si in dubla tractiune.

    Toate locomotivele participante erau proiectate si construite cu echipamente provenite din tarile de origine, cu exceptia locomotivei din RDG, care era dotata cu un bloc redresor si un graduator de provenienta franceza si cu un transformator belgian.
    Deschiderea oficiala a circulatiei cu locomotive electrice pe tronsonul Brasov – Predeal a avut loc la 9 iunie 1963, cand, in prezenta sefului de atunci al statului, Gheorghe Gheorghiu-Dej, si a vicepresedintelui Consiliului de Ministri, Gaston Marin, locomotiva BB 12141 a remorcat primul tren catre Predeal.
    Testele comparative au constat in remorcarea unor trenuri de marfa de diferite tonaje pe tronsonul electrificat Brasov Triaj – Predeal. Functia de monitor si raportor pentru CFR a fost incredintata d-lui ing. Octavian Udriste, seful de atunci al Depoului Brasov si fost student al profesorului Nicu Condacse.
    Incercarile s-au desfasurat timp de doua saptamani si, desi nu s-a formulat nici o optiune imediata, ele au dovedit deplina operationalitate a instalatiilor fixe si faptul ca personalul aferent este instruit corespunzator.
    Desi ar fi fost de asteptat ca locomotive consacrate si care erau deja in exploatare pe alte retele feroviare sa fie preferate, decizia de mai tarziu a infirmat aceste presupuneri. Nici cele provenite din tari socialiste "prietene" (Cehoslovacia si RDG), nici ciudatele, dar excelentele locomotive franceze, care chiar au deschis circulatia pe linia electrificata, nu i-au convins pe specialistii nostri. Modernitatea solutiilor tehnice adoptate si – de ce sa nu-o spunem – avantajele comerciale ale ofertei au inclinat balanta catre firma suedeza ASEA.
http://www.cfr.ro/jf/romana/2000_9/electrificare.htm