S návrhem nových elektrizovaných železničních tratí, a zejména s postupující konverzí stávající stejnosměrné proudové soustavy na jednofázovou proudovou trakční soustavu, je nutno se mnohem intenzivněji věnovat z hlediska uvedených tematických okruhů místům styků AC a DC trakčních soustav. Mnohem intenzivnější péči je nutno věnovat také vlivům stejnosměrné soustavy do prostoru jednofázové (střídavé) proudové trakční soustavy na okolí. Vlivy se uplatňují v kombinaci obou napájecích soustav. Nelze opomenout problematiku samotných střídavých bludných proudů. Zde dochází v posledních letech k novým poznatkům v oblasti měření, resp. zjišťování vlivu střídavé trakční soustavy na okolí – ať již na mostní či tunelové stavby anebo na liniová zařízení a uzemňovací soustavy. Jak ukazují nedávné poznatky, s problematikou sledování vlivu bludných proudů střídavé trakční soustavy souvisí i sledování vlivu trakční soustavy 25 kV na sdělovací zařízení dráhy a případně i cizích zařízení. V obou případech se dlouhodobě vycházelo z poznatků z minulých desetiletí. Zatímco v oblasti vlivů trakčních vedení 25 kV a na sdělovací zařízení jsou dlouhodobě u nás využívány poznatky cca z padesátých let minulého století (např. Konstadinov, Škarda, Výpočet rušivých a nebezpečných vlivů střídavé trakce na sdělovací vedení NDaS, 1967) zpracované do aktualizovaných norem a předpisů, mimo ČR je systém předpisů již upraven pro nové systémy trakčních napájení (včetně rychlodrah) a původní řešení a požadavky jsou doplněny moderními metodami výpočtů a modelování (ITU CCIT Directives, VDE a další).
V oblasti bludných proudů je dlouhodobě známo, že místa styku AC a DC soustavy jsou kritickým bodem systému napájení zejména pro provozovatele cizích zařízení (potrubní systémy a další). Metody ochranných opatření a komplexních měření jsou jen obtížně prosaditelná. Systém komplexních měření vlivu bludných proudů pak musí zahrnovat ve smyslu ČSN EN 50122-2, ed. 2 měření před elektrizací, při výstavbě a po elektrizaci. Tato měření jsou velmi náročná, obsáhlá a vyžadují součinnost se správci cizích inženýrských sítí. Praktickým příkladem takového komplexního měření bylo měření na trati Zábřeh – Šumperk a Šumperk – Kouty. V současné době je zahrnuto do projektových dokumentací zásadních železničních uzlů v Praze – pro železniční stanice Praha Bubny, Praha Masarykova a Praha Smíchov, kde ve všech případech dochází ke styku nebo k těsné blízkosti trakční soustavy metra, železnice, tramvajových tratí a nově i napájecích stanic trolejbusových tratí. Vždy v blízkosti nebo přímém kontaktu s distribuční soustavou energetiky. Cílem takovým měření je ověřování funkčnosti navržených ochranných opatření před účinky bludných proudů. Především ověřování vlivu trakční soustavy na okolí ze samotného technického hlediska – změna anodických a katodických oblastí v trase s dopadem do změny korozního namáhání na straně dráhy a vlivu na okolí. Také ale z hlediska legislativního, aby bylo prokázáno, že v souladu se zákonem o drahách a navazujících předpisech nedochází ke zhoršení korozních poměrů na cizích zařízeních a stavbách. Případně v jakém měřítku k němu dochází pro případné právní spory. Takové postupy jsou velmi důležité zejména v lokalitách, kde na dopravním uzlu probíhá intenzivní výstavba dotýkající se trakční soustavy. Takovým speciálním a mezním příkladem je zástavba oblasti nádraží Smíchov, kde se samotná dostavba nádraží dotýká stavby metra i stavby železnice a na tuto stavbu navazující další cizí developerské stavby. Je zcela mylná vize, že je dostatečné jakékoliv minimální nebo žádné ochranné opatření, když v současnosti registrujeme vlivy trakční soustavy z nádraží Smíchov v oblasti ulice Holečkova a dalších nad Strahovským tunelem. Je důležité vytvořit systém ochranných opatření tak, aby každý, kdo v této lokalitě staví, přispěl v maximální míře k eliminaci a šíření bludných proudů dál do okolí a s dopadem na další cizí stavby. Ano, jedná se o někdy méně příjemné dopady do řešení zejména spodních staveb blízkých dráze jednotlivých stavebníků, ale ve smyslu společné ochrany všech staveb navzájem a se snahou o omezení negativních vlivů bludných proudů v budoucích sto letech pro všechny provozovatele v dané lokalitě. Proto je třeba takové úkoly řešit komplexně, v koordinaci všech dotčených, a to již od zahájení zpracování projektové dokumentace. Jedině tak můžeme společným úsilím předejít následnému odstraňování negativních vlivů bludných proudů po elektrizaci. Finanční objemy vynucené dodatečnými ochrannými opatřeními pak mohou dosahovat i desítky až stovky miliónů korun – jak ukazuje praxe.
Do uvedených jednoznačných a ověřených poznatků z praxe v současné době vstupují výsledky měření vlivu střídavých bludných proudů. Asi od sedmdesátých let jsou vedeny diskuze u nás i ve světě, do jaké míry tyto vlivy mohou být škodlivé (např. Cathodic protection criteria for buried carbon steel structures, EFC/CEOCOR Working group, 2021) a zda má smysl se touto problematikou zabývat. Výsledky měření již od doby budování koridoru Benešov – České Budějovice ukazují, že vlivy střídavých bludných proudů jsou zřetelně mapovatelné při měření stejnosměrných potenciál jednotlivých konstrukcí. Jsou tak postupně potvrzovány výsledky z různých literárních pramenů ze světa. Méně úspěšně se zatím daří identifikovat míru korozních namáhání těmito vlivy, jak například uvádí TP 124 MD ČR (2010). V poslední době bylo významným posunem měření na Ejpovickém tunelu, kde například bylo rozhodnuto o zachování elektrického izolačního uložení koleje v tunelu jako jedno z hlavních ochranných opatření, byť se jedná o střídavou trakční soustavu. Měření ukázala, že řešení bylo úspěšné. Podařilo se zmapovat vlivy střídavé trakční soustavy na tunel i jeho okolí, byly porovnány relace mezi výsledky stejnosměrných a střídavých měření a především ochranná opatření před účinky bludných proudů byla ověřována z hlediska bezpečnosti dotykových napětí mobilním rázovým generátorem 125 kV/85 kA. Bylo kontrolováno, jaké dopady z hlediska dotykových napětí mohou mít ochranná opatření před účinky bludných proudů. Zejména byl kladen důraz na ověřování dotykových napětí při důsledném dodržování neukolejňování výztuže ve smyslu ČSN EN 50122-1, ed. 2. S potěšením je možné konstatovat, že negativní dopady ochranných opatření před účinky bludných proudů nemají dopad do bezpečnosti provozu tunelových ani jiných betonových konstrukcí a tendence ukolejňovat výztuž jsou neopodstatněné a nesmyslné. V tomto smyslu byl již také podán podnět při návrhu revize normy EN 50122-1. Tunel Ejpovice poprvé umožnil ověřovat vlivy bludných proudů (a také například dotyková napětí při pádu napájecího vodiče) nejen na monolitické konstrukce, ale i drátkobetonové.
Všechny uvedené poznatky a zkušenosti bude nutno v následujících měsících a letech využít při návrhu nových elektrizovaných tratí zejména v lokalitě husté zástavby Prahy – ať již při výstavbě metra trasy D nebo při výstavbě železniční trati Praha – Bubny – Veleslavín – letiště – Kladno, která bude první jednofázovou trakční soustavou na území města Prahy i s místem styku AC/DC soustavy.
Pro tyto velmi zajímavé a rozmanité činnosti společnost JEKU s. r. o. intenzivně hledá další kolegy – techniky, inženýry, projektanty – do svých řad.
Ing. Bohumil Kučera
