Electromagnetic compatibility for signalling systems at the Italian state border

The study addressed in this thesis, stems from the need to analyse the presence of possible electromagnetic interferences generated in signalling systems in terms of uncontrolled and unwanted change of state, in an electromagnetic railway environment characterized by an AC single-phase traction system. The line is located at the state border between Italy and Switzerland where, due to historical reasons, it is powered by the traditional Swiss single phase electric traction system at 15 kV - 16.7 Hz for about 15 km, from Luino railway station to the state border, but managed and controlled by Rete Ferroviaria Italiana with the Italian control, command and signalling systems. The aim is to verify that, the layout used for the signalling system, in Luino railway station, is adequate to avoid interferences, due to the electromagnetic field generated by the traction line and coupled with the signalling systems lineside cables. For this purpose, the system has been modelled in terms of multiconductor transmission line by means of the Matlab-Simulink® software, and the matrices of this multi-conductor line have been obtained through finite element analysis using the ANSYS-Maxwell® software.

Lo studio affrontato in questa tesi, nasce dalla necessità di analizzare, in un ambiente elettromagnetico ferroviario caratterizzato da una linea di trazione in corrente alternata monofase, la presenza di possibili interferenze elettromagnetiche generate nei sistemi di segnalamento, in termini di non controllati e non desiderati cambiamenti di stato degli enti di piazzale. La linea in oggetto è situata al confine di stato tra Italia e Svizzera dove, a causa di ragioni storiche, si ha un tratto di circa 15 km, dalla stazione di Luino fino al confine, alimentato con il tradizionale sistema elettrico di trazione svizzero a 15 kV - 16,7 Hz monofase ma, gestito e controllato da Rete Ferroviaria Italiana con sistemi di controllo, comando e segnalamento italiani. L’obiettivo è stato quello di verificare che il layout utilizzato per il sistema di segnalamento, nella stazione di Luino, fosse adeguato per non essere suscettibile di interferenze a causa del campo elettromagnetico generato dalla linea di trazione ed accoppiato con i cavi di segnalamento. A tal proposito, il sistema è stato modellizzato, in termini di linea multiconduttore, attraverso il software Matlab-Simulink®, e le matrici caratteristiche di tale linea multiconduttore sono state ricavate mediante analisi ad elementi finiti, realizzate con l’ausilio del software ANSYS–Maxwell®.