A Great Northernnek a General Electric gyártmányú mozdony együttese, háromfázisú mozdonyok. Élen a No. 5002-es mozdony

[1]-ből



A Great Northern (GN) vasút hálózata Chicagótól a Csendes-óceánig terjedt (hasonlóan a Milwaukee vasúthoz, csak annak vonalától északabbra). Nagy forgalmú, minőségi vasút volt. Híres expresszét, az Empire Buildert (birodalom építőt) az Amtrak ma Superliner kocsikkal állítja ki. A Great Northern beolvadt a BNSF-be, a Burlington, Northern & Santa Fe-be, a névben az N betű képviseli.

A vonatok számára nagyon nehéz szakasz a vonal nyugati végén, az USA legészaknyugatibb államában, Washington államban a magas Cascade hegység. A vonal a hegyi szakasz legmagasabb részén a Stevens Pass-en halad.

1893-ban, a vonal megépítése idején még nem volt alagút. A térkép szépen mutatja a flik-flak vágányok sorozatát, amin a vonatok
a nagy magasságba felküzdötték magukat.



A kelet felé haladó vonat Tye állomás után az akkor még nem létező alagút helyett 6 flik-flakkel (switchback) kapaszkodott fel a 4069 láb (1.240 m) tengerszint feletti magasságba. Ez 1900-ig ment így, akkor megépült az első, 2,67 mérföldes Cascade alagút, akkor még gőzös üzemre berendezve.

A vonatok gőzös vontatással haladtak az alagútban és a hóvédő tetők alatt, annak minden hátrányával. A 17
-es emelkedőn a nehéz tehervonatokkal keményen dolgozó gőzösök annyi füstöt és gőzt bocsátottak ki, hogy a mozdonyszemélyzet fuldoklott, elsősegélyként gázálarc volt a mozdonyon, de ez sem védte meg sem az utasokat, sem a személyzetet a hőtől. Megesett, hogy a vonat megállt, mert a fuldokló személyzet nem fűtötte a mozdonyt, ez az egész vonatban fulladást okozhatott. A villamosítás elengedhetetlen volt.

A villamos üzem 1909 júliusában kezdődött, Wellington (később Tye) és Cascade Tunnel nevű állomások között, a 2,67 mérföld (4,3 km) hosszú alagúttal. Háromfázisú rendszer volt, két felsővezetékkel, a vágány pedig a harmadik vezető. Az első mozdonyokat a General Electric (GE) gyártotta, a No. 5000 - 5003-ast, lásd a címképet. 



Térkép [4]-ből




Wellington, a nyugati villamos mozdony cserélő állomás

Great Northern Railway fotó [2]-ből
Az egyszerű, doboz formájú mozdonyoknak két rúd áramszedője volt. A percenként 375-öt forduló vontatómotorok kb. 15 mph (24 km/h) sebességgel röpítették a mozdonyt. Vonat legfeljebb 1.600 tonnás lehetett, mert nagyobb súlynál a szinkronmotor nem tudta tartani a szinkronfordulatot és a hajtómotor sérülhetett. A vonatok elején megmaradt a gőzmozdony, mely az alagútban csak annyi füstöt bocsátott ki, hogy ne okozzon baj a személyzetnek. Az alagút két végén Wellington és Cascade Tunnel állomáson a villanygépek leakadtak és a gőzös vitte tovább a vonatot.

Mindkét mozdony cserélő állomás, Wellington és Cascade Tunnel Station vágányhálózata egyszerű volt, az alapfeladatát szolgálta, a villamos mozdonyok be- és kisorozását. A felsővezeték tartó rendszer viszont kimunkált volt, mert a felsővezeték hálózat bonyolult volt és nehéz. A vezetéktartó hidak 1000 lábra (300 m-re) voltak egymástól. A képen a két-két mozdony 1909-ben a vonal teljes villamosmozdony állománya volt.








A Cascade alagutak, fenn az első, lenn az épülő második, és az építési szervízalagút

Rajz és térkép a Wenatchee Daily Worldből, [2]-ből



Az első alagút villamos rendszere


Az első Cascade alagút villamos rendszere háromfázisú, 6.600V-os, 25 Hz-es  volt. A vonal villamosításakor nem volt villamos energia a közelben, ezért a GN vízi erőművet épített Tumwaterben, ez a Wenatchee folyó vizét használta.
A vizet 2,5 mérföld hosszú, 8,5 láb (2,6 m) átmérőjű csatornával juttatták el a 160 láb (48,8 m) mélyen lévő turbinákhoz. . Ez 30 mérföldre volt a villamosítandó szakasztól. A két, egyenként 2.000 kW-os generátor 6.600V, 25 Hz-es kimenő feszültségét 33 kV-on, távvezetékkel juttatták el a vasútig.



A térkép mutatja a GN vonalát a Csendes-óceán parti Seattle és Everett-től Skykomish-on és a Cascade alagúton át a Cascade hegységen túl, Wenatchee-n át Chicago felé. Az alagúttól keletre Tumwater, ahol a vízi erőmű volt.

Térkép [4]-ből







A háromfázisú rendszer mozdonya

Fénykép [1]-ből





A mozdony jellegrajza

Rajz [1]-ből



A mozdonyokat a General Electric szállította a GN számára. 



Az 1909-ben telepített háromfázisú rendszer sok szempontból megfelelt az elvárásoknak, megmentette a mozdonyszemélyzetet a fuldoklástól a hóvédő tetők alatt és az alagútban. Mindamellett a villamos üzem nem volt problémamentes. Mikor a mozdonyok áramszedője  az állomásokon a kitérők fölötti szigetelt szakaszon haladt át, és ott az egyik mozdony nem vontatott, ez néha vonatszakadást okozott. Emiatt egy időben az állomásokon L osztályú Mallet mozdonyok tolattak.

A két felsővezeték szál normál esetben 5 láb (1,5 m) távolságra volt egymástól, de a Cascade alagútban 8 lábra, hogy a tehervagonok tetején járó fékezők ne érjenek hozzá.

A változó felsővezeték huzal távolság és egyéb tényezők miatt a vasút rugalmasabb áramszedő rendszerrel is próbálkozott, de az meg könnyebben leugrott a vezetékről és kárt tett a felsővezeték feszítésben.

Egy időben a vasút gondolkodott azon, hogy a Leavenworth és Skykomish közötti 57 mérföldes szakaszt három fázissal villamosítja, de a rendszernek ezek a problémái miatt felhagytak a tervvel. A vasút együtt élt a gondokkal, egészen 1927-ig, az egyfázisú rendszer kiépítéséig.


Great Northern Railway fotó [2]-ből




A hegyi szakasz más gondot is okozott a GN-nek. Nagyon magas volt az üzemköltség. A teljes vonal nyugati szakasza, az óceánparti Seattle-től a Cascade hegység nyugati lábánál fekvő Skykomish-ig nem volt túlságosan meredek:  a tengerparti 15 láb magasságról 85 mérföldön át 933 lábig (137 km-en 4,5 m-ről 285 m-re) emelkedett. A komoly emelkedő a Cascade alagút nyugati bejáratáig kezdődött.

Skykomish-tól Tye-ig, 21,4 mérföldön 22 
-es emelkedők és kis sugarú ívek következtek, Tye-tól az alagútig az emelkedő 17 -esre "szelídült".

A közlekedés nehézségét jól mutatja, hogy a GN milyen mozdonnyal vagy mozdonyokkal vontatott egy szokásos, 2.500 tonnás, 60 kocsis, menetrend szerinti tehervonatot a nyugati parttól, a Seattle-ben lévő Interbay Terminal-től. 
A vonat egy 150 tonnás, olajtüzelésű, 30.000 kp vonóerejű Mikado (2-8-2, 1'D1') mozdonnyal indult. Skykomish-ig a 85 mérföldes utat öt és fél óra alatt tette meg.

Skykomish állomáson két, egyenként 260 tonnás, 2-6-8-0, (1'C)'D tengelyelrendezésű,  78.300 font (35.500 kp) vonóerejű Mallet vette át a vonatot, és a Skykomish-i egy órás állás és Scenic-ben a húsz perces vízvétellel a 21,4 mérföldes emelkedő vonalat 4 és fél óra alatt tette meg.


A GN vezetősége úgy látta, hogy mind a menetidő, mind az üzemköltség úgy csökkenthető számottevően, ha kisebb emelkedésű pályát építenek, ez alacsonyabban fekvő és hosszabb alagutat is jelent, és nagyobb vonalszakaszt villamosít. 1927-ben nekiláttak a megvalósításnak.






Források:

 

  • Bert Pennypacker: Cross Continental Electric [1]
  • Charles R. Wood: Great Northern LINES WEST  [2]
  • William D. Middleton, George M. Smerk, and Roberta L. Diehl: Encyclopedia of North American RAILROADS [3]
  • Comprehensive RAILROAD ATLAS of North America  [4]
manhattani       

  2022. január 10.