Szafa aparatury głównej i trakcyjnej

Szafa aparatury głównej i trakcyjnej

Szafa aparatury głównej to miejsce, gdzie kończy się obwód 3 kV DC i zaczyna sterowanie. W przedziale WN pracuje wyłącznik szybki, przekaźnik nadmiarowo-różnicowo-prądowy, rozdzielnia WN z bezpiecznikami i stycznikami zasilającymi falowniki trakcyjne i przetwornice, oporniki wstępnego ładowania i liczniki energii. W szafach NN pracują obwody rozrządu 110 V DC i 24 V DC: styczniki, przekaźniki zwłoczne, wyłączniki samoczynne, regulatory, listwy zaciskowe, boczniki pomiarowe, a w nowych pojazdach sterowniki, magistrale CAN i Ethernet oraz elektrozawory hamulca sterowane sygnałami binarnymi.

Warunki są tu inne niż w szafie przemysłowej. Prąd zwarciowy w systemie 3 kV DC sięga 50 kA, a typowy obwód na polskich liniach ma stałą czasową 20 ms i prąd ustalony do 20 kA. Zabezpieczenie pojazdu ma wyłączyć zwarcie, zanim zadziała wyłącznik podstacji - decyduje o tym czas własny i zdolność ograniczania prądu; sama zdolność wyłączania do tego nie wystarcza. Obwody NN pracują w szerokim zakresie temperatur i pod stałymi drganiami, dlatego charakterystyka wyzwalania zabezpieczeń nie może zależeć od temperatury otoczenia, a styki muszą być pewne przy wibracjach.

W tym obszarze pracują: wyłączniki nadprądowe hydrauliczno-magnetyczne i elektroniczne obwodów 24/110 V DC, wyłączniki główne dużej mocy i zdalnie sterowane, styczniki DC i przekaźniki półprzewodnikowe, bezpieczniki szybkie i podstawy trakcyjne, przetworniki napięcia i prądu z izolacją do 3,6 kV i wyżej, przekaźniki sygnałowe i interfejsowe, zasilacze i moduły buforowe, złączki, złącza i obudowy 19" w wykonaniu pokładowym.

Czujniki, przetworniki i pomiar

Knick
Akcesoria pomiarowe
Rezystory bocznikowe
Knick
Przetworniki specjalne
Seria P41000AG
Knick
Przetworniki wysokiego napiecia
Seria P45000
Knick
Przetworniki wysokiego napiecia
Seria P51000
Knick
Przetworniki wysokiego napiecia
Seria P52000

HMI: przyciski, lampki, sygnalizacja

EAO
Przyciski, lampki i przełączniki szafki sterownicze
Komponenty HMI seria 46 EcoTouch
EAO
Przełączniki konduktorskie
Przełączniki konduktorskie
EAO
Przyciski podświetlane
Przyciski podświetlane seria 04 i 84
EAO
Przyciski niepodświetlane
Przyciski Seria 04 i 84

Narzędzia

Phoenix Contact
Narzędzia ręczne i automaty narzędziowe
Narzędzia montażowe i automaty

Obudowy i szafy

nVent Schroff
Stelaże pokładowe
Stelaż kolejowy On Board Rack (OBR)
nVent Schroff
Subracki pokładowe
Subrack EuropacPRO - wariant pokładowy (kolejowy)
nVent Schroff
Szafy pokładowe
Szafa pokładowa Varistar CP dla taboru kolejowego (Rolling Stock)

Ochrona przepięciowa

Mersen
Ograniczniki przepięć (SPD)
Surge-Trap® Signal (STS)

Ochrona zwarciowa i bezpieczniki

Mersen
Bezpieczniki pomocnicze DC
Mersen MDC
Mersen
Akcesoria bezpiecznikowe
Mikrostyki MC / MCR do wkładek Protistor®
Mersen
Podstawy bezpiecznikowe
Modulostar®IEC / UltraSafe™UL
Mersen
Podstawy bezpiecznikowe
Podstawy trakcyjne SF 70 / SQ 72 do wkładek Protistor®
Mersen
Bezpieczniki pomocnicze DC
Protistor® size 20x127 gR i 20x190 gRC 1000–1500 V DC
Mersen
Bezpieczniki szybkie
Protistor® size 70 gR 350–600VDC
Mersen
Bezpieczniki szybkie
Protistor® size 72 aR 1200VDC (IEC)

Oznaczanie

Phoenix Contact
Oznaczniki do złączek, przewodów i urządzeń
Oznaczniki UniCard (UC / UCT)
Phoenix Contact
Drukarki do oznaczników
Systemy drukowania oznaczników
Phoenix Contact
Oznaczniki przewodów i kabli
WMS-2 HF - koszulki termokurczliwe

Pozostałe komponenty

nVent Schroff
Elementy mocujące płytki
Elementy mocujące płytki Card-Lok / Wedge-Lok - zastosowania pokładowe

Przekaźniki

Phoenix Contact
Przekaźniki interfejsowe PLC-INTERFACE
PLC-INTERFACE - przekaźniki elektromechaniczne
Phoenix Contact
Przekaźniki interfejsowe PLC-INTERFACE
PLC-INTERFACE - przekaźniki półprzewodnikowe

Przekaźniki półprzewodnikowe

Sensata
Przekaźniki półprzewodnikowe do obwodów drukowanych
Przekaźnik półprzewodnikowy Crydom CN (PCB / podstawka DIN) AC-DC
Sensata
Przekaźniki półprzewodnikowe AC - na szynę DIN
Przekaźnik półprzewodnikowy czasowy DIN Crydom SeriesOne DR Timer
Sensata
Przekaźniki półprzewodnikowe DC
Przekaźnik półprzewodnikowy DC Crydom 1-DC (D1D) 100 A
Sensata
Przekaźniki półprzewodnikowe DC
Przekaźnik półprzewodnikowy DC mocy Crydom PowerPlus (DC60/DC200/DC400)
Carlo Gavazzi
Przekaźniki półprzewodnikowe
RGC2 / RGC3
Carlo Gavazzi
Przekaźniki półprzewodnikowe
RGH
Sensata
Przekaźniki półprzewodnikowe DC
Stycznik półprzewodnikowy nawrotny DC Crydom DP (DP4R60) 20–60 A

Styczniki i przekaźniki

Hengstler
Przekaźniki sygnałowe (4/6 styków)
H-462 - przekaźnik sygnałowy (4 lub 6 styków)
Hengstler
Przekaźniki sygnałowe (8/10 styków)
H-464 - przekaźnik sygnałowy (8 lub 10 styków)
Hengstler
Przekaźniki płaskie (4-10 styków)
H-466 - przekaźnik płaski (4–10 styków)
Hengstler
Przekaźniki niskoprofilowe PCB (7 styków)
H-472 - przekaźnik niskoprofilowy PCB (7 styków)
Hengstler
Przekaźniki niskoprofilowe PCB (5 styków)
H-473 - przekaźnik niskoprofilowy PCB (5 styków)

Wyłączniki

EAO
E-Stopy
Wyłączniki bezpieczeństwa

Wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne Airpax

Sensata
Wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne - panelowe
Wyłącznik CEL Airpax z sygnalizacją (214)
Sensata
Wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne - panelowe
Wyłącznik DC wysokoprądowy Airpax LELHP/CELHP
Sensata
Wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne - panelowe
Wyłącznik dużej mocy Airpax JAE/JRE/JLE (218)
Sensata
Wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne - panelowe
Wyłącznik E-Frame Airpax 209/219/229
Sensata
Wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne - panelowe
Wyłącznik LEL Airpax (214) UL 489
Sensata
Wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne - na szynę DIN
Wyłącznik na szynę DIN Airpax IALR/IULR/IELR (0,05–100 A)
Sensata
Wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne - panelowe
Wyłącznik panelowy Airpax IAG/IUG/IEG (217)
Sensata
Wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne - panelowe
Wyłącznik panelowy Airpax IAL/IUL/IEL/IML/LML (214)
Sensata
Wyłączniki sterowane zdalnie
Wyłącznik sterowany zdalnie Airpax ICLR + ROCB

Wyłączniki zabezpieczające urządzeń

Phoenix Contact
Wyłączniki zabezpieczające urządzeń
PTCB E1 - elektroniczne wyłączniki zabezpieczające

Zasilanie i przetwornice

Mean Well
Zasilacze i przetwornice DC-DC
DDR-120/240/480 - przetwornice DC-DC na szynę DIN (EN 50155)
Phoenix Contact
Moduły buforowe i redundancji
QUINT - moduły pojemnościowe
Phoenix Contact
Zasilacze UPS DC
QUINT - zasilacze bezprzerwowe UPS
Phoenix Contact
Zasilacze impulsowe AC/DC
QUINT POWER AC/DC
Phoenix Contact
Przetwornice DC/DC
QUINT POWER DC/DC
Mean Well
Zasilacze i przetwornice DC-DC
RQB - przetwornice quarter-brick 40–150 W (EN 50155)
Mean Well
Zasilacze i przetwornice DC-DC
RSD - przetwornice DC-DC 30–500 W (EN 50155)
Mean Well
Zasilacze i przetwornice DC-DC
RSDW / RDDW - moduły DC-DC 20–60 W (EN 50155)

Złącza

Phoenix Contact
Złączki szynowe CLIPLINE complete
CLIPLINE complete - szynowe (PT/PTV/ST)
Phoenix Contact
Złączki sworzniowe wysokoprądowe
CLIPLINE complete - złączki sworzniowe
Phoenix Contact
Złącza przemysłowe HEAVYCON
HEAVYCON - złącza przemysłowe modułowe
Phoenix Contact
Złącza sygnałowe i danych M12
M12 RAIL (Push-Pull)

Kryteria doboru - Szafa aparatury głównej i trakcyjnej

Kryteria doboru w tym obszarze:

  • Koordynacja z wyłącznikiem szybkim - bezpieczniki i zabezpieczenia gałęzi WN są pierwszym poziomem ochrony; ich charakterystyka musi być rozdzielona od nastawy wyłącznika szybkiego pojazdu (PN-EN 60077-3) w całym zakresie prądów, nie tylko przy znamionowym.
  • Stała czasowa obwodu DC - dla wkładek, wyłączników i styczników DC parametry wyłączania podaje się przy określonej L/R; obwód za filtrem wejściowym i dławikiem ma inną stałą czasową niż obwód bateryjny.
  • Niezależność od temperatury - w szafie temperatura może zmieniać się o kilkadziesiąt stopni; wyzwalacze hydrauliczno-magnetyczne zachowują charakterystykę bez korekty, termiczne wymagają współczynnika.
  • Drgania i udary - kategoria 1 klasa B wg EN 61373 dla zabudowy w nadwoziu; przyłącza pod końcówki oczkowe i zaciski sprężynowe zamiast śrubowych.
  • Izolacja pomiarowa - przetworniki napięcia i prądu obwodu głównego pracują na potencjale 3 kV; wymagane napięcie izolacji roboczej i probiercze wg EN 50124-1, a dla funkcji bezpieczeństwa poziom SIL.
  • Zasada bezpieczna przy zaniku zasilania - elektrozawory hamowania nagłego i pętle bezpieczeństwa działają przy braku napięcia; przekaźniki w tych torach z wymuszonym prowadzeniem styków i kontrolą stanu.
  • Zasilanie pokładowe - zakresy 24 V i 110 V DC z tolerancjami i zanikami wg EN 50155;
  • Palność i EMC - EN 45545-2 dla materiałów, EN 50121-3-2 dla emisji i odporności aparatury taboru.

Pytania techniczne

Co to znaczy, że zabezpieczenie pojazdu ma być selektywne względem podstacji?

Wyłącznik pojazdu ma ograniczyć prąd zwarcia poniżej nastawy wyłącznika podstacyjnego, zanim ten zadziała. Warunek: prąd ograniczony przez wyłącznik taborowy musi być mniejszy od nastawy podstacji, a graniczna stromość narastania prądu wynosi (nastawa podstacji − nastawa pojazdu) / czas ograniczania prądu wyłącznika pojazdu. Wyłączniki próżniowe o czasie ograniczania około 2 ms zapewniają selektywność przy różnicy nastaw około 2 kA do stromości 1 kA/ms - czyli na przeważającej długości polskich linii.

Dlaczego w obwodach DC pojazdu stosuje się wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne?

Ich wyzwalanie zależy od prądu i przepływu cieczy w tłumiku, nie od nagrzewania bimetalu, więc charakterystyka pozostaje stabilna w całym zakresie temperatur szafy. W pojeździe, gdzie temperatura w szafie zmienia się o kilkadziesiąt stopni, wyłącznik termiczny wymagałby korekty nastawy.

Jakie napięcia pracują w szafach NN taboru?

Sieć pokładowa to zwykle 110 V DC i 24 V DC, w wagonach także 3×400 V AC i 230 V AC z przetwornic. Obwody rozrządu klasycznych lokomotyw pracują na 110 V DC. Zakresy napięć, ich tolerancje i dopuszczalne zaniki dla wyposażenia elektronicznego określa EN 50155.

Czym różni się stycznik DC do taboru od stycznika przemysłowego?

Prąd stały nie przechodzi przez zero, więc stycznik musi sam wymusić gaszenie łuku - komorą, wydmuchem magnetycznym lub próżnią - a jego zdolność łączeniowa zależy od stałej czasowej obwodu. Wymagania dla elementów elektrotechnicznych taboru określa seria IEC 60077; stycznik przemysłowy wg IEC 60947-4-1 takiej deklaracji nie ma.