Engineering & Consulting

Hardware- und Software-Entwicklung

Leittechnik-Software für RangierlokomotiveTmf 2/2
Störstrommonitor

Im Rahmen des Refits der Rangiertraktoren Tmf 2/2 85-90 der Rhätischen Bahn wurde die Leittechnik ersetzt. ENOTRAC war verantwortlich für die Erstellung der Applikationssoftware der Leittechnik. 

Die Projektausführung erfolgt in enger Zusammenarbeit mit der RhB und umfasst die folgenden Programmieraufgaben:

  • Erstellen der kompletten Applikationssoftware nach den Vorgaben der RhB
  • Implementierung der von der Leittechnik gesteuerten Zugs- und Fahrzeugfunktionen
  • Anbindung von Motor- und Getriebesteuerung
  • Anbindung von Displays, Remote I/Os und
  • Funkfernsteuerung über CAN-Open
  • Zugbusverbindung zu Schneeschleuder über CAN-Powerline
Rangiertraktoren
Rangiertraktoren
 
Rangiertraktoren / Copyright RhB
Rangiertraktoren / Copyright RhB

Entwicklung von Störstrommonitoren

In der Bahninfrastruktur werden Gleisstromkreise als Freimeldeeinrichtungen von Streckenabschnitten eingesetzt. An der Grenze eines Streckenabschnittes speist ein Sender ein elektrisches Signal, mit definierter Frequenz und definiertem Pegel, in die beiden Schienen ein. Dieses Signal kann am anderen Ende des Abschnitts von einem Empfangsgerät erfasst und ausgewertet werden. Befindet sich kein Zug auf dem entsprechenden Streckenabschnitt, so wird das Signal vom Empfänger erkannt und der Streckenabschnitt wird als frei gemeldet.
Befindet sich jedoch ein Zug auf dem Abschnitt, so wird das Signal über die Achsen des Zuges kurzgeschlossen und kann daher vom Empfänger nicht mehr erkannt werden. Der Streckenabschnitt wird als besetzt gemeldet.

Für Gleisstromkreise mit elektromechanischen Empfängern werden niedrige Frequenzen im Bereich von 0 Hz bis 500 Hz verwendet. Verbreitet sind heute unter anderem Gleisstromkreise mit 42Hz, 50Hz und 100Hz Signalen.

Moderne Schienenfahrzeuge mit Drehstrom-Antrieb verwenden statische Stromrichter zur Anpassung des Traktionsstroms auf die benötigte Frequenz und Amplitude. Die Schaltvorgänge in den Stromrichtern führen zu höherfrequenten, dem Traktionsstrom überlagerten Oberschwingungen. Stimmen die Frequenzen dieser Ströme mit jenen der Gleisfreimeldeeinrichtungen überein, kann dies dazu führen, dass ein Gleisabschnitt durch den Empfänger fälschlicherweise als frei gemeldet wird.
Um solche gefährlichen Fehlfunktionen der Gleisstromkreise zu verhindern, legen die Infrastrukturbetreiber Grenzwerte für die Störstrompegel im Rückstrom der Triebfahrzeuge bei den Frequenzen der gefährdeten Gleisstromkreise fest. Für die Zulassung der Fahrzeuge auf dem entsprechenden Schienennetz muss die Einhaltung der Störstromgrenzwerte für alle Betriebszustände und zum Teil auch für Fehlerfälle nachgewiesen werden.

ENOTRAC hat in Zusammenarbeit mit Telma AG den Störstrommonitor (Interference Current Monitor, kurz ICM) als Schutzgerät entwickelt, das den Primärstrom eines Eisenbahnfahrzeuges auf die potentiell gefährlichen Störstromfrequenzen überwacht. Falls diese Störströme die spezifizierten Grenzwerte während mehr als der zulässigen Zeit überschreiten, öffnet der ICM einen Relaiskontakt, mit dem z.B. der Hauptschalter des Fahrzeugs geöffnet werden kann.

Die Strommessung wird mit Hilfe eines Kompensations-Stromwandlers (Closed Loop Hall Effect) im Strompfad des Netzstroms oder des Rückstroms durchgeführt. Der Stromwandler ist mit einer Testwicklung ausgerüstet, die es dem ICM ermöglicht, die korrekte Funktion des Wandlers zu überprüfen. Der ICM kann bis zu zwei Störstromfrequenzbänder auf der Grundwelle des Traktionsstroms (DC oder AC) überwachen.

Der Einbau des ICM auf den Triebfahrzeugen vereinfacht den formalen Nachweis der Kompatibilität der Fahrzeuge mit den Gleisstromkreisen der jeweiligen Infrastrukturbetreiber. Für den ICM wurde die geforderte Sicherheit mit FMEA und quantitativer Fehlerbaumanalyse nachgewiesen.
Um den erhöhten Anforderungen für den Einbau von elektrischen Geräten auf Schienenfahrzeugen Rechnung zu tragen, wurde der ICM eingehend typengeprüft:

  • Allgemeiner Nachweis für elektronische Einrichtungen auf Schienenfahrzeugen nach EN 50155.

           - Temperaturklasse:  T3

           - Unterbrechung der Versorgungsspannung: S2

  • Umweltsimulationen nach EN 61373:             Kategorie 1, Klasse B
  • EMV-Tests nach EN 50121

           - Schnelle Transiente (Burst):                            Kriterium A

           - Stossspannungen (Surge):                                Kriterium B

           - Elektromagnetisches HF-Feld:                        Kriterium A

  • Brandschutznachweis gemäss EN 45545
Störstrommonitor
Störstrommonitor
 

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