© 2020 Budaker Kft. – Minden jog fenntartva.
ÁTTEKINTÉS
MIRŐL SZÓL EZ A CIKK?
Amikor egy vasúti jármű szigetelt pályaszakaszról földelt pályaszakaszra halad át – járműtelepeken, automata járműmosókban, karbantartó műhelyekben, iparvágányokon vagy tárolóvágányokon –, több ezer °C hőmérsékletű villamos ív keletkezik. Ez észrevétlenül károsítja a kerekeket, a síneket és a tengelycsapágyakat. Egyetlen létesítményben az éves károk akár több millió cseh koronát is elérhetnek. A SALTEK szabadalmaztatott megoldása 1 ms alatti reakcióidővel nyújt védelmet.
0.5
V
A csapágy elektromos károsodásának küszöbfeszültsége.
6,500
°C
Az elektromos ív hőmérséklete a szigetelt sínillesztésnél.
220
k
Az SKF által évente felújított csapágyak száma.
<1
ms
A SALTEK BVL-ET rendszer reakcióideje.
A PROBLÉMA
HOL FORDULNAK ELŐ A VESZÉLYES ÁTMENETEK?
Egy metró szerelvény visszatér a forgalomból a járműtelepre. Áthalad egy szigetelt sínillesztésen. A másodperc tört része alatt villamos ív halad át a kerekeken és a csapágyakon, helyileg megolvasztva a fémet. Ez minden egyes áthaladáskor megtörténik – évente akár több száz alkalommal.
A nyílt pályán a sínek a vontatási áram visszavezető vezetőjeként működnek (750 V DC metróknál, 600 V DC villamosrendszereknél), ezért el vannak szigetelve a földtől. A járműtelepeken és karbantartási területeken ugyanakkor a személyzet biztonsága érdekében a síneket közvetlenül földelni kell. A ČSN EN 50122-2 szabvány előírja a két rendszer elválasztását szigetelt sínillesztéssel (IRJ) – és éppen ezen a ponton jön létre a károsító villamos ív.
KARBANTARTÓ MŰHELYEK
Nehézkarbantartást végző létesítmények, ahol a sínek földeltek.IPARVÁGÁNYOK
Átmenet a villamosított és a földelt pályaszakasz között.AUTOMATA JÁRMŰMOSÓK
Víz és földelt sínek együttese különösen kedvez a villamos ívképződésnek.TÁROLÓVÁGÁNYOK
A sínek földelése lehetővé teszi a biztonságos karbantartási hozzáférést.JÁRMŰTELEPEK
Évente több száz áthaladás szigetelt sínillesztéseken keresztül.KÁROSODÁS
MIT PUSZTÍT EL VALÓJÁBAN A SZIKRAERÓZIÓ?
A szikraerózió egyszerre három kritikus vasúti alkatrészt károsít. Tudományos kutatások riasztó eredményeket tártak fel.
SÍNEK
Kráteresedés a sínfejen
A 4 000–6 500 °C hőmérsékletű villamos ív krátereket hoz létre a szigetelt sínillesztés előtti oldalon. Ez dinamikus ütéseket és sínillesztési meghibásodásokat okoz.
KEREKEK
A futófelület károsodása
Mikrokráterek → egyenetlen kopás → rezgések → idő előtti újraprofilozás.
„A vasúti járművek egyik legköltségesebb kopóalkatrésze.”
CSAPÁGYAK
Elektromos erózió és fluting
5–8 μm méretű kráterek, hullámos futópálya (washboard pattern), a kenőanyag károsodása. A csapágy élettartama az L10 érték 1–20%-ára csökken.
A KÁROSODÁS FOLYAMATA
A CSAPÁGYKÁROSODÁS HÁROM SZAKASZA
1
MIKROKRÁTEREK
Szabad szemmel nem láthatók. Az EDM kisülések 5–8 μm-es krátereket hoznak létre rideg, újrakeményedett réteggel. A kenőanyag elsötétedik.2
FLUTING
Párhuzamos barázdák („mosódeszka-minta”) alakulnak ki a gördülőelemek rezonanciája miatt. A rezgés és a zaj folyamatosan növekszik.3
TELJES MEGHIBÁSODÁS
Pitting, anyagkipergés és fehér maratódási repedések (WEC) jelennek meg. Az élettartam az L10 érték 1–20%-ára csökken. A WEC akár <50 üzemóra alatt is kialakulhat.KRITIKUS VESZÉLY
WHITE ETCHING CRACKS (WEC) – A LEGVESZÉLYESEBB REJTETT KÁROSODÁS
A villamos kisülések – még **1 mA/mm² alatti áramsűrűség esetén is** – a csapágy belsejében megváltozott mikroszerkezetű repedéseket hoznak létre.
Hagyományos diagnosztikai módszerekkel nem mutathatók ki, ezért hirtelen, katasztrofális meghibásodáshoz vezethetnek.
Az elektromos gépek – köztük a mozdonyok – csapágyhibáinak mintegy 60%-áért a WEC jelenség felelős.
~60%
a csapágyhibák aránya
elektromos gépekben WEC következtében
GAZDASÁGI HATÁS
A TÉTLENSÉG VALÓDI KÖLTSÉGE
25
milliárd EUR/év
Vasúti karbantartási költségek Európában
75%
a költségekből
Teherkocsi kerékpárok karbantartása
9 kg
vas/év
Ennyi vas oldódik ki 1 A egyenáramú kóboráram hatására évente
2.4
milliárd EUR
A vasúti korrózió éves költsége Kínában
ESETTANULMÁNY
MÉRÉSI EREDMÉNYEK A PRÁGAI METRÓ AUTOMATA JÁRMŰMOSÓJÁBÓL
Védelem nélkül
RONCSOLÓ HATÁS
Nagy energiájú kisülés. A hagyományos védelmi elemek nem reagálnak elég gyorsan.
BVL-ET védelemmel – reakcióidő
<1 MS
Az energia a károsodási küszöb alá korlátozódik.
Aktiválási feszültség
~20 V
Jóval a 80 V feletti károsodási szint alatt aktiválódik.
Telepítés után
0 KÁROSODÁS
Nem keletkezett új csapágy- vagy kerékkárosodás.
MEGOLDÁS
INTELLIGENS VLD KÜLSŐ AKTIVÁLÁSSAL
SALTEK BVL-100-020-R02-ET
Intelligens feszültségkorlátozó eszköz (2.2-es osztályú VLD) külső aktiválással. A bevált BVL termékcsalád szabadalmaztatott külső aktiválási funkcióval. Kifejezetten karbantartó műhelyek, iparvágányok és automata járműmosók kritikus átmeneti pontjainak védelmére készült. Két antiparallel tirisztor és egy varisztor – teljesen passzív kialakítás, külső tápellátás nélkül.
1
TÁVOLI AKTIVÁLÁS
A SCADA vagy PLC rendszer jelet küld a BVL-ET egységnek még a jármű belépése előtt. A VLD előre elektromosan összeköti a két pályaszakaszt.
→
2
BIZTONSÁGOS ÁTHIDALÁS
Az áram a BVL-ET megfelelően méretezett félvezető elemein keresztül folyik, amelyek akár 30 kA áramterhelésre is képesek.
→
3
AUTONÓM VÉDELEM
Varisztor: 25 ns. Tirisztor: <1,5 ms. A rendszer külső vezérlőjel nélkül is működésbe lép.
MŰSZAKI ADATOK
TECHNIKAI PARAMÉTEREK
| Paraméter | Érték | Megjegyzés |
|---|---|---|
| VLD osztály | 2.2 (VLD-O+F) | Az EN 50526-2 ed. 2 szabvány szerint |
| Névleges áram Ir (60 perc) | 100 A | Folyamatos kóboráram vezetésére |
| Rövid idejű áram Iw (30 ms) | akár 30 kA | Rövidzárlati állapotok kezelésére |
| Bekapcsolási feszültség UTn | 20 V | Földelési átmenetekhez optimalizálva |
| Villámimpulzus (8/20 μs) | 100 kA | Beépített A2 osztályú túlfeszültség-levezető |
| Varisztor / tirisztor reakcióideje | 25 ns / <1,5 ms | Kettős reakciósebesség |
| Külső aktiválás (EA) | Igen – SCADA/PLC | Szabadalmaztatott funkció |
| Üzemi hőmérséklet | –40 és +70 °C között | Beltéri és kültéri alkalmazásokhoz |
| Védettség / Tömeg | IP67 / 2,9 kg | Vízálló, kompakt kivitel |
EN 50122-1:2022
EN 50122-2:2022
EN 50526-2 ed. 2
EN 50526-3
EN 50162
ISO 15243:2017
A KÜLÖNBSÉG EGYÉRTELMŰ
✕ VÉDELEM NÉLKÜL
✕
Sínkorrózió a szigetelt sínillesztéseknél (IRJ), dinamikus ütőterhelések.
✕
Kerékfutófelület károsodása – idő előtti újraprofilozás.
✕
Csapágykárosodás – fluting és WEC. Az élettartam az L10 érték 1–20%-ára csökken.
✕
A kenőanyag károsodása a rendkívül magas kisülési hőmérséklet miatt.
✕
Éves szinten több millió forintos karbantartási veszteség egyetlen létesítményben.
✓ SALTEK BVL-ET VÉDELEMMEL
✓
Az áram a megfelelően méretezett VLD félvezető elemeken keresztül folyik.
✓
A 25 ns–1,5 ms reakcióidő gyakorlatilag azonnal megszünteti az ívkisülést.
✓
A kerekek és csapágyak élettartama számottevően, akár több tíz százalékkal meghosszabbodik.
✓
Csökkennek a kóboráramok és az elektrokémiai korrózió.
✓
A beruházás megtérülése (ROI) akár néhány hónapon belül elérhető.
Forrás: SALTEK – eredeti gyártói cikk
A cikk a gyártó szakmai anyaga alapján került közzétételre.
