0

Sygnalizacja i bezpieczeństwo rozdzielnic prądu stałego

Rozdzielnice przeznaczone dla kolei szybkiej powinny zapewniać niezawodność działania, pełne bezpieczeństwo obsługi w warunkach zasilania oraz w przypadku awarii zapewnić automatyczny wybór sposobu zasilania. Aby spełnić te wymagania należy prowadzić ciągłą diagnostykę urządzeń ruchowo odpowiedzialnych za działanie stacji i umożliwić informowanie centrali o zmianach charakterystyk znamionowych urządzeń stacyjnych oraz ich stopieniu zużycia – dojścia do kresu działania w celu dokonania zmian przed wystąpieniem awarii.

W tym celu należy diagnozować stałość parametrów łączników tz. stopień zużycia styków, charakterystyczne dane siłowników układów napędowych przez porównywanie z parametrami pomierzonymi przed oddaniem do eksploatacji czyli w stanie nowym. Należy wprowadzić diagnozowanie stanu technicznego zespołów pomiaru napięcia, prądu oraz urządzeń ograniczających poziom przepięć czyli ograniczników przepięć. Pomiary prądu napięć podczas załączania stacji świadczą o stanie technicznym np. bezpiecznika oraz rezystora ograniczającego prąd zespołu kontroli linii. Wszystkie informacje o stanie technicznym urządzeń stacji powinny być przechowywane w pamięci urządzeń diagnozujących a w przypadku przekroczenia wyznaczonych granic sygnalizowane do centrali.

W podobny sposób należy prowadzić diagnostykę elektronicznych urządzeń zabezpieczających, które z reguły wyposażane są w system samokontroli stanu samego zabezpieczenia.

Bezpieczeństwo obsługi zapewniają blokady. Są one mechaniczne i elektroniczne. Dla podwyższenia bezpieczeństwa często się je dubluje tzn. dana blokada mechaniczna ma odpowiednik elektroniczny w danym polu rozdzielnicy. Pozwala to na bezpieczne użytkowanie w przypadku awarii bądź serwisu układów i urządzeń telemechaniki.

W rozdzielnicach prądu stałego stosuje się następujące blokady:

Położenia pracy i próby członu wysuwnego – uniemożliwia przemieszczanie się członu wysuwnego. W przypadku zwarcia uniemożliwia wysunięcie się wózka poza obudowę rozdzielnicy w wyniku działania sił elektrodynamicznych.

Manewrowania członem wysuwnym przy zamkniętym wyłączniku głównym – uniemożliwia zmianę położenia wyłącznika z pracy do próby w przypadku, gdy aparat jest w stanie zamkniętym. Blokada rozwiera styki wyłącznika przy próbie wyprowadzenia aparatu z położenia pracy. Zabezpieczenie to chroni obsługę przed wypadkiem spowodowanego powstaniem łuku pomiędzy rozwierającymi się stykami.

Zamknięcia wyłącznika głównego podczas manewrowania – blokada uniemożliwia zamknięcie wyłącznika podczas przemieszczania się członu wysuwnego. Dzięki temu zabezpieczeniu niemożliwe jest najechanie zamkniętym wyłącznikiem na styki nieruchome członu stałego.

Wysunięcia członu wysuwnego z położenia próby do rozdzielenia

Drzwi – rygluje mechanicznie drzwi, gdy wyłącznik jest w położeniu pracy.

Uniemożliwiająca wjazd wyłącznika na styki stałe, ręcznie bądź napędem silnikowym, przy niezaryglowanych drzwiach przedziału wyłącznikowego

Otwarcia drzwi przedziału kablowego, w przypadku obecności napięcia na szynach

Otwarcia drzwi tylnych, od strony odłącznika obejściowego, w przypadku obecności napięcia na szynach.

Złącz obwodów pomocniczych – zabezpiecza przed przemieszczeniem się członu wysuwnego do położenia rozdzielenia bez uprzedniego rozłączenia złącza obwodów pomocniczych.

Uzależnień pomiędzy aparatami obwodów głównych – zabezpieczenia te są realizowane przez urządzenia telemechaniki. Nie pozwalają np. na załączenie wyłącznika w uziemionym polu oraz bez wykonania uprzednio próby linii, manewrowanie odłącznikiem przy załączonym wyłączniku.

Każda rozdzielnica wyposażona jest w sygnalizacje. Realizowana jest przy pomocy lampek sygnalizacyjnych i tzw. „tablicy synoptycznej” na wyświetlaczu urządzenia telemechaniki zabezpieczeniowej. Rozdzielnica prądu stałego wyposażona jest w następujące sygnalizacje:

Położenia członu wysuwnego – informuje o pozycji członu wysuwnego (położenie pracy lub próby).

Stanu styków wyłącznika szybkiego – informuje o położeniu styków wyłącznika szybkiego.

Stanu położenia odłącznika i innych aparatów – informuje o położeniu styków odłącznika.

Niezawodną pracę oraz bezpieczeństwo aparatury zamontowanej w rozdzielnicy zapewniać powinna diagnostyka urządzeń. Ma ona za zadanie kontrolowanie stanu aparatury oraz sygnalizacje stopnia jej zużycia. Informacje tego typu mogą być wyświetlane i zapisywane w urządzeniu telemechaniki zabezpieczeniowej. Takie rozwiązanie pozwala zrezygnować lub częściowo ograniczyć oględziny wzrokowe przez obsługę, co zmniejsza ilość koniecznych przerw w pracy pól rozdzielnicy.

Diagnostyka poprawia niezawodność pracy urządzeń aparatury rozdzielczej zamontowanej wewnątrz rozdzielnicy prądu stałego. Polega ona na:

dokonywaniu pomiarów,

odczytywaniu stanów z czujników,

zapisywaniu ich w pamięci,

możliwości odczytu danych na ekranie urządzenia telemechaniki zabezpieczeniowej,

przesłanie danych (Światłowodem, Wi-Fi, RS485) do obsługi nieznajdującej się w podstacji

Ocena stanu styków aparatury jest jednym z najważniejszych zadań stawianych przed urządzeniami diagnostycznymi. Zużycie styków podczas pracy aparatury łączeniowej powoduje ich gorsze przyleganie do siebie. Skutkuje to wzrostem temperatury oraz rezystancji styku. To zjawisko prowadzi do erozji styków oraz zgrzania się ich ze sobą.

Stan styków możemy, więc diagnozować przez pomiar ich temperatury oraz zapisywanie jej w pamięci urządzeń rejestrujących.

Kolejnym ważnym zagadnieniem diagnostycznym jest ocena stanu napędu wyłącznika. Odpowiada on za prawidłową prace styków podczas manewrowania nimi. Napęd musi wykonać 1000 załączeń i wyłączeń roboczych oraz 4 rozłączenia zwarciowe

Diagnostykę zapewnia w tym przypadku kontrola ilości operacji łączeniowych wyłącznika oraz pomiar prądu oraz wzrostu di/dt tuż przed wyłączeniem.

Podczas przepływu prądu na szyny rozdzielnicy działają siły elektrodynamiczne. Mogą one spowodować pogorszenie stanu połączeń śrubowych szyn. Pomiar temperatury szyn jest w tym przypadku wystarczającym narzędziem diagnostycznym.