Erfaringer med godkendelse af rullende jernbanemateriel

Transkript

1 Erfaringer med godkendelse af rullende jernbanemateriel Lars Buhrkall

2 Præsentation Siden 1995 free-lance konsulent med specialet elektrisk systemkompatibilitet i jernbaner og traktionssystemer Har deltaget i godkendelsesprojekter i Danmark, Sverige, Norge, England og Luxembourg For øjeblikket: BR185.2 i DK og SE, London Underground, Talent (DE), etc.

3 Danmark

4 EA og ER i Danmark EA introduceret i 1985, ER i 1993 Begge konstrueret efter samme støjstrømsgrænser, bl. a. Ipsoph < 1.5 A Men efter introduktionen af ER optrådte hyppigt fejl i EA, med meddelelsen For høj filterstrøm

5 EA og ER - problemet Ip < 1 A Ip > 5 A ER: Asynkron-EMU uden filter Køreledningssystem med distribueret induktans og kapacitans EA: Asynkronlok med primært filter, fres = 750 Hz, ζ Resonans som forstærker Ip!

6 EA og ER: Konsekvenser Ombygning af ER (trafo, filter (ikke HV-side!)) Alle senere køretøjer i DK har de facto væsentlig lavere støjstrømsgrænser, og må konstrueres med filter Sameksistenskrav: 1-6 køretøjer af én type må max. forårsage 5.7 A Ipsoph i sammenlagt 1-6 køretøjer af en anden type

7 Generelt Danmark Ikke alle krav er specificerede, og andre kun indirekte Data (f. eks. for eksisterende køretøjer) er ikke alment tilgængelige Procedurerne er utilstrækkeligt beskrevne for nye (især udenlandske) aktører i praksis fungerer kun the old men s network og mange års erfaring

8 Sverige

9 Tester i Sverige EG3100: 2 x elektrisk, + vinter BR185.1: 4 x elektrisk, + 2 x vinter BR185.2 (HR241): 2 x elektrisk BR189 (HR441): 2 x elektrisk, + vinter HR141 (ÖBB 1012) og HR142 (ÖBB 1142): Elektrisk + lidt andre småting

10 Svenske forhold Lavfrekvente effektpendlinger ( 1.6 Hz ) Linjespændings-harmoniske Svag forsyning, lange afstande Begrænsning af spændingen ved regenerativ elbremse DC (transformer inrush, is på køreledningen) Vinterforhold, ned til -40ºC, sne og is

11 Banverkets infrastruktur Kun et enkelt signalsystem (DC) Men stor diversitet indenfor kraftforsyningen: - roterende og statiske omformere - begge disse findes som både små og store kv forsyning - BT og AT Tidligere dårligt beskrevet, men nu OK

12 Testpladser Den store diversitet medfører at der må udføres tests mange forskellige steder. Dette er i sig selv et problem. 132 kv forsyning Kritisk spænding Ipsoph DK-SE ATC Vinter Inrush DC Trækkraft Inrush AC ATC Statisk omformer Strømaftager Roterende omformer

13 Vintertest

14 Bremsetest, vinterforhold

15 Acceleration

16 The Norrland Package

17 The Norrland Package

18 The Norrland Package

19 Luxembourg

20 CFL Loco 3000 Introduceret 1998 Herefter: - Transformatorer for sporskiftevarme defekte - Transformere på SNCF-lokomotiver defekte - Akustisk støj fra banetransformere

21 Målt linjespænding Aktivering af netstrømrettere

22 Årsag til problemet

23 England Differential Mode Current (A) VLU Differential Mode Interference Limits 50Hz 125Hz DEV s/s ATO Axle Counter CAU RSF CAU WSF Delta DTC RSF DTC WSF EP Valve FS2500 Mainline RSF FS2500 Mainline WSF FS2500 Metro RSF 130ms FS2500 Metro RSF 450ms FS2500 Metro WSF FS2550 FS2600 QN6 Reed TI21 WSF TSU RSF TSU WSF Beat Frequency UM Frequency (Hz)

24 Karakteristika for England Safety Case -drevet procedure Stor diversitet, mange forskellige signalsystemer og anden infrastruktur, og mange gamle systemer Mange konsulenter Privatiseringen af Railtrack (nu Network Rail) var en katastrofe!

25 - vedrørende Risk Management...

26 Kompleks struktur

27 LUL støjstrømsgrænser Square pulses Pulse width (ms) Common mode Limit (A Peak) Current Rail Limit (A Peak) i t

28 - og deres baggrund Måleudrustningen kunne ikke generere mere end 15 A - og det blev så støjstrømsgrænsen (omregnet med koblingsfaktorer til togstrøm)...!

29 Norge

30 Krav : Dokumentet The infrastructure managers acceptance process for rolling stock... siger bl. a.:... The changes... require a different type of safety management... from traditional eventbased safety management to systematic, documented safety management based on risk analysis... I alt safety 63 gange på 7 sider...!

31 ... og praksis 2003:

32 Norske forhold Kraftforsyning med samme problemer som i Sverige, bare værre Flere signalsystemer ( Hz, TI21, FTGS) Flere togtyper (EL17, EL18, diverse BMxx)

33 Signalsystemer ved mange frekvenser (Eksempel fra Tyskland-Østrig)

34 Frihedsgrader En ny og ren jernbane har visse frihedsgrader Enhver forandring ændrer det tilgængelige område - nogle forandringer mindsker området, mens andre kan forøge det En ikke-optimal forandring (EA s filter, nye signalfrekvenser) stjæler frihedsgrader

35 Ønskeliste 1 Ensartethed, d. v. s. få forskellige systemer eller familier af systemer Sunde tekniske løsninger Klare interface-definitioner, d. v. s. tydelige tekniske krav og detaljerede beskrivelser Medtag kun krav som er teknisk begrundede

36 Ønskeliste 2 Veldefinerede procedurer, gerne med en Manual for Approval Lad ikke bureaukratisk formalisme eller Safety Case-processer fjerne fokus et fra den tekniske baggrund Nøglepersoner skal være ingeniører og kunne godt engelsk!