Erfaringer med godkendelse af rullende jernbanemateriel Lars Buhrkall
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.
Danmark
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
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 0.076 Resonans som forstærker Ip!
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
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
Sverige
Tester i Sverige 2000-2007 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
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
Banverkets infrastruktur Kun et enkelt signalsystem (DC) Men stor diversitet indenfor kraftforsyningen: - roterende og statiske omformere - begge disse findes som både små og store - 132 kv forsyning - BT og AT Tidligere dårligt beskrevet, men nu OK
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
Vintertest
Bremsetest, vinterforhold
Acceleration
The Norrland Package
The Norrland Package
The Norrland Package
Luxembourg
CFL Loco 3000 Introduceret 1998 Herefter: - Transformatorer for sporskiftevarme defekte - Transformere på SNCF-lokomotiver defekte - Akustisk støj fra banetransformere
Målt linjespænding Aktivering af netstrømrettere
Årsag til problemet
England Differential Mode Current (A) 1000 100 10 1 0.1 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 UM71 0.01 10 100 1000 10000 100000 1000000 Frequency (Hz)
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!
- vedrørende Risk Management...
Kompleks struktur
LUL støjstrømsgrænser Square pulses Pulse width (ms) Common mode Limit (A Peak) Current Rail Limit (A Peak) 1 13.5 1019 4 6.3 475 5 13.5 1019 10 13.5 1019 20 13.5 1019 50 13.5 1019 i t
- og deres baggrund Måleudrustningen kunne ikke generere mere end 15 A - og det blev så støjstrømsgrænsen (omregnet med koblingsfaktorer til togstrøm)...!
Norge
Krav 2000... : 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...!
... og praksis 2003:
Norske forhold Kraftforsyning med samme problemer som i Sverige, bare værre Flere signalsystemer (95 + 105 Hz, TI21, FTGS) Flere togtyper (EL17, EL18, diverse BMxx)
Signalsystemer ved mange frekvenser (Eksempel fra Tyskland-Østrig)
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
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
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!