Spårteknik UH senaste nytt

Publicerad: 25/7, 2019

Spårteknik UH den 25.07.2018

Hejsan,
Nedan finns idéer om ingående arbetsmoment och dagens genomförande.

Nagelfar gärna bilagorna. Vi är tacksamma för synpunkter, rättelser och tillägg!


Längst ned finns ett och annat som vi fått fram om kontaktledningar.


Skicka gärna dina kommentarer och ändrade bilagorna,
senast den 15.08.2018, till

sparteknikuh@gmail.com

eller med post till

Spårteknik UH
c/o Hoffmann Administration
Gästrikegatan 10
803 25 Gävle

Vänliga hälsningar/ Horst

Horst Mueller
Projekt Spårteknik UH
0768-783 165

BILAGOR:

1. Arbetsmoment för snabba mindre reparationer och underhåll


1.1 Inspektion, uppmätning och dokumentation skulle kunna ske med 3D-scanning.
(Metoden: Reverse Engineering) 3D-Scanners + t ex arm med 360 graders– rotator, svepfunktion, zoom-funktion, seende sökfunktion – jämförelse mot bilder i reservdelsdatabasen samt överföring till CAD/CAM-system för tillverkning av reservdel.

Vi tar då avstamp i projekt under medverkan av bl. a CAD/CAM-företaget Autodesk (AutoCad mm), som handlar om att utveckla ett robotsystem, där robotarna skall åka runt längs USA´s slitna vägnät och identifiera, reparera och dokumentera vägbanan. Och det med stöd och övervakning, via fjärrkontroll vid sidan av vägbanan, av mänskliga operatörer, som ser till att allt flyter på.

Vilket måste innebära att gå fram i små steg åt gången och börja med att styra trådlöst från sidan av spåren och att successivt gå vidare med förbättringar för att öka precision och säkerhet – och se hur långt vi kommer?


Arbetsmoment för Fordon 1 – Avsedd för markbundet UH o. reparationer i spårnätet

1.2 Terräng- och rälsgående fordon med exempelvis armar utrustade med 360 graders – rotator.

1.3 Seende sökfunktion o. mätning/övervakning med 3D-scanners. Se 1.1 ovan.

1.4 Borrning
1.5 Skruvning
1.6 Sågning
1.7 Lyftning
1.8 Svetsning
1.9 Slipning
1.10 gripdon för spårriktning o. slipersstabilisering.


Arbetsmoment för Fordon 2 – Avsedd för UH o. reparationer av kontaktledningar och signalsystem i spårnätet

1.11 Terräng- och rälsgående fordon med exempelvis armar utrustade med 360 graders – rotator. Se 1.2 ovan.

1.12 Seende sökfunktion o. mätning/övervakning med 3D-scanners. Se 1.1 ovan.

1.13 Resning-riktning o. montering av prefab stolpar med fabriksmonterade kontaktledningar

1.14 Kapning av kontaktledning

1.15 Svetsning av kontaktledning

1.16 Mätning, justering och fastsvetsning i ledningsstolpe av arm för kontaktledning

1.17 Skruvning. Se 1.5 ovan.

1.18 Sammankoppling och sträckning av förmonterad kontaktledning

1.19 Placering av tyngder för sträckning av kontaktledning

1.20 Montering av kablagepaket som kan vara lådor med fabriksmonterade kablar inklusive kopplingsdosor

1.21 Montering av skavskydd – horisontellt och vertikalt med snäpp- / klick-funktion



2. Dagens genomförande av snabba mindre reparationer och underhåll


Arbetsmoment för Fordon 1 – Avsedd för markbundet UH o. reparationer i spårnätet

1.2 Terräng- och rälsgående fordon – Kombinationen av både terräng- och rälsgående fordon finns.

1.3 Mätning/övervakning och dokumentation sker idag manuellt med både stållinjal, tabeller och precisionsmätinstrument. Inmatning till baninformationssystemet (BIS).

1.4 Borrning Sker med mall, borrigg och manuellt.

1.5 Skruvning
Sker med skruvdragare med eller utan momentkontroll.

1.6 Sågning
Motordriven metallsåg, som kan vara bensin-, el-, hydraulik- eller pneumatikdriven. En- eller tvåmans hållen.

1.7 Lyftning
Sker med domkrafter, spett och rälsbockar.

1.8 Svetsning
De viktigaste svetsmetoderna för rälssvetsning är termitsvetsning och brännsvetsning för skarvsvetsning, respektive MAG-svetsning och manuell metallbågssvetsning för reparations- och påsvetsning, Mig / Tig.

Termitsvetsning är en viktig metod för såväl reparation som för spårneutralisering. Metoden kan anses vara pyroteknisk, pulver av aluminium och järnoxid förbränns och skapar rent järn och hög värme.

En ca 25 mm bred fog sågas upp i rälsen. Rälssträckare används för att uppnå rak linje. Gjutform placeras runt skarven och fylls med termitpulvret.
Pulvret tänds på och brinner med hög värme, så att rälsytorna hettas upp och smälter samman. Klippning och slipning följer.

Motståndssvetsning är annan använd metod.
Man skickar en mycket stark ström genom de två rälerna, så att skarven smälter, och samtidigt som rälerna trycks mot varandra med stor hydraulisk kraft.
Används t ex när nytillverkade 40 meters räler svetsas samman till 360 meters längder.

1.9 Slipning
Ofta klipps överskjutande material bort för att minimera sliparbetet. Hydraulsax som följer rälsprofilen.
Därefter enmans hållen slipmaskin som rullar längs rälsen, som kan vara bensin-, el-, hydraulik- eller pneumatikdriven.

1.10 Gripdon för spårriktning o. slipersstabilisering
För mindre arbeten som här avses, saknas komplett lösning. Man är hänvisad till manuellt arbete med t ex tryckluftshammare typ Cobra, spett och rälsbockar.


Arbetsmoment för Fordon 2 – Avsedd för UH o. reparationer av kontaktledningar och signalsystem i spårnätet


1.11 Terräng- och rälsgående fordon. Se 1.2 ovan.

1.12 Seende Inspektion, mätning/övervakning och dokumentation. Se 1.1 ovan.

1.13 Resning-riktning o. montering av kontaktledningsstolpar.

1.14 Kapning av kontaktledning

1.15 Svetsning av kontaktledning

1.16 Mätning, justering och montering i kontaktledningsstolpe av kontaktledningsbärare

1.17 Skruvning. Se 1.5 ovan.

1.18 Sammankoppling och sträckning av monterad kontaktledning

1.19 Placering av tyngder för sträckning av kontaktledning

1.20 Montering av kablage inklusive kopplingsdosor

1.21 Montering av skavskydd – horisontellt och vertikalt



KONTAKTLEDNINGAR

Bilden visar en kontaktledningsstolpe. På dessa sitter ledningarna ungefär 5,5 meter ovanför marken.

Slitage kan orsaka hack i kolslitskenan vilket i sin tur kan göra att kontaktledningen rivs ner.

Funktion
En kontaktlednings huvudsyfte är att utan större spänningsfall (förluster) klara erforderlig drivström för alla tåg som befinner sig på den matade sektionen. Kan röra sig om över 1000A (ett IORE malmlok drar max 840A (dubbellok) men vid återledning (bromsning) ända upp till 1200A. Ett Rc-lok 475A.

Ska ligga på konstant höjd över rälsen (nominellt 5,5 - 5,6 meter över rälsens överkant, RÖK, så att inte strömavtagaren behöver röra sig mycket. Men arbetsområdet är hela 4,8 - 6,1 m eftersom höjden kan vara lägre i tunnlar till exempel Det betyder:
• Att kontakttråden måste hängas upp med bärtrådar i en bärlina som i sin tur hänger ned något enligt en matematisk kedjekurva (den kurva som en kedja uppspänd mellan två punkter bildar).
• Vara så spänd att den är i stort sett rät mellan bärtrådarna.
• Tillåta en viss rörelse uppåt för att vara följsam mot dynamiska krafter uppåt från strömavtagaren genom ett tillsatsrör som kan röra sig 120 mm).

Monteras zick-zack mellan ledningsstolparna så att strömavtagaren slits över hela bredden.

Ska inte ändra dragspänningen när den temperaturutvidgas. I praktiken sektioneras tråden i längder om cirka 1200 m och sträcks med 10 - 15 kN genom vikter upphängda över 2-skurna wireblock (ger 3 gånger vikten ~300 - 500 kg).

Drivsektioner, som kan bestå av flera elektriskt hopkopplade uppspänningssektioner, ska kunna kopplas bort. Därför krävs isolatorer mellan drivsektionerna som strömavtagarna ska kunna passera utan att ljusbågar uppstår. I växlar kan de två mötande spåren tillhöra olika sektioner.

I en viss punkt kan då strömavtagaren leda över ström mellan de två sektionerna och således ge en kortvarig stöt i en urkopplad sektion. I växlar kan de två mötande spåren tillhöra olika sektioner.
Ju högre hastighet som tillåts på banan (STH) desto större inspänningskraft måste användas.

Komponenter

Bärtråd. Kontaktledningen har tvärsnitt som en åtta så att bärtråden kan klämmas fast om den övre delen av åttan.

Kontakttråd
Kontakttråden tillverkas av koppar, men innehåller ibland även av andra metaller för att få en mer dragtålig tråd. Tvärsnittsprofilen liknar en åtta. Bärtrådarna fästs med två bleck som kläms ihop runt den övre delen av åttan. Den undre delen av åttan får en bredare bas efter strömavtagarslitage. Tvärsnittsarean är vanligen 120 mm².

Bärlina
Bärlinan tillverkas också av koppar eftersom även den ska leda ström och även ska utvidgas lika mycket som kontakttråden. Bärlinan och kontakttråden kan ha gemensam uppspänning men för kontaktledningssystem med högre inspänningskraft är de oftare separerade.

Bärtrådar eller lits
Avståndet mellan bärtrådarna är 5-10 meter. Längderna är standardiserade för att väl följa bärlinans nedhängning (kedjekurva).

Utliggare som fixerats longitudiellt med två stänger i V-form. Placeras mitt i en sektion för att utvidgningen ska ske lika åt båda hållen. Stommen som visas på bilden kallas även kontaktledningsbrygga.

Utliggare
Utliggaren består av dragstång och diagonalrör. Bildar en isolerad triangel som lyfter bärlinan. De är fästa i stolpen eller bryggan så att de kan vrida sig longitudiellt för att följa med temperaturutvidgningarna.
Mitt i en sektion är tråden ibland fixerad longitudiellt så att utvidgningen fördelas åt bägge hållen. Varannan är kort (A-utliggare) och varannan lång (B-utliggare) för att skapa zick-zack-mönstret. Vid sektionsgränser och växlar används dubbla utliggare för de två bärtrådarna som ersätter varandra mot strömavtagaren.

Tillsatsrör
En kort och lätt bygel som själva kontakttråden fästs i (övre delen av åttan). Vartannat tillsatsrör drar kontaktledningen åt ena hållet och varannan drar åt andra hållet i ett zick-zack-mönster. Kontaktröret, som i sin tur är fästs i en drag/tryck-stång, tillåter att kontakttråden kan röra sig lite uppåt av strömavtagarens dynamiska krafter.

Räls
Rälsen som återleder strömmen till matningsstationen. Se även sug- och autotransformatorer nedan.

Transformator som tar ned hjälpkraften till 230/400V.

Hjälpkraftledning
Vanligen 11 eller 22 kV 3-fas för att driva signalutrustning, växlar, växelvärmare mm utmed banan där ingen ortsmatning används.

Ledningsstolpar eller bryggor
Bryggor används när det är fler än 2 spår i bredd. Stolparna är alltid jordförbundna med S-rälen som återleder strömmen från tåget.

Stolparna är fästa i stora betongfundament som därmed även fungerar som jordtag för S-rälen. Avståndet mellan stolparna är vanligen 60-65 m men kan vara kortare i kurvor. Tillverkas av galvaniserat stål-fackverk, men trä förekommer till exempel på Dalabanan och betong utomlands och krigstidsanläggningar i Sverige.

Spännanordning med 2-skuret block och vikter. Söder om Rosersberg

Spännanordning med fjäder. Riddarholmen, Stockholm

Spännanordningar
Spännanordningar för att hålla kontakttråden spänd även när den längdutvidgas av värme. Dessa finns i ändarna av varje sektion som vanligen är 1200 m lång. Tråden löper över 2 trissor till en hängande vikt vilket ger en trådspänning på 3 ggr vikten. När sektionerna är korta kan det räcka med en fjäderspännare.

Sugtransformator. Den gröna tavlan som meddelar föraren om att det råder stoppförbud. Skavstaby vid 4-spåret till Arlanda.

Sugtransformator eller spartransformatorer
Eftersom rälsen har ett visst elektriskt motstånd mot marken kan returströmen ta olika vägar genom marken. Det kallas vagabonderande strömmar. För att motverka detta används antingen sugtransformatorer (Booster Transformer eller BT-system) eller autotransformatorer (Auto Transformer eller AT-system). Se rälsåterledning. Sugtransformatorerna sitter uppe i stolpen vid var 5:e km. Autotransformatorerna vid var 10 km.


Sektionsskarv

Sektionsskarv vid en sugtransformator
En sektionsskarv krävs vid sugtransformatorerna. Vid växlar kan de två mötande ledningarna tillhöra olika drivsektioner. Det kan då hända att ett passerande tågs strömavtagare leder över spänningen från den ena till den andra. Om då den andre är urkopplad uppstår en livsfarlig spänningsstöt. Därför kortsluter man alltid vid urkoppling med ett jordningsdon, se bild nedan.
Hjälptransformatorer
Hjälptransformatorer transformerar ned spänningen till 230 V eller 3 x 400 V. Finns i anslutning till kopplingshus för styrning av växlar och signaler.
Frånskiljare

Frånskiljare som kopplar ihop/isär två sektioner.
Frånskiljare som kopplar om drivsektioner.
Kan ibland utformas så att kontaktledningen jordas när strömmen bryts.



Säkerhetsproblem

Jordningsdon kläms fast mellan kontaktledningen och rälsen när reparation ska ske.
Elektriska och magnetiska fält
Det elektriska fältet rakt under spåret är 5kV/m. Det gör att man inte får ha hus för människor närmare än 5 m från spåret. Magnetiskt fält uppstår bara från tåget när det passerar och saknar betydelse utom möjligtvis för föraren.
Beröring av människor
Kontaktledningen och delar av utliggarna kan ha upp till 16,5 kV vilket är dödligt även utan direkt beröring. Olyckor har skett när människor har klättrat upp ovanpå vagnar. När reparationer av kontaktledningen ska göras måste den kopplas ut samt säkerhetsjordas mot rälsen med en kabel som kläms fast ungefär som en startkabel, eller fästes med en kraftig magnet.
Lossning och lastning
För att klara lyft med kranar kan delar av en bangård sakna kontaktledning. Dessutom kan en hel bangård göras strömlös för att säkra att man inte kommer för nära kontaktledningen vid godshanteringen. Vissa transporter, till exempel av transformatorer från ABB i Ludvika, är så höga att man inkräktar på lastprofilens marginal. Man slår då av strömmen och använder diesellok. Vid spårvägen i Norrköping finns en anordning som kan hissa upp kontaktledningen för att möjliggöra höga lastbilstransporter.
Nedrivna kontaktledningar
Nedrivna kontaktledningar är en mycket vanlig orsak till järnvägens förseningar.

-- End --