Misurazioni in ambienti con alta tensione: Manutenzione delle linee aeree e dei pantografi

La catenaria del treno è una parte vitale dell’infrastruttura ferroviaria. Si potrebbe interpretare come il sistema circolatorio, che alimenta il materiale rotabile. Il contatto corretto tra il pantografo e la linea aerea è fondamentale per un funzionamento efficiente del treno. I treni elettrici stabiliscono un contatto con la catenaria attraverso i pantografi.

Le caratteristiche delle linee aeree di contatto ad alta tensione per i treni elettrici devono rispettare determinati criteri per garantire minimi livelli di perdita e usura e un ridotto rischio di interruzione nella trasmissione della corrente all’alimentatore del veicolo. Per rispettare i requisiti di queste condizioni operative, il posizionamento orizzontale e verticale e la sua tensione devono essere conformi alle norme internazionali.

Il monitoraggio garantisce un funzionamento sicuro e affidabile dei treni

Il monitoraggio delle forze e delle accelerazioni sotto alta tensione nelle strutture del pantografo riduce il rischio di potenziali danni alla catenaria delle reti ferroviarie.

Applicazioni tipiche

  • Manutenzione predittiva della linea aerea (OHL) – monitoraggio 24/7 della linea aerea attraverso treni regolari
  • Controllo attivo della forza di contatto del pantografo – importante soprattutto per le applicazioni ad alta velocità
  • Omologazione e test del pantografo (EN50317)

Un sistema di monitoraggio affidabile fornisce informazioni importanti sulle condizioni della linea aerea di contatto in combinazione con la posizione dei treni lungo la ferrovia.

I rilievi dovrebbero includere valori quali la forza di contatto verticale, l’accelerazione verticale e il calcolo della posizione laterale dalle forze di contatto.

Le misurazioni del pantografo e la valutazione delle condizioni della linea aerea possono essere eseguite con motori ferroviari regolari equipaggiati con sistemi di misura durante il loro normale funzionamento. La capacità di registrare e raccogliere dati in database consente di monitorare punti specifici entro un periodo a scelta, in modo da acquisire dati per il monitoraggio predittivo della linea aerea.

Quali sono i requisiti di un sistema di monitoraggio affidabile e una diagnosi sostenibile?

Robusto, preciso e stabile: Tecnologia ottica

Requisiti fondamentali per il monitoraggio della linea aerea e del pantografo sono misurazioni precise in un ambiente ad alta tensione(15 – 25 kV). I sensori ottici sono elementi passivi, in quanto il loro principio di misura si basa sulla luce, non è necessario eccitare il sensore. Questo significa che non ci sono interferenze con le altre operazioni durante la misurazione.

La tecnologia ottica è immune alle interferenze EM e RF, pertanto è la soluzione perfetta per i rilievi su catenaria e pantografo. Laddove i sensori elettrici falliscono o necessitano di metodi di protezione avanzati, le misurazioni ottiche sono invece affidabili, precise e stabili.

Le misurazioni con sistema di sensori in fibra ottica si concentrano in particolare sullo spostamento laterale del cavo di contatto aereo, sulle forze di contatto verticali momentanee e sul rilevamento dei picchi di forza non ammissibili e della perdita di contatto.

Il sistema di misura del pantografo di HBK basato su reticolo in fibra di Bragg (FBG) garantisce:

  • Il rilievo del rilascio della forza di contatto sul pantografo

  • La misurazione del movimento laterale del cavo di contatto

  • Il rilevo di picchi indesiderati nella forza di contatto

  • La possibilità di tracciare tutte le misurazioni tramite localizzazione GPS (1 m di precisione)

  • La definizione di soglie e inneschi di allarmi simultanei se viene rilevata una condizione critica

  • Funzionamento continuo 24/7

  • Conformità con EN 50317 (norma di riferimento per la misura dell’interazione della linea di contatto del pantografo)

  • Influenza minima sulla manutenzione dei veicoli con strisce di contatto standard

Funzionamento in sicurezza negli ambienti sotto alta tensione

Tutti i componenti sono passivi sotto alta tensione in quanto gli elementi sensori sono basati su fibra ottica.

Affidabilità duratura

Tecnologia comprovata con stabilità a lungo termine con acquisizione di lunghezze d’onda utilizzando riferimenti tracciabili NIST.

Soluzioni ibride flessibili

Il modulo MXFS è parte del sistema DAQ Quantum X e semplifica l’integrazione delle misurazioni ottiche ed elettriche nella catena di misura.

Soluzioni ottiche di HBK per il monitoraggio del pantografo e delle OHL

Il sistema di sensori in fibra ottica HBK è stato sviluppato ed è disponibile per l’uso su modelli di pantografi regolari, testati e certificati. Soddisfa in modo affidabile i requisiti principali, come la capacità di misurare con la precisione richiesta in ambienti ad alta tensione (15 – 25 kV), trovare e tracciare la posizione del treno e registrare, unire e valutare grandi quantità di dati in conformità con le sezioni rilevanti della norma EN 50317.

La soluzione HBK per le misurazioni ottiche è composta dal BraggMETER QuantumX MXFS, dal trasduttore di forza ottico FBG newLight Heavy Duty FS66HDL e dall’accelerometro Heavy-duty FS65HDA. Con gli accessori adeguati è garantita la transizione dall’alta tensione all’interno dei vagoni.

 

Trasduttore di forza Heavy Duty FS66HDL

 

Accelerometro Heavy Duty FS65HDA

 

BraggMETER QuantumX MXFS

 

FS66HDL

FS65HDA

BraggMETER ottico QuantumX MXFS

Sviluppo nuovo e unico

  • tecnologia newLight®
  • Alta risoluzione
  • Peso ridotto, 99g
  • Design compatto

Sviluppo nuovo e unico

  • tecnologia newLight®
  • Alta risoluzione
  • Peso minimo, 34g
  • Design compatto

Interrogatore ottico per sensori FBG (con reticolo in fibra di Bragg)

  • 8 connettori ottici paralleli
  • Frequenza di acquisizione 100 S/s e 2.000 S/s

Intervallo di misura ± 500N

Intervallo di misura ± 20g

Integrazione completa nella piattaforma QuantumX

  • Dimensioni ridotte e leggerezza per le applicazioni in mobilità
  • Design robusto per un uso intensivo

Forze misurate tramite il principio della trave di taglio

  • Eliminazione effetti temperatura

Accelerazione misurata secondo il principio della massa sismica

  • Eliminazione effetti temperatura

Tecnologia swept source comprovata con scansione laser

Un alloggiamento del connettore per due fibre ottiche

  • Possibilità di collegare i sensori in serie

Un alloggiamento del connettore per due fibre ottiche

  • Possibilità di collegare i sensori in serie

Calibrazione continua con riferimento di lunghezza d’onda tracciabile NIST

  • Garantisce la precisione del sistema nel funzionamento a lungo termine

Robusto

  • Protetto e coperto, resistente all’acqua
  • Cavi e connettori di qualità adatta all’uso ferroviario

Robusto

  • Protetto e coperto, resistente all’acqua
  • Cavi e connettori di qualità adatta all’uso ferroviario

Alta risoluzione

  • Garantita da algoritmi efficienti di rilevamento picchi
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