Lösungen für Überspannungsschutzgeräte und Spannungsbegrenzungsgeräte für Eisenbahnen und Transporte

Warum schützen?

Schutz der Eisenbahnsysteme: Züge, U-Bahnen, Straßenbahnen

Der Schienenverkehr im Allgemeinen, ob unterirdisch, am Boden oder mit der Straßenbahn, legt großen Wert auf die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Verkehrs, insbesondere auf den bedingungslosen Schutz von Personen. Aus diesem Grund erfordern alle empfindlichen, hoch entwickelten elektronischen Geräte (z. B. Steuerungs-, Signal- oder Informationssysteme) ein hohes Maß an Zuverlässigkeit, um die Anforderungen an einen sicheren Betrieb und den Schutz von Personen zu erfüllen. Aus wirtschaftlichen Gründen weisen diese Systeme nicht für alle möglichen Fälle von Überspannungseffekten eine ausreichende Durchschlagfestigkeit auf, weshalb ein optimaler Überspannungsschutz an die spezifischen Anforderungen des Schienenverkehrs angepasst werden muss. Die Kosten für den komplexen Überspannungsschutz der elektrischen und elektronischen Systeme auf den Eisenbahnen machen nur einen Bruchteil der Gesamtkosten der geschützten Technologie und eine geringe Investition in Bezug auf mögliche Folgeschäden aus, die durch Ausfall oder Zerstörung von Geräten verursacht werden. Die Schäden können durch die Auswirkungen von Stoßspannungen sowohl bei direkten als auch bei indirekten Blitzeinschlägen, Schaltvorgängen, Ausfällen oder aufgrund von Hochspannung an den Metallteilen von Eisenbahngeräten verursacht werden.

Das Hauptprinzip eines optimalen Überspannungsschutzdesigns ist die Komplexität und Koordination von SPDs und die Potentialausgleichsbindung durch direkte oder indirekte Verbindung. Die Komplexität wird durch die Installation von Überspannungsschutzgeräten an allen Ein- und Ausgängen des Geräts und des Systems sichergestellt, sodass alle Stromleitungen, Signal- und Kommunikationsschnittstellen geschützt sind. Die Koordination der Schutzfunktionen wird durch die Installation von SPDs mit unterschiedlichen Schutzwirkungen nacheinander in der richtigen Reihenfolge sichergestellt, um die Stoßspannungsimpulse schrittweise auf das sichere Niveau für das geschützte Gerät zu begrenzen. Spannungsbegrenzungsvorrichtungen sind auch ein wesentlicher Bestandteil des umfassenden Schutzes elektrifizierter Schienen. Sie dienen dazu, eine unzulässige hohe Berührungsspannung an den Metallteilen der Eisenbahnausrüstung zu verhindern, indem eine vorübergehende oder dauerhafte Verbindung der leitenden Teile mit dem Rücklauf des Traktionssystems hergestellt wird. Durch diese Funktion schützen sie vor allem Personen, die mit diesen freiliegenden leitenden Teilen in Kontakt kommen können.

Was und wie schützen?

Überspannungsschutzgeräte (SPD) für Bahnhöfe und Eisenbahnen

Stromversorgungsleitungen AC 230/400 V.

Die Bahnhöfe dienen in erster Linie dazu, den Zug für die Ankunft und Abfahrt der Fahrgäste anzuhalten. In den Räumlichkeiten gibt es wichtige Informations-, Verwaltungs-, Kontroll- und Sicherheitssysteme für den Schienenverkehr, aber auch verschiedene Einrichtungen wie Warteräume, Restaurants, Geschäfte usw., die an das gemeinsame Stromversorgungsnetz angeschlossen sind und aufgrund ihrer elektrischen Nähe Standort können sie durch einen Ausfall des Traktionsstromversorgungskreises gefährdet sein. Um einen störungsfreien Betrieb dieser Geräte zu gewährleisten, muss an den Wechselstromversorgungsleitungen ein dreistufiger Überspannungsschutz installiert werden. Die empfohlene Konfiguration von LSP-Überspannungsschutzgeräten lautet wie folgt:

• Hauptverteiler (Umspannwerk, Stromleitungseingang) - SPD Typ 1, z FLP50oder kombinierter Blitzstromableiter und Überspannungsableiter Typ 1 + 2, z FLP12,5.
• Unterverteiler - Schutz der zweiten Ebene, SPD Typ 2, z SLP40-275.
• Technologie / Ausrüstung - Schutz der dritten Stufe, SPD Typ 3,

- Befinden sich die geschützten Geräte direkt in oder in der Nähe des Verteilers, empfiehlt es sich, für die Montage auf der DIN-Schiene 3 mm SPD Typ 35 zu verwenden, z SLP20-275.

- Bei direktem Schutz von Steckdosenstromkreisen, an die IT-Geräte wie Kopierer, Computer usw. angeschlossen werden können, ist SPD für die zusätzliche Montage in Steckdosenboxen geeignet, z FLD.

- Der größte Teil der aktuellen Mess- und Steuerungstechnologie wird von Mikroprozessoren und Computern gesteuert. Daher ist es zusätzlich zum Überspannungsschutz auch erforderlich, die Auswirkungen von Hochfrequenzstörungen zu beseitigen, die den ordnungsgemäßen Betrieb stören könnten, z. B. durch „Einfrieren“ des Prozessors, Überschreiben von Daten oder Speicher. Für diese Anwendungen empfiehlt LSP FLD. Je nach benötigtem Laststrom stehen auch andere Varianten zur Verfügung.

Ein weiterer wichtiger Teil der gesamten Infrastruktur ist neben den eigenen Eisenbahngebäuden die Bahnstrecke mit einer Vielzahl von Steuerungs-, Überwachungs- und Signalisierungssystemen (z. B. Signalleuchten, elektronische Verriegelung, Überqueren von Schranken, Wagenradzähler usw.). Ihr Schutz gegen die Auswirkungen von Stoßspannungen ist sehr wichtig, um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten.

• Zum Schutz dieser Geräte ist es geeignet, SPD Typ 1 in die Stromversorgungssäule oder ein noch besseres Produkt aus dem Bereich FLP12,5, SPD Typ 1 + 2 einzubauen, das dank einer niedrigeren Schutzstufe die Geräte besser schützt.

Bei Eisenbahngeräten, die direkt an oder in der Nähe von Schienen angeschlossen sind (z. B. ein Wagenzählgerät), muss das Spannungsbegrenzungsgerät FLD verwendet werden, um mögliche Potentialunterschiede zwischen den Schienen und der Schutzmasse des Geräts auszugleichen. Es ist für eine einfache DIN-Schienenmontage mit 35 mm ausgelegt.

Kommunikationstechnologie

Ein wichtiger Bestandteil der Schienenverkehrssysteme sind auch alle Kommunikationstechnologien und deren angemessener Schutz. Es kann verschiedene digitale und analoge Kommunikationsleitungen geben, die an klassischen Metallkabeln oder drahtlos arbeiten. Zum Schutz der an diese Stromkreise angeschlossenen Geräte können beispielsweise folgende LSP-Überspannungsableiter eingesetzt werden:

• Telefonleitung mit ADSL oder VDSL2 - zB RJ11S-TELE am Eingang des Gebäudes und in der Nähe der geschützten Geräte.
• Ethernet-Netzwerke - universeller Schutz für Datennetze und Leitungen in Kombination mit PoE, zum Beispiel DT-CAT-6AEA.
• Koaxiale Antennenleitung für die drahtlose Kommunikation - zB DS-N-FM

Steuer- und Datensignalleitungen

Selbstverständlich müssen auch die Leitungen der Mess- und Regelgeräte in der Schieneninfrastruktur vor Überspannungen und Überspannungen geschützt werden, um die größtmögliche Zuverlässigkeit und Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Ein Beispiel für die Anwendung des LSP-Schutzes für Daten- und Signalnetzwerke kann sein:

• Schutz der Signal- und Messleitungen zur Eisenbahnausrüstung - Überspannungsableiter ST 1 + 2 + 3, zB FLD.

Was und wie schützen?

Spannungsbegrenzungsgeräte (VLD) für Bahnhöfe und Eisenbahnen

Während des normalen Betriebs auf der Eisenbahn kann aufgrund eines Spannungsabfalls im Rücklaufkreis oder in Bezug auf den Fehlerzustand eine unzulässige hohe Berührungsspannung an den zugänglichen Teilen zwischen dem Rücklaufkreis und dem Erdpotential oder an geerdeten freiliegenden leitenden Teilen (Polen) auftreten , Handläufe und andere Ausrüstung). An Orten, die für Personen wie Bahnhöfe oder Gleise zugänglich sind, muss diese Spannung durch Installation der Spannungsbegrenzungsgeräte (VLD) auf einen sicheren Wert begrenzt werden. Ihre Funktion besteht darin, eine vorübergehende oder dauerhafte Verbindung freiliegender leitender Teile mit dem Rückführkreis herzustellen, falls der zulässige Wert der Berührungsspannung überschritten wird. Bei der Auswahl von VLD muss berücksichtigt werden, ob eine Funktion von VLD-F, VLD-O oder beiden erforderlich ist, wie in EN 50122-1 definiert. Freiliegende leitende Teile der Freileitungs- oder Traktionsleitungen werden normalerweise direkt oder über ein Gerät vom Typ VLD-F mit dem Rücklauf verbunden. Daher sind Spannungsbegrenzungsvorrichtungen vom Typ VLD-F zum Schutz bei Fehlern vorgesehen, beispielsweise zum Kurzschluss des elektrischen Traktionssystems mit freiliegendem leitendem Teil. Geräte vom Typ VLD-O werden im Normalbetrieb eingesetzt, dh sie begrenzen die erhöhte Berührungsspannung, die durch das Schienenpotential während des Zugbetriebs verursacht wird. Die Funktion von Spannungsbegrenzungsgeräten ist nicht der Schutz vor Blitzschlag und Schaltstößen. Dieser Schutz wird von Überspannungsschutzgeräten (SPD) bereitgestellt. Die Anforderungen an die VLDs haben sich mit der neuen Version der Norm EN 50526-2 erheblich geändert, und es gibt jetzt erheblich höhere technische Anforderungen an sie. Gemäß dieser Norm werden VLD-F-Spannungsbegrenzer als Klasse 1 und VLD-O-Typen als Klasse 2.1 und Klasse 2.2 klassifiziert.

LSP schützt die Eisenbahninfrastruktur

Vermeiden Sie Systemausfälle und Störungen in der Eisenbahninfrastruktur

Der reibungslose Betrieb der Bahntechnik hängt vom ordnungsgemäßen Funktionieren einer Vielzahl hochempfindlicher, elektrischer und elektronischer Systeme ab. Die permanente Verfügbarkeit dieser Systeme ist jedoch durch Blitzeinschläge und elektromagnetische Störungen gefährdet. Beschädigte und zerstörte Leiter, ineinandergreifende Komponenten, Module oder Computersysteme sind in der Regel die Hauptursache für Störungen und zeitaufwändige Fehlerbehebung. Dies bedeutet wiederum verspätete Züge und hohe Kosten.

Reduzieren Sie kostspielige Störungen und minimieren Sie Systemausfälle… mit einem umfassenden Blitz- und Überspannungsschutzkonzept, das auf Ihre speziellen Anforderungen zugeschnitten ist.

Gründe für Störungen und Schäden

Dies sind die häufigsten Gründe für Störungen, Systemausfälle und Schäden in elektrischen Eisenbahnsystemen:

• Direkte Blitzeinschläge

Blitzeinschläge in Freileitungen, Gleisen oder Masten führen normalerweise zu Störungen oder Systemausfällen.

• Indirekte Blitzeinschläge

Blitzeinschläge in einem nahe gelegenen Gebäude oder auf dem Boden. Die Überspannung wird dann über Kabel verteilt oder induktiv induziert, wodurch ungeschützte elektronische Komponenten beschädigt oder zerstört werden.

• Elektromagnetische Störfelder

Überspannungen können auftreten, wenn verschiedene Systeme aufgrund ihrer Nähe zueinander interagieren, z. B. Leuchtschilder über Autobahnen, Hochspannungsübertragungsleitungen und Freileitungen für Eisenbahnen.

• Vorkommen innerhalb des Eisenbahnsystems selbst

Schaltvorgänge und das Auslösen von Sicherungen sind ein zusätzlicher Risikofaktor, da sie auch Überspannungen erzeugen und Schäden verursachen können.

Im Schienenverkehr ist generell auf die Sicherheit und betriebliche Nichteinmischung sowie insbesondere auf den bedingungslosen Personenschutz zu achten. Aus den oben genannten Gründen müssen die im Schienenverkehr verwendeten Geräte ein hohes Maß an Zuverlässigkeit aufweisen, das den Erfordernissen eines sicheren Betriebs entspricht. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Fehlers aufgrund unerwartet hoher Spannungen wird durch die Verwendung von Blitzschlagstromableitern und Überspannungsschutzgeräten von LSP minimiert.

Schutz des 230/400-V-Wechselstromnetzes
Um einen fehlerfreien Betrieb der Schienenverkehrssysteme zu gewährleisten, wird empfohlen, alle drei SPD-Stufen in die Stromversorgungsleitung einzubauen. Die erste Schutzstufe besteht aus der Überspannungsschutzvorrichtung der FLP-Serie, die zweite Stufe wird von der SLP SPD gebildet, und die dritte Stufe, die so nahe wie möglich an den geschützten Geräten installiert ist, wird durch die TLP-Serie mit HF-Interferenzunterdrückungsfilter dargestellt.

Kommunikationsausrüstung und Steuerkreise
Die Kommunikationskanäle sind je nach verwendeter Kommunikationstechnologie mit SPDs der FLD-Serie geschützt. Der Schutz von Steuerschaltungen und Datennetzen kann auf den FRD-Blitzschlagstromableitern basieren.

Blitzschutz: Fahren Sie diesen Zug

Wenn wir an Blitzschutz in Bezug auf Industrie und Katastrophen denken, denken wir an das Offensichtliche. Öl und Gas, Kommunikation, Stromerzeugung, Versorgungsunternehmen usw. Aber nur wenige von uns denken an Züge, Eisenbahnen oder Transport im Allgemeinen. Warum nicht? Züge und die Betriebssysteme, auf denen sie ausgeführt werden, sind genauso anfällig für Blitzeinschläge wie alles andere. Das Ergebnis eines Blitzeinschlags auf die Eisenbahninfrastruktur kann behindernd und manchmal katastrophal sein. Elektrizität ist ein wesentlicher Bestandteil des Eisenbahnnetzbetriebs, und es gibt eine Vielzahl von Teilen und Komponenten, die für den Bau der Eisenbahnen auf der ganzen Welt erforderlich sind.

Züge und Eisenbahnsysteme, die getroffen und getroffen werden, kommen häufiger vor als wir denken. Im Jahr 2011 wurde ein Zug in Ostchina (in der Stadt Wenzhou, Provinz Zhejiang) vom Blitz getroffen, der ihn durch den Stromausfall buchstäblich auf seinen Gleisen stoppte. Ein Hochgeschwindigkeits-Hochgeschwindigkeitszug traf den unfähigen Zug. 43 Menschen kamen ums Leben und weitere 210 wurden verletzt. Die bekannten Gesamtkosten der Katastrophe betrugen 15.73 Millionen US-Dollar.

In einem Artikel, der in den britischen Network Rails veröffentlicht wurde, heißt es in Großbritannien: „Blitzeinschläge beschädigten die Schieneninfrastruktur zwischen 192 und 2010 durchschnittlich 2013 Mal pro Jahr, wobei jeder Streik zu 361 Minuten Verspätung führte. Außerdem wurden 58 Züge pro Jahr wegen Blitzschäden gestrichen. “ Diese Ereignisse haben enorme Auswirkungen auf Wirtschaft und Handel.

Im Jahr 2013 traf ein Bewohner einen Blitz in Japan, der einen Zug traf. Es war ein Glück, dass der Streik keine Verletzungen verursachte, aber verheerend hätte sein können, wenn er genau an der richtigen Stelle getroffen worden wäre. Dank ihnen wählten sie Blitzschutz für Eisenbahnsysteme. In Japan haben sie sich für einen proaktiven Ansatz zum Schutz der Eisenbahnsysteme mit bewährten Blitzschutzlösungen entschieden, und Hitachi ist führend bei der Umsetzung.

Blitzschlag war schon immer die größte Bedrohung für den Betrieb von Eisenbahnen, insbesondere unter den jüngsten Betriebssystemen mit empfindlichen Signalnetzen gegen Überspannungen oder elektromagnetische Impulse (EMP), die durch einen Blitz als sekundären Effekt verursacht wurden.

Es folgt eine Fallstudie zum Lichtschutz für die privaten Eisenbahnen in Japan.

Die Tsukuba Express Line ist bekannt für ihren zuverlässigen Betrieb mit minimalen Ausfallzeiten. Ihre computergestützten Betriebs- und Steuerungssysteme wurden mit einem herkömmlichen Blitzschutzsystem ausgestattet. Im Jahr 2006 beschädigte jedoch ein schweres Gewitter die Systeme und störte deren Betrieb. Hitachi wurde gebeten, den Schaden zu konsultieren und eine Lösung vorzuschlagen.

Der Vorschlag beinhaltete die Einführung der Dissipation Array Systems (DAS) mit den folgenden Spezifikationen:

Seit der Installation von DAS sind in diesen speziellen Einrichtungen seit mehr als 7 Jahren keine Blitzschäden mehr aufgetreten. Diese erfolgreiche Referenz hat seit 2007 bis heute zur kontinuierlichen Installation von DAS an jeder Station dieser Linie geführt. Mit diesem Erfolg hat Hitachi ähnliche Lichtschutzlösungen für andere private Eisenbahnanlagen implementiert (derzeit 7 private Eisenbahnunternehmen).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Lightning immer eine Bedrohung für Einrichtungen mit kritischen Vorgängen und Unternehmen darstellt, nicht nur für das oben erläuterte Eisenbahnsystem. Alle Verkehrssysteme, die auf einen reibungslosen Betrieb und minimale Ausfallzeiten angewiesen sind, müssen ihre Einrichtungen vor unvorhergesehenen Wetterbedingungen gut schützen. Mit seinen Blitzschutzlösungen (einschließlich der DAS-Technologie) ist Hitachi sehr daran interessiert, einen Beitrag zu leisten und die Geschäftskontinuität für seine Kunden sicherzustellen.

Blitzschutz in der Schiene und verwandten Branchen

Das Schienenumfeld ist herausfordernd und gnadenlos. Die Überkopf-Traktionsstruktur bildet buchstäblich eine riesige Blitzantenne. Dies erfordert einen systemorientierten Ansatz, um Elemente, die an die Schiene gebunden, auf der Schiene montiert oder in unmittelbarer Nähe des Gleises sind, vor Blitzstößen zu schützen. Was die Dinge noch schwieriger macht, ist die rasante Zunahme des Einsatzes elektronischer Geräte mit geringer Leistung im Schienenverkehr. Beispielsweise haben sich Signalanlagen von mechanischen Verriegelungen zu hoch entwickelten elektronischen Unterelementen entwickelt. Darüber hinaus hat die Zustandsüberwachung der Schieneninfrastruktur zahlreiche elektronische Systeme eingeführt. Daher das kritische Bedürfnis nach Blitzschutz in allen Aspekten des Schienennetzes. Die tatsächlichen Erfahrungen des Autors mit dem Lichtschutz von Schienensystemen werden mit Ihnen geteilt.

Einleitung

Obwohl sich dieses Papier auf Erfahrungen in der Schienenumgebung konzentriert, gelten die Schutzprinzipien gleichermaßen für verwandte Branchen, in denen die installierte Basis von Geräten außerhalb in Schränken untergebracht und über Kabel mit dem Hauptsteuerungs- / Messsystem verbunden ist. Es ist die verteilte Natur verschiedener Systemelemente, die einen etwas ganzheitlicheren Ansatz für den Blitzschutz erfordern.

Die Bahnumgebung

Die Schienenumgebung wird von der Überkopfstruktur dominiert, die eine riesige Blitzantenne bildet. In ländlichen Gebieten ist die Überkopfstruktur ein Hauptziel für Blitzentladungen. Ein Erdungskabel über den Masten stellt sicher, dass die gesamte Struktur auf dem gleichen Potenzial liegt. Jeder dritte bis fünfte Mast ist mit der Traktionsrücklaufschiene verbunden (die andere Schiene wird zu Signalisierungszwecken verwendet). In DC-Traktionsgebieten sind die Masten von der Erde isoliert, um Elektrolysen zu verhindern, während in AC-Traktionsgebieten die Masten mit der Erde in Kontakt stehen. Anspruchsvolle Signal- und Messsysteme werden auf der Schiene oder in unmittelbarer Nähe der Schiene montiert. Solche Geräte sind Blitzaktivitäten in der Schiene ausgesetzt, die über die Überkopfstruktur aufgenommen werden. Sensoren auf der Schiene sind kabelgebunden mit streckenseitigen Messsystemen, die sich auf die Erde beziehen. Dies erklärt, warum auf Schienen montierte Geräte nicht nur induzierten Überspannungen ausgesetzt sind, sondern auch leitungsgebundenen (semi-direkten) Überspannungen ausgesetzt sind. Die Stromverteilung auf die verschiedenen Signalanlagen erfolgt ebenfalls über Freileitungen, die gleichermaßen direkten Blitzeinschlägen ausgesetzt sind. Ein ausgedehntes unterirdisches Kabelnetz verbindet alle verschiedenen Elemente und Teilsysteme, die in Stahlapparaten entlang der Strecke untergebracht sind, mit speziell angefertigten Containern oder Rocla-Betongehäusen. Dies ist die herausfordernde Umgebung, in der ordnungsgemäß konzipierte Blitzschutzsysteme für das Überleben der Geräte unerlässlich sind. Beschädigte Geräte führen zur Nichtverfügbarkeit von Signalsystemen und zu Betriebsverlusten.

Verschiedene Messsysteme und Signalelemente

Eine Vielzahl von Messsystemen wird eingesetzt, um den Zustand der Wagenflotte sowie unerwünschte Belastungsniveaus in der Schienenstruktur zu überwachen. Einige dieser Systeme sind: Heißlagerdetektoren, Heißbremsdetektoren, Radprofilmesssystem, Wiegebewegung / Radaufprallmessung, Drehgestelldetektor, Wayside-Langspannungsmessung, Fahrzeugidentifikationssystem, Brückenwaagen. Die folgenden Signalelemente sind wichtig und müssen für ein effektives Signalisierungssystem verfügbar sein: Gleisstromkreise, Achszähler, Punkterkennung und Leistungsausrüstung.

Schutzmodi

Der Querschutz zeigt den Schutz zwischen den Leitern an. Längsschutz bedeutet Schutz zwischen Leiter und Erde. Der Dreipfadschutz umfasst sowohl den Längs- als auch den Querschutz eines Zweileiterstromkreises. Der Zweipfadschutz bietet nur am neutralen (gemeinsamen) Leiter eines Zweidrahtkreises einen Quer- und einen Längsschutz.

Blitzschutz an der Stromleitung

Abwärtstransformatoren sind auf H-Mast-Strukturen montiert und durch Hochspannungsableiterstapel gegen eine spezielle HT-Erdungsspitze geschützt. Zwischen dem HT-Erdungskabel und der H-Mast-Struktur ist eine Funkenstrecke mit Niederspannungsglocke installiert. Der H-Mast ist mit der Traktionsrücklaufschiene verbunden. An der Stromaufnahmeverteilerplatte im Geräteraum wird ein Dreipfadschutz mit Schutzmodulen der Klasse 1 installiert. Der Schutz der zweiten Stufe besteht aus Reiheninduktivitäten mit Schutzmodulen der Klasse 2 zur zentralen Systemerde. Der Schutz der dritten Stufe besteht normalerweise aus speziell installierten MOVs oder Transientenunterdrückern im Schrank des Stromversorgungsgeräts.

Eine vierstündige Standby-Stromversorgung erfolgt über Batterien und Wechselrichter. Da der Ausgang des Wechselrichters über ein Kabel in die streckenseitige Ausrüstung eingespeist wird, ist er auch Blitzstößen am hinteren Ende ausgesetzt, die am Erdkabel induziert werden. Um diese Überspannungen zu vermeiden, ist ein dreifacher Pfad der Klasse 2 installiert.

Grundsätze des Schutzdesigns

Bei der Gestaltung des Schutzes für verschiedene Messsysteme werden folgende Grundsätze beachtet:

Identifizieren Sie alle ein- und ausgehenden Kabel.
Verwenden Sie die Konfiguration mit drei Pfaden.
Erstellen Sie nach Möglichkeit eine Bypass-Route für die Stoßenergie.
Halten Sie System 0V und Kabelschirme von der Erde getrennt.
Verwenden Sie eine Potentialausgleichserdung. Verketten Sie keine Erdverbindungen.
Nicht für direkte Streiks sorgen.

Achszählerschutz

Um zu verhindern, dass Blitzstöße von einer lokalen Erdspitze „angezogen“ werden, bleibt die streckenseitige Ausrüstung schwimmend. Die in den Endkabeln und den auf der Schiene montierten Zählköpfen induzierte Stoßenergie muss dann erfasst und um die elektronische Schaltung (Einsatz) zum Kommunikationskabel geleitet werden, das die streckenseitige Einheit mit der entfernten Zähleinheit (Evaluator) im Geräteraum verbindet. Alle Sende-, Empfangs- und Kommunikationsschaltungen sind auf diese Weise auf eine Potentialausgleichsebene „geschützt“. Die Stoßenergie wird dann über die Äquipotentialebene und die Schutzelemente von den Endkabeln zum Hauptkabel geleitet. Dies verhindert, dass Stoßenergie durch die elektronischen Schaltkreise fließt und diese beschädigt. Diese Methode wird als Bypass-Schutz bezeichnet, hat sich als sehr erfolgreich erwiesen und wird bei Bedarf häufig eingesetzt. Im Geräteraum ist das Kommunikationskabel mit einem Dreipfadschutz versehen, um die gesamte Stoßenergie auf die Systemerde zu leiten.

Schutz von Schienenmesssystemen

Wiegebrücken und verschiedene andere Anwendungen verwenden Dehnungsmessstreifen, die auf die Schienen geklebt werden. Das Überschlagpotential dieser Dehnungsmessstreifen ist sehr gering, wodurch sie für die Blitzaktivität in den Schienen anfällig sind, insbesondere aufgrund der Erdung des Messsystems als solches in der nahe gelegenen Hütte. Schutzmodule der Klasse 2 (275 V) werden verwendet, um die Schienen über separate Kabel zur Systemerde zu entladen. Um ein Überschlagen der Schienen weiter zu verhindern, werden die Abschirmungen der Twisted-Pair-Abschirmkabel am Schienenende zurückgeschnitten. Die Abschirmungen aller Kabel sind nicht mit Erde verbunden, sondern werden über Gasableiter entladen. Dadurch wird verhindert, dass (direkte) Erdungsgeräusche in die Kabelkreise eingekoppelt werden. Um per Definition als Bildschirm zu fungieren, sollte der Bildschirm an das System 0V angeschlossen werden. Um das Schutzbild zu vervollständigen, sollte das System 0 V schwebend (nicht geerdet) bleiben, während die eingehende Stromversorgung im Dreipfadmodus ordnungsgemäß geschützt werden sollte.

Erdung über Computer

Ein universelles Problem besteht bei allen Messsystemen, bei denen Computer zur Durchführung von Datenanalysen und anderen Funktionen eingesetzt werden. Herkömmlicherweise wird das Gehäuse von Computern über das Stromkabel geerdet, und die 0 V (Referenzleitung) von Computern werden ebenfalls geerdet. Diese Situation verstößt normalerweise gegen das Prinzip, das Messsystem zum Schutz vor externen Blitzstößen am Schweben zu halten. Die einzige Möglichkeit, dieses Dilemma zu überwinden, besteht darin, den Computer über einen Trenntransformator zu speisen und den Computerrahmen von dem Systemschrank zu isolieren, in dem er montiert ist. RS232-Verbindungen zu anderen Geräten führen erneut zu einem Erdungsproblem, für das eine Glasfaserverbindung als Lösung vorgeschlagen wird. Das Schlüsselwort ist, das Gesamtsystem zu beobachten und eine ganzheitliche Lösung zu finden.

Schweben von Niederspannungssystemen

Es ist eine sichere Praxis, externe Stromkreise gegen Erde und Stromversorgungskreise gegen Masse zu schützen. Niederspannungsgeräte mit geringem Stromverbrauch sind jedoch Rauschen an den Signalanschlüssen und physischen Schäden ausgesetzt, die durch Stoßenergie entlang der Messkabel verursacht werden. Die effektivste Lösung für diese Probleme besteht darin, die Geräte mit geringem Stromverbrauch zu schweben. Diese Methode wurde befolgt und auf Festkörpersignalisierungssystemen implementiert. Ein bestimmtes System europäischen Ursprungs ist so konzipiert, dass Module beim Einstecken automatisch am Schrank geerdet werden. Diese Erde erstreckt sich bis zu einer Erdungsebene auf den Leiterplatten als solche. Niederspannungskondensatoren werden verwendet, um Rauschen zwischen der Erde und dem System 0 V auszugleichen. Von der Streckenseite ausgehende Überspannungen treten über Signalanschlüsse ein und durchbrechen diese Kondensatoren, beschädigen das Gerät und hinterlassen häufig einen Pfad für die interne 24-V-Versorgung, um die Leiterplatten vollständig zu zerstören. Dies war trotz des Dreipfadschutzes (130 V) auf allen eingehenden und ausgehenden Stromkreisen der Fall. Anschließend wurde eine klare Trennung zwischen dem Gehäusekörper und der Systemerdungssammelschiene vorgenommen. Der gesamte Blitzschutz wurde auf die Erdungsschiene bezogen. Die Systemerdungsmatte sowie die Panzerung aller externen Kabel wurden an der Erdungsschiene abgeschlossen. Der Schrank wurde von der Erde geschwommen. Obwohl diese Arbeiten gegen Ende der letzten Blitzsaison durchgeführt wurden, wurden von keiner der fünf Stationen (ca. 80 Installationen) Blitzschäden gemeldet, während mehrere Blitzstürme vorübergingen. Die nächste Blitzsaison wird beweisen, ob dieser Gesamtsystemansatz erfolgreich ist.

Achievements

Durch gezielte Anstrengungen und die Ausweitung der Installation verbesserter Blitzschutzmethoden haben blitzbedingte Fehler einen Wendepunkt erreicht.

Wie immer, wenn Sie Fragen haben oder zusätzliche Informationen benötigen, wenden Sie sich bitte an sales@lsp-international.com

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Wenzhou Arrester Electric Co., Ltd. (LSP) ist ein vollständig in chinesischem Besitz befindlicher Hersteller von AC & DC-SPDs für eine Vielzahl von Branchen auf der ganzen Welt.

LSP bietet folgende Produkte und Lösungen an:

1. Überspannungsschutzgerät (SPD) für Niederspannungsnetze von 75 VAC bis 1000 VAC gemäß IEC 61643-11: 2011 und EN 61643-11: 2012 (Typprüfklassifizierung: T1, T1 + T2, T2, T3).
2. DC-Überspannungsschutzgerät (SPD) für Photovolatics von 500 VDC bis 1500 VDC gemäß IEC 61643-31: 2018 und EN 50539-11: 2013 [EN 61643-31: 2019] (Typprüfklassifizierung: T1 + T2, T2)
3. Überspannungsschutz für Datensignalleitungen wie PoE-Überspannungsschutz (Power over Ethernet) gemäß IEC 61643-21: 2011 und EN 61643-21: 2012 (Klassifizierung der Typprüfung: T2).
4. Überspannungsschutz für LED-Straßenlaternen

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