مقایسه بلوکهای ترمینال فنری و پیچی - مقاومت در برابر ارتعاش در کاربردهای راهآهن
نکات کلیدی
- سیستمهای الکتریکی راهآهن، بلوکهای ترمینال را در معرض ارتعاش مداوم در محدوده فرکانسی ۵ تا ۱۵۰ هرتز قرار میدهند، به این معنی که بلوکهای ترمینال پیچی با یک حالت خرابی مکانیکی اساسی مواجه هستند که طراحی قفس فنری آن را از بین میبرد - از آنجا که ترمینالهای پیچی به نیروی گیرهای که توسط اصطکاک حفظ میشود، متکی هستند، ریزحرکتهای ناشی از ارتعاش به تدریج نیروی گیرهای را کاهش میدهند تا زمانی که اتصال باز شود یا قوس ایجاد شود.
- استاندارد EN 50155:2021 آزمایش ارتعاش خاص طبق استاندارد IEC 60068-2-6 را برای تمام تجهیزات الکتریکی نصب شده روی واگنهای ریلی الزامی میکند، به طوری که اجزای رده 1 (نصب شده روی بدنه) نیاز به جابجایی 5 تا 150 هرتز با جابجایی 0.5 میلیمتر یا شتاب 10g برای 10 سیکل در هر محور دارند.
- بلوکهای ترمینال قفس فنری پس از آزمایش ارتعاش EN 50155 به طور مداوم به پایداری مقاومت تماس با تغییرات کمتر از 1 میلی اهم دست مییابند، در حالی که ترمینالهای پیچی در شرایط آزمایش مشابه میتوانند به دلیل سایش سطح تماس، تغییرات 5 تا 50 میلی اهم را نشان دهند.
- هزینه کل مالکیت بلوکهای ترمینال قفس فنری در کاربردهای راهآهن معمولاً در یک چرخه عمر ۱۵ ساله ۲۰ تا ۴۰ درصد کمتر از انواع پیچی است، که عمدتاً به دلیل کاهش تعمیر و نگهداری و عدم نیاز به گشتاور مجدد است.
- مشخصات تدارکات باید مستلزم گزارشهای آزمایش شخص ثالث معتبر باشد، نه فقط خوداظهاریهای انطباق تأمینکننده - دادههای آزمایش تأیید شده از SGS، Bureau Veritas یا TÜV Rheinland حداقل مدرک قابل قبول است.
وقتی یک پیچ شل، ۳۴۰ هزار یورو برای اپراتور راهآهن هزینه تعمیر داشت
من در حال مشاوره به یک اپراتور راهآهن منطقهای در اروپای مرکزی بودم که آنها با مجموعهای از خرابیهای مبدل کششی در ناوگان DMU منطقهای خود مواجه شدند. تجزیه و تحلیل علت اصلی سه هفته طول کشید و شامل جدا کردن شش ماژول مبدل بود. این یافته هم شگفتانگیز و هم کاملاً قابل پیشبینی بود: بلوکهای ترمینال پیچی که باسبارهای DC را به هم متصل میکنند، به تدریج تحت لرزش مداوم تجهیزات زیر کف شل شده بودند. از آنجا که قطار در مسیرهایی با ناهمواریهای قابل توجه در مسیر حرکت میکرد، فرکانس ارتعاش غالب درست در محدوده ۲۰ تا ۴۰ هرتز قرار داشت که در آن نیروی گیره ترمینال پیچی به سرعت کاهش مییابد - و طی ۱۸ ماه سرویس، نیروی گیره در چندین ترمینال بیش از ۶۰ درصد کاهش یافته بود..
سلسله خرابیها آموزنده بود: شل شدن ترمینال → افزایش مقاومت تماس → گرمایش موضعی → فرار حرارتی در سطح تماس → تخریب آبکاری نقره → قوس الکتریکی → تخریب ماژول مبدل. کل خسارت: ۳۴۰،۰۰۰ یورو برای ماژولهای جایگزین و شش هفته اختلال در سرویس. راه حل پیشگیرانه - جایگزینی تمام ۳۴۰ بلوک ترمینال پیچی در هر مبدل با معادلهای قفس فنری - ۱۷،۰۰۰ یورو برای هر واحد هزینه داشت. رئیس تعمیر و نگهداری اپراتور بعداً به من گفت که آنها باید بلوکهای قفس فنری را از خرید اولیه انتخاب میکردند، و حق با او بود.
این تجربه منحصر به فرد نیست. در سراسر صنعت راهآهن جهانی، بحث بین قفس فنری و بلوکهای ترمینال پیچی برای کاربردهای حساس به ارتعاش، به طور مؤثر به نفع قفس فنری برای همه ساختهای جدید واگنهای ریلی حل شده است. نهادهای استاندارد IEC و EN به این موضوع توجه داشتهاند و ویرایش فعلی EN 50155 نشان دهنده اجماع رو به رشدی است که فناوری قفس فنری انتخاب پیشفرض برای اتصالات الکتریکی واگنهای ریلی است. اما درک مبانی فنی این اجماع - و دانستن چگونگی تأیید اینکه بلوکهای ترمینال قفس فنری یک تأمینکننده واقعاً مطابق با استانداردها هستند - برای هر مهندس تدارکات یا مدیر نگهداری که با سیستمهای الکتریکی راهآهن کار میکند، ضروری است.
رمزگشایی EN 50155:2021 - الزامات واقعی استاندارد
استاندارد EN 50155:2021 آژانس راهآهن اروپا ("کاربردهای راهآهن - واگنهای ریلی - تجهیزات الکترونیکی") مشخصات حاکم بر تمام تجهیزات الکتریکی نصب شده بر روی وسایل نقلیه ریلی در اتحادیه اروپا و در اکثر بازارهای صادراتی است که به استانداردهای راهآهن اروپا ارجاع میدهند. درک این استاندارد پیشنیاز تعیین هرگونه بلوک ترمینال برای کاربردهای راهآهن است.
بخش ۹.۳: آزمایش ارتعاش و ضربه
بخش ۹.۳ استاندارد EN 50155:2021 الزامات آزمایش ارتعاش را تعریف میکند که تمام تجهیزات الکترونیکی - از جمله بلوکهای ترمینال - باید برای دریافت گواهینامه نصب واگنهای ریلی، آنها را پشت سر بگذارند. این استاندارد به IEC 60068-2-6 ("آزمایش محیطی - بخش ۲-۶: آزمایشها - آزمایش Fc: ارتعاش (سینوسی)") به عنوان روش آزمایش اصلی اشاره میکند، اما الزامات خاص راهآهن را نیز اضافه میکند که به طور قابل توجهی دشوارتر از استانداردهای صنعتی عمومی هستند.
پارامترهای آزمایش بر اساس محل نصب روی وسیله نقلیه طبقهبندی میشوند، به طوری که دسته ۱ نشاندهنده سختترین محیط (تجهیزاتی که مستقیماً روی بدنه وسیله نقلیه نصب شدهاند و در معرض طیف کامل ارتعاش ناشی از تعامل بوژی و ریل هستند) و دسته ۳ نشاندهنده بیخطرترین محیط (تجهیزات نصب شده روی سابفریمهای ایزولهشده از ارتعاش) هستند.
| دسته بندی | محل نصب | محدوده فرکانس | جابجایی | شتاب | مدت زمان |
|---|---|---|---|---|---|
| دسته ۱ | نصب شده روی بدنه (زیر کف، سیستم تعلیق) | ۵–۱۵۰ هرتز | 0.5 میلیمتر پی پی | ۱۰ متر بر ثانیه (≈۱ گرم) | ۱۰ حرکت رفت و برگشتی/محوری |
| دسته ۲ | قاب نصب شده (شاسی، کابینت) | ۵–۱۵۰ هرتز | 0.35 میلیمتر pp | ۷ متر بر ثانیه (≈۰.۷ گرم) | ۱۰ حرکت رفت و برگشتی/محوری |
| دسته ۳ | پایههای عایق ارتعاش | ۵–۱۵۰ هرتز | ۰.۱۵ میلیمتر pp | ۳ متر بر ثانیه (≈۰.۳ گرم) | ۱۰ حرکت رفت و برگشتی/محوری |
زیرا استاندارد EN 50155 آزمایش در سه محور عمود بر هم را الزامی میداند. (عمودی، جانبی و طولی)، یک آزمایش ارتعاش کامل برای یک بلوک ترمینال به معنای مجموعاً 30 چرخه رفت و برگشت است. هر محور به طور مستقل آزمایش میشود و بلوک ترمینال نباید هیچ گونه آسیب فیزیکی، تغییر مقاومت تماسی بیش از حد مشخص شده یا تخریب عملکردی در هیچ نقطهای در طول یا بعد از توالی آزمایش نشان دهد.
الزامات اندازهگیری مقاومت تماسی
یکی از مهمترین جنبههای آزمایش ارتعاش EN 50155 - و جنبهای که بسیاری از مشخصات فنی تجهیزات از آن غافل میشوند - الزام نظارت بر مقاومت تماسی در حین و پس از آزمایش ارتعاش است. طبق IEC 60068-2-6، مقاومت تماسی باید در چهار نقطه اندازهگیری شود: قبل از آزمایش، در نقطه میانی آزمایش، در پایان آزمایش و 30 دقیقه پس از آزمایش (برای ایجاد ثبات حرارتی).
معیار عبور برای مقاومت تماسی به نوع بلوک ترمینال و کاربرد بستگی دارد، اما در کاربردهای راهآهن، اجماع صنعت بر این است که افزایش مقاومت تماسی پس از ارتعاش بیش از 20٪ نسبت به مقدار پایه قبل از آزمایش، نشاندهنده شکست است. از آنجا که ترمینالهای قفس فنری، فشار تماس را از طریق نیروی فنر و نه اصطکاک بین پیچ و هادی حفظ میکنند، اساساً در برابر خوردگی سایشی که باعث کاهش مقاومت تماس در ترمینالهای پیچ تحت ارتعاش میشود، مقاوم هستند..
الزامات زیستمحیطی اضافی در EN 50155
فراتر از ارتعاش، استاندارد EN 50155:2021 بلوکهای ترمینال را ملزم به گذراندن مجموعهای جامع از آزمایشهای محیطی میکند که از جهات مهمی با الزامات ارتعاش در تعامل هستند. آزمایش رطوبت (IEC 60068-2-78، 93% RH در دمای 40 درجه سانتیگراد به مدت 4 روز) به ویژه از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا ورود رطوبت میتواند خوردگی سایشی را در ترمینالهای پیچی تسریع کند. آزمایشهای چرخه حرارتی (معمولاً از -25 درجه سانتیگراد تا +70 درجه سانتیگراد، 5 چرخه) میتوانند مشکلات انبساط دیفرانسیلی در محفظه ترمینال و مکانیسم تماس را آشکار کنند.
برای بلوکهای ترمینال در نظر گرفته شده برای تجهیزات فضای باز در وسایل نقلیه ریلی (شیشه جلو، کنترل درب، حسگر ترمز)، آزمایش غبار نمک (IEC 60068-2-52، سطح شدت 2) نیز اجباری است و میتواند مشکلات خوردگی در مکانیزم فنر را که تنها در آزمایش ارتعاش آزمایشگاهی کنترلشده قابل مشاهده نیستند، آشکار کند.
فیزیک مکانیکیِ علتِ خرابی ترمینالهای پیچی تحت ارتعاش
برای درک اینکه چرا بلوکهای ترمینال قفس فنری به انتخاب پیشفرض برای کاربردهای راهآهن تبدیل شدهاند، باید تفاوت مکانیکی اساسی بین دو فناوری اتصال را بررسی کنیم. نحوه شکست ترمینالهای پیچی تحت ارتعاش نامحسوس نیست - این یک فرآیند فیزیکی قابل پیشبینی و تکرارپذیر است که در مقالات به خوبی توصیف شده و توسط تجربه میدانی تأیید شده است.
مکانیسم خوردگی سایشی
وقتی یک ترمینال پیچی سفت میشود، یک نیروی گیرهای بین سر پیچ (یا صفحه فشار) و هادی ایجاد میشود. این نیرو توسط اصطکاک در سطوح تماس حفظ میشود. تحت ارتعاش، حرکات میکرو ۱ تا ۱۰ میکرومتری در این سطوح رخ میدهد، حتی زمانی که نیروی گیره ماکروسکوپی بدون تغییر به نظر میرسد. از آنجا که سطوح تماس تحت فشار تماسی بالایی هستند، این حرکات ریز باعث ایجاد سایش میشوند - فرآیندی که مواد را از هر دو سطح جدا میکند و ذرات اکسید عایق را در فصل مشترک تولید میکند..
با پیشرفت سایش، سطح تماس واقعی کاهش مییابد که باعث افزایش چگالی جریان در نقاط تماس باقیمانده میشود. این گرمایش موضعی، فرآیند اکسیداسیون را تسریع میکند و یک حلقه بازخورد مثبت ایجاد میکند که منجر به افزایش نمایی مقاومت تماس میشود. در یک مرکز صنعتی با نگهداری خوب و فواصل بازرسی منظم، یک تکنسین میتواند افزایش مقاومت تماس را در طول بررسیهای تصویربرداری حرارتی دورهای تشخیص دهد و ترمینالها را قبل از خرابی فاجعهبار، مجدداً گشتاوردهی کند. در یک کاربرد راهآهن با هزاران ترمینال در ناوگان، این نوع نظارت فردی عملاً غیرممکن است.
جایگزین قفس فنری
بلوکهای ترمینال قفس فنری، مکانیزم گیره پیچی را با یک کنتاکت فنری جایگزین میکنند. هنگامی که یک هادی در یک ترمینال قفس فنری قرار میگیرد، نیروی فنر یک نیروی عمودی ثابت بر هادی وارد میکند و یک رابط تماسی بدون گاز ایجاد میکند. تفاوت کلیدی آن با ترمینالهای پیچی این است که مکانیزم فنری به طور مداوم با چرخههای حرارتی و ریزحرکتها سازگار میشود و نیروی بازیابی متناسب با جابجایی را اعمال میکند - نه یک نیروی اصطکاک ثابت.
وقتی یک ترمینال قفس فنری در معرض ارتعاش قرار میگیرد، فنر حرکت نسبی را در سطح تماس جذب میکند و فشار تماسی ثابتی را در طول رویداد ارتعاش حفظ میکند. جنس فنر (معمولاً فولاد ضد زنگ سخت شده یا آلیاژ نیکل-تیتانیوم برای کاربردهای دمای بالا) برای مقاومت در برابر خستگی انتخاب میشود و هندسه فنر به گونهای طراحی شده است که نیروی تماسی حداقل برای ۱۰۰۰۰۰ چرخه ارتعاش در محدوده مشخصات باقی بماند - بسیار فراتر از آنچه هر توالی آزمایش EN 50155 نیاز دارد.
«مزیت اساسی فناوری قفس فنری در کاربردهای راهآهن، هیچ معیار عملکرد واحدی نیست - بلکه حذف یک حالت خرابی است. وقتی یک ترمینال پیچی خراب میشود، به تدریج و غیرقابل پیشبینی خراب میشود. وقتی یک ترمینال قفس فنری خراب میشود، معمولاً بلافاصله و به طور قابل تشخیص خراب میشود. حالتهای خرابی پیشرونده در کاربردهای راهآهن که از نظر ایمنی حیاتی هستند، بسیار خطرناکتر از حالتهای ناگهانی هستند.»
چرخه حرارتی: شریک خاموش آسیب ارتعاش
در کاربردهای راهآهن، ارتعاش به ندرت به تنهایی عمل میکند. محیط حرارتی در یک وسیله نقلیه ریلی بسیار پویا است: دمای محیط از -40 درجه سانتیگراد در عملیات زمستانی تا +70 درجه سانتیگراد در نور مستقیم خورشید روی تجهیزات نصب شده روی سقف متغیر است و گرادیانهای حرارتی در یک محفظه تجهیزات میتواند از 30 درجه سانتیگراد فراتر رود. این بدان معناست که هر بلوک ترمینال در یک وسیله نقلیه ریلی در معرض چرخه حرارتی همزمان و ارتعاش مکانیکی قرار دارد - یک حالت تنش ترکیبی که هم خوردگی سایشی و هم خستگی فنر را تسریع میکند.
برهمکنش بین چرخه حرارتی و ارتعاش به ویژه برای ترمینالهای پیچی شدید است. هنگامی که یک بلوک ترمینال از جریان عبوری گرم میشود و سپس در هوای شب سرد میشود، انبساط حرارتی تفاضلی بین بدنه ترمینال برنجی (ضریب انبساط حرارتی: 19 × 10⁻⁶/°C) و پیچ فولادی (11-13 × 10⁻⁶/°C) باعث ایجاد ریزحرکتهای اضافی در رابط گیره میشود. از آنجا که این اثرات چرخه حرارتی تجمعی و برگشتناپذیر هستند، یک ترمینال پیچی که به مدت ۵ سال در محیط راهآهن با چرخه حرارتی کار کرده است، در مقایسه با همان ترمینال در زمان نصب، نیروی گیرهبندی به طور قابل توجهی کاهش یافته خواهد داشت - صرف نظر از اینکه آیا دوباره گشتاوردهی شده است یا خیر..
ترمینالهای قفس فنری در برابر اثرات چرخه حرارتی مصون نیستند، اما مکانیزم فنر به گونهای طراحی شده است که انبساط حرارتی را بدون انتقال تنش به سطح تماس، تحمل کند. فنر معمولاً توسط یک عایق سرامیکی یا پلیمری از بدنه ترمینال اصلی جدا میشود که باعث کاهش کوپلینگ حرارتی شده و به فنر اجازه میدهد نیروی طراحی شده خود را در محدوده دمایی -40 درجه سانتیگراد تا +120 درجه سانتیگراد حفظ کند.
نحوه ممیزی گواهینامه راه آهن تامین کننده بلوک ترمینال
پس از بررسی صدها برگه اطلاعات فنی بلوک ترمینال و گزارشهای آزمایش برای مشتریان راهآهن، من یک رویکرد سیستماتیک برای ممیزی تأمینکنندگان تدوین کردهام که به هر مهندس تدارکات توصیه میکنم. رایجترین اشتباهی که میبینم، پذیرش خوداظهاری انطباق تأمینکننده به عنوان مدرک انطباق است. در یک زنجیره تأمین راهآهن واقعی، تأیید شخص ثالث اختیاری نیست.
مرحله 1: تأیید اعتبار آزمایشگاه آزمایش
گزارش آزمایش باید توسط آزمایشگاهی که برای استاندارد آزمایش خاص مورد اشاره، دارای اعتبارنامه ISO/IEC 17025 است، صادر شود. آزمایشگاههای معتبر اصلی برای آزمایش راهآهن عبارتند از SGS (ژنو)، Bureau Veritas (پاریس)، TÜV Rheinland (کلن) و Ricardo Rail (بریتانیا). گزارش آزمایش داخلی یک تأمینکننده، مدرک قابل قبولی برای انطباق با استاندارد EN 50155 نیست - ممکن است نشان دهد که تأمینکننده محصول را آزمایش کرده است، اما نمیتواند نشان دهد که آزمایش طبق استاندارد مورد نیاز انجام شده یا به درستی تفسیر شده است.
مرحله 2: بررسی مشخصات نمونه آزمایشی
گزارش آزمایش باید شامل شناسایی واضح نمونه آزمایش باشد - شماره دقیق قطعه، شماره دسته و کد تاریخ تولید بلوک ترمینال مورد آزمایش. گزارش آزمایشی که به "نمونههای نمونه" بدون شناسایی خاص اشاره میکند، کافی نیست. نمونه باید از همان فرآیند تولید و موادی باشد که محصول خریداری شده از آن ساخته شده است. اگر تأمینکنندهای نتواند گزارش آزمایشی برای شماره دقیق قطعه مورد نظر ارائه دهد، این یک علامت خطر است که نیاز به بررسی بیشتر دارد.
مرحله 3: پارامترهای آزمون اعمال شده را تأیید کنید
جدول پارامترهای آزمایش گزارش آزمایش را با دقت بررسی کنید. برای انطباق با استاندارد EN 50155، پارامترهای زیر باید مشخص شوند: محدوده فرکانس (معمولاً 5 تا 150 هرتز برای دسته 1)، دامنه جابجایی (0.5 میلیمتر بر ثانیه برای دسته 1)، دامنه شتاب (10 متر بر ثانیه برای دسته 1)، تعداد محورهای آزمایش شده (سه محور: عمودی، جانبی، طولی)، تعداد سیکلهای جاروب در هر محور (10) و معیار پذیرش برای تغییر مقاومت تماسی (معمولاً کمتر از 20٪ از مقدار پایه).
یکی از اختلافات رایجی که در گزارشهای آزمایش تأمینکننده میبینم این است که آزمایش در پارامترهای رده ۲ انجام شده است، در حالی که در برگه اطلاعات، انطباق با رده ۱ ادعا شده است. این یک تحریف جدی است. اگر درخواست شما نیاز به عملکرد رده ۱ دارد، باید تأیید کنید که آزمایش در پارامترهای رده ۱ انجام شده است - نه فقط اینکه تأمینکننده گزارش آزمایشی با برچسب "EN 50155" دارد.
مرحله ۴: اعتبارسنجی دادههای مقاومت تماسی
اندازهگیریهای مقاومت تماسی واقعی را از آزمایش ارتعاش بخواهید - نه فقط بیانیهای مبنی بر اینکه ترمینال آزمایش را با موفقیت پشت سر گذاشته است. گزارش باید شامل اندازهگیریهای پیش از آزمایش، میان آزمایش، پایان آزمایش و پس از تثبیت برای هر محور آزمایش شده باشد. به روندها توجه کنید: اگر مقاومت تماسی در طول چرخههای آزمایش روی هر محور به تدریج در حال افزایش باشد، این نشان دهنده یک مشکل خوردگی سایشی نوظهور است که میتواند به صورت یک شکست میدانی در عرض 2 تا 3 سال پس از سرویس ظاهر شود.
برای بلوکهای ترمینال قفس فنری، تغییر مقاومت تماسی باید حداقل باشد - معمولاً کمتر از 0.5 میلی اهم تغییر از حالت پایه تا پس از تثبیت، و بدون افزایش تدریجی در طول آزمایش. در J-Guang، سری بلوکهای ترمینال سیم فشاری ریلی DIN مدل PCT-211 ما، پایداری مقاومت تماسی را در محدوده 0.2 میلی اهم در هر سه محور آزمایش EN 50155 نشان میدهد، که معیاری است که من هنگام ارزیابی هر بلوک ترمینال برای کاربردهای راهآهن استفاده میکنم.
مرحله ۵: تأیید قابلیت فرآیند تولید
برای خرید عمده (بیش از 10،000 بلوک ترمینال در هر سفارش)، توصیه میکنم به عنوان بخشی از فرآیند ارزیابی صلاحیت تأمینکننده، درخواست گزارش قابلیت فرآیند تولید را داشته باشید. نیروی فنر یک بلوک ترمینال قفس فنری یک ویژگی مهم برای کیفیت است که باید با تلرانسهای دقیق کنترل شود. از تأمینکننده بخواهید دادههای اندازهگیری نیروی فنر از خط تولید را ارائه دهد - میانگین نیروی فنر باید در محدوده ±15٪ از مقدار اسمی باشد، و Cpk (شاخص قابلیت فرآیند) برای کاربردهای ایمنی بحرانی حداقل 1.33 باشد.
معیارهای انتخاب ویژه کاربرد راهآهن فراتر از ارتعاش
مقاومت در برابر ارتعاش، وجه تمایز اصلی بین بلوکهای ترمینال قفس فنری و پیچی است، اما کاربردهای راهآهن چندین معیار انتخاب اضافی را معرفی میکنند که میتوانند بر انتخاب بهینه برای یک نصب خاص تأثیر بگذارند.
حفاظت در برابر آتش و سمیت دود
استاندارد EN 45545-2 ("کاربردهای راهآهن - حفاظت در برابر آتش در وسایل نقلیه ریلی - بخش 2: الزامات و رفتار مواد") تجهیزات الکتریکی را بر اساس عملکرد آنها در برابر آتش طبقهبندی میکند. ترمینال بلوکهای مورد استفاده در مناطقی که دسترسی مسافر وجود دارد (کابینتهای داخلی، میز راننده) باید مطابق با سختگیرانهترین الزامات حفاظت در برابر آتش باشند - که معمولاً بسته به نوع وسیله نقلیه و مسیر عملیاتی، HL2 یا HL3 هستند.
بیشتر بلوکهای ترمینال قفس فنری تجاری از مواد محفظه پلیآمید (PA) یا پلیکربنات (PC) استفاده میکنند که به مقاومت در برابر شعله UL94 V-0 دست مییابند. با این حال، همه این مواد الزامات سمیت دود EN 45545-2 را برآورده نمیکنند، که نیاز به آزمایش طبق ISO 5659-2 (تراکم دود) و EN ISO 5659-3 (انتشار گازهای سمی) دارد. برای کاربردهای داخلی راهآهن، بلوکهای ترمینال را با مواد محفظهای که مطابق با EN 45545-2 HL2 یا بالاتر گواهی شدهاند، انتخاب کنید و گواهی را با گزارش آزمایش واقعی به جای ادعای برگه اطلاعات تأیید کنید.
ولتاژ نامی و فاصله خزشی
سیستمهای الکتریکی راهآهن در طیف وسیعی از ولتاژها، از مدارهای کنترل ۲۴ ولت DC تا باس بارهای قدرت کششی ۳۰۰۰ ولت DC، کار میکنند. بلوکهای ترمینال برای این سطوح ولتاژ مختلف باید فواصل خزشی کافی (کوتاهترین مسیر بین دو قسمت رسانا در امتداد سطح یک ماده عایق) داشته باشند تا از خرابی ردیابی جلوگیری شود. طبق IEC 60664-1، حداقل فاصله خزشی برای یک مدار ۲۴ ولت DC در یک محیط با درجه آلودگی ۲، ۰.۸ میلیمتر است، در حالی که برای یک مدار ۳۰۰۰ ولت DC، حداقل فاصله خزشی ۱۸ میلیمتر است.
بسیاری از بلوکهای ترمینال قفس فنری که برای کاربردهای اتوماسیون صنعتی طراحی شدهاند، برای ولتاژهای تا ۸۰۰ ولت طراحی شدهاند که برای اکثر سیستمهای قدرت کمکی کششی کافی است اما برای اتصالات مستقیم باسبار کششی کافی نیست. از آنجا که فاصله خزشی تابعی از ولتاژ و درجه آلودگی است، هنگام انتخاب بلوکهای ترمینال، علاوه بر ولتاژ سیستم، باید شرایط محیطی مورد انتظار (داخل، خارج، قرار گرفتن در معرض گرد و غبار رسانا یا رطوبت) را نیز مشخص کنید..
سازگاری اندازه سیم و روش اتصال
وسایل نقلیه ریلی از طیف گستردهای از اندازههای سیم، از سیمهای سنسور 0.5 میلیمتر مربع تا کابل برق 240 میلیمتر مربع، استفاده میکنند. یک پلتفرم بلوک ترمینال که طیف کاملی از اندازههای سیم را در کاربرد شما پوشش میدهد، مدیریت موجودی را ساده کرده و خطر خطاهای سیمکشی را در حین نصب و نگهداری کاهش میدهد. J-Guang بلوک ترمینال فشاری ریلی DIN مدل PCT-211 این دستگاه سیمهایی با اندازههای ۰.۵ میلیمتر مربع تا ۱۶ میلیمتر مربع را در یک محفظه میپذیرد که تقریباً ۸۵٪ از اندازههای سیم مورد استفاده در کابینتهای برق معمولی راهآهن را پوشش میدهد.
چک لیست تدارکات: آنچه هر خریدار راه آهن باید نیاز داشته باشد
قبل از صدور سفارش خرید برای بلوکهای ترمینال برای کاربردهای راهآهن، موارد زیر باید تأیید و مستند شوند. این چک لیست برای هر دو نوع ترمینال قفس فنری و پیچی اعمال میشود، اگرچه انتظارات عملکرد بین این دو فناوری تفاوت قابل توجهی دارد.
- گزارش آزمایش شخص ثالث EN 50155: صادر شده توسط یک آزمایشگاه معتبر دارای گواهینامه ISO/IEC 17025، که شامل شماره قطعه خاص و نسخه اصلاح شده تهیه شده، به همراه دادههای کامل مقاومت تماسی برای هر سه محور آزمایش است.
- گواهینامه آتش نشانی EN 45545-2: برای کاربردهای داخلی، مواد محفظه باید دارای گواهینامه رسمی HL2 یا HL3 از یک آزمایشگاه معتبر باشند. شماره گواهینامه را با شماره قطعه واقعی مطابقت دهید - گواهینامههای مواد عمومی برای گواهینامه محصول نهایی قابل قبول نیستند.
- ولتاژ و جریان نامی: ولتاژ نامی باید برابر یا بیشتر از حداکثر ولتاژ سیستم به علاوهی حاشیهی ایمنی ۲۰٪ باشد. جریان نامی باید برابر یا بیشتر از حداکثر جریان مداوم در کاربرد باشد، با احتساب هرگونه کاهش ولتاژ مورد نیاز در دمای محیط بالا.
- سازگاری اندازه سیم: تأیید کنید که بلوک ترمینال، طیف کاملی از اندازههای سیم مشخص شده در طراحی مهار شما، از جمله هادیهای رشتهای ریز (کلاس ۵ و کلاس ۶) را که برای اطمینان از اتصالات بدون گاز به روشهای خاص خاتمه نیاز دارند، میپذیرد.
- دادههای تولید نیروی فنر: برای بلوکهای ترمینال قفس فنری، دادههای Cpk را از سوابق کنترل فرآیند تولید تأمینکننده درخواست کنید. Cpk کمتر از ۱.۰ نشان میدهد که بخش قابل توجهی از واحدهای تولیدی ممکن است نیروهای فنری خارج از محدوده تحمل داشته باشند که خطر خرابی در محل را افزایش میدهد.
- دادههای مقاومت حرارتی: بلوک ترمینال باید برای حداکثر دمای محیط در محیط کاربرد، به علاوه افزایش دما ناشی از جریان، درجهبندی شود. برای تجهیزات زیر کف با دمای محیط تا 70 درجه سانتیگراد، بلوکهای ترمینالی را مشخص کنید که برای حداقل 100 درجه سانتیگراد درجهبندی شدهاند.
- سازگاری با لوازم جانبی: تأیید کنید که لوازم جانبی مورد نیاز - میلههای اتصال، نوارهای نشانگر، براکتهای انتهایی، پریزهای تست - از همان تأمینکننده موجود هستند و دارای گواهی سازگاری با پلتفرم بلوک ترمینال مشخص شده میباشند. ترکیب لوازم جانبی از تولیدکنندگان مختلف میتواند گواهی را باطل کند.
چرا قفس فنری باید انتخاب پیشفرض شما برای بلوکهای ترمینال راهآهن باشد؟
پس از پانزده سال تعیین مشخصات بلوکهای ترمینال برای کاربردهای راهآهن - و بررسی دهها مورد خرابی میدانی در بین اپراتورهای مختلف و انواع وسایل نقلیه - توصیه من بدون ابهام است: بلوکهای ترمینال قفس فنری باید انتخاب پیشفرض برای همه تاسیسات الکتریکی جدید راهآهن باشند و ترمینالهای پیچی فقط در موارد استثنایی که محدودیتهای خاص، قفس فنری را نامناسب میکند، در نظر گرفته شوند.
بحث بهرهوری به خودی خود قانعکننده است. وقتی کل هزینه مالکیت یک تابلو برق راهآهن معمولی با ۵۰۰ اتصال ترمینال را در طول چرخه عمر ۱۵ ساله وسیله نقلیه محاسبه میکنم، تفاوت هزینه نگهداری فقط بین قفس فنری و ترمینالهای پیچی - با احتساب بازرسیهای گشتاور فصلی، بررسیهای تصویربرداری حرارتی و هزینه نیروی کار برای گشتاورگیری مجدد - معمولاً از حق بیمه هزینه اولیه خرید بیشتر میشود. هزینه ریسک خرابی احتمالی مبدل ناشی از شل بودن ترمینال را هم اضافه کنید، آنگاه توجیه قفس فنری بسیار دشوار میشود.
اما فراتر از مورد مالی، یک مورد ایمنی وجود دارد که من آن را حتی قانعکنندهتر میدانم. وسایل نقلیه ریلی در محیطهایی کار میکنند که خرابیهای الکتریکی میتوانند عواقب فاجعهباری داشته باشند - نه فقط برای تجهیزات، بلکه برای مسافران و خدمه. یک حالت خرابی پیشرونده مانند شل شدن ترمینال پیچ، که علائم هشدار دهندهای را نشان میدهد که با بازرسی منظم قابل تشخیص هستند، در یک ناوگان با نگهداری خوب قابل مدیریت است. اما وقتی فواصل بازرسی از دست میرود، یا وقتی روش بازرسی شامل تصویربرداری حرارتی از اتصالات جریان بالا نمیشود، علائم هشدار دهنده تا زمان وقوع خرابی از دست میروند. از آنجا که ترمینالهای قفس فنری در شرایطی که ترمینالهای پیچی به طور پیشرونده و غیرقابل پیشبینی دچار خرابی میشوند، به طور قابل تشخیص و بلافاصله دچار خرابی میشوند، حالت خرابی قفس فنری ذاتاً در کاربردهای راهآهن ایمنتر است..
سری PCT-211 بلوکهای ترمینال ریل DIN با قفس فنری J-Guang در بیش از 30 برنامه وسایل نقلیه ریلی در سراسر جهان به کار گرفته شده است و خدمات میدانی انباشته آن بیش از 8 میلیون ساعت کاری بوده است. دادههای آزمایش EN 50155 ما که بنا به درخواست در دسترس همه مهندسان تدارکات قرار میگیرد، پایداری مقاومت تماسی ثابتی را در هر سه محور آزمایش در پارامترهای ارتعاش رده 1 نشان میدهد. اگر در حال تعیین بلوکهای ترمینال برای یک پروژه راهآهن جدید یا ارزیابی ارتقاء ناوگان موجود هستید، از فرصت بحث در مورد نیازهای خاص شما استقبال میکنم.