Inovace relé typu NMŠ

Inovace relé typu NMŠ
Elektromechanická dvoustavová relé na stejnosměrný proud typu NMŠ
se v zabezpečovacích zařízeních železniční dopravy používají mnoho let.
Pro jejich konstrukční vlastnosti existuje řada základních zásad, která byla doporučena
dokumentem Mezinárodní železniční unie, známým jako UIC Kodex 736. Poprvé byl vydán
v lednu 1954 a poslední aktualizace nazvaná „Celková oprava brožury“ proběhla v červnu 2004.
Jsou v něm stanoveny dvě kategorie relé a základní požadavky na jejich konstrukci.
Kategorie relé podle UIC 736
Relé typu N – relé bez ověření
Základní konstrukční požadavky:
Odpad musí být zajištěn pouze gravitací, váha kotvy se závažím musí spolehlivě rozepnout
zapínací kontakty.
Riziko svaření zapínacích kontaktů musí být minimalizováno použitím stříbrouhlíkových
doteků. Kontakty musí být nuceně vedeny.
Relé typu C – relé s ověřením
Základní konstrukční požadavky:
Stejné, jako pro relé typu N, pouze doteky zapínacích kontaktů nemusí být nesvařitelné.
Odpad kotvy musí být v obvodech elektricky kontrolován.
Historie výroby relé NMŠ
Výroba zabezpečovacích relé NMŠ v bývalé zbrojovce p. Duška v Opočně (odtud zkratka
DUO) začínala okolo roku 1960 převzetím výrobní dokumentace z bývalého Sovětského svazu.
Zachovalo se i jejich původní typové označení, které tvoří počáteční písmena ruského označení
jejich vlastností:
Neutralnoje
neutrální
Malogabaritnoje
malorozměrové
Štepselnoje
zástrčkové
případně ještě
Medlenodějstvujuščije
zpožděně pracující
Původní konstrukční provedení
Relé se vyznačují robustním provedením magnetického obvodu, u nezpožděně pracujících
relé jsou osazeny dvě budicí cívky.
Zpožděně pracující relé jsou v provedení buď se dvěma cívkami s měděnou kostrou
(zpoždění odpadu do 200 ms), nebo s jednou cívkou a měděnou patronou (zpoždění odpadu až
600 ms).
Byly použity robustní stříbrouhlíkové doteky zapínacích kontaktů uložené v miskách.
Mechanické spřažení kontaktů s kotvou bylo v provedení s přímou vazbou mezi kotvou
a kontaktními členy. Mechanické spřažení podle doporučení UIC 736 je zajištěno pomocí
1/5
plastových táhel, ale provedení relé nezaručuje, že v případě svaření rozpínacího kontaktu
nemůže sepnout žádný zapínací kontakt.
Tento nedostatek byl řešen doplňujícími požadavky českých oborových norem (již
neplatných) a technickou normou železnic TNŽ 36 5530, která např. předpisuje použití tavných
zabezpečovacích pojistek v obvodech kontaktů.
Některé konstrukční úpravy minulých let
Původní konstrukční uspořádání relé, dané tehdejšími technologickými možnostmi, bylo
několikrát upraveno.
Robustní kruhové miskové stříbrouhlíkové doteky byly přibližně před 30 lety kvůli ceně
stříbra nahrazeny menšími, obdélníkovými, vakuově pájenými doteky.
Návrat ke kruhovým miskovým dotekům byl proveden na přání zákazníka před dvěma
lety.
rok 1998
Při zvýšení elektrické pevnosti z 2 kV na 4 kV (RMS) došlo k nahrazení kovové základní
desky plastovou, k nahrazení materiálu koster cívek plastem s vyšší elektrickou pevností, ke
zlepšení izolace měděných zpožďovacích vložek v kostře cívky a ke zvýšení elektrické pevnosti
zásuvky na 4 kV (RMS).
Ještě před těmito úpravami byla provedena změna materiálu plastových táhel za materiál
s vyšší tepelnou odolností.
Za typové označení doplněno písmeno B (např. NMŠ 1-2000 B).
rok 2003
Výskyt problémů s přechodovými odpory kontaktů, přijata opatření v systému jakosti,
kontrola a vyloučení silikonů v používaných materiálech nejen při výrobě relé, ale také v okolí
jejich montáže.
rok 2007
Výrobní štítek a obal relé doplněn o čárový kód umožňující automatické čtení výrobního
čísla a čísla výkresu.
rok 2012
Návrat ke kruhovým stříbrouhlíkovým miskovým dotekům zapínacích kontaktů.
Na ostatních kontaktních členech jsou osazovány doteky ze slitiny AgNi10. Jejich
použitím bylo dosaženo vyšší odolnosti proti svaření, proti opalování a vyšší odolnosti proti
znečištěnému prostředí. Číslo výkresu jako jednoznačný identifikátor typu relé se skládá pouze
z číslic.
Na základě popsaných změn bylo počátkem roku 2014 na přání zákazníka za typové
označení doplněno písmeno C.
Nové požadavky evropských norem na relé NMŠ
rok 2013
CENELEC transformuje UIC Kodex 736 na evropskou normu EN 50578, kterou ÚNMZ
v dubnu 2014 vydává jako ČSN EN 50578 Drážní zařízení – Zabezpečovací relé na
stejnosměrný proud.
2/5
Při transformaci UIC Kodexu 736, který nebyl dlouhá léta aktualizován, dochází v normě
k jeho doplnění např. o názvosloví z oboru elementárních relé, které příliš nezapadá do textu
převzatého UIC Kodexu.
Konstrukční změny relé NMŠ vyvolané ČSN EN 50578
Nucené vedení (mechanické spřažení) kontaktů
Zůstane-li některý ze zapínacích kontaktů sepnutý, nesmí při odpojeném buzení žádný
rozpínací kontakt sepnout.
Zůstane-li některý z rozpínacích kontaktů sepnutý, nesmí žádný zapínací kontakt sepnout
ani v případě buzení relé 1,5 násobkem jmenovitého budicího napětí.
Požadavek nuceného vedení za podmínek normy současná relé NMŠ nesplňují, především
z důvodu chybějícího systému k omezení nežádoucího pohybu kontaktních pružin a jejich
malému vyztužení, které nedokáže zabránit nežádoucímu prohnutí kontaktních pružin. Při
svaření některého z rozpínacích nebo zapínacích kontaktů nelze nyní zabránit nežádoucímu
sepnutí opačného kontaktu. Opěrky pružin k omezení nežádoucího vlečení svařeného kontaktu
přepínací pružinou nestačí. Relé proto bylo nutné doplnit o tzv. blokovací masku, která obepíná
upravené pružiny kontaktní sady a zamezuje nežádoucímu sepnutí kontaktů při popisovaných
poruchových stavech.
Pohyblivá přepínací pružina je nyní vyztužena profilem U. Nepohyblivé pružiny jsou
prodlouženy, aby bylo blokovací maskou omezeno jejich vlečení přepínací pružinou při
poruchovém stavu svaření kontaktu.
Blokovací maska kontaktní sady
Vyztužené přepínací pružiny
Smontované relé s konstrukčními úpravami
3/5
Konstrukční změna zásuvky a základní desky relé NMŠ vyvolaná
ČSN EN 50578
Norma dále požaduje, aby propojovací prvky relé zásuvného typu měly ochranu proti
chybám při sestavování. Aby nebylo možné do zásuvky omylem zasunout jiný typ relé, byla
zásuvka doplněna kódováním typu pomocí tří kolíků osazených podle kódu nezáměnnosti, který
se skládá ze tří písmen. Kódové označení relé NMŠ 1-2000 D je např. ABE. Kódovací tabulka
je součástí technických podmínek pro relé.
Základní deska relé NMŠ s připravenými
zaslepenými otvory pro kódování.
Zásuvka pro relé NMŠ 1-2000 D
s osazeným kódováním
Podle objednacího kódu se zásuvky dodávají s osazenými kódovacími kolíky.
Také relé se dodávají se všemi kódovacími otvory v základní desce. Všechny otvory jsou
při výrobě zaslepeny zátkami. Před osazením relé do kódované zásuvky odstraní montážní firma
příslušné zátky otvorů v základní desce.
K uvedenému řešení bylo přistoupeno zejména z důvodu možnosti používat nově vyráběná
relé jako náhradní díly k přímé náhradě již provozovaných relé bez nutnosti výměny jejich
zásuvky.
Některé změny v měření elektrických parametrů relé NMŠ vyvolané
ČSN EN 50578
Dosud platí, že hodnoty budicích veličin jsou u relé NMŠ vyjádřeny v jednotkách napětí
(tzv. napěťová relé), nebo v jednotkách proudu (tzv. proudová relé).
ČSN EN 50578 popisuje převážně měření proudů, o budicím napětí se také zmiňuje, ale
neuvádí přitom závislost napětí a proudu s ohledem na teplotu cívky.
Norma např. nově požaduje měření proudu odpadu po předchozím vybuzení relé proudem,
odpovídajícím 2,5 násobku jmenovitého budicího proudu.
4/5
Dosud napětí (proud) odpadu měříme po předchozím vybuzení relé tzv. hodnotou
přetížení, která je uvedena v technických podmínkách v jednotkách napětí nebo proudu (podle
typu relé) a s výše uvedeným požadavkem normy není zcela v souladu.
Některé nejasnosti ČSN EN 50578 vyplývající ze znění UIC 736, doplněného
ustanoveními norem pro elementární relé, které byly do normy transformovány, budou zřejmě
upřesněny i probíhající aktualizací TNŽ 36 5530. Ta nemůže být s evropskou normou v rozporu,
ale může ji doplnit o ustanovení, která v ČSN EN 50578 nyní chybí. TNŽ 36 5530 obsahuje
přesnější a podrobnější pravidla pro zabezpečovací relé, zejména pro vyhodnocování přítahu,
odpadu a s nimi související polohu kotvy a spínání kontaktů.
Pro měření elektrických parametrů relé bylo vyrobeno speciální měřicí zařízení s typovým
označením MS 2008, které ve spolupráci s osobním počítačem umožňuje poloautomaticky měřit
a vyhodnocovat elektrické parametry nových relé podle ČSN EN 50578, TNŽ 36 5530
a technických podmínek pro relé. Umožňuje také snímání a vyhodnocování časových okamžiků,
včetně náhledů na sejmuté oscilogramy chodu kontaktní sady.
Budoucnost zabezpečovacích relé
Vydání evropské normy pro zabezpečovací relé naznačuje, že relé mohou mít
v zabezpečovacích zařízeních i nadále svoje místo např. pro svoji jednoduchost a přiměřenou
odolnost proti atmosférickým i spínacím přepětím.
Výrobce relé DUO CZ, s. r. o. je připraven plnit i nadále požadavky svých zákazníků
a uvítá každou podnětnou připomínku i jinou zpětnou vazbu.
Ladislav Havel, hlavní mechanik, DUO CZ, s. r. o.
5/5