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Transductor de alta tensión adaptable P45000 como barrera de aislamiento

En los sistemas colectores de corriente de determinadas series de locomotoras, los sensores de proximidad supervisan el correcto posicionamiento de la zapata de contacto. En circunstancias adversas, puede producirse un contacto de los sensores con el cable de corriente del vehículo. En estos casos, no solo pueden quedar destruidos los sensores de proximidad, sino que también puede conducirse la tensión del vehículo hasta el control del vehículo, por lo que es necesario el aislamiento galvánico de la señal del sensor de las unidades de evaluación.

Railroad tracks with special attention to the conductor rail and the "High voltage, danger to life" sign.

Hechos clave de la aplicación

Sector

ferroviario | Vehículos ferroviarios

Aplicación

Aislamiento galvánico de una señal del sensor con un potencial de 750 V

Parámetros de medición

Señales de 24 V para transmitir la posición del colector (aislamiento galvánico de señales de conmutación de 24 V frente a 750 V CC)

Requisitos principales

Aislamiento seguro de la conexión de los sensores al control del vehículo mediante una readaptación del sistema

Graphical representation of the application of Knick with a modified P45000 high-voltage transducer for the protection of personnel and vehicle control.

Descripción de la aplicación

En una locomotora Dual Mode con sistemas colectores para raíles de contacto, las zapatas están ubicadas debajo de los raíles de contacto y se presionan de forma neumática por su cara inferior para hacer contacto. Un interruptor de proximidad inductivo (24 V) supervisa la posición vertical de la zapata y transmite la situación arriba o abajo al control del vehículo mediante un relé de acoplamiento.

Requisito de la aplicación

Debido a su posición, no puede excluirse la posibilidad de un contacto del sensor de proximidad con el raíl de contacto. Para evitar el peligro que supone para el personal de la locomotora y los posibles daños en el control del tren, es necesario el aislamiento galvánico de la señal de los sensores.

¿Por qué Knick?
Para la transmisión segura de las señales de conmutación de 24 V al relé de acoplamiento, se adaptó un transductor de alta tensión de la serie P45000 con aislamiento básico de hasta 4800 V CC para la transmisión de señales con función de conmutación.

Los P45000 específicamente adaptados para esta aplicación actúan en las locomotoras Dual Mode como una barrera de aislamiento entre el control y el sistema colector de corriente

En las redes ferroviarias solo parcialmente electrificadas o que utilizan distintos sistemas de corriente ferroviaria, los vehículos con varios sistemas o de doble tracción permiten cubrir trayectos de forma íntegra sin un cambio de tracción. Mientras que los vehículos de varios sistemas pueden tomar la corriente del vehículo desde distintos sistemas de corriente ferroviaria, los vehículos de dos tracciones disponen de un accionamiento bimodal, que se alimenta opcionalmente con módulos eléctricos-diésel o a través de los cables del vehículo. Las locomotoras Dual Mode son un caso particular, ya que, además del generador con accionamiento eléctrico-diésel, disponen de un sistema de contacto para los raíles de contacto que discurren lateralmente respecto al trazado.

Cómo evitar las consecuencias graves de los contactos entre el sensor y el raíl de contacto

Los sistemas colectores de estas locomotoras tienen zapatas ubicadas debajo de los raíles de contacto que se presionan de forma neumática desde su cara inferior para hacer contacto. Los interruptores de proximidad inductivos (24 V) supervisan la posición vertical de la zapata y transmiten la situación arriba o abajo al control del vehículo mediante un relé de acoplamiento. Como los interruptores de proximidad se encuentran muy cerca de los raíles de contacto con tensiones de 750 V CC, no puede excluirse un contacto directo en circunstancias adversas o en caso de defectos mecánicos. De no existir una barrera de aislamiento, en caso de cortocircuito podría producirse no solo la destrucción del interruptor de proximidad, sino más probablemente aún del relé de acoplamiento y del control conectado a continuación. Para limitar el riesgo de daños en el interruptor de proximidad, un fabricante buscaba una solución sencilla y compacta para proteger la electrónica conectada a continuación. Knick pudo suministrar la solución perfecta con un transductor de alta tensión P45000 específicamente adaptado.

La solución

Los transductores de alta tensión de la serie P45000 están certificados según la norma EN 50155 para su uso en vehículos ferroviarios y se han diseñado para la medición de tensiones entre 500 V y 4500 V. No obstante, en la presente aplicación los transductores se conectan únicamente para el aislamiento galvánico de tensiones potencialmente destructivas entre el interruptor de proximidad y el relé de acoplamiento. Para la transmisión segura de las señales de conmutación de 24 V al relé de acoplamiento, Knick optó por un modelo P45000 con un rango de medición de entrada de ±500 V, y adaptó el comportamiento de transferencia estándar de ±500 V/±50 mA a una transmisión de señales con función de conmutación. Además, a petición del cliente, Knick sustituyó la fuente de alimentación bipolar de 15/24 V que incorpora de serie el P45000 por una alimentación unipolar de 24 V. La eficacia de la solución se ha demostrado con creces. Mediante el aislamiento básico de 4800 V CC, la resistencia a la tensión de prueba de 10 kV y el aislamiento reforzado hasta 2300 V CC entre las entradas, las salidas y la alimentación, los transductores de alta tensión ofrecen en esta aplicación la máxima protección para el personal y el control. Además, gracias a su diseño estrecho con un ancho de carcasa de solo 28 mm, los transductores de alta tensión cumplían un importante criterio del cliente sobre la integración en el sistema con el mínimo espacio.

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