SAC-Gasinfrarood

Inleiding

PINTSCH ABEN’s SAC gasinfrarood wisselverwarmingssysteem is modulair opgebouwd en wordt gevoed met aardgas. Een PC, opgesteld in de besturingsruimte van een emplacement en/of bij een verkeersleidingspost op afstand, bestuurt de belangrijkste systeemcomponenten. Voor het op afstand besturen en monitoren van SAC installaties gebruikt PINTSCH ABEN het zelf ontwikkelde PA Line programma, de standaard besturings-software van de Duitse DBAG. Voor het SAC systeem is een speciale PA Line-versie geschreven.

De belangrijkste systeemcomponenten zijn de gasbewakingskast en de groepskast(en) die zijn aangesloten op de besturings-PC. De gasbewakingskast bestuurt een noodafsluiterkast die de hoofdgastoevoer van het hele emplacement bewaakt. Groepskasten worden langs het spoor opgesteld. Ze verzorgen de aardgas-toevoer, elektrische voeding en bewaking van de branderpijpen die in een gebied van ca. Ø300-400 meter op een cluster wissels zijn gemonteerd. PC, gasbewakingskast en groepskasten worden met datakabels doorgelust. In totaal kunnen 20 groepskasten met elkaar worden doorverbonden tot een maximale onderlinge afstand van 20 km.

GSM(R) modems melden storingen naar de verkeersleidingspost of de procesaannemer. Van daaruit kan het SAC systeem bestuurd en gemonitord worden.

PA Line Besturings- en Monitoringssoftware

PINTSCH ABEN heeft het gerenommeerde PA Line computerprogramma specifiek ontwikkeld voor het op afstand besturen en monitoren van wisselverwarmingsinstallaties. Het programma biedt een groot aantal scherm-visualisaties. Enkele van de geïntegreerde schermen zijn: Emplacementen Keuzemenu, Diagnose Hoofdmenu met procesdiagram, Meldingen/Storingen, Gasverbruik, Schakelpunten en Database Meldingen en Waarden. U kunt grafieken maken van alle in de emplacementdatabase opgeslagen meetwaarden.

Het SAC Diagnose Hoofdmenu informeert u over de ingestelde temperaturen waarbij het systeem in-/uitgeschakelt en de actueel gemeten omgevings- en railtemperatuur. Icoonsymbolen in een procesdiagram laten het actuele gasverbruik en vochtdetectie zien. Schakel-punten voor natte en droge vorstcondities worden aan de lokale weersomstandigheden aangepast.

Het scherm  Meldingen/Storingen meldt de actuele bedrijfs-toestand van de belangrijkste systeemcomponenten. De bedrijfsstatus van hoofdgastoevoer en branderpijpen evenals een overzicht van gesignaleerde storingen (communicatiefouten, defecte zekeringen of uitval gastoevoer) worden weergegeven. U kunt het aantal weer te geven meldingen en storingen zelf configureren. PA Line slaat alle bedrijfstoestanden en storingsalarmeringen op in een database. Over een bepaalde periode kan hiervan een lijst uitgeprint worden waarop het type storing en de tijdstippen van storingsmeldingen en storingsbevestigingen staan.

PA Line laat het actuele gasverbruik van elke groepschakelkast zien. Het programma signaleert onmiddellijk een toename in het gasverbruik veroorzaakt door bijv. beschadiging van de gas-infrastructuur. Het op deze wijze monitoren leidt tot een in hoge mate betrouwbare en veilige installatie. In standaard instelling zal PA Line een alarm geven wanneer de gasflow 3% hoger of 3% lager wordt dan de nominale waarde. De toelaatbare afwijking kan echter naar eigen voorkeur worden ingesteld.

PA Line biedt uitgebreide mogelijkheden om grafieken te selecteren uit de opgeslagen meetwaarden. U kunt over een dag, week of maand de gemeten omgevings- en railtemperatuur, vochtdetectie, het gasverbruik van de verschillende groepschakel-kasten etc. in grafiekvorm bekijken. Het is eenvoudig om trends in de grafieken te ontdekken. U krijgt hiermee een beter inzicht in de proceskarakteristiek van de installatie en in de lokale klima-tologische omstandigheden.

Noodafsluiterkast / Gasbewaikingskast

De noodafsluiterkast is een belangrijke veiligheidsvoorziening van het SAC systeem. In deze metalen kast is een gasstraat met noodafsluiter gemonteerd die de hoofdgastoevoer van een emplacement regelt en bewaakt. De hiervoor benodigde besturingselektronica wordt in een kunststof gasbewakingskast geplaatst.

Soms kan deze besturingselektronica in een groepskast worden ondergebracht. Deze gecombineerde groeps-/gasbewakingskast wordt dan Combi-kast genoemd.

De hardware in het besturingsdeel is met een datakabel doorgelust met die in de aanwezige groepskast(en). De kast signaleert  gaslekken in de hele gasinfrastructuur van een emplacement door continu temperatuur, volume en druk van de gasflow te meten.

In de gasstraat zijn een aantal meet- en regelinstrumenten gemonteerd, w.o. 2 drukscha-kelaars (min./diff.) of een volumemeter, 2 mano-meters, 2 solenoïde afsluiters en 3 handbediende afsluiters (inlaat, uitlaat en bypass).

Groepskast

De groepschakelkast of groepskast, verzorgt de aardgastoevoer en de elektrische voeding van een cluster branderpijpen en bewaakt nauwkeurig de werking van elke afzonderlijke branderpijp. In standaard uitvoering wordt voor de groepskast een kunststof 2-compartimentenkast gebruikt. Het rechter deel bevat een gasstraat, het linker deel de elektrische voeding en besturing. In de groepskast wordt een GSM-R modem aangesloten t.b.v. afstands-besturing. Bij grotere installaties met meerdere groepskasten wordt het modem aangesloten op een IBK interface-unit in de “master” groepskast.

Het linker besturingsdeel levert de 42 VAC voedingsspanning voor het ontsteken van de branderpijpen en de systeem- spanningen (12 en 24 VDC) die gebruikt worden voor de branderpijpmonitoring. De aangesloten omgevings-, rail- en vochtsensoren activeren het systeem. De SAC processor-print in het besturingsdeel heeft 6 digitale outputs om signalen, claxons, verlichting etc. te schakelen. Met een  ingeplugde laptop kunt u lokaal systeemdiagnoses stellen.

In het rechter gasdeel zijn een aantal GASKEUR, GASTEC en GAVO gecertificeerde regel- en meetinstrumenten gemonteerd w.o. een gasfilter, drukregelaar, magneetklep, over- en onderdrukbeveiliging, afblaasventiel en manometer.

Een groepskast kan maximaal 32 ASK aansluitkasten besturen die in het spoorbed worden ingegraven. Alle ASK’s onder een groepskast worden zowel gas- als elektrozijdig parallel aangesloten waarbij de 4×1,5mm voedingskabels van ASK naar ASK worden doorgelust.

ASK Aansluitkast (wisselput)

De ASK aansluitkast (ook wel wisselput genoemd) bestaat uit een gegalvaniseerde stalen kast die in of vlak naast het spoorbed wordt ingegraven. Een ASK is leverbaar in ASK2 of ASK4 uitvoering en voorziet 4 resp. 8 branderpijpen van gas en ontstekingsspanning.

De kast bevat een kabelaansluitdoos, een gasafsluiter en een SAC ASK besturingskast. De processorprint in de besturingskast signaleert uitval van elke afzonderlijke branderpijp en meldt dit onmiddellijk aan de groepskast.

METEOSCAN weerstation

Op elke SAC groepskast wordt in de directe nabijheid een METEOSCAN weerstation aangesloten die o.a. sneeuwval, regen, luchtvochtigheid, omgevings- en dauwpuntstemperatuur meet. In combinatie met de aangesloten koude en warme railsensors schakelt het apparaat de verwarming automatisch in en uit.

Specifiek voor spoorwegtoepassingen ontwikkelde PINTSCH ABEN een uit RVS vervaardigd instrument met 4 in serie aangesloten vochtsensoren. De sensoren worden continu elektrisch verwarmd om naast vocht ook sneeuw te kunnen detecteren. Ze zijn schuin geplaatst waardoor eveneens de door treinen en wind veroorzaakte stuifsneeuw optimaal gesignaleerd wordt.

Op de Meteoscan worden railsensoren voor het meten van de koude en de warme railtemperatuur aangesloten. In de zuilvormige, afsluitbare behuizing zijn een omgevingstemperatuursensor en een sensor voor het meten van de relatieve luchtvochtigheid ondergebracht.

De besturingselektronica is gemonteerd in een IP65 aansluitkast en voorziet in 5 inschakelscenario’s volgens de functionele ProRail ontwerpspecificaties. Zo wordt via de omgevingstemperatuur en de relatieve luchtvochtig-heid de dauwpuntstemperatuur bepaald. Bij een hoge dauwpuntstemperatuur in combinatie met een rail-temperatuur onder het vriespunt kan de tong door rijpvorming vastvriezen. In dat geval stuurt de Meteoscan toch de verwarming aan zonder dat sneeuw- of regenval is gedetecteerd.

Branderpijp

PINTSCH ABEN branderpijpen worden aan de buitenzijde van de rail bevestigd met een aantal trillingsbestendige steunbeugels. De pijp wordt met een vaste beugel aan het railprofiel gezet. De andere beugels zijn uitgevoerd met verende klemblokken die de pijp de mogelijkheid geven uit te zetten. Luchtinlaat, gasinlaat en vonkontsteker zijn aan één kant van de pijp geplaatst. Het totale aantal voor een wissel benodigde infrarood branderbakken is afhankelijk van het wisseltype. Voor een 1:9 wissel zijn 2×7 branderbakken nodig (2×9 voor 1:12 of 1:15 wissels). Bij een aardgasdruk van 0,5 bar(o) kan een branderpijp worden uitgevoerd met maximaal 11 branderbakken. De branderpijpen leveren een vermogen van 1000 Watt/meter.

De PRORAIL gecertificeerde branderpijp is opgebouwd uit een hiervoor speciaal ontworpen vierhoekig aluminium profiel. In dit profiel bevindt zich een kleiner (eveneens vierhoekig) ontstekingskanaal. Een klein deel van het toegevoerde gas wordt vanuit het hoofdgaskanaal (via overslagbouten tussen de branderbakken) naar het ontstekingskanaal gevoerd. De overslagbouten zorgen er voor dat alle branderbakken worden ontstoken en vormen een belangrijke veiligheidscomponent: ze maken vlamoverslag naar het hoofdgaskanaal onmogelijk.

De vonkontsteker bevat een elektronisch circuit dat de aangevoerde 42V wisselspanning omzet in hoogfrequente  spanningspulsen van 2-3 kV. De vonkontsteker levert elke 14 seconden 2 of 3  krachtige vonken. Mochten passerende treinen of sterke windvlagen de branderbakken doven, dan blijft het systeem automatisch in werking; het verse gasmengsel drukt de uitlaatgassen uit het ontstekingskanaal en de volgende vonk ontsteekt opnieuw alle branderbakken.

Het windvaste RVS gaaspakket van de branderbakken is opgebouwd uit 6 lagen om vlaminslag ten allen tijde onder de zwaarst denkbare condities te voorkomen.

De vonkontsteker is uitgerust met een thermokoppel die de warmte meet van de eerste branderbak. De thermokoppels staan in verbinding met de elektronica in de ASK aansluitkasten en de groepschakelkast(en). Zo stellen ze het SAC systeem in staat continu te controleren of alle branderpijpen functioneren.