Wyłącznik sterowany zdalnie Airpax ICLR + ROCB
Airpax ICLR z modułem ROCB załącza, wyłącza i uzbraja zabezpieczenie na polecenie z nastawni albo z komputera pokładowego — bez dojazdu do szafy. Przy szafie przytorowej, w tunelu albo na obiekcie bez obsługi to jest różnica między skasowaniem zadziałania w kilka sekund a wyjazdem ekipy. Zdalne sterowanie nie kosztuje przy tym nic w jakości zabezpieczenia: moduł silnikowy tylko przestawia dźwignię, a tor prądowy i mechanizm wyzwalania zostają takie same jak w wyłączniku ICL bez modułu. Zabezpieczenie pozostaje hydrauliczno-magnetyczne, więc jego charakterystyka nie zmienia się z temperaturą otoczenia — w nieogrzewanej szafie nie trzeba zawyżać prądu znamionowego, żeby uniknąć niepożądanych wyzwoleń. Do tego dochodzi sprzężenie zwrotne: aparat sam podaje położenie styków na wejście sterownika, więc dyspozytor wie, czy obwód jest wyłączony ręcznie, czy zadziałało zabezpieczenie.
Aparat montuje się na szynie DIN 35 mm; moduł ROCB (Remote Operated Circuit Breaker — moduł zdalnego sterowania) siedzi w obudowie tej samej szerokości co biegun wyłącznika. Wykonania 1-, 2- i 3-biegunowe, prąd znamionowy do 63 A, napięcia 80 V DC, 110 V DC, 240 V AC i 415 V AC, zdolność zwarciowa 10 000 A przy 80 i 110 V DC.
Załączenie i wyłączenie mają osobne wejścia sterownicze — zaciski R3 i R4 — a poleceniem jest impuls prostokątny 110 V DC o czasie 350–650 ms. Przy dwóch osobnych wejściach impulsowych przerwa w przewodzie sterowniczym zostawia aparat w dotychczasowym położeniu. Karta wymienia odporność sygnału sterowniczego na zakłócenia; norm ani poziomów badań przy tej cesze nie podaje. Pobór: 0,25 A przez sekundę przy przełączaniu (25 W), poniżej 30 mA w spoczynku. Zasilacz 110 V DC w szafie dobiera się więc pod liczbę modułów przełączanych jednocześnie; prąd spoczynkowy obciąża go marginalnie.
Zacisk R5 podaje położenie styków — 0 przy załączonym, 1 przy wyłączonym — prądem do 30 mA, czyli wprost na wejście dwustanowe sterownika albo komputera pokładowego TCMS (Train Control and Management System — system sterowania i zarządzania pojazdem). Karta wymienia też pamięć stanu po zaniku zasilania, funkcję samoczynnego powrotu, pracę awaryjną oraz trzy tryby: zdalny, lokalny i serwisowy; sposobu ich działania karta nie opisuje — do potwierdzenia u producenta przed zaprojektowaniem logiki sterowania.
Sterowanie ręczne ma pierwszeństwo nad zdalnym: wymuszenie z dźwigni przebija polecenie z systemu nadrzędnego. Aplikacje kolejowe z procedurą ewakuacji tego wymagają — obsługa musi odciąć obwód na miejscu niezależnie od tego, co robi układ sterowania.
Moduł silnikowy zawęża zakres temperatur całego zestawu. Aparat hydrauliczno-magnetyczny utrzymuje wartości znamionowe i charakterystykę zadziałania od −40 do +85 °C, a karta ROCB podaje dla modułu zakres pracy od −20 do +60 °C. W szafie przytorowej bez ogrzewania dobór zaczyna się więc od temperatury otoczenia.
Trwałość łączeniowa wynosi 10 000 cykli przy trzech przełączeniach na minutę, czas przestawienia poniżej sekundy. Zakres zastosowania wynika z tych dwóch liczb: zdalne załączanie i odstawianie obwodu, zdalne kasowanie zadziałania bez dojazdu do szafy, zrzut obciążenia — nie cykliczne łączenie odbioru, do którego służy stycznik.
Karta deklaruje zgodność z EN 50155:2017 i IEC 60077-1:2017, odporność na drgania i udary według IEC 61373 oraz MIL-STD-202, a materiały spełniają wymagania ogniowe i dymowe NFPA 130 i EN 45545-2. Dopuszczenia: UL 1077, CSA C22.2 No. 235, TÜV według IEC 60947-2, GB 14048.2 i CRCC. Do wyboru jedna dźwignia na aparat (ICLR) albo na biegun (ICLHR), wersje z sygnalizacją położenia pośredniego (ICLMR, ICLMHR), krzywe zwłoki krótkiej, długiej, rozruchowej i bezzwłocznej w wykonaniach DC, 50/60 Hz, 400 Hz i DC/60 Hz, zwłoka inercyjna (litera F w symbolu) do obciążeń o dużym prądzie rozruchowym, przycisk kontrolny, styki pomocnicze i alarmowe, wykonanie z odpowietrzeniem i bez. Zaciski szybkozłączne, dobierane do serii Tyco 110.
Cechy główne:
- Zdalne załączanie, wyłączanie i kasowanie zadziałania bez dojazdu do szafy
- Wykonania 1-, 2- i 3-biegunowe, prąd znamionowy do 63 A, napięcia 80 V DC, 110 V DC, 240 V AC i 415 V AC
- Zdolność zwarciowa 10 000 A przy 80 i 110 V DC
- Sterowanie impulsem 110 V DC o czasie 350–650 ms, osobne wejścia R3 i R4
- Zacisk R5 podaje położenie styków prądem do 30 mA; pobór 0,25 A przez sekundę przy przełączaniu i poniżej 30 mA w spoczynku
- Moduł ROCB pracuje w zakresie −20…+60 °C, sam wyłącznik −40…+85 °C
Jak działa wyłącznik hydrauliczno-magnetyczny (HMCB)
Dwa sposoby mierzenia prądu
Wyłącznik termiczny wyzwala się, gdy element bimetalowy — warstwa dwóch lub trzech metali, po stronie o niskiej rozszerzalności zwykle inwar, w środku miedź albo nikiel — wygnie się po nagrzaniu do ustalonej temperatury. Nagrzewa go prąd obciążenia przez straty I²R, ale tak samo nagrzewa go i chłodzi wszystko, co dzieje się wokół. Wyłącznik hydrauliczno-magnetyczny mierzy prąd wprost: cewka połączona szeregowo z obwodem wytwarza strumień magnetyczny, który przesuwa ruchomy rdzeń w rurce.
Przebieg zadziałania
Do 100% prądu znamionowego rdzeń stoi, trzymany sprężyną, styki pozostają zamknięte. Przy 100–125% strumień przesuwa rdzeń wbrew sile sprężyny, aż ten oprze się o rdzeń biegunowy. Ruch rdzenia zwiększa strumień w obwodzie magnetycznym, jarzma obracają się z pozycji spoczynkowej i wyzwalają sworzeń, który odblokowuje składany łącznik mechanizmu — styki się rozwierają. Prędkość ruchu rdzenia kontroluje płyn silikonowy wypełniający rurkę; lepkość płynu wyznacza krzywą zwłoki. Przy zwarciu strumień jest na tyle silny, że aparat zadziała natychmiast, bez ruchu rdzenia opóźniającego; charakterystyki stosowane do ochrony urządzeń według norm UL dają zadziałanie natychmiastowe powyżej 600% prądu znamionowego.
Skąd bierze się niezależność od temperatury
Wyłącznik termiczny do wyzwolenia potrzebuje wzrostu temperatury swojego elementu, więc z natury reaguje na temperaturę otoczenia. Ten sam aparat o prądzie znamionowym 10 A zadziała już przy 7 A w miejscu gorącym, a dopiero przy 13 A w chłodnym. Producent urządzenia, który nie wie, dokąd trafi jego wyrób, nadrabia to doborem: w gorącym otoczeniu zawyża prąd znamionowy, żeby uniknąć niepożądanych wyzwoleń, w zimnym godzi się na dłuższy czas zadziałania — w obu kierunkach kosztem ochrony. Kompensacja dodatkowym elementem termicznym problemu nie usuwa. Aparat hydrauliczno-magnetyczny tego ograniczenia nie ma: utrzymuje wartości znamionowe i charakterystykę zadziałania od −40 do +85 °C, bez obniżania obciążalności.
Co z tego wynika przy projektowaniu
Prąd znamionowy bierze się z prądu obciążenia i przekroju przewodu, bez tabeli współczynników temperaturowych. Cewkę można nawinąć na dokładną wartość prądu, a przy obciążeniach o dużym prądzie rozruchowym dołożyć elementy tłumiące strumień: stalową płytę bocznikową na szczycie cewki albo koło inercyjne na zworze, które fizycznie hamuje jej ruch w pierwszych chwilach rozruchu. Zdalne wyłączanie realizuje wyzwalacz przekaźnikowy albo cewka napięciowa, a styk pomocniczy mieści się w tej samej obudowie — wyłącznik termiczny wymaga do tego osobnego modułu o połowie szerokości. Przeciwwaga zwory ogranicza reakcję mechanizmu na wstrząsy.
Zakres rodziny Airpax
Prądy od 0,1 do 1200 A, napięcia do 600 V AC i 300 V DC, wykonania na prąd stały oraz na 50/60 Hz i 400 Hz. Dopuszczenia UL 489, UL 1077 i EN 60947-2, w tym wykonania na rynek kolejowy.
Źródło: Sensata Technologies, biała księga WP-00019 „Jak temperatura otoczenia wpływa na wyłączniki hydrauliczno-magnetyczne oraz wyłączniki termiczne”, kwiecień 2024; karta przeglądowa rodziny Airpax (sensata-airpax-hydraulic-magnetic-circuit-breaker-line-card.pdf).
Występuje w obszarach
Normy deklarowane
Pełne numery z kart i deklaracji: EN 50155:2017, EN 45545-2, IEC 61373, IEC 60077-1:2017, GB 14048.2, IEC 60947-2
Dopuszczenia i certyfikaty
Dopuszczenie strony trzeciej dla rynku, na którym obowiązuje. Numer certyfikatu potwierdza karta albo świadectwo producenta. Zapis z linkiem prowadzi do opisu: kto wydaje, co dowodzi, gdzie sprawdzić.
Metody i warunki badań
Metoda badania nie jest deklaracją zgodności wyrobu — określa, w jaki sposób parametr sprawdzono. Zapis z linkiem prowadzi do opisu metody i jej ostrości.
