Pantograf – komponenty do odbieraków prądu

Odbierak prądu jest jedynym ruchomym punktem styku pojazdu z siecią. W systemie 3 kV DC pracuje przy docisku 70–120 N, w systemach AC 45–105 N, przy wysokości przewodu jezdnego od 4,9 do 6,1 m nad główką szyny i odsuwie zygzakowym do 0,4 m na łuku. Wszystko, co jest zabudowane przy odbieraku i za nim, pracuje w warunkach ciągłych drgań, przesunięć i uderzeń, w temperaturze od −25 do +70 °C, przy oblodzeniu i szronie.

W tej strefie o doborze aparatury decydują z grubsza trzy zjawiska. Pierwsze to przepięcia: łączeniowe od własnych aparatów pojazdu i atmosferyczne z sieci jezdnej — na dachu przy każdym odłączniku pracuje ogranicznik przepięć, a jego napięcie robocze i prąd wyładowczy wynikają z napięcia sieci i klasy izolacji. Drugie to łuk elektryczny powstający przy oderwaniu ślizgacza od przewodu — nakładka musi wytrzymać nagrzewanie i udar energii. Trzecie to bezpieczeństwo przy uszkodzeniu nakładki: system ADD opuszcza odbierak samoczynnie po utracie ciśnienia w kanale nakładki, a jego informacja o jego stanie musi dotrzeć do kabiny i do wyłącznika głównego.

W tej strefie pracują: nakładki stykowe węglowe i metalizowane, ograniczniki przepięć trakcyjne, wkładki bezpiecznikowe i odłączniki dachowe obwodów pomocniczych WN, elementy sygnalizacji stanu odbieraka (ADD, PPD, OHD) oraz przekaźniki i złącza prowadzące te sygnały do sterowania pojazdem.

Kryteria doboru — Pantograf

Kryteria doboru w tym obszarze:

• Materiał nakładki i obciążalność prądowa — nakładki miedziane są na sieci PKP PLK zakazane od 2011 r.; węgiel twardy i węgiel metalizowany różnią się rezystywnością i dopuszczalną gęstością prądu, a pojazdy wielosystemowe potrzebują nakładek dla DC i AC osobno.
• Napięcie robocze i prąd wyładowczy ogranicznika — dobór do rzeczywistego napięcia sieci z przepięciami łączeniowymi; ogranicznik na dachu musi pracować przy zabrudzeniu i wilgoci.
• Zdolność wyłączania wkładek w obwodzie DC — wkładki do obwodów pomocniczych WN dobiera się przy założonej stałej czasowej obwodu.
• Odporność mechaniczna — kategoria zabudowy na dachu wg EN 61373 jest inna niż w szafie; elementy sygnalizacji i złącza przy odbieraku muszą mieć deklarację dla tej kategorii.
• Sygnalizacja stanu do kabiny — ADD, położenie odbieraka (PPD) i przekroczenie wysokości (OHD) to sygnały binarne; przekaźniki i wskaźniki w tym torze mają mieć wymuszone prowadzenie styków, bo stan „odbierak opuszczony" wyzwala wyłącznik główny.
• Środowisko — temperatura −25…+70 °C, szron i osad lodowy przy ok. 0 °C, napór wiatru do 500 mm odsuwu; smary, uszczelnienia i izolacja dobierane do tego zakresu.
• Wymienialność — nakładki i wkładki to części zużywalne; czas wymiany i identyfikacja stanu bez wejścia na dach są kryterium eksploatacyjnym.