Seit vielen Jahren ist es gängige Praxis, die Spannungsbegrenzer VLD-F (Voltage Limiting Device) überall auf Gleich- und Wechselstrombahnstrecken zu installieren. Diese Installation wurde bis zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht mit Korrosionsproblemen der Infrastruktur in Verbindung gebracht. Mit dem zunehmenden Verkehr auf den Bahnstrecken und der sich ändernden Strominfrastruktur für den Antrieb von Zügen treten jedoch sowohl Ausfälle als auch Schäden (Korrosion) an der Infrastruktur immer häufiger auf und diese können eindeutig auf unsachgemäß installierte oder sogar unsachgemäß kontrollierte VLD-F auf der Basis eines Blitzableiters zurückgeführt werden. Der Kern des Problems liegt in der Kombination der verschiedensten Blitzstromableiter-Verhalten im Falle von unterschiedlichen Spannungspegeln.
Wie funktionieren standardmäßige VLD-F Systeme?
In der gegenwärtigen Praxis der Gleich- und Wechselstrombahnsysteme werden Überspannungsableiter VLD-F auf der Basis eines Gasableiters verwendet. Dieser ist mit einer automatischen Kurzschlusseinrichtung verbunden, die im Falle eines schwerwiegenden Traktionsfehlers immer in einem unumkehrbaren Modus arbeitet, d. h. der Überspannungsleiter geht in einen dauerhaft leitenden Zustand über. Dies entspricht den Anforderungen der EN 50526-2 und anderer Normen. In diesem Fall entsteht jedoch ein permanenter Kurzschluss zwischen dem isolierten Gleis und der Erde, durch den permanent Streuströme entweichen.
Dieser permanente Leckstrom wirkt sich aufgrund der elektrochemischen Korrosion, die der Stromfluss verursacht, sehr nachteilig auf die Lebensdauer der metallischen Infrastruktur (Masten, Brücken, Warteräume, Kabel, Stahlbetonstrukturen usw.) rund um das Gleis aus. Derzeitige Lösungen bieten nur eine einzige Möglichkeit, diese Schäden zu minimieren, und zwar durch häufige physische Inspektion der installierten VLD-F, die recht anspruchsvoll ist, denn um ihre Funktion zuverlässig zu überprüfen, muss der VLD-F vom Gleis getrennt, eine Impedanzmessung mit einer ausreichend leistungsfähigen Stromquelle durchgeführt und anschließend der VLD-F wieder an das Gleis angeschlossen werden. Dies nimmt viel Zeit in Anspruch (manchmal etwa 10 Minuten) und verursacht beträchtliche Betriebskosten. In der Folge verlängern sich oft die Intervalle zwischen den Prüfungen und das Risiko von Schäden an der Infrastruktur steigt unverhältnismäßig.
Wie funktionieren die innovativen Spannungsbegrenzer VLD-F von SALTEK?
Die neue, patentierte Lösung mit Hilfe der Spannungsbegrenzer vom Typ VLD-F aus der Produktion von SALTEK revolutioniert den Einsatz dieser Komponenten und minimiert die damit verbundenen Komplikationen. Die Kurzschlussvorrichtung im Inneren des neuen Spannungsbegrenzers SCG verfügt über ein spezielles Design, das sehr schnell auf den durch den Blitzableiter durchfließenden Strom reagiert und diesen im Moment der drohenden Blitzleiterüberlastung- oder Zerstörung überbrückt und dadurch einen permanenten Kurzschluss mit minimalem Energieverlust gewährleistet, so dass keine physischen Schäden am Produktgehäuse entstehen, die für die Umwelt gefährlich sein könnten.
Darüber hinaus ist diese Kurzschlussvorrichtung drahtlos mit einer Elektronik verbunden, die das Ansprechen des Kurzschlussschalters aufzeichnet und dauerhaft anzeigen kann. Die Elektronik besteht aus einem speziellen RFID-Tag, der mit einem handelsüblichen RFID-Lesegerät in Sekundenbruchteilen ohne jegliche Manipulation (Überbrücken, Abklemmen, Messen) mit dem VLD aus der Ferne ausgelesen werden kann. Das Auslesen ist auch unterwegs in Bewegung möglich, so dass die Inspektion der installierten VLD-Fs einfach und kostengünstig ist. Dies ermöglicht häufigere Kontrollen der Spannungsbegrenzer und minimiert die Zeitperioden, in denen gefährlicher korrosiver Strom durch die aktivierte VLD entweicht.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Lösung ist die wesentlich einfachere und übersichtlichere Logistik, da neben der sofortigen Anzeige mit Aufforderung den VLD-F auszutauschen auch weitere Identifikationsparameter des gesteuerten Spannungsbegrenzers (z. B. Seriennummer, Einbaukoordinaten usw.) im Controller gespeichert werden, die dann für Betriebsstatistiken, Analysen usw. genutzt werden können.
Das Ergebnis des Einsatzes dieses modernen VLD-F ist daher eine erhebliche Senkung der Betriebskosten für die Verwaltung des Potentialausgleichsystems, eine Minimierung der Streuströme und damit eine Erhöhung der Lebensdauer der Eisenbahninfrastruktur und nicht zuletzt die Möglichkeit der Durchführung von fortschrittlicher Analysen, die in vorausschauende Wartungssysteme einfließen, um Inspektionen zu optimieren und die Betriebskosten weiter zu senken.
Der integrierte Schutz gegen Blitzströme und industrielle kurzzeitige Pulsstromerscheinungen ist selbstverständlich in das Produkt integriert und arbeitet in einem umkehrbaren Modus (d.h. die interne Kurzschlusseinrichtung reagiert nach einem Blitzeinschlag nicht).
