Pewność połączenia. Złączki wielopoziomowe z zaciskami sprężynowymi Push-in

| Prezentacje firmowe

Dobór i rozmieszczenie połączeń elektrycznych stosowanych w wagonach kolejowych stanowi prawdziwe wyzwanie dla projektantów. Po pierwsze, liczba połączeń elektrycznych rośnie ze względu na coraz bardziej rygorystyczne wymogi bezpieczeństwa, a po drugie, dostępna przestrzeń maleje z powodu nowoczesnego zagospodarowania przestrzeni. Oprócz tych problemów istnieje nacisk na zwiększenie wydajności przy jednoczesnym zmniejszeniu masy - i właśnie w tym obszarze elementy takie jak nowe złączki wielopoziomowe z zaciskami Push-in mają do odegrania ważną rolę.

Pewność połączenia. Złączki wielopoziomowe z zaciskami sprężynowymi Push-in

NIEZAWODNE DZIAŁANIE POMIMO OKABLOWANIA ZAPEWNIAJĄCEGO OSZCZĘDNOŚĆ PRZESTRZENI

Fot. 1. Niskopodłogowa konstrukcja - nisko umieszczone wejścia i długie korytarze w wagonach wymagają bardzo kompaktowych złączy elektromechanicznych

Elementy przeznaczone do stosowania w wagonach kolejowych są narażone na trudne warunki, od skrajnego syberyjskiego zimna (-40°C) do wysokich temperatur pustyni (70°C). Są one również stale narażone na wstrząsy i drgania spowodowane ruchem ważących kilka tysięcy ton pociągów. Połączenia muszą pozostać niezawodne nawet w tak ekstremalnych warunkach; każda usterka może mieć fatalne konsekwencje dla pociągów pasażerskich.

W świetle tych wymagań zwiększanie rozmiaru połączeń lub ich grupowanie jest po prostu niemożliwe. W procesie konstruowania wagonów kolejowych głównym priorytetem jest zapewnienie, że wszystkie podzespoły są niewielkie i kompaktowe, a uzyskuje się to przez optymalizację przestrzeni i wagi. Takie postępowanie zmniejsza zużycie energii i zapewnia przestrzeń potrzebną dla innych komponentów. Konieczność zmniejszania rozmiarów podzespołów jest częściowo wymuszana samą konstrukcją wagonów, na przykład niskopodłogowych pociągów regionalnych i metra (fot. 1).

Duże i niewygodne systemy są umieszczane na zewnątrz wagonu tak, aby pasażerowie nie musieli wspinać się na stopnie przy wsiadaniu do pociągu i mogli swobodnie poruszać się wewnątrz pociągu. Transformatory są instalowane na dachu, jednostki przetwornicy umieszcza się w pojemnikach pod podłogą pojazdu, a skrzynki rozdzielcze zasilania, oświetlenia i sterowania znajdują się pod siedzeniami pasażerów. Wszystko to sprawia, że przestrzeń dostępna dla komponentów elektrycznych jest bardzo ograniczona.

REDUNDANCJA ZWIĘKSZA GĘSTOŚĆ OKABLOWANIA

Fot. 2. Złączki PTTBS 2,5 - szeroka gama akcesoriów pozwala na ich stosowanie przy rozdzielaniu zasilania, mostkowaniu sygnałów lub wykonywaniu badań

W wyniku zwiększonych wymogów bezpieczeństwa, wiele komponentów systemów, takich jak systemy napędowe, ma konstrukcję redundantną. Na przykład przetwornice systemu zasilania wagonu i jego układu napędowego w różnych częściach wagonu działają równolegle, zapewniając ciągłą pracę w przypadku, gdy jeden z komponentów zawodzi. Jednakże systemy redundantne zwiększają gęstość przewodów i połączeń.

Problem ten staje się najbardziej widoczny, kiedy konieczne jest zapewnienie równowagi pomiędzy bezpieczeństwem a kompaktową konstrukcją. W całym pociągu istnieje problem dostępności przestrzeni koniecznej dla komponentów połączeń elektrycznych, czy będzie to panel operatorski maszynisty, jednostki sterowania drzwi, czy też szafa sterownicza systemu klimatyzacyjnego. Zapewnienie przejrzyście skonstruowanego okablowania staje się coraz większym wyzwaniem.

Złączki wielopoziomowe PTTBS 2,5 zostały zaprojektowane jako część popularnego systemu złączek Clipline complete specjalnie do zastosowań na tym obszarze (fot. 2). Mając dwa niezależne od napięcia poziomy, oferują one dwa autonomiczne punkty zaciskowe o kompaktowej szerokości 5,2 mm, co oznacza 50-procentową oszczędność miejsca w porównaniu ze standardowym okablowaniem złączek przelotowych.

Nowe zaciski podwójne (Twin) i poczwórne (Quattro) sprawiają, że na każdym poziomie można podłączyć trzy lub cztery kable, dzięki czemu sygnały lub prądy mogą być rozdzielane bez potrzeby stosowania dalszego okablowania. Napięcie znamionowe 500 V i prąd znamionowy 22 A zacisku zapewniają, że nadaje się on szczególnie do rozdzielania potencjału, a w miejscach, gdzie jest to wymagane, można połączyć poziom górny do poziomu dolnego.

Do tego celu używana jest wersja rozdzielacza napięcia z mostkiem, przy czym możliwe jest również przebudowanie standardowego rozdzielacza potencjału za pomocą prostopadle umieszczonego wtykowego mostka napięciowego.

Wytrzymałe tworzywa sztuczne

Przy wyborze tworzywa sztucznego do produkcji złączek musiano wziąć pod uwagę wysokie standardy wymagane przez sektor kolejowy. Wymagania dotyczące zastosowań w pociągach obejmowały doskonałe właściwości elektryczne i mechaniczne, a także odporność ogniową. Poliamid PA 6.6 wybrany przez Phoenix Contact jest zgodny z normą przemysłową UL 94 V0, jak również rygorystycznymi normami ochrony przeciwpożarowej dla zastosowań w kolejnictwie:

  • Norma europejska DIN EN 45545-2 (R22/R23/R24/R26 dla H1, H2, H3)
  • Norma północnoamerykańska NFPA 130 (ASTM E 162/ASTM E 662/ASTM E 1354/SMP 800-C)
  • Norma francuska NF F 16-101/102 (I2/F2)

TECHNOLOGIA POŁĄCZENIOWA ZWIĘKSZA EFEKTYWNOŚĆ

Zaciski tego typu wyposażone są w najnowszą technologię połączeniową: zaciski Push-in działające na zasadzie sprężyny wtykowej. Technologia ta cieszy się rosnącą popularnością w kolejnictwie, łącząc w sobie zalety złączek sprężynowych, takie jak bezobsługowość i odporność na wibracje z szybszym i prostszym montażem, nawet bez użycia narzędzi.

Elastyczny przewód, z zaciśniętą końcówką zabezpieczającą przewód lub, jeśli jest to możliwe, końcówką rurkową, jest po prostu wkładany jedną ręką w zacisk złącza, tworząc szybkie, niezawodne i bezpieczne połączenie. Osiąga się to za pomocą sprężyny wykonanej ze stali wysokostopowych, która dociska kable do szyny prądowej ze stałą siłą, tworząc minimalne przejście impedancji wewnątrz zacisku złącza.

Kolejną zaletą tego typu złącza jest zintegrowany pomarańczowy przycisk. Gwarantuje to bezproblemową pracę, ponieważ kabel nie może zostać przypadkowo włożony do gniazda na wkrętak, jak to ma miejsce w tradycyjnych klatkowych zaciskach sprężynowych. Podczas serwisowania lub usuwania awarii kabel może być łatwo wyjęty.

TESTY PRAKTYCZNE

Oprócz ogólnych testów przemysłowych dla zacisków zgodnie z IEC 60947-7-1, zaciski Push-in przeszły też pomyślnie badania dotyczące zastosowań w kolejnictwie. W tym obszarze zastosowań wymagane jest badanie odporności na wstrząsy i wibracje zgodnie z normą kolejową DIN EN 50155. Standardowe złączki wielopoziomowe spełniają wymagania kategorii 2 określone w IEC 61373, natomiast modele z gamy Combi, które wyposażone są w złącza wtykowe, spełniają wymagania kategorii 1b.

Ponadto zaciski wtykowe produkowane przez Phoenix Contact posiadającą certyfikat IRIS (patrz ramka) przeszły zaawansowane badania środowiskowe. Obejmowały one badanie odporności na korozję Kesternich zgodnie z normą DIN 50018 i badanie w komorze solnej zgodnie z IEC 60068-2-11. Złączki te spełniają również wymagania najnowszej normy EN 45545-2.

Oprócz posiadania nowych złączy wtykowych Push-in, złączka wielopoziomowa PTTBS 2,5-TWIN/2P zapewnia także możliwość podłączenia dwóch złączy wtykowych Combi. Niezmontowane lub całkowicie zmontowane złączki są wstępnie złożone, przetestowane i dopuszczone jako grupa do montażu w celu dalszej obróbki, którą następnie przeprowadza się w innym miejscu, na przykład na linii montażu końcowego w centrum dystrybucyjnym. Czasy okablowania oraz ryzyko błędów są zredukowane, a dzięki standaryzacji rozruch jest znacznie łatwiejszy.

Certyfikacja IRIS

Phoenix Contact posiada certyfikat International Railway Industry Standard (IRIS) od kwietnia 2008 r. Norma ta jest oparta na standardzie zarządzania jakością DIN EN ISO 9001 i obejmuje dodatkowe wymagania międzynarodowe specyficzne dla kolejnictwa. Certyfikat ten potwierdza, że nasze procesy zarządzania jakością zostały dostosowane zgodnie ze standardem IRIS oraz że jakość naszych produktów jest zgodna w całym cyklu życia produktu.

MODUŁOWE I PRZEJRZYŚCIE SKONSTRUOWANE

Fot. 3. Kabina maszynisty jest miejscem, gdzie to wszystko się zbiega - kompaktowa, dobrze opracowana koncepcja okablowania zapewnia prostotę również tutaj

Złączki wielopoziomowe linii Twin i Quattro mają konstrukcję kątową z przednim złączem wtykowym przesuniętym o 30°, zapewniając tym samym dobrą widoczność. Oznacza to, że mniej kabli blokuje pole widzenia serwisanta lub instalatora oraz to, że duże podwójne etykiety na środku zacisków są łatwiejsze do odczytania pomimo ograniczonej przestrzeni (fot. 3).

Fakt, że złączki te należą do systemu złączy Clipline complete, oznacza, że produkty te są w pełni kompatybilne z innymi złączkami i akcesoriami tego systemu. Wszystkie rodzaje złączy mogą być łączone ze sobą i opcjonalnie wymieniane. Wszystkie akcesoria, takie jak adaptery testowe, jak również mostki wtykowe i redukcyjne mogą być bezproblemowo używane.

Ilustracja tytułowa: Wagony kolejowe są jak zakłady przemysłowe na kołach; ich elementy muszą być w stanie pracować bezpiecznie i niezawodnie, nawet w warunkach ekstremalnych obciążeń i naprężeń.

Moritz Krink
Dariusz Chiliński
Phoenix Contact

www.phoenixcontact.pl