Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

InnoTrans 2008: Sichere Fahrdrahtrisserkennung mit Sicat CMS von Siemens

24.09.2008
Fehler in Oberleitungen schnell und sicher orten

Die Siemens-Division Mobility hat die berührungslose Überwachungseinrichtung Sicat CMS (Catenary Monitoring System) für den Nah- und Fernverkehr entwickelt, die Oberleitungsanlagen punktuell an Bahnübergängen, Haltestellenbereichen oder in Tunneln kontinuierlich überwacht.


Siemens Mobility hat die Überwachungseinrichtung Sicat CMS entwickelt, die die Oberleitungen kontinuierlich überwacht und bei Störungen unmittelbar einen Alarm auslöst. Das Bild zeigt beispielhaft die Anordnung des Sensors an der Radspannerwippe des Prototyps auf der Strecke HSL-Zuid in den Niederlanden.

Bei Störungen wird unmittelbar ein Alarm ausgelöst und an die Leitstelle übermittelt. Die Lage der Wippen der Gewichtsnachspanneinrichtungen der Oberleitungsanlage wird gemessen und ausgewertet. Ergänzend zum bestehenden Oberleitungsschutz können Fehlerort und -art genauer und schneller ermittelt und, falls notwendig, einspeisende Unterwerke selektiv abgeschaltet werden. Die Strecke kann damit schneller wieder in Betrieb gehen. Bei entsprechenden Gefahren ist es möglich, das Personal der Triebfahrzeuge rechtzeitig zu warnen und zu instruieren. Dadurch können Folgefehler zum Beispiel durch weitere in die betroffene Strecke einfahrende Fahrzeuge verhindert werden. Sicat CMS erhöht die Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit von Bahnstrecken. Erste Überwachungseinrichtungen sind bereits erfolgreich in Betrieb.

Für Bahnbetreiber haben Sicherheit und Verfügbarkeit ihrer Anlagen höchste Priorität. Wesentliche Anlagenteile, die die Verfügbarkeit erhöhen würden, können aber aus wirtschaftlichen und technischen Gründen oft nicht redundant ausgeführt werden. Das gilt insbesondere für die Oberleitungsanlage. Äußere Einwirkungen wie umgestürzte Bäume können Leitungen beschädigen und Betriebsunterbrechungen hervorrufen. Ein sicheres und schnelles Erkennen von Störungen ist daher sehr wichtig, um den Reisenden einen zuverlässigen Betrieb der Bahn anbieten und gewährleisten zu können.

Zur Kompensation der temperaturbedingten Längenänderungen von Fahrdraht und Tragseil werden Nachspanneinrichtungen, häufig mit Gewichten und Radspannern, eingesetzt. Über den Radspanner befinden sich Gewichts- und Zugkraft der Oberleitung im Gleichgewicht. Eine Kraftänderung im Leiter – hervorgerufen durch Reibungskräfte bei temperaturbedingter Längswanderung der Leiter, Fahrdrahtanhub bei Durchfahrten, Zusatzlasten im Kettenwerk oder Leiterriss – führt zu einer Neigungsänderung der Radspannerwippe. Reibungskräfte durch die normale Stromabnahme des Zuges verändern sich meist allmählich und nur geringfügig. Leiterrisse und Zusatzlasten führen dagegen zu plötzlichen und starken Kraftänderungen. Somit können durch eine gezielte Auswertung der zeitbezogenen Positionsänderung der Wippe Ereignisse im und am Kettenwerk genau analysiert werden.

Mit Sicat CMS von Siemens wird die Position der Radspannerwippe mit einem Wegaufnehmer gemessen, der auf Basis magnetischer Effekte arbeitet (Magnetostriktion). Dieser Sensor arbeitet berührungslos und somit verschleißfrei. Die Genauigkeit des Gesamtsystems ist auf 0,1 mm eingestellt. Ein Dauermagnet wird in der Nähe der Radspannerachse seitlich an die bewegliche Wippe montiert. Der Magnet bewegt sich zusammen mit der Radspannerwippe an einem Sensorstab entlang. Die Messwerte des Sensors werden der Sensorstation zugeführt. Zwischen dem Stab des Messsensors und dem Dauermagneten befindet sich ein rund 5 mm breiter Luftspalt. Damit beeinflusst der Sensor die Funktion der Nachspannvorrichtung nicht. Auch äußere Einflüsse wie lose Ladungsteile oder Astwerk können die Messergebnisse des Sensors nicht beeinträchtigen.

Zur Bewertung wird die Bandbreite der Positionswerte während der letzten Sekunden zyklisch berechnet. Überschreitet diese einen projektierten Wert, so wird eine Warnung an das Überwachungssystem übertragen. Dies ist ein Indiz dafür, dass eine Beeinträchtigung der Oberleitung vorliegt. Der Betreiber kann entsprechend darauf reagieren und zum Beispiel Triebfahrzeugführer zu erhöhter Aufmerksamkeit auffordern. Sobald das Kettenwerk zur Ruhe kommt, wird die Differenz der Positionen am Beginn und Ende der Bewegung geprüft. Ist sie klein, so bedeutet dies, dass sich das Kettenwerk wieder in der Nähe seiner ursprünglichen Position beruhigt hat. Das Kräftegleichgewicht hat sich also nicht signifikant geändert. Ein Leiterriss kann mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden. In diesem Fall wird keine Warnung weitergegeben. Wird eine große Differenz ermittelt, deutet dies auf einen neuen statischen Zustand mit einer anderen Wippenposition und damit auch auf ein neues Kräftegleichgewicht hin. Die Überwachungseinrichtung überträgt einen Alarm mit entsprechend hoher Priorität an das Leitsystem. Durch die Auswertung der Bewegung pro Zeiteinheit und den zusätzlichen Vergleich mit festgelegten Grenzwerten lassen sich Abweichungen von den Betriebswerten feststellen.

Sicat CMS ist für jede Anlagengröße konfigurierbar. Es kann flächendeckend die gesamte Oberleitungsanlage oder auch nur punktuell neuralgische Punkte wie Bahnübergänge, Brücken, Tunnel und Bahnsteige überwachen. Die Einrichtung ist ein Baustein für eine zustandsbezogene, weniger personalintensive Instandhaltung.

Die Betriebszentrale der Anlage wird über Ethernet unter Verwendung des Fernwirkprotokolls nach der Norm IEC 60870-5-104 angebunden. Dadurch kann Sicat CMS einfach in ein vorhandenes Scada-System integriert werden. Es ist kein spezieller Bedienplatz in der Leitstelle erforderlich.

Prototypen wurden auf der Hochgeschwindigkeitsstrecke HSL-Zuid in den Niederlanden und auf der Hochgeschwindigkeitsstrecke Segovia-Valladolid in Spanien erfolgreich getestet und befinden sich dort im Einsatz. Die ersten Serienanlagen wurden auf der Hochgeschwindigkeitsstrecke von Madrid nach Valladolid im Frühjahr 2008 beginnend eingebaut. Sieben Auswertestationen mit insgesamt 120 Sensorstationen und 240 Sensoren erfassen den Zustand der Kettenwerke auf der rund 140 km langen Strecke. Das System überwacht an den für den Betreiber sensiblen Punkten im Bereich von Bahnhöfen und in den beiden 8 und 29 km langen Tunneln San Pedro und Guadarrama mechanische Störungen an der Oberleitung.

Der Industry Sector (Erlangen) der Siemens AG ist der weltweit führende Anbieter von Produktions-, Transport- und Gebäudetechnik. Mit durchgängigen Hardware- und Software-Technologien und umfassendem Branchenlösungen steigert Siemens die Produktivität und Effizienz seiner Kunden aus Industrie und Infrastruktur. Der Sektor besteht aus den sechs Divisionen Building Technologies, Industry Automation, Industry Solutions, Mobility, Drive Technologies und Osram. Mit weltweit rund 209000 Mitarbeitern erzielte Siemens Industry im Geschäftjahr 2007 einen Umsatz von etwa 40 Milliarden Euro (pro forma, unkonsolidiert).

Die Mobility Division (Erlangen) ist der international führende Transport- und Logistik-Lösungsanbieter. Mit dem Ansatz „Complete mobility“ verfolgt die Division das Ziel, unterschiedliche Verkehrssysteme miteinander zu vernetzen, um Menschen und Güter effizient zu transportieren. Complete mobility vereint dabei Kompetenzen bei Betriebsführungssystemen für Bahn- und Straßenverkehrstechnik mit Lösungen bei Flughafenlogistik, Postautomatisierung und Bahnelektrifizierung sowie Schienenfahrzeugen im Nah-, Regional- und Fernverkehr und zukunftsorientierte Servicekonzepte.

Siemens AG
Corporate Communications and Government Affairs Wittelsbacherplatz 2, 80333 München Deutschland

Informationsnummer: IMO200809.050d fp

Franz-Ferdinand Friese | Siemens Mobility
Weitere Informationen:
http://www.siemens.com/industry
http://www.siemens.com/mobility

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Effizienz steigern, Kosten senken!
17.08.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Maßgeschneiderte Lösungen für APos-Maschinen: Kamerasystem Keyence CV-X100
11.08.2017 | Heun Funkenerosion GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie