FRAUSCHER Ausgabe 04 - Oktober 2009
NEWS
Magnetische Beeinflussungsgrenzen von Radsensoren
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Wir hielten es daher für zweckmäßig, den Frequenzbereich nach unten hin bis auf 0 Hz zu erweitern.
Vorwort Sehr geehrte Kunden und Anwender unserer Komponenten, mit dieser Ausgabe der FRAUSCHERNEWS setzen wir die Offenlegung der Beeinflussungsgrenzen unserer Radsensoren fort. Heute behandeln wir die zulässigen Grenzwerte elektromagnetischer Störfelder am Beispiel der Radsensoren Type RSR180, RSR123 und RSR122. In diesem Zusammenhang möchten wir auf die Anforderungen der prTS 50238-3 eingehen, die bei einer Reihe von zugelassenen Radsensoren den Frequenzbereich von 10 kHz bis 1,3 MHz betrachtet. In der Praxis kämpfen wir jedoch immer wieder mit Gleichmagnetfeldern, beispielsweise bei Gleichstromtraktion oder bei Magnetschienenbremsen.
Die WGA4-2 der CENELEC SC9XA hat in ihrem Entwurf der technischen Spezifikation prTS 50238-3 einen Sicherheitsabstand zwischen den festgelegten Grenzwerten und der tatsächlichen Störansprechgrenze der jeweiligen Radsensoren von 9 dB definiert. Diesen Wert haben wir im korrespondierenden Frequenzbereich berücksichtigt. Im niedrigen Frequenzbereich und bei Gleichmagnetfeldern hielten wir jedoch einen Sicherheitsabstand von 3 dB für ausreichend, weil sich NF-Felder deutlich weniger komplex ausb reiten als solche mit höheren Frequenzen. Beim Vergleich der Grenzwerte, beispielsweise der Radsensoren Type RSR122 und RSR123, fällt der Unterschied auf, den wir mit der neuen V-Mix Technologie ® im Radsensor RSR123 erzielt haben. Zwischen den Entwicklungsphasen der beiden Radsensoren liegen ziemlich genau 10 Jahre, und wir sind ein wenig stolz, in relativ kurzer Zeit diesen technologischen Quantensprung geschafft zu haben.
Gerne berichten wir, dass sich mittlerweile etwa 2.500 Radsensoren der Type RSR123 im Gleis befinden, von denen wir bislang keine Störung durch elektromagnetische Einflüsse registrieren konnten. Wir freuen uns, dass wir mit dieser Ausgabe der FRAUSCHER-NEWS unsere Aktivitäten zur vollständigen Offenlegung der Eigenschaften unserer Radsensoren abschließen können. Die neue Transparenz bietet die Grundlage für eine klare Definition in Verträgen. Sie gestattet unseren Kunden, bei Vergleich der Grenzwerte unserer Radsensoren mit den Emissionswerten ihrer Fahrzeuge höchstverfügbare Gleisfreimeldeanlagen zu errichten und einhergehend die Wirtschaftlichkeit ihrer Anlagen zu heben. Wir sind überzeugt, dass wir damit einen Beitrag für die weitere Erhöhung der Verfügbarkeit unserer Achszählsysteme liefern können und freuen uns auf die weitere konstruktive Zusammenarbeit. Ihr Josef Frauscher
Magnetische Beeinflussungsgrenzen von Radsensoren Definition der Randbedingungen Die nachfolgend angegebenen Grenzwerte wurden jeweils in der empfindlichsten Richtung des Radsensors ermittelt. Diese ist bei allen drei Radsensortypen (RSR180, RSR123, RSR122) die Z-Richtung (siehe Abbildung 1). Mit einer Kompatibilität zwischen Radsensor und Schienenfahrzeug in Bezug auf Magnetfelder ist zu rechnen, wenn diese Grenzwerte in allen Richtungen eingehalten werden. Eine Ausnahme bildet hier der Radsensor RSR180, der im energietechnischen
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Frequenzbereich bei den Magnetfeldern in X-Richtung einen um 10 dB niedrigern Grenzwert aufweist. In den angegebenen Grenzwerten ist eine Reserve enthalten, die unter anderem Fertigungstoleranzen und Umgebungseinflüsse, wie z. B. Temperatur und Schienenprofil, berücksichtigt. Im Frequenzbereich von DC bis 10 kHz beträgt die Reserve 3 dB. Ab einer Frequenz von 10 kHz beträgt die Reserve entsprechend der Definition in der prTS 50238-3 9 dB.
Z
X
Y
Abbildung 1: Koordinatensystem
Messbedingungen Die im energietechnischen Frequenzbereich angegebenen Grenzwerte gelten für eine dauerhafte Beeinflussung und wurden auf Basis von Schienenströmen ermittelt. Dabei wurde folgende Umrechnungsformel angewandt: 5.000 A eff entsprechen (= 201,5 dBµA/m).
15 mT
>> Der Grenzwert für den Radsensor RSR180 (212 dBµA/m) entspricht einem Schienenstrom von ca. 16.500 Aeff. >> Der Grenzwert für den Radsensor RSR123 (220 dBµA/m) entspricht einem Schienenstrom von ca. 42.000 Aeff. >> Der Grenzwert für den Radsensor RSR122 (204,6 dBµA/m) entspricht einem Schienenstrom von ca. 7.000 Aeff.
Rahmenantenne bzw. Helmholtzspule eingesetzt. In diese wurde ein SinusBurst mit konstanter Burstdauer von 50 ms eingekoppelt.
Dieser Zusammenhang zwischen Schienenstrom und Feldstärke/Flussdichte wurde bei Feldversuchen festgestellt und nachgewiesen.
Zwischen den Burstpaketen wurde eine Erholungszeit von 450 ms eingehalten.
Im Login-Bereich für Kunden auf www.frauscher.com finden Sie sowohl die hier angegebenen Grenzwerte, als auch die Grenzen des sensiblen Erfassungsbereichs der Radsensoren für metallische Gegenstände.
Der Frequenzbereich zwischen 50 Hz und den hochfrequenten Grenzwerten wurde unter Berücksichtigung der Reserve linear interpoliert.
Zur Ermittlung der Grenzwertpunkte ab einer Frequenz von 10 kHz wurde bei allen drei Radsensoren eine
Magnetische Beeinflussungsgrenzen des Radsensors RSR180 RSR180 (Betriebsfrequenz 250 kHz) 230 220 210
Grenzwert [dBµA/m]
200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100
1 (DC)
10
100
1.000
10.000
100.000
1.000.000
10.000.000
Frequenz [Hz]
Abbildung 2: Grenzwerte des Radsensors RSR180 in Abhängigkeit von der Frequenz
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Magnetische Beeinflussungsgrenzen des Radsensors RSR123 RSR123 (Betriebsfrequenz 1000 kHz bzw. 1230 kHz) 230 220 210
Grenzwert [dBµA/m]
200 190 180 170 160 150 140 130 120 110
1 (DC)
10
100
1.000
10.000
100.000
1.000.000
10.000.000
1.000.000
10.000.000
Frequenz [Hz]
Abbildung 3: Grenzwerte des Radsensors RSR123 in Abhängigkeit von der Frequenz
Magnetische Beeinflussungsgrenzen des Radsensors RSR122 RSR122 (Betriebsfrequenz 1035 kHz bzw. 1130 kHz) 210 200 190 180
Grenzwert [dBµA/m]
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60
1 (DC)
10
100
Hinweis zu Grenzwert DC: Der angegebene Grenzwert ist nur bei Verwendung eines Reduktionsbleches Typ RB250 gültig. Ohne Reduktionsblech verringert sich der Grenzwert um 6 dB.
1.000
10.000
Frequenz [Hz]
Abbildung 4: Grenzwerte des Radsensors RSR122 in Abhängigkeit von der Frequenz
Kontaktdaten Wenn Sie Anmerkungen, Verbesserungsvorschläge oder Fragen haben, wenden Sie sich bitte an: DI (FH) Gerhard Grundnig Phone +43 (0) 7711 / 2920 - 9217 email gerhard.grundnig@frauscher.com
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