Elektronisk blinkapparat

1 Innledning

GEN-JS-Q-00092 000

1.1 Bakgrunn

Det er behov for å forlenge levetiden på relebaserte signalanlegg da innføring av ny teknologi (ERTMS) blir forsinket. Det er kartlagt stort behov for å bygge flere relebaserte sikringsanlegg med dertil behov for komponenter som ikke lenger er i produksjon, eller vanskelig la seg skaffe på en forutsigbar måte.

Kvikksølvbaserte blinkapparater er en komponent som det hersker en del usikkerhet rundt.

Det er også et miljømessig problem etter som blinkapparatene inneholder større mengder kvikksølv en norsk lov tillater, blinkapparatene i dag brukes derfor på dispensasjon. Så etter som disse er spesialbygde og brukt på dispensasjon, er kostnad og tilgjengelighet en usikkerhet som ikke kan ignoreres. Derfor er det ønskelig å finne erstatning for kvikksølvbaserte blinkapparat.

Det er allerede tatt i bruk elektroniske/halvleder repeter rele for å lage blinkspenning i noen relebaserte sikringsanlegg. På den måten kan man til en viss grad redusere behovet for kvikksølvbaserte blinkapparat. Men det kreves fortsatt minst ett stk blinkapparat pr stasjon, for å styre repeter-releene.

1.2 Hensikt

Formålet med denne kravspesifikasjonen er å spesifisere Bane NORs krav til signalsystemer, og gi en forståelse av hvordan produktet skal fungere, hvilke grensesnitt det har og hvilke krav som skal opprettholdes. Kravspesifikasjonen inneholder de tekniske og funksjonelle krav som skal oppfylles for et elektronisk blinkapparat.

Hensikten med et elektronisk blinkapparat er å generere korrekt blinkspenning til hovedsignaler som skal ha dette. Samt å gjengi korrekt blinkspenning til annet utstyr som feks stillerapparat og fjernstyring. Blinkapparatet skal anvendes i Bane NORs relebaserte sikringsanlegg for å gi korrekt informasjon i forsignaler og hovedsignaler samtidig som at sikkerhetskritiske. Blinkapparatet skal også utformes for å kunne virke sammen med ATC-kodere for de lyssignaler som har slike. Blinkapparatet vil bli montert der Bane NOR finner dette nødvendig.

Blinkapparet skal kunne benyttes og virke sammen med andre anlegg i infrastrukturen som for eksempel strømforsyningsanlegg, kontaktledningsanlegg og teleanlegg.

Blinkapparatet skal kunne styres fra de typer av sikringsanlegg med det grensesnittet mot sikringsanlegg som er beskrevet i denne spesifikasjonen.

Dagens løsning med Kvikksølv- blinkreleet stopper i dag med ledene utgang, ny erstatnings-løsning må fungere likt.

1.3 Definisjoner og forkortelser

1.4 Beskrivelsesteknikker

• Kravene i spesifikasjonen er i størst mulig utstrekning utformet som funksjonskrav, men der det er nødvendig er kravene detaljert.
• Logiske språk, symboler eller andre spesielle beskrivelsesteknikker er ikke benyttet i denne spesifikasjonen.
• Hvert krav er unikt og fortløpende nummerert (F1, F2, F3 osv.)

2 Systembeskrivelse

2.1 Omfang

Leveransen omfatter blinkapparat som vist i figur 1.

3 Tekniske og funksjonelle krav

3.1 Tekniske krav

F1 Produktet skal ha en driftsspenning på 24–40 VDC

F2 Produktet skal kunne lage en asymmetrisk 1 Hz blink-spenning. (TRV 04105)

F3 Produktet skal ha minst to (arbeidskontakter) utganger:

1. En utgang skal kunne håndtere (blink-)spenninger på 170–230 VAC 10 A kontinuerlig bruk.
2. En utgang skal kunne håndtere (blink-)spenninger på 24–40 VDC kontinuerlig bruk

F4 Produktet skal ikke ha bevegelige deler, men være utformet med halvledere (Solid State/tyristorer/transistorer) for å oppnå en høyest mulig MTBF

F5 Produktet skal ha isolert skille mellom styrekrets og kraftkrets i rele med spenningsfasthet på minst 2,5 kV

F6 Produktet skal ha isolert skille mot kapsling med en spenningsfasthet på minst 4 kV

F6 Produktet skal ha galvanisk skille mellom styrekrets og kraftkrets.

3.2 Funksjonelle krav

F8 Blinkapparatet skal levere en blinkspenning som i en periode leverer spenning ut i 600 ms, og er avbrutt (brutt krets) i 400 ms. Signalene skal lyse i et lys/mørkeforhold 60/40. Jfr. TRV:04105 og TRV:06887.

TRV:04105 og TRV:06887

TRV:04105
Lyskilden skal kunne lyse med blinklys med blinkfrekvens 60 blink/minutt og lys/mørke-forhold 60/40.

Vedlikeholdskrav sa-sik-0000-04/ 1050:  60 blink/min (+/-2)

TRV:06887 f)
Strømforsyningen skal kunne levere spenning til lyssignal som skal vise blinklys med egenskap som beskrevet i Tabell: Strømlevering til lyssignal som skal vise blinklys.

F9 Ved feil på blinkapparatet skal utgangskretsene (arbeidskontaktene) være lukket. Dvs at om blinkfrekvensen opphører skal utvendige signaler ha fast lys. Jfr. TRV:06888.

TRV:06888

TRV:06888 g)
Dersom utstyret som skaper blinklys for lyssignal stanser, skal lyssignalene strømforsynes som for fastlys.

F10 Blinkapparatet/releet skal kunne festes på en DIN-skinne.

F11 Produktet bør ha statuslys for lettere feilsøking.

F12 Produktet skal ha en MTBF på minimum 20 år.

3.3 Kompletthet

F13 Leveransen skal omfatte alt utstyr som er nødvendig for at blinkapparatet kan tilkobles til og monteres i henhold til denne spesifikasjonen.

F14 Leverandøren kan levere et blinkapparat med funksjonalitet som kommer i tillegg til de krav som er spesifisert i dette dokumentet, men slik funksjonalitet skal ikke gå på bekostning av de spesifiserte krav. Leverandøren skal beskrive slik tilleggsfunksjonalitet spesielt.

3.4 Kompatibilitet til sikringsanlegg

F15 Blinkapparatet skal kunne benyttes i Bane NORs sikringsanlegg, uten at det er behov for å endre sikringsanleggenes funksjon eller forriglinger.

3.5 Merking

Blinkapparatet skal være tydelig merket med følgende informasjon:

F16 All merking skal være lett synlig og godt lesbar og med en slik kvalitet at merkingen forblir lett leselig i produktets levetid.

F17 Produktet skal være CE-merket.

F18 Artikkelnummer/typenummer.

F19 Versjonsnummer.

F20 Serienummer.

F21 Produksjonsuke og -år.

F22 Produsentens firmanavn.

F23 Bane NORs artikkelnummer.

4 Grensesnitt

4.1 Generelt

F24 Blinkapparatet skal kunne styres fra de typer av relebaserte sikringsanlegg som er i bruk i Bane NOR og som har et grensesnitt som vist i figur 1.

4.1.1 Tilkoblinger

F25 Kabel mot sikringsanlegg skal termineres med tilkobling som gir uforringet mekanisk og elektrisk kobling i 20 år etter at blinkapparat er installert.

F26 Tilkoblingspunktene skal være forberedt for ledere med tverrsnitt opp til og med 2,5 mm².

F27 Tilkoblingspunktene på rekkeklemmene skal være berøringssikre.

F28 Tilkoblingspunktene skal ha trådbeskyttelse.

F29 Tilkoblingspunktene skal være slik at eventuelt kondensvann ledes vekk fra elektriske eller elektroniske kretser.

F30 Tilkoblingspunkter skal være lett tilgjengelig for vedlikehold.

F31 Tilkoblingspunkter skal være tydelig merket med sin respektive betegnelse.

4.1.2 Tilførselsspenning

F32 Blinkapparatet skal fungere med spenningstilførsel med spenningsvariasjoner på +/- 10 %:

F33 Blinkapparatet skal fungere med nominell spenning overlagret med 16 2/3 Hz 2V peak – peak.

F34 Blinkapparatet skal fungere med en linjeimpedans fra strømforsyning til tilkoblingspunkter på produktet ≤ (0,5+j 1,0) Ω.

F35 Blinkapparatet skal ikke ta skade, eller gå i feiltilstand ved spenningsbortfall på ≤ 50 millisekunder. Blinkapparatet skal fungere som normalt etter spenningsbortfall.

F36 Frekvensen på arbeidskontakter skal kunne være DC, 50, 95 eller 105 Hz.

4.2 Isolasjonsmotstand

F37 Spenningsfastheten mellom isolerte kretser og jord skal være ≥ 2000 VAC ved 50 Hz i 1 minutt.

F38 Isolasjonsmotstanden mellom blinkapparatet isolerte kretser og jord skal være ≥ 100 MΩ.

5 Sikkerhet, tilgjengelighet og vedlikehold

5.1 Generelt

F72 Blinkapparatet skal være utviklet og dokumentert i henhold til Cenelec EN 50126 (Ref. 3), EN 50128 (ref. 4) og EN 50129 (Ref. 5).

F73 Utskifting og justering av Blinkapparatet slik at den igjen fungerer korrekt, skal kunne utføres på maksimalt 15 minutter.

F76 Blinkapparatet skal kunne monteres og demonteres uten bruk av spesialverktøy.

F77 Blinkapparatet skal være slik at hele Blinkapparatet kan byttes ved reparasjon.

F78 Blinkapparatet skal ha en levetid ≥ 20 år.

F79 Blinkapparatet skal ikke påvirke annet utstyr i bruk av Bane NOR.

F80 Blinkapparatet skal ikke påvirkes av annet utstyr i bruk av Bane NOR.

F81 Blinkapparatet skal være vedlikeholdsfri.

F82 Alle reservedeler og utbyttbare enheter skal være i henhold til «Lov om arbeidervern og arbeidsmiljø» (ref. 6).

5.2 Miljøkrav

F83 Produksjon, bruk og sanering av Blinkapparatet skal kunne gjennomføres innenfor gjeldende krav fastsatt i Forurensningsloven (Ref. 7).

F85 Produktet skal oppfylle krav satt i 5.2.3 Utstyr plassert i hytte/kiosk med oppvarming jfr. TRV:02330.

F84 Produktet skal oppfylle krav satt i 5.2.2 Utstyr plassert i hytte/kiosk med oppvarming jfr. TRV:02329.

TRV:02330 og TRV:02329

TRV:02330: b)
Utstyret skal fungere som forutsatt under miljøtestene.

TRV:02329: a)
Utstyr plassert i hytte/kiosk med oppvarming skal tilfredsstille krav i teststandarder som beskrevet i Tabell: Teststandard og testverdier for utstyr montert i hytte/kiosk med oppvarming.

5.3 Lufttrykk – Trykkpulser – Temperatur

F85 Blinkapparatet skal virke som spesifisert i en høyde på 1400 meter over havet (EN 50125-3 (Ref. 8), kap. 4.2, klasse A1).

F86 Blinkapparatet skal virke som spesifisert utsatt for trykkpulser med en endring i trykk ∆P = ±5 kPa, med trykkendring ∆P/∆t = 1kPa/s (EN 50125-3 (Ref. 8), kap. 4.2.2).

F87 Blinkapparatet skal virke i omgivelsestemperaturer fra –40 °C til +35 °C (EN 50125-3 (Ref. 8), kap. 4.3, Tabell 2, klimaklasse T2).

F88 Leverandør skal dokumentere maksimal temperatur i diodematrise (i et tidsvindu på min 60 min) når omgivelsestemperatur er 20 grader. Rationale: For høye temperaturer vil redusere levetiden på kretskort, ledere og innkapslingen.

5.4 EMC

F89 Ferdig montert skal produktet tilfredsstille EMC-kravene i Teknisk regelverk: Felles elektro/Prosjektering og bygging/Generelle tekniske kravEkstern lenke (Ref. 9).

5.1.11 Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC)

TRV:02311

TRV:02311 a)
Signalanlegg skal tilfredsstille EMC-krav i Felles elektro/Prosjektering og bygging/Generelle tekniske krav.

6 Dokumentasjon

6.1 Dokumentasjon for installasjon, drift og vedlikehold

Leveransen skal inkludere følgende dokumentasjon:

F90 Montasjebeskrivelse

F91 Funksjonsbeskrivelse

F92 Stykkliste

F93 Reservedelsliste

F94 Beskrivelse av feilretting

F95 Beskrivelse av eventuelt forebyggende vedlikehold

F96 Bevis for gjennomført og akseptert funksjonstest i henhold til godkjent testspesifikasjon.

F97 Sikkerhetsbevis

6.2 Sikkerhetsbevis

F98 Blinkapparatet sikkerhet skal dokumenteres i et sikkerhetsbevis (Safety Case) i henhold til Cenelec EN 50129 (Ref. 5).

6.3 Språk

F99 All dokumentasjon for installasjon, drift, feilretting og vedlikehold skal være på norsk.

F100 Funksjonsbeskrivelse og sikkerhetsbevis (Safety Case) skal være på norsk eller engelsk.

7 Opplæring

F101 Leverandøren skal kunne gi nødvendig opplæring om blinkapparatet.

F102 Opplæringen skal være så omfattende at vedlikeholdspersonalet blir i stand til å montere / demontere blinkapparatet på foreskreven måte.

8 Vedlegg

Vedlegg 1: Samsvarsliste

9 Referanser

1. Ref. 1: Bane NORs tekniske regelverkEkstern lenke (Ref. 1).
2. Ref. 2:
3. Ref. 3: EN 50126 Railway applications – The specification and demonstration of Reliability, Availability, Maintainability and Safety.
4. Ref. 4: EN 50128 Railway applications – Software for railway control and protection systems.
5. Ref. 5: EN 50129 Railway applications – Safety related electronic systems for signalling.
6. Ref. 6: Lov om arbeidervern og arbeidsmiljø (aml) LOV-2005-06-17-62
7. Ref. 7: Forurensningsloven LOV-1981-03-13-6Ekstern lenke
8. Ref. 8: EN 50125-3, Railway applications – Environmental conditions for equipment for signalling and telecommunications.
9. Ref. 9: Teknisk regelverk: Felles elektroEkstern lenke

• Dagens Blinkapparat – Datablad Schneider
• MTBF avklarings mail Schneider
• Datablad Carlo Gavazzi
• MTBF avklarings mail Carlo Gavazzi

9.1 Kravspesifikasjon

AGAS-Generisk produkt signal
Elektronisk blinkapparat for Relebaserte sikringsanlegg
Første revisjon 01.08.24 rev. 000
Produsent Bane NOR SF Digitalisering og teknologi
Prosjektnavn:
Saksnr: GEN-JS-Q-00092 000
Dokument nr. Rev.
SA-xxxxxxxx 000