Pro přečtení celého článku klepněte levým tlačítkem myši na jeho nadpis...

01/2021 - Úpravy kolejových obvodů stanice Světlá

Na článku se zatím pracuje, další fotografie budou doplněny.

Co děláme v poslední době?
Využíváme uzavření kroužků KŽM od ledna a pokračujeme v naší práci. V listopadu 2020 jsme dokončili vydrátování kolejových obvodů nových traťových dílů Tr02-00, Tr02-01 a nového vloženého staničního dílu Sve-04, předrátovali jsme kolejové obvody stávajícího traťového dílu Tr02-02 a začali s předrátováním stávajícího staničního dílu Sve-05, které jsme dokončili v prosinci 2020.

V lednu 2021 jsme začali s předrátováním původního dílu stanice Sětlá Sve-03. Původní staniční díly Sve-01, Sve-02 ještě čekají na předrátování.

Chcete číst dál? Klikněte myší na nadpis článku...

Proč je potřeba předělat zapojení kolejových obvodů stanice Světlá? Důvodů je více. Světlou jsme vydrátovali v letech 2011 až 2012 a to na jeden zdroj trakčního napájení, jak tvrdila reklamní propaganda digitálu ze začátku století. V té době jsme již měli několik lokomotiv digitálních, ale nikoliv všechny se zvukovými dekodéry. Již tehdy se ale s přibývajícím počtem lokomotiv začaly objevovat potíže s restartem boosterů po zkratu na kolejích. Zkratu na kolejích se nedá vyhnout, zvláště pak, provozujete-li se kolejiště v žákovském kroužku. Jako řešení jsme přestali kolejiště napájet přímo z centrály a začali je napájet ze dvou zapůjčených boosterů SPAX (což je konstrukce evropského klubu modulové železnice FREMO). Jeden SPAX pro žst. Ledeč a druhý pro žst Světlá. To načas vyhovovalo ale při růstu počtu lokomotiv a zejména po přechodu na zvukové dekkodéry lokomotiv jsme tu měli ten problém znovu. Postupně jsme přešli důsledně na zvukové lokomotivy, resp. nakupovali jsme již jen zvukové a starších pár lokomotiv, co jsme měli jsme vybavili novými zvukovými dekodéry. Tím se problémy s restartem po zkratu na kolejích jen prohloubily. V roce 2018 nám také přibyla další stanice na dvoukolejné trati, a to žst. Brod. Již dříve jsme se také rozhodli, že budeme ve Světlé dělat výhledově řízení programovatelným systémem emulujícím releové ZZS (zabezpečovací zařízení stanice). ZZS ve Světlé musí mít mimo jiné také detekci obsazení jednotlivých staničních kolejí, úseků zhlaví a záhlaví a přibližovací úsek ke vjezdovému návěstidlu.

Z těchto důvodů jsme se rozhodli přejít na trakční napájení z více boosterů SPAX. Dvacet boosterů SPAX jsme si vyrobili na jaře v roce 2020 při první koronavirové uzávěře kroužků a mohli jsme vrátit zapůjčené boostery jejich majitelům. Booster SPAX je používán klubem modulové železnice FREMO a dalšími kluby v Evropě (u nás např. Zababov). SPAX má zkratový proud jen 2,3 až 2,5 A, což přispívá ke spolehlivějšímu vypnutí při zkratu. Samozřejmě všechny proudy do 2,5 A se nemohou vyhodnotit jako zkrat, ale je to rozhodně mnohem lepší než boostery 5A nebo dokonce 10A. Je to lepší i než booster 3A obsažený v naší centrále, protože při jeho náhodném zničení, stojí SPAX cca 800 Kč, ale centrála přes 10 tis. Kč.

Na základě těchto zkušeností jsme revidovali projekt kolejových obvodů ve Světlé a rozhodli jsme se tuto stanici s přilehlým depem napájet z celkem 5 SPAXů. Tři pro stanici a dva pro lokomtivní depo. Ve stanici mají každé tři staniční koleje (i spřilehlými traťovými kolejemi) svůj SPAX. Za provozu pak mohou snadno nastat sistuace, kdy jeden SPAX bude napájet až 5 až 8 lokomotiv nemluvě o proudu, který poteče do vozů, viz dále. Kromě toho jsme se rozhodli udělat už také hned přípravu pro detekci obsazení kolejí. Ta se nedá udělat jinak, než měřením proudu v jednotlivých kolejových úsecích, ve staničních kolejích a na zhlaví, záhlaví a na přibližovacích úsecích ke vjezdovým návěstidlům. Celkový počet detekčních obvodů obsazení kolejí je pro devíti kolejnou stanici Světlá něco kolem 50, z toho 18pro staniční koleje, další pro části zhlaví, záhlaví a přibližovací úseky ke vjezdovým návěstidlům. A toto udělat znamená zásadním způsobem předrátovat celou stanici a přilehlé úseky tratí.

Proto tedy předrátováváme stanici Světlá, i když je to práce zdlouhavá. Ale kdo se dal na vojnu, musí bojovat. Naštěstí využíváme desítky metrů vodičů vyštípaných z původní drátovačky, takže spotřeba nových vodičů není až tak velká. Tam, kde to má smysl vodiče nastavuji, viz obrázky. Všechny spoje jsou pájené. K tomu využívám destičky plošných spojů přišrobovaných zespoda kolejiště. Ty nám usnadní úhledné srovnání vodičů.

Ještě k detekci obsazení kolejí
Proč potřebujeme úhedně srovnané drátování? V neposlední řadě se totiž potýkáme s kapacitním svodovýmn proudem. Jako člověk vzdělaný elektrotechnice jsem si vždycky myslel, že vlnový odpor vedení je záležitost vysokých frekvencí (radio, televize a přiznám se, že to nebyl můj obor studia). Trakční signál DCC ale pracuje na poměrně nízké frekvenci, uvádí se frekvence 5 až 10 kHz. Má však pravoúhlý průběh, a proto obsahuje vyšší harmonické, viz dále. K mému překvapení se při měření proudu (střídavého) do neobsazených kolejí ukazovala hodnota 700 mikro Ampér, celkem bez ohledu na délku vedení. Když jsem ale měřil proud do samotné koleje s odpojeným vedením, byl proud neměřitelný (prakticky nulový). A obráceně, proud do vedení bez připojené koleje byl opět těch 0,7 mA a to bez závislosti na délce vedení. Proto zde hovořím o vlnovém odporu vedení. Přitom kolejové úseky staničních kolejí jsou dlouhé několik metrů, plus drátovačka pod kolejištěm. Zajímavý poznatek.

Těch 0,7 mA svodového proudu je pro nás poměrně hodně. Zejména pro rozlišení obsazené a volné koleje, kde kolej se musí jevit jako obsazená i při jednom jediném vagonu na ní. Jak železniční modeláři vědí, je odpor dvojkolí pro detekci obsazení normován na 15 až 18 kΩ (kilo-Ohmů). Tedy detekce by měla rozlišit proud od 0,8 mA nahoru. A to je docela problém, tak blízké hodnoty užitečného a svodového proudu. Proto pokládám vodiče tak, aby v kolejových obvodech byly od sebe dostatečně vzdálené a kapacita vedení co nejmenší. Znamená to také upravit obvody detekce, aby snímaly proudy od co nejnižších hodnot, a nikoliv svodové kapacitní proudy (!).

Dále budeme muset vybavit vozy dvojkolími s odporem. Buď aplikací odporového laku, nebo přidáním příslušných odporů na dvojkolí. Rozhodně se chceme vyhnout nákupu dvojkolí s odporem od profi firem, jak to jen bude možné, a to proto, že jsou poměrně drahá. Například Roco nabízí jedno odporové dvojkolí za 150 Kč. Takže při zhruba 150 kusech vozů by to bylo nejméně 300 dvojkolí, čili 45 tisíc Kč jen za kolečka (!!!). Dovedu si představit mnoho lepších způsobů, jak utratit takové peníze. Pokud to dokážeme sami, tak to uděláme. Nejprve na vozech, které budou jezdit na koncích vlaků (služební vozy a pod.). Toto vybavení vozidel pro detekci bude provedeno až na to dojde řada. Nejdříve se musí dokončit předrátování všech dílů žst. Světlá, potom dodělat pro tuto stanici novou zdrojovou část s boostery SPAX, což bude někdy na přelomu ledna února 2021. Dále se bude muset začít pracovat na hardweru řídicího systému emulujícího releový zabezpečovací systém stanice (jmenovitě na multiplexu) a drátování výhybek a návěstidel a stavbu ovládacího panelu stanice a konečně začít programovat řídicí systém. Z toho je vidět že to všechno je běh na dlouhou trať.

Rádi bychom však měli hotové předrátování kolejových obvodů v celé stanici včetně napájení z boosterů SPAX dříve, než zahájíme provoz na kolejišti s našimi svěřenci (žáky a studenty).

Zdrojová část pro žst. Světlá
Na připojeném obrázku je zdrojová část trakčního napájení DCC pro žst. Světlá a přilehlé trati. Nahoře vidíte pět boosterů SPAX, dále vlevo obvod na vyhodnocení poruchy který signalizuje ve kterém obvodu došlo ke zkratu (při krátkodobém zkratu zůstane nahraná paměť, která se dá odkvitovat), vpravo je sirénka, která signalizuje zkrat akusticky. Dole jsou tři síťové transformátory s dvojitým sekundárním vinutím pro napájení boosterů. Transformátory jsou v provedení pro napájení hraček malým bezpečným napětím na které je možno bez obav sahat rukou. Toto napětí se pak objevuje na kolejích.
Dne 20.1.2021 jsme se Zdeňkem Valterem dokončili instalaci celeé zdrojové části na jednu desku, odladění zdrojů a vyzkoušení signalizace zkratu, pamětí poruchy a jejich kvitování.

©A.T.; Článek vložen: 8.1.2020; poslední revize textu a fotografií 18.1.2021