I sistemi di segnalamento ferroviario collegano locali di interblocco, locali relè, armadi lungo linea e apparecchiature esposte a bordo linea tramite cavi lunghi di potenza, controllo e comunicazione. Questi percorsi conduttivi possono trasportare sovratensioni indotte dai fulmini, transitori di commutazione e differenze di potenziale di terra verso interfacce di segnalamento sensibili. [9] [10]
Una protezione efficace contro le sovratensioni nel segnalamento ferroviario non si ottiene scegliendo lo SPD con la più alta nominale in kA. Il dispositivo deve limitare la tensione transitoria senza alterare il segnale normale, creare un percorso verso terra inaccettabile o introdurre una modalità di guasto in conflitto con il sistema di sicurezza ferroviario. [7] [10]
Selezionare uno SPD per il segnalamento ferroviario in base all'esatta interfaccia protetta, non solo sulla tensione nominale o sulla corrente nominale di sovratensione. Prima di scegliere un modello, confermare la funzione del circuito, la tensione massima continua, la corrente di esercizio, la forma d'onda o la velocità dati, la caduta di tensione consentita, la configurazione di messa a terra, la dispersione ammissibile, le modalità di protezione e il comportamento in guasto. [4] [9] [10]
- Esaminare separatamente i cavi di potenza, segnalamento, controllo e comunicazione.
- Posizionare la protezione in corrispondenza dei limiti definiti di ingresso cavi e delle apparecchiature.
- Verificare sia il normale funzionamento sia le condizioni di guasto prevedibili dello SPD.
- Non collegare a terra un circuito flottante o monitorato per l'isolamento senza una revisione approvata del sistema.
- Confermare i requisiti di approvazione dell'operatore, del fornitore di sistema e del progetto prima di effettuare l'ordine.
Indice dei contenuti
Perché la segnalamento ferroviario richiede una protezione contro le sovratensioni specifica per l'interfaccia
Un impianto di segnalamento ferroviario può comprendere alimentazione ordinaria dell'edificio, alimentazione dedicata al segnalamento, circuiti di relè, circuiti di binario, circuiti di macchine di deviatoio, interfacce di contatori assi, dati seriali ed Ethernet.
Questi circuiti non condividono la stessa tensione, corrente, frequenza, impedenza o funzione di sicurezza. Un dispositivo idoneo per un ingresso di armadio generale a 230 V AC può risultare inadatto per un'alimentazione di segnalamento flottante o per un circuito di rilevamento a bassa energia. [9] [10]
IEC 62236-4 specifica i requisiti di emissione e immunità elettromagnetica per gli apparati di segnalamento ferroviario e di telecomunicazione. IEC 62425 riguarda il ciclo di vita della sicurezza funzionale dei sistemi elettronici di segnalamento correlati alla sicurezza. [6] [7]
Queste norme contribuiscono a definire l'ambiente ferroviario e il processo di sicurezza di sistema. Non rendono automaticamente idoneo per un'interfaccia di segnalamento ferroviario uno SPD industriale non sottoposto a revisione.
Funzionamento normale
Lo SPD non deve introdurre una caduta di tensione, una capacità, una perdita di inserzione, una corrente di dispersione o un disequilibrio di impedenza eccessivi.
Condizione di guasto
Il progetto deve considerare se uno SPD invecchiato o guasto possa mandare in cortocircuito i conduttori o collegare a terra un circuito monitorato.
Ambiente a lato linea
Temperatura, umidità, vibrazioni, inquinamento e condizioni dell'involucro devono corrispondere al luogo reale di installazione.
Approvazione del progetto
La conformità alla norma di prodotto non sostituisce l'approvazione dell'operatore, l'accettazione del fornitore di sistema o la validazione del progetto.
Da dove possono entrare le sovratensioni in un sistema di segnalamento ferroviario?
Le apparecchiature di segnalamento ferroviario sono distribuite su lunghe distanze. I cavi conduttivi possono uscire da un edificio protetto, seguire un percorso esposto a lato linea e terminare su apparecchiature di campo con un potenziale di terra locale diverso. [9]
Un transitorio può quindi entrare attraverso più percorsi e da entrambe le estremità di un cavo. Ogni conduttore metallico che entra o esce da un sito di apparecchiature dovrebbe essere incluso nella revisione del rischio di sovratensione del progetto.
| Percorso di ingresso della sovratensione | Origine tipica | Cosa deve essere esaminato |
|---|---|---|
| Alimentazione CA in ingresso | Accoppiamento da fulminazione, commutazione della rete o guasto elettrico a monte | Tipo di alimentazione, configurazione di messa a terra, esposizione a TOV, condizioni di cortocircuito e tenuta delle apparecchiature |
| Cavo lungo lungo il tracciato | Accoppiamento induttivo o capacitivo dovuto a fulmini nelle vicinanze | Lunghezza del cavo, percorso, schermatura, apparecchiature protette a entrambe le estremità e collegamento equipotenziale locale |
| Circuito collegato alla ferrovia o di rilevamento | Potenziale ferroviario, disturbo legato alla trazione o guasti nelle vicinanze | Tensione a riposo, forma d'onda del segnale, isolamento, riferimento di terra e modalità di protezione approvata |
| Rame per comunicazioni | Cavo dati esterno, armadio remoto o connessione al palo | Velocità dati, larghezza di banda, perdita per inserzione, capacità, collegamento di schermatura e alimentazione di linea |
| Linea di comando e segnalazione | Conduttori lunghi collegati a segnali, azionamenti deviatoi, attraversamenti a raso e rilevatori | Corrente continua, corrente di spunto, resistenza in serie, caduta di tensione e stato di guasto |
| Differenza di potenziale di terra | Corrente di fulmine o un guasto ad alta tensione verso terra | Condizioni locali di EPR, percorsi di terra remoti e il progetto approvato di collegamento equipotenziale |
Conclusione di approvvigionamento: uno SPD per alimentazione AC non protegge le interfacce esterne di segnale, controllo e comunicazione. Ogni percorso conduttivo richiede una verifica di compatibilità separata.
Come deve essere stratificata la protezione nell'intero sistema ferroviario?
La protezione contro le sovratensioni dei segnali ferroviari deve seguire il percorso fisico del cavo e i confini tra la sala apparati centrale, l'armadio intermedio e le apparecchiature sul campo.
Il primo stadio di protezione riduce l'energia della sovratensione in corrispondenza del confine di ubicazione. Può essere necessaria una protezione aggiuntiva più vicino alle apparecchiature sensibili quando la lunghezza del cavo, l'immunità dell'apparecchiatura o la tensione residua richiedono un ulteriore stadio coordinato. [4] [9]
Sala apparati centrale o ubicazione dell'apparato di interblocco
Esaminare l'alimentazione in ingresso dell'impianto, l'alimentazione dedicata alla segnalazione, i servizi di comunicazione esterni e ogni circuito di segnalazione in rame che esce dalla sala.
La protezione di confine deve essere installata vicino al relativo punto di ingresso del cavo. Conduttori lunghi tra il punto di ingresso, lo SPD e l'apparecchiatura protetta possono aumentare la tensione effettiva durante un transitorio rapido. [4]
Sala relè o armadio intermedio
Un armadio intermedio può ricevere un transitorio da entrambi i lati di un cavo esterno lungo. La protezione deve essere collocata sul confine di ingresso cavo definito, anziché in profondità all'interno dell'armadio dopo un lungo tratto di conduttore non protetto.
Per uno SPD a due porte, confermare l'orientamento linea/apparecchiatura, la capacità di corrente di carico, la resistenza in serie, la disposizione dei terminali e l'effetto della rimozione del modulo di protezione.
Armadio di linea e apparecchiature di tratto
I segnali, gli azionamenti degli scambi, i contatori assi, i circuiti di binario e le apparecchiature dei passaggi a livello possono essere collegati tramite tratte di cavo lunghe ed esposte.
La protezione all’estremità del locale apparecchiature potrebbe non limitare sufficientemente una transitorio che si presenti in prossimità dell’estremità remota. Entrambi i limiti del cavo possono richiedere una verifica, ma la configurazione finale dipende dall’isolamento del circuito, dalla messa a terra, dal progetto dell’apparecchiatura e dai requisiti dell’operatore. [4] [9]
L’aggiunta di una protezione linea-terra a un circuito flottante o monitorato per l’isolamento può creare un nuovo percorso di dispersione o di guasto. Le modalità di protezione consentite e il collegamento a terra devono essere confermati in base al progetto di sistema approvato.
La protezione dei circuiti di potenza inizia dall'identificazione dell'alimentazione
La prima decisione consiste nello stabilire se il circuito sia alimentazione ordinaria di impianto o alimentazione dedicata per segnalamento ferroviario. I requisiti di tensione, messa a terra, corrente di guasto e approvazione possono essere diversi.
Alimentazione AC generale a bassa tensione
La norma IEC 61643-01:2024 contiene i requisiti comuni per gli SPD, mentre la IEC 61643-11:2025 si applica agli SPD collegati ai sistemi di alimentazione AC a bassa tensione. [1] [2]
La selezione dipende comunque dalla tensione di alimentazione effettiva, dalla configurazione di messa a terra, dall’esposizione a sovratensioni temporanee, dalla corrente di cortocircuito presunta, dalla protezione esterna di backup e dal livello di protezione dalla tensione richiesto.
Una configurazione SPD AC di Tipo 1, Tipo 2 o coordinata può essere pertinente all’alimentazione dell’edificio o all’ingresso generale di un armadio. Non dovrebbe essere estesa automaticamente a un circuito di sicurezza del segnalamento.
Alimentazione AC dedicata al segnalamento
L’alimentazione per il segnalamento ferroviario può utilizzare una configurazione isolata o IT. Il monitoraggio delle dispersioni verso terra può essere impiegato per rilevare la prima connessione tra un conduttore in tensione e terra. [9] [10]
In questa situazione, il fornitore necessita della tensione massima tra i conduttori e da ciascun conduttore verso terra. Occorre inoltre riesaminare la dispersione normale dello SPD e il suo comportamento prevedibile in caso di guasto.
Alimentazione DC dedicata al segnalamento
Per un circuito di alimentazione DC del segnalamento, confermare la tensione massima continua, la tensione di guasto, la corrente continua, la corrente di spunto, la corrente di guasto disponibile e le caratteristiche della sorgente di alimentazione.
La norma IEC 61643-41:2025 si applica agli SPD collegati a circuiti di alimentazione DC fino a 1.500 V DC ed è utilizzata insieme alla IEC 61643-01. La norma osserva che è necessario prestare particolare attenzione quando la sorgente non presenta la caratteristica tensione-corrente lineare assunta dalle prove. Può essere rilevante per applicazioni ferroviarie in assenza di una norma di prodotto più specifica, ma la sua applicabilità deve essere confermata per il circuito specifico. [1] [5]
La IEC 61643-41 si applica ai circuiti di alimentazione DC. Non deve essere considerata la norma generale di prodotto per un’interfaccia codificata di segnalamento, rilevamento o comunicazione.
Quando la tecnologia di protezione selezionata può condurre corrente susseguente, la corrente di guasto DC disponibile e il metodo di disconnessione richiesto devono essere riesaminati prima dell’approvazione. [1] [5]
Una tensione di esercizio inutilmente elevata può lasciare una tensione residua più alta sull’apparecchiatura protetta. Una tensione di esercizio troppo bassa può esporre lo SPD a sollecitazioni da sovratensione continua o temporanea.
I circuiti di segnalamento, di binario e di controllo devono essere esaminati separatamente
“Linea di segnale ferroviaria” non è una sola interfaccia elettrica. I circuiti di binario, le uscite di illuminazione dei segnali, i circuiti a relè, gli azionamenti delle macchine di scambio e le interfacce dei contatori assi possono funzionare con tensioni, correnti, frequenze e forme d'onda diverse. [9] [10]
| Tipo di circuito | Caratteristiche importanti | Rischi di compatibilità SPD |
|---|---|---|
| Circuito di binario | CC, CA a bassa frequenza, frequenza audio o funzionamento codificato | Tensione di limitazione, capacità, attenuazione e tensione stazionaria legata al binario |
| Illuminazione del segnale | Uscita CA o CC, driver elettronico, cavo di campo lungo e possibile corrente di spunto | Corrente di carico, tensione residua, sollecitazione in modo comune e collegamento a massa all'estremità dell'apparecchiatura |
| Comando della macchina di scambio | Corrente del motore o dell’attuatore, inversione di polarità o di fase e conduttori lunghi | Portata di corrente, caduta di tensione, compatibilità all’inversione e corrente di seguito |
| Rilevamento dell’ago | Feedback relativo alla sicurezza, relè o rilevamento codificato | Dispersione verso terra, guasto per cortocircuito e soglie di rilevamento alterate |
| Interfaccia del contaassi | Sensore, alimentazione e interfaccia dati specifici del costruttore | Larghezza di banda, impedenza, disposizione dei pin e approvazione del fornitore di sistema |
| Ingresso o uscita a relè | Corrente della bobina, stato del contatto, resistenza del circuito e cablaggio del campo esterno | Resistenza in serie, caduta di tensione e guasto rilevato sicuro |
Significato per l’acquirente: un “SPD ferroviario da 24 V” non dovrebbe essere approvato per ogni interfaccia da 24 V. La tensione nominale non descrive il segnale, il carico, la messa a terra o la funzione di sicurezza.
La protezione delle linee di comunicazione deve preservare le prestazioni dei dati
I sistemi ferroviari di monitoraggio e controllo possono utilizzare interfacce seriali, Ethernet, linee di telecomunicazione in rame, I/O remoti o sistemi di trasmissione specifici del costruttore.
La IEC 61643-21:2025 si applica agli SPD collegati a reti di telecomunicazione e segnalamento, comprese le reti che trasportano alimentazione e dati sugli stessi conduttori. La IEC 61643-22:2015 fornisce i principi di selezione, esercizio, ubicazione e coordinamento per questi dispositivi. [3] [4]
La conformità alla norma di prodotto è una prova utile. Non dimostra la compatibilità con ogni protocollo ferroviario, connettore, configurazione di cavo o sistema di comunicazione rilevante per la sicurezza.
Confermare questi parametri di comunicazione
- Interfaccia fisica, connettore e disposizione dei terminali.
- Numero di conduttori e collegamento della schermatura del cavo.
- Tensione nominale e massima di linea.
- Velocità dati e larghezza di banda richiesta.
- Perdita di inserzione consentita e squilibrio di impedenza.
- Capacitanza massima e resistenza in serie.
- Potenza trasportata sulla linea, inclusi PoE o un'altra funzione alimentata dalla linea.
- Requisiti di protezione in modo comune e in modo differenziale.
- Connessione consentita allo chassis, alla rete di bonding o a terra.
La trasmissione in fibra ottica elimina un percorso dati conduttivo, ma l'alimentatore associato, il convertitore, l'armadio, lo schermo o l'elemento metallico di resistenza possono comunque richiedere una verifica di sovratensioni e bonding.
Quali parametri dello SPD devono corrispondere all'interfaccia ferroviaria?
La colonna più importante è “Perché è importante”. Mostra perché un valore di scheda tecnica può modificare le prestazioni di protezione, il funzionamento normale o l'approvazione del progetto.
| Parametro SPD | Cosa confermare | Perché è importante |
|---|---|---|
| Uc o tensione di esercizio continua massima | Tensione continua massima tra linea-linea e linea-terra | Previene sollecitazioni continue e conduzione indesiderata |
| Tensione di limitazione di picco o misurata | Tenuta all'impulso dell'apparecchiatura e margine di coordinamento richiesto | Una classificazione di corrente elevata non è utile se la tensione residua è troppo alta |
| Categoria di prova alle sovratensioni e forma d'onda | Metodo di prova richiesto, livello di corrente, livello di tensione e modalità di protezione | Le classificazioni ottenute con forme d'onda diverse non sono confrontabili solo in base ai kA |
| Corrente di carico continua e di picco | Corrente normale, corrente di spunto, corrente inversa e corrente operativa di breve durata | Evita il surriscaldamento, l’eccessiva caduta di tensione e l’interruzione del circuito |
| Resistenza in serie | Resistenza massima consentita dell’anello e perdita del conduttore | Importante per cavi lunghi, anelli di relè e carichi a bassa tensione |
| Larghezza di banda e perdita di inserzione | Frequenza effettiva del segnale, forma d’onda codificata o velocità di trasmissione dati | Previene la distorsione o la perdita dei segnali di rilevamento e comunicazione |
| Capacità e bilanciamento dell’impedenza | Limiti dell’interfaccia e caratteristiche del cavo | Può influire sulle soglie di rilevamento e sulla trasmissione ad alta frequenza |
| Corrente di dispersione e resistenza di isolamento | Corrente verso terra consentita e soglie di monitoraggio dell'isolamento | Evita un percorso verso terra non intenzionale o nascosto |
| Modalità di protezione | Tra linea e linea, tra linea e terra oppure una combinazione coordinata | Il riferimento di terra errato può modificare il comportamento del circuito |
| Comportamento in caso di guasto | Circuito aperto, cortocircuito, guasto a terra, disconnessione e indicazione di stato | Lo SPD guasto non deve creare uno stato di sistema inaccettabile |
| Valutazione ambientale | Temperatura, umidità, vibrazioni, inquinamento, involucro e posizione di montaggio | Le condizioni in linea e in locale apparecchi possono differire in modo sostanziale |
| Interfaccia meccanica | Dimensioni dei terminali, montaggio, ingombro, modulo sostituibile e marcatura | La corrispondenza di un parametro elettrico non garantisce la compatibilità di installazione |
Conclusione dell'approvvigionamento: richiedere la scheda tecnica completa, il circuito di protezione, i dati di trasmissione, le informazioni sui guasti, le istruzioni di installazione e l'esatta estensione del rapporto di prova prima di approvare uno SPD ferroviario.
Perché la modalità di guasto dello SPD è importante nel segnalamento ferroviario
Molti circuiti di segnalamento ferroviario dipendono dal mantenimento dell'isolamento elettrico tra i conduttori, tra circuiti separati e tra un circuito e la terra.
Uno SPD aggiunge componenti tra questi punti. Se un componente di protezione si guasta con bassa resistenza, può creare una connessione che non esisteva nel circuito originale. [7] [10]
Che cos'è un guasto a terra non rivelato?
Un guasto a terra non rivelato è una connessione verso terra che esiste senza produrre un guasto immediatamente visibile o rilevato.
Un secondo guasto su un altro conduttore può quindi creare un percorso di corrente non intenzionale attraverso la terra. In un sistema di segnalamento con rilevanza per la sicurezza, questa possibilità deve essere inclusa nella valutazione della sicurezza del sistema anziché essere considerata innocua. [7] [9] [10]
La revisione tecnica dovrebbe determinare:
- Se un componente di protezione interno può guastarsi con bassa resistenza.
- Che quel guasto sia tra linea e linea o tra linea e terra.
- Se il guasto verrà segnalato da un allarme, un fusibile, un sezionatore o un monitor di dispersione.
- Se il circuito passa allo stato sicuro definito dal progetto.
- Se la rimozione del modulo di protezione modifica o interrompe il circuito del segnale.
- Se l'indicazione di fine vita sia indipendente dallo stato normale del segnale.
La messa a terra e il collegamento equipotenziale determinano le reali prestazioni di protezione
Un SPD non fa scomparire la corrente di sovratensione. La devia attraverso un percorso definito. L’SPD, l’apparecchiatura protetta, il quadro, lo schermo del cavo e il sistema di collegamento equipotenziale devono quindi essere disposti in modo che le differenze di tensione dannose siano limitate durante il transitorio. [4] [9]
Mantenere brevi e diretti i percorsi della corrente di sovratensione
Una corrente di sovratensione rapida genera tensione attraverso l’induttanza del conduttore. Collegamenti lunghi dell’SPD possono aumentare la tensione presente sull’apparecchiatura protetta anche quando la scheda tecnica dell’SPD indica un basso livello di protezione. [4]
Installare l’SPD vicino al pertinente ingresso del cavo o all’interfaccia protetta. Evitare anelli inutili e mantenere i conduttori non protetti separati dal cablaggio interno protetto.
Utilizzare il concetto di collegamento equipotenziale ferroviario approvato
La barra di terra generale più vicina non è automaticamente il punto di connessione corretto.
Le installazioni ferroviarie possono presentare vincoli legati alla corrente di ritorno di trazione, ai guasti a terra ad alta tensione, all’innalzamento del potenziale di terra, alle correnti vaganti, ai sistemi di terra separati e al monitoraggio dell’isolamento della segnalazione. [9] [10]
Transport for NSW TS 05258:2.0, ad esempio, include requisiti specifici dell'operatore riguardanti la tenuta al rise of earth-potential, la corrente residua verso terra, gli alimentatori IT di segnalamento e le modalità di guasto degli SPD. Tali requisiti appartengono a quell'operatore e non devono essere copiati alla cieca in un altro progetto ferroviario. [10]
Durante un transitorio rapido, la differenza di tensione locale può essere dominata dall'impedenza dei conduttori e dei collegamenti di bonding. Il layout fisico e il bonding equipotenziale restano fondamentali.
Quali norme si applicano e cosa dimostrano?
La protezione contro le sovratensioni in ambito ferroviario può coinvolgere le norme di prodotto per gli SPD, le norme EMC ferroviarie, le norme ambientali, le norme di sicurezza funzionale e le specifiche specifiche dell'operatore.
Questi documenti svolgono funzioni diverse. Un singolo certificato non deve essere presentato come prova di tutti i requisiti del progetto. Per ciascun progetto devono essere confermate l'edizione applicabile e la versione nazionale adottata.
| Norma o requisito | Cosa supporta | Ciò che non dimostra da solo |
|---|---|---|
| IEC 61643-01:2024 | Requisiti comuni, test e valori nominali per SPD a bassa tensione | Compatibilità con una specifica interfaccia di segnalamento ferroviario |
| IEC 61643-11:2025 | Requisiti e prove per gli SPD collegati a sistemi di alimentazione in corrente alternata a bassa tensione | Idoneità per un circuito di segnalamento ferroviario correlato alla sicurezza |
| IEC 61643-21:2025 | Requisiti e test per SPD di reti di telecomunicazioni e di segnalazione | Compatibilità con un protocollo ferroviario o una piattaforma di segnalamento specifici |
| IEC 61643-22:2015 | Principi di selezione, funzionamento, posizionamento e coordinamento per SPD di reti di segnalamento | Approvazione dell'operatore o accettazione del fornitore di sistema |
| IEC 61643-41:2025 | Requisiti e test per SPD collegati a circuiti di alimentazione CC rilevanti | Idoneità per un circuito di segnale codificato, rilevatore o comunicazione |
| IEC 62236-4:2018 | Requisiti di emissione e immunità EMC per apparati di segnalamento e telecomunicazioni ferroviarie | Capacità di sovratensione SPD o comportamento di guasto sicuro dell'interfaccia |
| IEC 62425:2025 | Ciclo di vita della sicurezza funzionale per sistemi di segnalamento elettronici correlati alla sicurezza | Prestazioni elettriche di un particolare modello di SPD |
| IEC 62498-3:2010 | Condizioni ambientali per apparati di segnalamento e telecomunicazioni | Idoneità per l'esatto armadio, custodia o posizione |
| AS 7708:2017 | Requisiti australiani di messa a terra e protezione da sovratensioni per il segnalamento ferroviario lungo l'intero ciclo di vita dell'asset | Accettazione da parte di un'autorità ferroviaria al di fuori del suo ambito di applicazione |
| Specifica dell'operatore o del progetto | Configurazioni approvate, test aggiuntivi, requisiti di installazione e manutenzione | Approvazione per un'altra autorità ferroviaria o piattaforma di segnalamento |
| Accettazione del fornitore di sistema | Compatibilità con un'interfaccia di segnalamento definita e versione dell'apparecchiatura | Compatibilità universale con tutti i prodotti e le disposizioni di cablaggio |
Significato per l'acquirente: verificare l'esatto numero di modello, la configurazione del circuito, l'edizione del rapporto e l'ambito dell'approvazione. Un certificato per una famiglia di prodotti potrebbe non coprire ogni tensione, disposizione dei terminali o applicazione ferroviaria.
Perché la AS 7708 è importante
La norma AS 7708:2017 è specificamente intitolata Messa a terra e protezione da sovratensioni per il segnalamento e rimane elencata come vigente dall'Australian Rail Industry Standards Organisation. Il suo ambito copre progettazione, costruzione, test, messa in servizio, monitoraggio, manutenzione, modifica e disattivazione della messa a terra e della protezione da sovratensioni per il segnalamento ferroviario. [9]
Ciò rende la AS 7708 più direttamente rilevante per la messa a terra e la protezione da sovratensioni del segnalamento ferroviario rispetto a uno standard generale per prodotti SPD. Tuttavia, rimane uno standard ferroviario australiano e non sostituisce i requisiti di un altro paese, operatore o sistema di segnalamento.
Un esempio attuale specifico dell'operatore
La norma Transport for NSW TS 05258:2.0 è stata emessa ed è entrata in vigore il 23 giugno 2025. Identifica AS/RISSB 7708, IEC 61643-11 e IEC 61643-21 tra gli standard applicabili per le apparecchiature di protezione da sovratensioni. [10]
La specifica distingue tra SPD generali per alimentazione a 230 V CA, SPD per interfacce di comunicazione e SPD utilizzati su alimentazione di segnalamento o porte di ingresso e uscita delle apparecchiature. Stabilisce inoltre che qualsiasi SPD utilizzato come parte del sistema di sicurezza del segnalamento richiede l'approvazione del tipo secondo il processo TfNSW applicabile. [10]
Questa è un'utile prova di quanto possano essere dettagliati i requisiti di un operatore ferroviario. Non è una specifica universale per ogni paese o sistema ferroviario.
Errori comuni nella selezione degli SPD per applicazioni ferroviarie
| Assunzione errata | Perché è rischioso | Una conferma migliore |
|---|---|---|
| Il valore nominale in kA più elevato è il miglior SPD. | La tensione residua, la dispersione e le prestazioni del segnale potrebbero comunque non essere idonee. | Confrontare Uc, Up, forma d'onda, modalità di protezione e limiti di interfaccia. |
| Tutti i circuiti con la stessa tensione nominale utilizzano lo stesso SPD. | Corrente, frequenza, impedenza, messa a terra e funzione di sicurezza possono differire. | Identificare l'esatta funzione del circuito e la forma d'onda operativa. |
| Collegare ogni conduttore a terra fornisce una protezione più efficace. | Potrebbe creare dispersioni o un percorso di guasto non sicuro in un circuito flottante. | Utilizzare solo le modalità di protezione linea-linea e linea-terra approvate. |
| La protezione presso la sala di controllo protegge il dispositivo di campo remoto. | Un cavo esterno lungo può ricevere un transitorio vicino all'estremità di campo. | Esaminare sia i confini dei cavi che la disposizione di collegamento locale (bonding). |
| Un certificato IEC equivale a un'approvazione ferroviaria. | La compatibilità del sistema, la sicurezza funzionale e i requisiti dell'operatore rimangono non verificati. | Controllare l'approvazione del tipo, i documenti di progetto e l'accettazione da parte del fornitore del sistema. |
| Un SPD meccanicamente simile è un sostituto diretto. | I circuiti interni, le modalità di guasto, i livelli di protezione e i report possono differire. | Completare un confronto dei parametri, la convalida del campione e la revisione formale delle modifiche. |
Flusso di lavoro per la revisione di un progetto di SPD per il segnalamento ferroviario
Una richiesta di SPD ferroviario dovrebbe iniziare con l'interfaccia protetta e i requisiti di approvazione, non con un numero di modello da catalogo.
-
Identificare la funzione protetta.
Specificare se il circuito è di alimentazione generale, alimentazione di segnalamento, circuito di binario, illuminazione segnali, comando scambi, controllo scambi, contatore di assi, I/O a relè, comunicazione seriale o Ethernet. -
Definire il confine di sicurezza e approvazione.
Confermare se il circuito esegue o supporta una funzione legata alla sicurezza. Identificare l'operatore ferroviario, il produttore del sistema di segnalamento, l'integratore di sistema e il revisore autorizzato. -
Raccogliere dati elettrici completi.
Fornire tensione nominale e massima, AC o DC, frequenza o forma d'onda, corrente continua, corrente di spunto, corrente di guasto disponibile e caduta di tensione accettabile. -
Raccogliere dati di trasmissione.
Per le interfacce di segnale e comunicazione, fornire larghezza di banda, velocità dati, impedenza, limiti di capacità e perdita di inserzione consentita. -
Esaminare la messa a terra e il comportamento in caso di guasto.
Confermare circuiti flottanti, monitoraggio della dispersione verso terra, modalità di protezione approvate e lo stato richiesto del circuito in seguito al guasto dell'SPD. -
Esaminare l'installazione fisica.
Fornire lunghezza del cavo, percorso del cavo, disposizione della schermatura, ambiente dell'armadio, requisiti dei terminali, metodo di montaggio e disegno di collegamento. -
Verificare gli standard e la portata del documento.
Confrontare i report di prodotto, le specifiche ferroviarie, l'ambito del modello, le prove ambientali, le istruzioni di installazione e i requisiti di manutenzione. -
Completare la convalida del campione e del sistema.
Eseguire i test di laboratorio, di accettazione in fabbrica, di interfaccia o in sito controllato richiesti dal progetto prima dell'approvazione finale del modello.
Cosa deve essere confermato prima dell'ordine?
Lista di controllo per la richiesta di SPD per segnalamento ferroviario
- Paese e autorità ferroviaria
- Progetto e piattaforma di segnalamento
- Apparecchiature protette
- Funzione esatta dell'interfaccia
- Classificazione legata alla sicurezza
- Tensione nominale
- Tensione continua massima
- Tensione massima linea-terra
- AC, DC e frequenza
- Forma d'onda del segnale o velocità dati
- Corrente di carico continua
- Corrente di spunto o di breve durata
- Corrente di guasto disponibile
- Caduta di tensione consentita
- Capacità consentita
- Perdita di inserzione consentita
- Circuito flottante o con messa a terra
- Monitoraggio della dispersione verso terra
- Modalità di protezione richieste
- Test di sovratensione richiesti
- Lunghezza e percorso del cavo
- Disposizione di schermatura e collegamento (bonding)
- Ambiente interno o lungo i binari
- Limiti di temperatura e vibrazione
- Standard applicabili
- Requisiti di omologazione
- Rapporti e certificati richiesti
- Requisiti per i terminali e il montaggio
- Requisito di stato o allarme remoto
- Quantità e moduli di ricambio
- Marcatura e documentazione OEM
Condividere i dati dell'interfaccia prima di richiedere un modello di SPD ferroviario
LEEYEE può supportare una revisione preliminare dei parametri basata sulle informazioni di interfaccia e sui documenti di progetto forniti. La revisione può aiutare a identificare se una famiglia di prodotti di protezione contro le sovratensioni disponibile può essere rilevante, se sono necessari ulteriori adattamenti o test, o se l'applicazione esula dall'attuale gamma di prodotti.
Questa revisione preliminare non costituisce un'approvazione ferroviaria. L'idoneità finale e l'accettazione devono rimanere di competenza dell'operatore ferroviario, del produttore del sistema di segnalamento, dell'integratore di sistema e del revisore autorizzato del progetto.
LEEYEE è un fornitore specializzato in protezione contro le sovratensioni e bassa tensione. CNSPD è la piattaforma di LEEYEE focalizzata sulla protezione contro le sovratensioni per acquirenti tecnici globali. Built to Protect. Trusted to Last.
Domande frequenti
È possibile utilizzare un SPD per segnali industriali standard per il segnalamento ferroviario?
Non senza un'analisi dell'interfaccia e del progetto. Un dispositivo può essere conforme a uno standard SPD generale ma rimanere incompatibile con la tensione, la forma d'onda, il limite di dispersione, lo stato di guasto, l'ambiente o i requisiti di approvazione del circuito ferroviario.
La protezione contro le sovratensioni per segnali ferroviari viene selezionata principalmente in base al valore kA?
No. La capacità di corrente di sovratensione è solo un parametro. Uc, Up, modalità di protezione, corrente di carico, resistenza serie, capacità, perdita di inserzione, dispersione verso terra e comportamento in caso di guasto possono essere più importanti per una specifica interfaccia.
Ogni cavo lungo a bordo binario richiede un SPD su entrambe le estremità?
I cavi esterni lunghi spesso richiedono che entrambe le estremità siano analizzate perché un transitorio può verificarsi vicino a entrambi i punti. La disposizione finale dipende dall'isolamento del circuito, dalla messa a terra, dall'apparecchiatura protetta e dai requisiti dell'operatore ferroviario.
Un SPD può influenzare un circuito di binario o un'interfaccia conta-assi?
Sì. La resistenza serie, la capacità, la perdita di inserzione, la dispersione e il comportamento di limitazione possono influenzare il rilevamento o la comunicazione. La compatibilità deve essere verificata alla frequenza, tensione e corrente operative reali.
Quale standard si applica a un SPD per linee di comunicazione ferroviaria?
La norma IEC 61643-21:2025 è uno standard di prodotto rilevante per gli SPD collegati a reti di telecomunicazione e segnalamento. Il progetto potrebbe richiedere anche la IEC 61643-22, gli standard EMC ferroviari, le specifiche dell'operatore, l'omologazione e l'accettazione da parte del fornitore del sistema.
È possibile utilizzare la norma IEC 61643-41 per ogni circuito ferroviario in CC?
No. La norma IEC 61643-41:2025 si applica ai circuiti di alimentazione in CC pertinenti. Non si applica automaticamente ai circuiti di segnalamento codificato, rilevamento o interfacce di comunicazione. La funzione reale del circuito e tutti i requisiti di prodotto specifici per il settore ferroviario devono essere confermati.
La conformità alla norma IEC 61643-21 è sufficiente per l'approvazione ferroviaria?
No. Essa fornisce una prova di conformità allo standard di prodotto. Non conferma di per sé la compatibilità con uno specifico circuito di segnalamento, funzione di sicurezza, requisito dell'operatore o configurazione di installazione.
Perché la dispersione verso terra è importante nel segnalamento ferroviario?
Alcuni circuiti di segnalamento sono flottanti o monitorati per l'isolamento. Un SPD collegato a terra può aggiungere una dispersione durante il normale funzionamento o dopo un guasto. Il valore consentito e il metodo di monitoraggio devono essere confermati per il progetto.
Un SPD omologato per uso ferroviario può essere sostituito da un modello simile?
Non automaticamente. L'alternativa può differire per circuito elettrico, comportamento in caso di guasto, terminali, dimensioni, livello di protezione e ambito del rapporto di prova. Potrebbero essere necessari una comparazione formale, una validazione del campione e l'approvazione.
Quali informazioni sono più importanti quando si richiede un preventivo per un SPD ferroviario?
Inviare l'interfaccia esatta, la tensione operativa massima, la corrente, la forma d'onda o la velocità dei dati, la disposizione della messa a terra, la dispersione consentita, il percorso dei cavi, i test richiesti e l'autorità ferroviaria di approvazione.
Un unico SPD può essere descritto come adatto a tutti i sistemi ferroviari?
Nessun fornitore responsabile dovrebbe fare tale affermazione. L'idoneità si riferisce normalmente a un modello definito, a un'interfaccia protetta, a una piattaforma di segnalamento, a una configurazione di installazione e all'ambito dell'approvazione.
Letture tecniche correlate
Queste pagine spiegano i principi generali della protezione contro le sovratensioni. I requisiti specifici dell'operatore ferroviario, la compatibilità dell'interfaccia e l'approvazione di sicurezza devono comunque essere confermati separatamente.
Riferimenti
- Commissione Elettrotecnica Internazionale, IEC 61643-01:2024, Dispositivi di protezione contro le sovratensioni a bassa tensione - Parte 01: Requisiti generali e metodi di prova. Pagina ufficiale della pubblicazione IEC.
- Commissione Elettrotecnica Internazionale, IEC 61643-11:2025, Dispositivi di protezione contro le sovratensioni a bassa tensione - Parte 11: Dispositivi di protezione contro le sovratensioni collegati a sistemi di alimentazione in CA a bassa tensione - Requisiti e metodi di prova. Pagina ufficiale della pubblicazione IEC.
- Commissione Elettrotecnica Internazionale, IEC 61643-21:2025, Dispositivi di protezione contro le sovratensioni a bassa tensione - Parte 21: Dispositivi di protezione contro le sovratensioni collegati a reti di telecomunicazione e segnalamento - Requisiti e metodi di prova. Pagina ufficiale della pubblicazione IEC.
- Commissione Elettrotecnica Internazionale, IEC 61643-22:2015, Dispositivi di protezione contro le sovratensioni a bassa tensione - Parte 22: Dispositivi di protezione contro le sovratensioni collegati a reti di telecomunicazione e segnalamento - Principi di selezione e applicazione. Pagina ufficiale della pubblicazione IEC.
- Commissione Elettrotecnica Internazionale, IEC 61643-41:2025, Dispositivi di protezione contro le sovratensioni a bassa tensione - Parte 41: Dispositivi di protezione contro le sovratensioni collegati a sistemi di alimentazione in CC a bassa tensione - Requisiti e metodi di prova. Pagina ufficiale della pubblicazione IEC.
- Commissione Elettrotecnica Internazionale, IEC 62236-4:2018, Applicazioni ferroviarie - Compatibilità elettromagnetica - Parte 4: Emissione e immunità degli apparati di segnalamento e telecomunicazione. Pagina ufficiale della pubblicazione IEC.
- Commissione Elettrotecnica Internazionale, IEC 62425:2025, Applicazioni ferroviarie - Sistemi di comunicazione, segnalamento e elaborazione - Sistemi elettronici correlati alla sicurezza per il segnalamento. Pagina ufficiale della pubblicazione IEC.
- Commissione Elettrotecnica Internazionale, IEC 62498-3:2010, Applicazioni ferroviarie - Condizioni ambientali per le apparecchiature - Parte 3: Apparecchiature per segnalamento e telecomunicazione. Pagina ufficiale della pubblicazione IEC.
- Australian Rail Industry Standards Organisation, AS 7708:2017, Messa a terra e protezione da sovratensioni per il segnalamento. ARISO elenca questo standard come corrente. Pagina ufficiale dello standard ARISO.
- Transport for NSW, TS 05258:2.0, Requisiti per le apparecchiature comuni di segnalamento e sistemi di controllo, data di emissione e di entrata in vigore 23 giugno 2025. PDF ufficiale di Transport for NSW.
