TECHNICKÁ NORMA ŽELEZNIC
ELEKTROMECHANICKÁ RELÉ PRO ŽELEZNIČNÍ ZABEZPEČOVACÍ ZAŘÍZENÍ
Schválena: 8. 1. 2009
TNŽ 36 5530
ÚVODNÍ USTANOVENÍ Tato norma stanovuje základní technické požadavky elektromechanických relé určených pro použití v elektrických železničních zabezpečovacích zařízeních (ČSN 34 2600) a to jak v částech, jejichž funkcí je přímé zajišťování bezpečnosti železniční dopravy (Vyhláška MD č. 100/1995 Sb, §1, odst. 4k), tak i v jejich obvodech ostatních nebo v dalších spolupracujících obvodech UTZ elektrických. Norma platí pro relé k tomuto účelu speciálně vyvinutá a vyráběná (zabezpečovací), ale i pro relé ostatní, pokud mají být ve smyslu předchozího odstavce použita. Relé schválená a zavedená pro použití v provozu před účinností této normy (jejich typy, modifikace) je možno dále dodávat a používat, i když nesplňují některá její ustanovení. U relé nově schvalovaných a zaváděných musí výrobce (dodavatel) prokázat také shodu s touto normou. Poznámka: Vyhláška MD ČR č. 100/1995 (Řád určených technických zařízení) stanovuje mimo jiné podmínky pro provoz, konstrukci a výrobu UTZ elektrických. Pro účely této normy je pro „obvody zabezpečovacích zařízení, které plní funkci přímého zajišťování bezpečnosti drážní dopravy“ v dalším textu použit výraz „bezpečnostně relevantní obvody“. Úroveň přístupu: A
I. TERMÍNY A DEFINICE 1.0 Použité termíny a definice jsou podle ČSN EN 61810-1 ed. 2, ČSN EN 61810-7 (ČSN EN 116000-3), ČSN EN 50205, UIC kodex 736 R (4. vydání 2004), ČSN EN 50126, ČSN EN 50129, TNŽ 34 2606. V následující části jsou uvedeny termíny a definice, které zmíněné normy většinou neobsahují a nebo které je s odkazem na terminologii vžitou v oboru upřesňují a doplňují, aniž by byly s nimi v rozporu. 1.1 zabezpečovací relé – elektromechanické relé určeného užití, speciálně vyvinuté a vyráběné pro použití v železničních zabezpečovacích zařízeních, které díky své specifické konstrukci a použití jakostních materiálů a technologií splňuje mimo jiných i požadavky UIC kodex 736 R (4. vydání 2004); v této normě je označeno jako relé kategorie N, někdy i kategorie C (viz článek 3.1.3 této normy). 1.2 elementární relé – elektromechanické dvoustavové relé s nespecifikovanou dobou zpoždění. 1.3 neutrální relé – relé, jehož funkce je umožněna při buzení stejnosměrnou budicí veličinou libovolné polarity. 1.4 jednofázové relé – relé s úpravou magnetické nebo elektrické části jeho konstrukce; funkce relé je umožněna při buzení jediného vstupního obvodu střídavou budicí veličinou.
Nahrazuje: TNŽ 36 5530 platnou od 1. 2. 1988
Účinnost od: 1. 2. 2009
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
1.5 dvoufázové relé – relé s dvěma vstupními obvody a společnou kontaktní sadou; jeho funkce je odvozena ze vzájemného působení střídavých fázově posunutých veličin na pohyblivý ovládací člen (rotor). 1.6 polarizované relé – relé, u kterého změna stavu závisí na polaritě budicí veličiny. 1.7 kombinované relé – relé s jedním vstupním obvodem, vybavené současně neutrální a polarizovanou jednotkou, z nichž každá má samostatnou kontaktní sadu. 1.8 součinové relé – relé s dvěma nebo více vstupními obvody a společnou kontaktní sadou; jeho funkce je odvozena ze současného a z hlediska polarity souhlasného buzení všech vstupních obvodů. 1.9 časové relé – relé, u kterého je přechod z klidového stavu do stavu pracovního prodloužen nastavitelným časovým zpožděním. Poznámka: Do skupiny časových relé nepatří relé, která jsou zpožďována ve smyslu článku 1.17 této normy. 1.10 bistabilní relé – relé, které změní svůj stav následkem připojení budicí veličiny a po odpojení tohoto buzení v tomto stavu zůstane; pro změnu tohoto stavu je nezbytné další buzení. Poznámka: Bistabilní relé se nazývají též paměťovými nebo podpěrnými (podpěrné relé má dva elektricky nezávislé budící systémy). 1.11 relé s nuceně ovládanými kontakty – základní relé s nejméně jedním zapínacím a jedním rozpínacím kontaktem, kde je mechanicky zajištěno, aby zapínací a rozpínací kontakty nemohly být současně v sepnutém stavu. 1.12 budicí veličina – elektrická veličina (stejnosměrné nebo střídavé napětí/proud), která po přiložení na vstupní obvod umožní relé při specifikovaných podmínkách plnit jeho funkci. 1.13 přítah (rozběh) – stav, kdy po připojení budicí veličiny nebo po jejím vzrůstu na potřebnou hodnotu dojde k sepnutí všech zapínacích kontaktů při současném rozepnutí všech rozpínacích kontaktů. Poznámky: 1. Připojení budicí veličiny se obvykle předpokládá skokovou změnou; pro účely měření v rámci oprav a seřizování relé může být změna budicí veličiny pozvolná, což se pak musí uvést v technické dokumentaci. 2. V případě potřeby (pro účely diagnostiky, oprav a seřizování relé nebo jejich aplikací v provozu) může být výrobcem a v dokumentaci popsán stav plného přítahu – viz článek 1.14 této normy. 1.14 plný přítah – stav, při kterém je pohyb ovládacího členu (kotvy, rotoru) při přítahu (rozběhu) dokončen dorazem. 1.15 odpad (návrat) – stav, kdy po odpojení budící veličiny nebo po jejím poklesu pod potřebnou hodnotu dojde po předchozím rozepnutí všech zapínacích kontaktů k sepnutí všech rozpínacích kontaktů. Poznámky: 1. Odpojení budicí veličiny se obvykle předpokládá skokovou změnou; pro účely měření v rámci oprav a seřizování relé může být změna budicí veličiny pozvolná, což se pak musí uvést v technické dokumentaci. 2. U polarizovaného relé (polarizovaného systému) je plusová poloha ovládacího členu vzniklá připojením plusové polarity budicí veličiny ekvivalentní stavu přítahu a opačně. 3. U bistabilního (paměťového, podpěrného) relé je stav přítahu (rozběhu) ekvivalentem odpadu (návratu), klidový stav určí výrobce.
2
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
1.16 pracovní cyklus – přechod z klidového stavu rozběhem (přítahem) do stavu pracovního a následný návrat (odpadem) do stavu klidového (bez ohledu na dobu trvání pracovního stavu). Poznámka: 1. Pro účely kvantifikace a zkoušek spolehlivosti relé (články 3.2 a 4.5 této normy) nebo jejich provozní diagnostiky je nutno rozlišovat druhy pracovních cyklů s ohledem na elektrické zatížení kontaktů (např. bez zátěže, zátěž DC nebo AC). 2. Pro účely kvantifikace a zkoušek spolehlivosti relé (články 3.2 a 4.5 této normy) se předpokládá, že „cyklování“ relé je řízeno kontaktním způsobem. 1.17 zpoždění odpadu/přítahu – doba odpadu/přítahu u relé je zvyšována konstrukční úpravou jeho magnetické části nebo připojením doplňkových prvků, které jsou jeho konstrukční částí; hodnota zpoždění (tj. celková doba včetně doby odpadu nebo přítahu) se uvádí v technické dokumentaci; v takovém případě se nejedná o relé elementární ve smyslu článku 1.2 této normy. Poznámka: 1. Odpad je v tomto případě sledován (na rozdíl od článku 1.15 této normy) do okamžiku, kdy dojde k rozepnutí prvního ze zapínacích kontaktů. 2. Po dohodě s výrobcem může být, zvláště u relé kategorie N, v technické dokumentaci uvedena i nejvyšší hodnota zpoždění odpadu. 1.18 jmenovité napětí/proud přítahu (rozběhu) – výrobcem zaručená a v technické dokumentaci uvedená hodnota budicí veličiny, při které jsou u všech relé stejné modifikace vytvořeny podmínky pro přítah (rozběh). 1.19 jmenovité napětí/proud odpadu (návratu) – výrobcem zaručená a v technické dokumentaci uvedená hodnota budicí veličiny, při které jsou u všech relé stejné modifikace vytvořeny podmínky pro odpad (návrat). 1.20 skutečné napětí/proud přítahu (rozběhu) – nejmenší hodnota budicí veličiny, při které u konkrétního relé dojde k přítahu; u jednotlivých relé stejného typu a modifikace může být tato hodnota různá, avšak nesmí překročit hodnotu jmenovitého napětí/proudu přítahu a nesmí klesnout pod jmenovitou hodnotu napětí/proudu nepřítahu. 1.21 skutečné napětí/proud odpadu (návratu) – největší hodnota budicí veličiny, při které u konkrétního relé dojde k odpadu; u jednotlivých relé stejného typu a modifikace může být tato hodnota různá, avšak nesmí klesnout pod hodnotu jmenovitého napětí/proudu odpadu. 1.22 jmenovité napětí/proud nepřítahu – nejvyšší hodnota budicí veličiny, při které nesmí dojít, ani po její skokové změně z nulové hodnoty, k sepnutí kteréhokoliv ze zapínacích kontaktů. Poznámka: V normě ČSN EN 116000-3 definováno jako podrozběhová hodnota budicí veličiny. 1.23 jmenovitý přídržný poměr – poměr jmenovitého napětí/proudu odpadu ke jmenovitému napětí/proudu přítahu téhož relé; pro všechna relé stejné modifikace je tento poměr stejný a jeho hodnota je vždy menší než 1. 1.24 koeficient jistoty přítahu (rozběhu) – poměr jmenovité hodnoty budicí veličiny (provozního napětí/proudu) k hodnotě jmenovitého napětí/proudu přítahu (rozběhu) a jeho hodnota je vždy vyšší než 1. 1.25 sepnutí kontaktu – mechanický styk doteku nepohyblivého členu zapínacího (rozpínacího) kontaktu s dotekem pohyblivého členu téhož kontaktu, při kterém obvykle hodnota přechodového odporu nepřesáhne nejvyšší přípustnou hodnotu. 1.26 svaření (uváznutí) kontaktu – stav, kdy zůstane kontakt sepnut nebo mechanicky spojen tehdy, když jsou vytvořeny podmínky pro jeho rozpojení přítahem nebo odpadem; tento stav může nastat dynamickým nebo statickým svařením, deformací kontaktních členů
3
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
nebo jejich doteků atp.; norma ČSN EN 50205 definuje tento stav jako porucha rozepnutí = kontakt nerozepne, ačkoli by měl. 1.27 doba odskakování – u kontaktu, který během přítahu nebo odpadu spíná (rozepíná) elektrický obvod, je to doba mezi okamžikem jeho prvního sepnutí (rozepnutí) a okamžikem, kdy je ovládaný elektrický obvod tímto kontaktem trvale spojen (rozpojen). Poznámka: Stav „trvalého“ spojení nebo rozpojení obvodu je odvislý od jeho charakteru a reakčních vlastností (např. elektronický obvod reaguje na počátku doby odskakování kontaktu, na rozdíl od reléového obvodu atp.). Pokud není dohodnuto jinak, tak se sleduje doba odskakování v součinnosti s obvodem, kterým je ovládáno jediné relé stejného typu jako relé zkoušené. 1.28 mezera kontaktu – nejmenší vzdálenost mezi doteky téhož kontaktního svazku v rozepnutém stavu v jeho konečných polohách (po dokončení odpadu nebo při plném přítahu). Poznámka: Pro účely měření a seřizování relé lze mezeru kontaktu sledovat i při jiném stavu pohybu kontaktní sady. 1.29 nesoučasnost rozepínání – po odpojení budicí veličiny časový úsek mezi okamžikem rozepnutí prvního (nejrychlejšího) a prvním rozepnutím posledního (nejpomalejšího) ze zapínacích kontaktů téhož relé. 1.30 nesoučasnost spínání – po odpojení budicí veličiny časový úsek mezi okamžikem sepnutí prvního (nejrychlejšího) a prvním sepnutím posledního (nejpomalejšího) z rozpínacích kontaktů téhož relé. 1.31 přelet kontaktů – časový úsek, během kterého jsou všechny kontakty relé po odpojení budicí veličiny rozepnuty. 1.32 nesoučasnost chodu kontaktů – procentuální poměr doby přeletu kontaktů vůči celkové době pohybu kontaktní sady (součtu dob nesoučasnosti rozepínaní, přeletu kontaktů, nesoučasnosti spínání a doby odskakování). 1.33 kontaktní síla – síla, kterou doteky téhož kontaktního svazku proti sobě vyvíjejí v sepnutém stavu. 1.34 mezní zapínací/vypínací schopnost – nejvyšší hodnota elektrického proudu, kterou je kontakt schopen zapnout/vypnout (rozepnout) za stanovených podmínek jako jsou napětí mezi kontaktními členy, počet nebo četnost pracovních cyklů, účiník, časová konstanta atp. 1.35 přechodový odpor kontaktu – elektrický odpor mezi doteky téhož kontaktního svazku v sepnutém stavu při dokončeném odpadu nebo při plném přítahu relé. Poznámka: Měření přechodových odporů se provádí voltampérovou metodou konstantním proudem při vyloučení vlivu měřicích vodičů nebo zásuvek a konektorů; jeho hodnota musí být, zvláště u zabezpečovacích relé, uvedena v dokumentaci. 1.36 vstupní obvod relé – součást relé, která po připojení budicí veličiny působí na pohyblivý ovládací člen; většinou elektromagnetická cívka nebo více cívek, z nichž každá může být buzena samostatně, polaritou souhlasně nebo nesouhlasně, nebo v sériovém či paralelním řazení. 1.37 pracovní (montážní) poloha relé – poloha relé, která je rozhodující pro dodržení jeho technických požadavků a parametrů při zkoušení a během provozu. Poznámka: Tato poloha musí být, zvláště u relé kategorie N a C, uvedena v dokumentaci.
4
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
II. VŠEOBECNĚ 2.0 Pokud jsou v textu celé normy použity odkazy na jiné, souvisící články této předmětné normy, jsou doplněny výrazem „této normy“. U ostatních odkazů musí být uvedeno označení příslušné normy (ČSN EN atp.). 2.1 Z hlediska bezpečnosti funkce a jejich spolehlivé aplikace v obvodech zabezpečovacích zařízení se relé dělí do tří kategorií: N, C a H (viz článek 3.1.3 této normy). Účelem normy je stanovit základní technické parametry a podmínky, které jsou určující pro zařazení relé do příslušné kategorie, metody a rozsah ověřování do jaké míry výrobce (dodavatel) tyto parametry a požadavky odběratele (provozovatele, uživatele) splňuje. 2.2 Všechny dohodnuté (důležité a závazné) technické parametry a podmínky konkrétních relé musí být uvedeny v technické dokumentaci výrobce (např. v technických podmínkách) a při aplikaci těchto relé, tj. při projektování, vývoji a provozu reléových obvodů železničních zabezpečovacích zařízení, se z těchto musí vycházet. 2.3 Jednotlivé typy elektromechanických relé určené pro použití v elektrických železničních zabezpečovacích zařízeních se od sebe odlišují konstrukčním řešením nebo i principem činnosti. Většina relé je konstruována jako neutrální monostabilní. U některých relé specifického určení, zvláště u relé zabezpečovacích, se připouští použití odlišného principu činnosti (např. relé dvoufázové, jednofázové, kombinované, součinové, podpěrné, časové atp.). Každý typ relé může mít několik modifikací, které jsou dány např. počtem a druhem kontaktů nebo doplňkových prvků, odporem cívek nebo způsobem jejich vnitřního zapojení, kmitočtem budicí veličiny, použitým materiálem atp. Identifikační údaje pro konkrétní typ relé jsou uváděny jednak na samotném relé (články 3.3.3 a 3.3.4 této normy) a v příslušné obchodně technické dokumentaci (např. objednací kódy). 2.4 Relé všech tří kategorií a všech typů mohou být určena ve smyslu norem ČSN EN 50125-3 a ČSN EN 50125-1 do prostředí, která jsou dána umístěním železničního zabezpečovacího zařízení: a) v budovách bez klimatizace, s vytápěním i s klimatizací, b) ve skříni bez klimatizace i s klimatizací, c) v buňkách bez regulací i s regulací teplot, d) na pozemním vozidle. Poznámky: 1. Provozovatel (uživatel) může po dohodě s výrobcem (dodavatelem) u konkrétního typu relé slevit z požadavků na prostředí. Tato skutečnost musí být uvedena v technické dokumentaci. 2. Bez ohledu na stupeň krytí dle článku 3.3.8 této normy se nesmí v prostorech s relé používat mazací prostředky, tmely nebo jiné látky obsahující silikon. 2.5 Stanovená funkčnost relé musí být vztažena k referenčním podmínkám ve smyslu článku 4 ČSN EN 61810-1. 2.6 Montáž, provozní diagnostiku nebo opravu relé mohou provádět pouze pracovníci oprávněných subjektů.
III. TECHNICKÉ POŽADAVKY 3.0 U relé určených pro použití v elektrických železničních zabezpečovacích zařízeních je kladen důraz na jejich vysokou bezpečnost funkce, provozní spolehlivost a životnost. Uvedené technické požadavky se týkají těch vlastností a parametrů relé, které v souladu s požadavky odběratele (provozovatele, uživatele) musí garantovat především jejich výrobce (dodavatel) a odpovídající konkrétní údaje musí uvést v příslušné technické dokumentaci (technické podmínky, technická specifikace, katalogový list atp.).
5
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
3.1 Bezpečnost funkce 3.1.1 U elektromechanických relé lze, v souladu s ČSN EN 50129 a TNŽ 34 2606 obecně předpokládat po dobu jejich technického života výskyt až 31 typů poruch (selhání) – viz příloha 1 této normy. Poruchy mohou mít charakter poruch objektivních (např. přerušení, svaření, současnost spínání, nepřeložení, přeložení, zkrat) nebo poruch subjektivních a latentních, vznikajících překročením předem daných limitních hodnot (např. napětí, proud, elektrický odpor, doba, síla, vzdálenosti). Poznámka: Pro případné rozbory (hodnocení) bezpečnosti funkce zařízení se používá výraz „uvažované poruchy“ (např. podle TNŽ 34 2606), tj. poruchy, jejichž výskyt lze u předmětného hodnoceného zařízení teoreticky předpokládat. 3.1.2 Norma se nezabývá hodnocením důsledků poruch relé na bezpečnost funkce zařízení v němž jsou aplikována. Vzhledem k tomu, že vyšší poruchovost (tj. nižší bezporuchovost) předmětných relé má přímý nebo nepřímý vliv na tuto bezpečnost, připouští se v souladu s ČSN EN 50126 u těchto relé po celou dobu technického života pouze výskyt poruch s četností: a) vysoce nepravděpodobnou (dále v textu poruchy vnp) b) nepravděpodobnou (dále v textu poruchy np) Kvantifikace uvedených četností je v článku 3.2.5 této normy, přehled a rozdělení uvažovaných poruch z tohoto hlediska je v příloze 1 této normy. Poznámka: U poruch np se předpokládá, že u navazujícího zařízení neohrozí přímo bezpečnost jeho funkce, kdežto poruchy vnp jsou svými důsledky potenciálně „méně bezpečné“. 3.1.3 Z hlediska bezpečnosti funkce jsou předmětná relé rozdělena do třech kategorií: • kategorie N – zabezpečovací relé, tj. relé většinou speciálně vyvinutá pro železniční zabezpečovací zařízení, která díky své specifické konstrukci a použití vhodných materiálů a technologií musí splňovat specifické požadavky článku 3.2 UIC Kodex 736 R pro relé typu N, a která proto při použití v bezpečnostně relevantních obvodech nevyžadují další kontroly a opatření. Poznámka: Do této kategorie mohou být zařazena i některá bezpečnostní relé a relé s nuceně ovládanými kontakty ve smyslu ČSN EN 50205, pokud splňují požadavky podle článků 3.1.4.1, 3.1.4.2, 3.1.4.3, 3.3.5, 3.3.6 a 3.3.10 této normy. • kategorie C – zabezpečovací relé nebo relé převzatá z jiných elektrotechnických oborů (např. bezpečnost strojních zařízení, výkonové instalace atp.), která musí splňovat specifické požadavky článku 3.2 UIC Kodex 736 R pro relé typu C. Má-li být relé použito v bezpečnostně relevantních obvodech železničního zabezpečovacího zařízení, musí provozovatel (uživatel) při konstrukci a projektování zařízení zajistit doplňující kontroly, zvláště pak kontrolu jeho odpadu (návratu). • kategorie H – relé převzatá z jiných elektrotechnických oborů. Jejich použití se předpokládá pouze v elektrických obvodech, kde jejich selhání nemůže ohrozit bezpečnost funkce (bezpečnostně irelevantní obvody). U těchto relé je při použití v železničním zabezpečovacím zařízení kladen důraz na jejich inherentní spolehlivost. Poznámka: Norma TNŽ 36 5530 z roku 1988, která je touto normou nahrazena, uváděla pouze skupinu I (nyní kategorie N) a skupinu II (nyní kategorie C).
6
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
3.1.4 Relé kategorie N 3.1.4.1 Pro rozbory (hodnocení) bezpečnosti funkce zařízení, jejichž součástí jsou tato relé, se připouští výskyt poruch (selhání) dle přílohy 1 této normy: a) s četností nepravděpodobnou (poruchy np) – pro poruchy typu 1, 2, 3, 4, 5 b) jako vysoce nepravděpodobný (poruchy vnp) – pro poruchu typu 7 za podmínky jištění obvodu nezpožděnou tavnou zabezpečovací pojistkou o hodnotě maximálně 10 A (viz článek 3.1.4.2 a)) – pro poruchu typu 8 za podmínky jištění obvodu nezpožděnou tavnou zabezpečovací pojistkou o hodnotě maximálně 5 A v případě konstrukčního řešení podle poznámky 1 k článku 3.1.4.2 b) – pro poruchu typu 9 v případě konstrukčního řešení podle článku 3.1.4.2 b) – pro poruchy typu 6 a 11 až 31. Poruchovost relé jako celku nesmí překročit hodnoty uvedené v článku 3.2.3 této normy. Poznámka: Zvláštní pozornost musí výrobce věnovat opatřením snižujícím pravděpodobnost vzniku poruch (selhání), které mohou způsobit nežádoucí propojení oddělených elektrických obvodů nebo znesnadňovat odpad (návrat). 3.1.4.2 Výrobce (dodavatel) musí zaručit s nejvyšší možnou pravděpodobností především splnění následujících konkrétních bezpečnostních požadavků, že: a) při jakékoliv funkci relé v obvodu jištěném nezpožděnou tavnou zabezpečovací pojistkou o hodnotě 10 A nedojde ke svaření (uváznutí) zapínacího kontaktu, b) při svaření (uváznutí) kteréhokoliv z rozpínacích kontaktů zůstanou všechny zapínací kontakty rozepnuty i při buzení relé mezním napětím dle článku 3.4.6 této normy, c) při sepnutí kteréhokoliv ze zapínacích kontaktů (při jmenovité hodnotě budící veličiny) jsou všechny rozpínací kontakty rozepnuty (při přítahu), d) při sepnutí kteréhokoliv z rozpínacích kontaktů jsou všechny zapínací kontakty rozepnuty (při odpadu), Poznámky: 1. Požadavek podle odstavce b) může být nahrazen požadavkem, že při jakékoliv funkci relé v obvodu jištěném nezpožděnou tavnou zabezpečovací pojistkou o hodnotě 5 A nedojde ke svaření (uváznutí) rozpínacího kontaktu. Tato skutečnost musí být pak uvedena v technické dokumentaci. 2. Zabezpečovací pojistka může být nahrazena jinou schválenou pojistkou nebo jističem s odpovídající vypínací charakteristikou. 3.1.4.3 U relé pracujících se stejnosměrnou budící veličinou musí být po dohodě výrobce (dodavatele) s provozovatelem (uživatelem) v technické dokumentaci uvedena nejvyšší hodnota napětí rušivé střídavé veličiny, při jejímž připojení na vstupní obvod relé nedojde k sepnutí kteréhokoliv ze zapínacích kontaktů. Poznámka: Odolnost vstupních obvodů relé proti rušivým střídavým veličinám (např. přepětí, nadproudům, pulsům apod.) je nutno v konkrétní aplikaci zajistit v souvislosti s možností výskytu a druhu rušivých veličin a jejich možného vlivu na funkci takové aplikace vhodným opatřením (přepěťovými ochranami, oddělením obvodů apod.). 3.1.5 Relé kategorie C 3.1.5.1 Pro rozbory (hodnocení) bezpečnosti funkce zařízení, jejichž součástí jsou tato relé, se připouští výskyt poruch dle přílohy 1 této normy: a) typu 1 až 8 s četností nepravděpodobnou (poruchy np), b) typů 9 až 31 jako vysoce nepravděpodobný (poruchy vnp).
7
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
3.1.5.2 Výrobce (dodavatel) musí zaručit s nejvyšší možnou pravděpodobností především splnění následujících konkrétních bezpečnostních požadavků, že: a) při svaření (uváznutí) kteréhokoliv ze zapínacích kontaktů není dokončen odpad (návrat) ve smyslu článku 1.15 této normy – všechny rozpínací kontakty zůstávají rozepnuty, b) při svaření (uváznutí) kteréhokoliv z rozpínacích kontaktů zůstanou všechny zapínací kontakty rozepnuty i při buzení relé mezním napětím dle článku 3.4.6 této normy, c) relé musí vyhovovat ostatním konkrétním bezpečnostním požadavkům podle článků 3.1.4.2 c), d) a 3.1.4.3 této normy. 3.1.6 Relé kategorie H 3.1.6.1 Tato relé nejsou určena k použití v bezpečnostně relevantních obvodech železničního zabezpečovacího zařízení. Jejich použití se předpokládá v ostatních obvodech tohoto zařízení, kde jejich selhání nemůže ohrozit bezpečnost, a dále v obvodech dalších elektrických UTZ, která se zabezpečovacím zařízením spolupracují, aniž by přímo ovlivňovala úroveň jeho bezpečnosti funkce. 3.1.6.2 U relé je kladem důraz na vysokou inherentní spolehlivost (článek 3.2.4 této normy) a je také žádoucí, aby poměr četností poruch np vůči poruchám vnp byl příznivější, než požaduje článek 3.2.5 této normy. 3.2 Spolehlivost 3.2.1 Spolehlivost relé se kvantifikuje parametrem životnosti (technický život Tž) a bezporuchovosti (MTBF, popř. MTTF). Po dobu technického života relé musí zůstat zachována jejich bezpečnost funkce ve smyslu článku 3.1 této normy. Pokud není dohodnuto jinak, pak všechny elektrické (článek 3.4 této normy) a konstrukční (článek 3.3 této normy) vlastnosti relé musí být zachovány v povolených mezích po celou dobu technického života. Poznámka: Organizací případné provozní diagnostiky relé a navazujících preventivních nebo poporuchových oprav se tato norma nezabývá. 3.2.2 Technický život Tž relé musí při průměrné četnosti 900 pracovních cyklů/hod. (u relé kategorie N) nebo 360 pracovních cyklů /hod. (u relé kategorie C a H) dosahovat bez opravných zásahů těchto hodnot: kategorie N
kategorie C
kategorie H
při nejvyšších povolených zatíženích na všech kontaktech: Tž ≥ 1 500 000 prac. cyklů při zatížení AC
Tž ≥ 600 000 prac. cyklů při zatížení AC
Tž ≥ 150 000 prac. cyklů při zatížení AC
Tž ≥ 1 000 000 prac. cyklů při zatížení DC
Tž ≥ 400 000 prac. cyklů při zatížení DC
Tž ≥ 100 000 prac. cyklů při zatížení DC
při zatížení všech kontaktů 50 mA, 24 V DC: Tž ≥ 3 000 000 prac. cyklů
nesledováno
nesledováno
Tž ≥ 5 000 000 prac. cyklů
Tž ≥ 5 000 000 prac. cyklů
bez elektrického zatížení kontaktů: Tž ≥ 10 000 000 prac. cyklů
3.2.3 MTBF (střední doba mezi poruchami) relé kategorie N při zatížení všech kontaktů 50 mA, 24 V DC musí dosahovat při průměrné četnosti 900 pracovních cyklů za hodinu minimálně této hodnoty: MTBF > 1 000 000 pracovních cyklů 8
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
3.2.4 Hodnoty MTTF (střední doby do poruchy) u relé kategorie H a C nebo MTBF (střední doby mezi poruchami) relé kategorie C jsou předmětem dohody mezi výrobcem (dodavatelem) a provozovatelem (uživatelem). Poznámky: 1. Uvedené hodnoty četnosti pracovních cyklů jsou v souladu s ČSN EN 61810-1 zvoleny účelově pro laboratorní ověřování a zkoušky životnosti a bezporuchovosti. V provozu se u většiny nově zaváděných relé předpokládá četnost pracovních cyklů cca řádově nižší. Vztahy mezi počtem pracovních cyklů v reálném provozu a dobou reálného provozu nejsou vždy jednoznačné a je nutno je posuzovat ve spolupráci výrobce a provozovatele. 2. Relé lze zkoušet nebo i provozovat také s impulsním napájením, kdy četnost pracovních cyklů je vyšší než 900 nebo 360, nebo (na rozdíl od požadavků článku 1.16 této normy) s ovládáním pomocí bezkontaktního zdroje. Bezporuchovost a životnost relé jsou pak nepříznivě ovlivněny a jejich hodnoty je nutno zvláště dohodnout. 3.2.5 Limitní hodnoty MTBF (MTTF u neopravovaných relé) a Tž platí pro zkoušky prováděné v podmínkách podle ČSN EN 116000-3, článku 3.5 a vztahují se na relé jako konstrukční celek, bez ohledu na jeho kategorii, typ a modifikaci. Jsou výsledkem poruchovosti jednotlivých komponentů relé, u nichž se může vyskytnout některá ze 7 typů (typy 1 až 3 a 5 až 8) uvažovaných poruch (články 3.1.1 a 3.1.2 a příloha 1 této normy). Při provozním ověřování bezporuchovosti a v průběhu technického života relé musí být zachován poměr četnosti (intenzity) poruch nepravděpodobných (np) ku četnosti poruch vysoce nepravděpodobných (vnp) uvažovaných podle přílohy 1 minimálně: λ np : λ vnp = 5 : 1 Poznámka: V souladu s provozními zkušenostmi je nutno připustit i u relé kategorie N výskyt potenciálně méně bezpečných poruch (např. svaření zapínacího kontaktu, mezizávitový zkrat cívky, zkrat mezi kontakty sousedních svazků, neodpadnutí kotvy atp.) jako vysoce nepravděpodobný, přičemž katastrofické vlivy (např. úder blesku, svod trakčního proudu, zatopení vodou, nekvalifikovaný zásah, vandalismus atp.) se samozřejmě neuvažují.
3.2.6 Relé kategorie N a některá relé kategorie C jsou z hlediska provozní spolehlivosti považována za objekt po poruše opravitelný. V takovém případě stabilita základních vlastností relé během jeho technického života může být podmíněna zásahy případných plánovaných oprav nebo oprav po poruše. Četnost, rozsah a technologii takových zásahů po dobu technického života stanovuje uživatel (provozovatel) na základě doporučení nebo po dohodě s výrobcem [např. v interních předpisech SŽDC (ČSD) T 115/1, SŽDC (ČSD) T 123], přičemž musí být splněny požadavky článku 2.6 a vztažné části článku 4 této normy. 3.3 Konstrukční vlastnosti 3.3.1 Relé kategorie N musí být (není-li dohodnuto s provozovatelem jinak) konstruováno jako zástrčkové (vyjímatelné), s vlastním, průhledným, barevně neutrálním a tvarově stálým krytem. U relé kategorie C a H se připouští i další konstrukční provedení ve smyslu ČSN EN 61810-1 (pro plošné pájení, připevnění šroubem a s pájecími vývody anebo svorkami, násuvnými kolíky atp.). Doplňkové prvky u relé všech kategorií nemají být, pokud možno, konstrukční součástí relé (diody, odpory, kondensátory atp.). 3.3.2 Nezbytným doplňkem zástrčkového provedení relé je zásuvka (patice). Konstrukce zásuvky, způsob její montáže a připojení vodičů musí zaručovat, že nedojde ke zhoršení bezpečnosti funkce a spolehlivosti relé v zásuvce opakovaně zasouvaného. Zásuvka musí vylučovat možnost neúmyslné záměny relé jedné modifikace za relé jiné modifikace a stabilita polohy relé musí být zajištěna pomocným úchytem. Poznámka: Po dohodě výrobce (dodavatele) s provozovatelem (uživatelem) nemusí být požadavek konstrukčního vyloučení možnosti záměny relé splněn při rozšíření sortimentu typu relé schváleného a zavedeného pro použití v provozu před účinností této normy. 9
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
3.3.3 Každé relé kategorie N musí být opatřeno zřetelným a po dobu technického života trvanlivým identifikačním (výrobním) štítkem umístěným pod krytem. Štítek musí být čitelný bez vyjímání relé a nesmí bránit vizuální kontrole relé. Na tomto štítku musí být uvedeno označení výrobce, typu a modifikace a pořadové výrobní číslo/rok výroby. Na cívkách relé kategorie N musí být uveden odpor vinutí, popřípadě i počet závitů, průměr a druh drátu. Poznámka: Po dohodě výrobce (dodavatele) s provozovatelem (uživatelem) mohou být některé z těchto údajů zobrazeny navíc čárovým kódem, čipem atp. 3.3.4 U relé kategorií C a H se předpokládá označení základních identifikačních údajů (typ a modifikace relé, výrobce) popř. hodnoty budicí veličiny, počtu a druhu kontaktů, označení zkušebny nebo shody s normami atp. na místě snadno viditelném při montážní poloze relé (na krytu, na cívkách). Poznámka: Po dohodě výrobce (dodavatele) s provozovatelem (uživatelem) mohou být některé z těchto údajů zobrazeny i čárovým kódem, čipem atp. 3.3.5 U relé kategorie N musí být v jeho pracovní (montážní) poloze odpad (návrat) zajištěn vlastní hmotností kotvy (ovládacího členu). Ke zvýšení gravitačních účinků je možno použít pomocných mechanických prostředků s možností regulace. 3.3.6 U relé kategorie N musí být souhlas polohy kontaktů navzájem a souhlas s polohou kotvy (ovládacího členu) zajištěn nuceným mechanickým spřažením pomocí tvarově stálých elementů tak, aby byl splněn článek 3.1.4.2 b), c), d) této normy. 3.3.7 U relé kategorie C musí být konstrukčním řešením zaručeno s největší možnou pravděpodobností splnění požadavku článku 3.1.5.2 této normy a požadavků UIC Kodex 736 R. 3.3.8 Kontaktní sady a mechanismus relé musí být chráněny před prachem krytem se stupněm ochrany minimálně IP 52 (podle ČSN EN 60529), nebo zapouzdřením relé na technologickou kategorii minimálně RT I (podle ČSN EN 61810–1 ed. 2). Poznámka: Kryt (pouzdro) relé zajišťující požadovanou ochranu musí být vždy součástí relé, nedohodne-li se výrobce (dodavatel) s provozovatelem (uživatelem) v technické dokumentaci na jiném způsobu ochrany. 3.3.9 Všechny části (díly nebo dílčí sestavy) relé musí být vyrobeny podle platných výkresů v nejvyšší kvalitě a musí být u stejných modifikací pro případnou opravu navzájem zaměnitelné. Při výrobě dílů relé nesmí být použit materiál, který může v provozu nepříznivě ovlivňovat jeho mikroklima (silikon, kyseliny atp.). 3.3.10 Relé kategorie N musí splňovat další konkrétní požadavky na konstrukční uspořádání, jejichž nedodržení by mohlo vést ke snížení bezpečnosti funkce relé: a) podélná (ve směru břitu, osy otáčení a pod.) vůle kotvy, rotoru nebo jiného pohyblivého členu ovládajícího pohyb kontaktů musí být v mezích 0,25 mm až 0,5 mm, b) příčná (tj. kolmá na podélnou) vůle kotvy, rotoru nebo jiného pohyblivého členu ovládajícího pohyb kontaktů musí být v mezích 0,05 mm až 0,1 mm, c) váznutí rotoru nebo kotvy vlivem remanentního magnetismu (lepení) musí být vyloučeny pomocí nemagnetických dorazů, které zaručí velikost vzduchové mezery (přerušení magnetického obvodu) minimálně 0,1 mm, d) tvar, rozměr a povrch doteků kontaktu musí odpovídat jeho zatížení, styčná plocha doteků sepnutého kontaktu musí být vzhledem k tvaru a rozměrům doteků dostatečně velká tak, aby kontakt spolehlivě spínal v celém rozsahu kategorie užití kontaktu, podrobná definice styčné plochy doteků musí být uvedena v technické dokumentaci, e) při spínání se musí styk doteků očišťovat jejich souběhem, jehož délka musí být minimálně 0,2 mm,
10
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
f) kontaktní síla nesmí při dokončeném odpadu nebo při plném přítahu klesnout pod hodnotu 0,3 N (u zapínacích kontaktů) a 0,15 N (u rozpínacích kontaktů), g) mezera kontaktu zapínacího i rozpínacího nesmí klesnout pod 1,3 mm, h) nesoučasnost spínání a rozepínání nemá být obvykle větší než 10 % z největší mezery kontaktu u kontaktní sady, i) nesoučasnost chodu kontaktů nemá být obvykle nižší než 35 % u relé normálně pracujících nebo 20 % u relé zpožděně pracujících, limitní hodnoty musí být uvedeny v technické dokumentaci, j) mezi pohyblivými částmi relé a jeho krytem musí být zajištěna dostatečná vzdálenost, aby se vyloučily překážky v provozu relé (při přítahu, odpadu atd.), limitní hodnota vzdáleností musí být uvedena v technické dokumentaci. 3.3.11 Po dohodě s výrobcem může být v technické dokumentaci uvedena i nejvyšší povolená hodnota doby odskakování kontaktů, včetně metody jejího měření. U relé kategorie N by neměla doba odskakování překročit hodnotu 20 ms, u relé kategorie C hodnotu 10 ms. 3.3.12 Doba odpadu u relé všech kategorií, zvláště pak u relé kategorie N (která není zvyšována ve smyslu článku 1.17 této normy) by neměla překročit hodnotu 200 ms. Pokud tomuto požadavku relé nevyhovuje, musí být maximální hodnota doby odpadu uvedena v technické dokumentaci. 3.3.13 Doba přítahu u relé všech kategorií může být dohodnuta mezi výrobcem (dodavatelem) a provozovatelem (uživatelem). Pokud tato doba překračuje hodnotu 200 ms, musí být její maximální hodnota uvedena v technické dokumentaci. 3.3.14 U relé kategorie N a C musí být volbou materiálu a konstrukčním řešením zajištěna v provozním prostředí podle článku 2.4 této normy především odolnost vůči limitním teplotám a náhlým změnám teplot (teplotní deformace kontaktních členů včetně elementů nuceného vedení, deformace krytů, námrazy na izolantech a jejich navlhání). 3.3.15 Vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty u relé musí odpovídat požadavkům ČSN 330420-1 a ČSN EN 61810-1 pro výdržné napětí dle článku 3.4.12 této normy a stupně znečištění dle článku 3.3.8 této normy. 3.3.16 Pokud se relé bez vlastního krytu (ve smyslu poznámky k článku 3.3.8 této normy) umísťuje v konstrukčním celku (bloku, kazetě s dalšími relé nebo jinými prvky, platí ustanovení týkající se krytu relé (články 2.4, 3.3.1, 3.3.3, 3.3.4, 3.3.8, 3.3.10 i, 3.3.14, 3.3.17, 4.3.1 a 4.3.2 této normy) i pro společný kryt konstrukčního celku. 3.3.17 Relé kategorie N a některá relé kategorie C (ve smyslu článku 3.2.6 této normy) musí být konstrukčně provedena tak, aby umožňovala trvale, po dobu technického života relé, zajištění proti neoprávněnému zásahu do vnitřku relé (pod kryt) pomocí bezpečnostního závěru (plomby, pečetě) od výrobce nebo následně od oprávněného subjektu (ve smyslu článku 2.6 této normy). 3.4 Elektrické vlastnosti 3.4.1 Jmenovité hodnoty budicích veličin mají odpovídat ČSN EN 61810-1, článek 5.1. Jmenovité kmitočty budicích veličin relé jednofázových a dvoufázových jsou v řadě 50 Hz, 75 Hz, 275 Hz. Případné odlišnosti musí být dohodnuty mezi provozovatelem (uživatelem) a výrobcem (dodavatelem). 3.4.2 U relé kategorie N a C musí být, vedle údajů podle článků 3.4.1, 3.3.3 a 3.3.4 této normy, v příslušné technické dokumentaci uvedena tato upřesnění elektrických parametrů: • jmenovité napětí (proud) přítahu (rozběhu) – článek 1.18 této normy, • jmenovité napětí (proud) odpadu (návratu) – článek 1.19 této normy,
11
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
• kategorie užití kontaktů – článek 3.4.7 této normy, • hodnota výdržného napětí – článek 3.4.12 této normy. Poznámka: Na požadavek provozovatele (uživatele) je možno uvést i hodnotu jmenovitého napětí (proudu) nepřítahu, tj. maximální podrozběhovou hodnotu. 3.4.3 Koeficient jistoty přítahu u relé kategorie N se má pohybovat v rozmezí 1,4 až 1,6. 3.4.4 Jmenovitý přídržný poměr u nového relé musí mít tyto hodnoty: • u relé kategorie N minimálně 0,25, • u relé kategorie C minimálně 0,2. Tyto limitní hodnoty nesmí být překročeny po dobu technického života relé (viz také článek 3.2.1 této normy) i za předpokladu, že skutečná napětí (proudu) přítahu a odpadu se budou blížit limitním hodnotám (články 1.20 a 1.21 této normy). 3.4.5 Kotva polarizované jednotky kombinovaného relé musí překládat v obou směrech (přítah i odpad) při napětí (proudu) o hodnotě nejvýše 75 % skutečného napětí (proudu) přítahu neutrální jednotky při odpovídající polaritě budicí veličiny. Stav přítahu u polarizované jednotky musí nastat dříve než u současně vybuzené neutrální jednotky. Hodnoty budicích veličin přítahu a odpadu se u polarizované jednotky můžou navzájem lišit nejvýše o 10 % jejich střední hodnoty. 3.4.6 Relé musí bez porušení snést na vstupním (ČSN EN 61810-1, článek 3.4.4): • trvale 1,5 násobek jmenovitého napětí (proudu), • po dobu 10 s 2,3 násobek jmenovitého napětí (proudu).
obvodu
tato
mezní
napětí
3.4.7 Kategorie užití kontaktů relé mají odpovídat ČSN EN 116000-3, článku 2.8, tj. kategorie CA 1 až CA 4. Případné odlišnosti musí být dohodnuty mezi provozovatelem (uživatelem) a výrobcem (dodavatelem). 3.4.8 U kontaktních sad relé kategorie N a C musí být definována mezní zapínací nebo mezní vypínací schopnost podle ČSN EN 61810-1, článků 3.5.13 a 3.5.14. U relé kategorie N musí být přitom splněn požadavek „nesvařitelnosti“ kontaktů (článek 3.1.4.2 této normy). 3.4.9 Po dohodě výrobce (dodavatele) s provozovatelem (uživatelem) může být u relé stanoveno nejnižší povolené (nebo doporučené, např. v závislosti na spolehlivosti) proudové nebo napěťové zatížení kontaktů. 3.4.10 U relé kategorie N, popř. i u relé kategorie C, se sleduje hodnota přechodových odporů kontaktů a zástrčkového spojení v zásuvce. Stanovení konkrétních hodnot přechodových odporů garantovaných výrobcem v průběhu životního cyklu relé je předmětem dohody mezi výrobcem (dodavatelem) a provozovatelem (uživatelem). Poznámka: Hodnoty přechodových odporů kontaktů nových relé jsou odvislé především od kvality výroby (materiál doteků, kontaktní síla, souběh kontaktů, výchylky v ose, nečistoty atp.). U přechodových odporů kontaktů se v důsledku přechodových jevů, opotřebení a únavy materiálu vlivu prostředí atp. nepředpokládá zachování těchto “počátečních“ hodnot po dobu technického života relé ve smyslu článku 3.2.1 této normy. 3.4.11 Izolační odpor mezi navzájem nespojenými elektricky a magneticky vodivými částmi relé (včetně případné zásuvky) musí, v prostředí „v budovách (skříních) s klimatizací“ (článek 2.4 této normy) dosahovat hodnoty minimálně 200 MΩ. 3.4.12 Všechny oddělené elektricky a magneticky vodivé části relé (včetně zásuvky) musí snést po dobu 60 s mezi sebou a proti pouzdru relé střídavé výdržné napětí minimálně 2 kV. U relé kategorie C a N se doporučuje zvýšit hodnotu výdržného napětí na 4 kV, aby se téměř vyloučila pravděpodobnost výskytu poruch typu 11 až 16 dle přílohy 1 této normy. 12
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
IV. ZKOUŠKY 4.0 Účelem zkoušek (zkoušení, měření, kontroly) je ověření a potvrzení, zda zkoušená relé vyhovují technickým požadavkům (článek 3 této normy). Zkoušky musí být přednostně prováděny měřicími a zkušebními postupy uvedenými v ČSN EN 116000-3 (ČSN EN 61810-7), bez ohledu na to, v které fázi životního cyklu relé jsou zkoušky požadovány a realizovány (zkouška typu, výrobní nebo výstupní kontrola, kusová nebo přejímací zkouška, zkouška při reklamaci, provozní diagnostika, oprava atp). 4.1 Výběr, zaměření a rozsah zkoušek uvedených v této normě je dán dohodou mezi výrobcem (dodavatelem) a provozovatelem (uživatelem). V souladu s těmito normami lze při zkouškách použít také metody odlišné, které jsou však z hlediska poskytnutých výstupů rovnocenné. Další upřesnění jsou možná na základě dohody mezi provozovatelem a dodavatelem i formou předmětových specifikací (např. technické podmínky dodací, katalogový list výrobce, zkušební předpis, provozní předpis atp.). U zkoušek typu (typových) se přepokládá, že jsou realizovány akreditovanou zkušebnou ve smyslu ČSN EN ISO/IEC 17025. 4.2 V následující části jsou uvedeny odkazy na konkrétní technické požadavky, které vyplývají z této normy a jsou proto předmětem zkoušení, měření nebo kontroly. Pokud není metodika zkoušek specifikována, pak jsou uvedeny odkazy na normy nebo jiné zdroje popisující principy metod a postupů zkoušek pro předmětná relé. Požadavky na zkoušky relé se mohou odlišovat podle toho, v jaké kategorii (N, C, H) je předmětné relé zařazeno. Není-li uvedeno jinak, pak se zkoušky uvedené v této normě týkají relé všech tří kategorií (N, C, H), nebo podle upřesnění vyplývajícího z příslušného článku technických požadavků. Základní podmínky pro zkoušky všech druhů jsou uvedeny v ČSN EN 116000-3, článek 3.5 a mohou být doplněny o specifické požadavky (např. články 1.37 a 2.5 této normy). 4.3 Zkoušky konstrukčních vlastností 4.3.1 Vizuální kontrola relé • • • • • • •
konstrukční provedení, kontrola rozměrů průhlednost a neporušenost krytu nezáměnnost identifikační štítek a popis cívek odpad hmotností kotvy nucené mechanické spřažení obecná kvalita
kat. N kat. N kat. N kat. N
4.3.2 Zkouška těsnosti krytu a odolnosti proti vnějším vlivům prostředí
technické požadavky: čl. 3.3.1; čl. 3.3.2; čl. 3.3.15 čl. 3.3.1 čl. 3.3.2 čl. 3.3.3 ; čl. 3.3.4 čl. 3.3.5 čl. 3.3.6 čl. 3.3.9
technické požadavky: čl. 2.4, čl. 3.3.8, čl. 3.3.14
Postup zkoušek podle ČSN EN 116000-3: • článek 3.20 (zapouzdření), • článek 3.21 (vnitřní vlhkost), • článek 3.22 (korozní atmosféry), • článek 3.23 (plísně), • článek 3.26 (údery), • článek 3.27 (rázy), • článek 3.28 (vibrace), • článek 3.29 (zrychlení),
13
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
• článek 3.15 (vliv vnějšího prostředí), • článek 3.16 (vlhké teplo), • článek 3.17 (tepelný odpor), • článek 3.18 (oteplení), • článek 3.19 (střídání teplot). Výběr a rozsah zkoušek jsou odvislé od kategorie předmětného relé a mohou být předmětem dohody mezi výrobcem (dodavatelem) a provozovatelem (uživatelem). U relé kategorie N se zvláště sleduje, zda nedošlo ke snížení bezpečnosti jeho konstrukce (článek 4.3.3 této normy). Poznámka: Ve smyslu článku 4.1 této normy mohou být zkoušky zapouzdření relé prováděny podle ČSN EN 60529 a zkoušky korozní atmosféry podle ČSN ISO 6988. 4.3.3 Kontrola bezpečnosti konstrukce relé
technické požadavky: kat. N čl. 3.3.10 Měření pomocí mikrometrů, spárových měrek a siloměrů (momentových vah). Kontaktní síla se měří v místě doteků. Nesoučasnost rozepínání je nepřímo měřitelná při ruční simulaci odpadu jako velikost mezery nejrychlejšího zapínacího kontaktu v okamžiku, kdy poslední nejpomalejší zapínací kontakt začíná rozepínat. Nesoučasnost spínání je nepřímo měřitelná při ruční simulaci odpadu jako velikost mezery nejpomalejšího rozpínacího kontaktu v okamžiku, kdy první nejrychlejší rozpínací kontakt poprvé spíná. Lze použít také metody podle ČSN EN 116000-3, článek 3.14.2.6. Nesoučasnost chodu kontaktů se měří obvykle elektronicky. Metodiku měření je nutno podrobněji popsat v technické dokumentaci pro příslušný typ relé. Některá z těchto měření mohou být součástí provozní diagnostiky. Měřicí napětí a měřicí proud se volí s ohledem na kategorii užití kontaktů (článek 3.4.7 této normy). 4.3.4 Měření doby odskakování kontaktů
technické požadavky: čl. 3.3.11 Měření může být realizováno např. podle ČSN EN 116000-3, článek 3.14.2.3. Měřicí napětí a měřicí proud se volí s ohledem na kategorii užití kontaktů (článek 3.4.7 této normy). 4.3.5 Měření doby přítahu (rozběhu) a odpadu (návratu)
technické požadavky: čl. 3.3.12; čl. 3.3.13 Měří se vhodnou metodou (ČSN EN 116000-3, článek 3.14) při nutném dodržení podmínek a požadavků uvedených v článcích 1.13, 1.14, 1.15 a 1.17 této normy. Toto měření může být také součástí provozní diagnostiky. 4.4 Zkoušky elektrických vlastností 4.4.1 Kontrola jmenovitých hodnot budicích veličin a funkční zkouška
technické požadavky: čl. 3.4.1 až čl. 3.4.5 Po kontrole, zda jmenovité hodnoty budicích veličin odpovídají technickým požadavkům pro relé uvedených kategorií, následuje ve smyslu ČSN EN 116000-3, článek 3.13 funkční zkouška, jako důkaz, že relé spolehlivě působí při stanovené hodnotě budicí veličiny.
14
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
4.4.2 Měření skutečných hodnot budicích veličin
technické požadavky: kat. N, C čl. 3.4.4 V technické dokumentaci musí být upřesněny podmínky pro měření (strmost nárůstu nebo poklesu budicí veličiny, vliv doby ohřevu vstupních obvodů buzeného relé, nastavení optimálního úhlu fázového posunu u relé dvoufázových atp.) při dodržení požadavků dle článků 1.13, 1.14 a 1.15 této normy. Toto měření je také součástí zkoušek životnosti (článek 4.5.2 této normy) a může být i součástí provozní diagnostiky.
4.4.3 Zkouška zatížitelnosti mezním napětím (proudem)
technické požadavky: čl. 3.4.6 Zkouška 2,3 násobku může proběhnout v rámci funkční zkoušky (článek 4.4.1 této normy). Zkouška 1,5 násobku může proběhnout v rámci zkoušek životnosti (článek 4.5.2 této normy).
4.4.4 Kontrola kategorie užití kontaktů, zkoušky zatížitelnosti kontaktů
technické požadavky: čl. 3.4.7, čl. 3.4.8, čl. 3.4.9 Kontrola údajů o kategorii užití kontaktů, popřípadě jejich mezní zapínací nebo mezní vypínací schopnosti a jejich nejnižšího proudového nebo napěťového zatížení. Zkoušky zatížitelnosti kontaktů mohou být spojeny se zkouškami životnosti a bezporuchovosti relé (články 4.5.2 a 4.5.3 této normy).
4.4.5 Měření hodnot přechodových odporů kontaktů (zástrčkového spojení)
technické požadavky: kat. N, C čl. 3.4.10 Kontroluje se dodržení předepsaných limitních hodnot u nově vyrobených (popř. opravených) relé. Je-li stanovena také limitní hodnota v průběhu technického života relé (provozní hodnota), pak měření u nových relé probíhá v rámci zkoušek životnosti (článek 4.5.2 této normy) a u provozovaných relé v rámci provozní diagnostiky. Měření se provádí voltampérovou metodou pomocí DC zdroje 0,5 A – 1 A / 24 V tak, aby byl vyloučen vliv přechodových odporů zásuvky (patice).
4.4.6 Měření izolačního odporu
technické požadavky: čl. 3.4.11 V souladu s ČSN EN 61810-1 a ČSN EN 116000-3 se izolační odpor měří při stejnosměrném napětí 500 V, nebo 1000 V u relé kategorie N.
4.4.7 Zkouška elektrické pevnosti
technické požadavky: čl. 3.4.12 Zkouška se provádí podle ČSN EN 61180-1 střídavým výdržným napětím po dobu 1 minuty a to přiložením napětí mezi všechny oddělené elektricky a magneticky vodivé části relé mezi sebou a proti pouzdru relé. Velikost konečného zkušebního napětí je stanovena na 2,0 kV nebo 4 kV/50 Hz efektivní hodnoty. 4.5 Zkoušky spolehlivosti a bezpečnosti funkce 4.5.1 Zkoušky spolehlivosti a bezpečnosti funkce se požadují u nově schvalovaného a zaváděného typu relé nebo jeho nové modifikace, dále při závažných změnách konstrukce, technologie a materiálů, popřípadě při opakujících se reklamacích a radikálním snížení provozní spolehlivosti relé. Zkoušky je možno organizačně (časově) spojit.
15
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
U relé kategorie H (popřípadě kategorie C) lze po dohodě dodavatele a uživatele určit ekvivalenci mezi: • těmito druhy zkoušek a výslednými parametry uváděnými v dokumentaci pro oblast použití mimo elektrické železniční zabezpečovací zařízení, • a níže uvedenými zkouškami a požadovanými parametry podle článku 3.1 nebo 3.2 této normy. 4.5.2 Zkouška životnosti (technického života Tž) 4.5.2.1 Relé kategorie N (popř. C):
technické požadavky: kat. N (C) čl. 3.2.2 Zkouší se minimálně tři dvojice relé současně tak, aby byly rovnoměrně zastoupeny všechny tři druhy zatížení kontaktů a u stejnosměrné zátěže také obě polarity. Po absolvování předepsané minimální hodnoty „Tž/prac. cykly“ se zkouší (články 4.4 a 4.3 této normy), zda všechny elektrické a konstrukční vlastnosti relé zůstaly zachovány v povolených mezích.
4.5.2.2 Relé kategorie H (popř. C):
technické požadavky: kat. H (C) čl. 3.2.2 Zkouší se podle ČSN EN 61810-1 ed. 2 nebo ČSN EN 116000-3 (elektrická a mechanická životnost) s tím, že výsledné hodnoty Tž musí vyhovovat požadavkům (článek 3.2.2 této normy) a vztažné elektrické a mechanické vlastnosti relé musí po ukončení zkoušky zůstat zachovány (zkouší se podle článků 4.4 a 4.3 této normy). 4.5.3 Zkouška bezporuchovosti (MTBF /MTTF) 4.5.3.1 Relé kategorie N:
technické požadavky: kat. N čl. 3.2.3, čl. 3.2.5, čl. 3.2.2 Doba trvání zkoušky je odvislá od počtu současně zkoušených relé. V průběhu zkoušky se vyhodnocuje výskyt uvažovaných poruch typu 1 až 3 a 5 až 8 podle přílohy 1. Zkouška může být i součástí zkoušky životnosti (článek 4.5.2.1 této normy). Během a po ukončení zkoušky se vyhodnocuje: • zda relé vyhovělo požadavku MTBF (článek 3.2.3 této normy), • zda bylo relé opravováno a je splněn požadavek jeho opravitelnosti (článek 3.2.2 této normy). 4.5.3.2 Relé kategorie C:
technické požadavky: kat. C čl. 3.2.4, čl. 3.2.5 Pokud není dohodnuto jinak, vyhodnocuje se bezporuchovost v rámci zkoušek elektrické a mechanické životnosti prováděných podle ČSN EN 61810-1 ed. 2 nebo ČSN EN 116000-3. nebo podle článku 4.5.2.1 této normy. 4.5.3.3 Relé kategorie H:
technické požadavky: kat. H čl. 3.2.4, čl. 3.1.6.2 Relé kategorie H jsou považována za neopravitelná a v dokumentaci se uvádí pouze hodnota elektrické nebo mechanické životnosti, která je tak totožná s hodnotou MTTF (střední doba do poruchy), nebo MCTF (střední počet cyklů do poruchy). Zkouška se obvykle provádí, není–li dohodnuto jinak, podle ČSN EN 116000-3, článků 3.30 a 3.31.
16
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
4.5.4 Zkouška bezpečnosti funkce relé
technické požadavky: kat. N, C čl. 1.26, čl. 3.1.4.2, čl. 3.1.4.3, čl. 3.1.5.2, čl. 3.2.5
4.5.4.1 Zkouška odolnosti proti svaření (uváznutí) zapínacích kontaktů u relé kategorie N se provádí alespoň u jednoho relé, které absolvovalo zkoušku životnosti podle článku 4.5.2 této normy. Soustava elektrolytických kondenzátorů 4000 μF /150 V se po nabití na 150 V vybije přímým zkratem přes zapínací kontakt relé. Zkouška se opakuje s obrácenou polaritou připojení ke kondenzátorům, postupně se zkouší všechny zapínací kontakty zkoušeného relé a výsledek se považuje za úspěšný, nedošlo-li u žádného z nich ke svaření (uváznutí) ve smyslu článku 1.26 této normy. 4.5.4.2 Zkouška odolnosti proti svaření (uváznutí) rozpínacích kontaktů u relé kategorie N se provádí minimálně u jednoho relé, které absolvovalo zkoušku životnosti podle článku 4.5.2 této normy. Použitá soustava zkušebních kondenzátorů, postup zkoušek i vyhodnocení jsou obdobné jako u článku 4.5.4.1 této normy, ale nabíjecí napětí je pouze 106 V. Poznámka: Energie vzniklé zkratovým vybitím kondenzátorů jsou ekvivalentní energiím potřebným ke spolehlivému vypnutí pojistek 10 A nebo 5 A ve smyslu článku 3.1.4.2 této normy. 4.5.4.3 Kontrola současnosti spínání a rozepínání kontaktů relé kategorie N a C (C viz článek 3.1.5.2 c)) se provádí nejméně u jednoho relé, které absolvovalo zkoušku životnosti podle článku 4.5.2 této normy. Za kladný výsledek kontroly se považuje vyhovění požadavkům článku 3.1.4.2 c), d) této normy. 4.5.4.4 Kontrola současného nesepnutí zapínacích kontaktů u relé kategorie N a C (C viz článek 3.1.5.2 b)) při svaření (uváznutí) rozpínacího kontaktu se provádí po ukončení zkoušek životnosti nejméně u jednoho relé. Svaření (uváznutí) se postupně simuluje u všech rozpínacích kontaktů. Relé musí vyhovět požadavku článku 3.1.4.2 b) této normy. 4.5.4.5 Zkouška odolnosti proti rušivým elektrickým vlivům u relé kategorie N a C (C viz článek 3.1.5.2 c)) se provádí ve smyslu článku 3.1.4.3 této normy. 4.5.4.6 Kontrola současného nesepnutí rozpínacích kontaktů u relé kategorie C při svaření (uváznutí) zapínacího kontaktu se provádí po ukončení zkoušek životnosti nejméně u jednoho relé. Svaření (uváznutí) se postupně simuluje u všech zapínacích kontaktů. Relé musí vyhovět požadavku článku 3.1.5.2 a) této normy. 4.5.4.7 U relé všech tří kategorií se kontroluje, zda intenzita poruch případně vzniklých během zkoušek životnosti nebo bezporuchovosti je v požadovaném poměru (články 3.2.5 a 3.1.6.2 této normy).
17
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
ZÁVĚREČNÁ USTANOVENÍ Tato norma nahrazuje normu TNŽ 36 5530 z roku 1988. Při novelizaci byla původní norma zcela přepracována, protože úloha elektromechanických relé v nových systémech železniční zabezpečovací techniky se podstatně změnila. Od nově vyvíjených, vyráběných, dodávaných, schvalovaných a zaváděných relé se požaduje větší kompatibilita s elektronickými obvody a jejich spolehlivá a bezpečná funkce především v interfejsových obvodech. Norma, na rozdíl od původní, platí i pro relé, která mohou být použita v obvodech zabezpečovacích zařízení, ačkoliv pro tento účel nebyla speciálně vyvinuta a vyrobena. V normě jsou také zohledněny souvislosti s novými normami a směrnicemi.
18
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
CITOVANÉ NORMY A DOKUMENTY ČSN 34 2600: 1993 ..................... Elektrické železniční zabezpečovací zařízení ČSN EN 50126 ............................ Drážní zařízení – Stanovení a prokázání bezporuchovosti, pohotovosti, udržovatelnosti a bezpečnosti (RAMS) ČSN EN 50129 ............................ Drážní zařízení – Elektronické zabezpečovací systémy ČSN EN 61810-1 ed. 2 ................ Elektromechanická elementární relé Všeobecné a bezpečnostní požadavky ČSN EN 61810-7: 2007 ............... Elektromechanická elementární relé Zkušební a měřicí postupy ČSN EN 116000-3 ....................... Elektromechanická dvoustavová relé Postup zkoušek a měřicí metody ČSN EN 50205: 2003 .................. Relé s nuceně ovládanými (mechanicky spřaženými) kontakty ČSN EN 50125-1: 2002 ............... Drážní zařízení – Podmínky prostředí pro zařízení Zařízení drážních vozidel ČSN EN 50125-3: 2003 ............... Drážní zařízení – Podmínky prostředí pro zařízení Zabezpečovací a sdělovací zařízení ČSN 330420-1: 1998 ................... Koordinace izolace elektrických zařízení nízkého napětí Zásady, požadavky a zkoušky ČSN EN 60529: 1992 .................. Stupně ochrany krytem (krytí – IP kód) ČSN ISO 6988: 1994 ................... Kovové a jiné anorganické povlaky. Zkouška oxidem siřičitým s povšechnou kondenzací vlhkosti Vyhláška MD č. 100/1995 Sb. ..... Řád UTZ (Podmínky pro provoz, konstrukci a výrobu určených technických zařízení) UIC Kodex 736 R......................... Signalrelais – 4. vydání 2004 TNŽ 34 2606................................ Rozbory bezpečnosti obvodů železničních zabezpečovacích zařízení ČSN EN ISO/IEC 17025 .............. Všeobecné požadavky na způsobilost zkušebních a kalibračních laboratoří předpis SŽDC (ČSD) T 115/1 ...... Opravy výměnných dílů zabezpečovacích zařízení Přidružený předpis č. 1 pro opravy relé a reléových sad předpis SŽDC (ČSD) T 123 ......... Údržba reléových zabezpečovacích zařízení
19
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
Příloha 1 – Typy uvažovaných poruch (selhání) relé 1. Přerušení vstupního obvodu 2. Trvalé přerušení kontaktu 3. Přechodné přerušení kontaktu 4. Zvýšení přechodového odporu kontaktu nad limitní hodnotu 5. Ovládací člen (kotva) nepřeloží (nepřitáhne) 6. Ovládací člen (kotva) nepřeloží (neodpadne) 7. Svaření (uváznutí) zapínacího kontaktu 8. Svaření (uváznutí) rozpínacího kontaktu 9. Sepnutí kteréhokoliv ze zapínacích kontaktů při svaření (uváznutí) kteréhokoliv z rozpínacích kontaktů 10. Sepnutí kteréhokoliv rozpínacího kontaktu při svaření (uváznutí) kteréhokoliv zapínacího kontaktu (neuvažuje se pro relé kategorie N – již porucha typu 7 je poruchou vnp) 11. Mezizávitový zkrat cívky 12. Zkrat mezi kontaktními péry téhož svazku 13. Zkrat mezi kontakty sousedních svazků 14. Zkrat mezi kontaktem a pouzdrem 15. Zkrat mezi kontaktem a vstupním obvodem 16. Zkrat mezi cívkami vstupního obvodu 17. Překročení limitní hodnoty doby odskakování 18. Zvýšení napětí/proudu přítahu nad limitní hodnotu 19. Snížení napětí/proudu přítahu pod limitní hodnotu 20. Zvýšení napětí/proudu odpadu nad limitní hodnotu 21. Snížení napětí/proudu odpadu pod limitní hodnotu 22. Změna přídržného poměru pod limitní hodnotu 23. Prodloužení doby přítahu nad limitní hodnotu 24. Zkrácení doby přítahu pod limitní hodnotu 25. Prodloužení doby odpadu nad limitní hodnotu 26. Zkrácení doby odpadu pod limitní hodnotu 27. Ovládací člen (kotva) přeloží (přitáhne) při buzení rušivou střídavou veličinou 28. Nesoučasnost spínání nad limitní hodnotu 29. Nesoučasnost rozepínání nad limitní hodnotu 30. Současné sepnutí kteréhokoliv zapínacího kontaktu a kteréhokoliv rozpínacího kontaktu při přítahu 31. Současné sepnutí kteréhokoliv rozpínacího kontaktu a kteréhokoliv zapínacího kontaktu při odpadu
20
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
OBSAH ÚVODNÍ USTANOVENÍ ............................................................................................................ 1 I. TERMÍNY a DEFINICE........................................................................................................... 1 II. VŠEOBECNĚ ........................................................................................................................ 5 III. TECHNICKÉ POŽADAVKY .................................................................................................. 5 3.1 Bezpečnost funkce ............................................................................................................. 6 3.2 Spolehlivost ........................................................................................................................ 8 3.3 Konstrukční vlastnosti......................................................................................................... 9 3.4 Elektrické vlastnosti .......................................................................................................... 11 IV. ZKOUŠKY .......................................................................................................................... 13 4.3 Zkoušky konstrukčních vlastností ..................................................................................... 13 4.4 Zkoušky elektrických vlastností ........................................................................................ 14 4.5 Zkoušky spolehlivosti a bezpečnosti funkce ..................................................................... 15 ZÁVĚREČNÁ USTANOVENÍ .................................................................................................. 18 CITOVANÉ NORMY a DOKUMENTY ..................................................................................... 19 Příloha 1 – Typy uvažovaných poruch (selhání) relé............................................................... 20
21
TNŽ 36 5530 – účinnost od 1. 2. 2009
22
Vypracování normy Zpracovatel:
AŽD Praha, s. r. o., Technický odbor
Zadavatel:
Správa železniční dopravní cesty, státní organizace Technická ústředna dopravní cesty Specializované středisko Zabezpečovací a automatizační technika
Gestor:
Správa železniční dopravní cesty, státní organizace. Odbor automatizace a elektrotechniky
