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FRAUSCHER

NEWSAusgabe 04 - Oktober 2009

Magnetische Beeinflussungsgrenzen von Radsensoren

Vorwort

Sehr geehrte Kunden und Anwender unserer Komponenten,

mit dieser Ausgabe der FRAUSCHER-NEWS setzen wir die Offenlegung der Beeinflussungsgrenzen unserer Rad-sensoren fort. Heute behandeln wir die zulässigen Grenzwerte elektroma-gnetischer Störfelder am Beispiel der Radsensoren Type RSR180, RSR123 und RSR122.

In diesem Zusammenhang möchten wir auf die Anforderungen der prTS 50238-3 eingehen, die bei einer Reihe von zugelassenen Radsensoren den Frequenzbereich von 10 kHz bis 1,3 MHz betrachtet. In der Praxis kämpfen wir jedoch immer wieder mit Gleichmagnetfeldern, beispiels-weise bei Gleichstromtraktion oder bei Magnetschienenbremsen.

Wir hielten es daher für zweckmäßig, den Frequenzbereich nach unten hin bis auf 0 Hz zu erweitern.

Die WGA4-2 der CENELEC SC9XA hat in ihrem Entwurf der techni-schen Spezifikation prTS 50238-3 einen Sicherheitsabstand zwischen den festgelegten Grenzwerten und der tatsächlichen Störansprechgrenze der jeweiligen Radsensoren von 9 dB definiert. Diesen Wert haben wir im korrespondierenden Frequenzbereich berücksichtigt. Im niedrigen Frequenz-bereich und bei Gleichmagnetfeldern hielten wir jedoch einen Sicherheits-abstand von 3 dB für ausreichend, weil sich NF-Felder deutlich weniger komplex aus breiten als solche mit höheren Frequenzen.

Beim Vergleich der Grenzwerte, bei-spielsweise der Radsensoren Type RSR122 und RSR123, fällt der Un-terschied auf, den wir mit der neuen V-Mix Technologie® im Radsensor RSR123 erzielt haben. Zwischen den Entwicklungsphasen der beiden Rad-sensoren liegen ziemlich genau 10 Jahre, und wir sind ein wenig stolz, in relativ kurzer Zeit diesen technolo-gischen Quantensprung geschafft zu haben.

Gerne berichten wir, dass sich mitt-lerweile etwa 2.500 Radsensoren der Type RSR123 im Gleis befinden, von denen wir bislang keine Störung durch elektromagnetische Einflüsse registrie-ren konnten.

Wir freuen uns, dass wir mit dieser Ausgabe der FRAUSCHER-NEWS unsere Aktivitäten zur vollständigen Offenlegung der Eigenschaften unserer Radsensoren abschließen können. Die neue Transparenz bietet die Grund-lage für eine klare Definition in Ver-trägen. Sie gestattet unseren Kunden, bei Vergleich der Grenzwerte unserer Radsensoren mit den Emissionswer-ten ihrer Fahrzeuge höchstverfügbare Gleis freimeldeanlagen zu errichten und einhergehend die Wirtschaftlichkeit ihrer Anlagen zu heben.

Wir sind überzeugt, dass wir damit einen Beitrag für die weitere Er-höhung der Verfügbarkeit unserer Achszählsysteme liefern können und freuen uns auf die weitere konstruktive Zusammenarbeit.

Ihr Josef Frauscher

Magnetische Beeinflussungsgrenzen von Radsensoren

Die nachfolgend angegebenen Grenz-werte wurden jeweils in der empfind-lichsten Richtung des Radsensors ermittelt.Diese ist bei allen drei Radsensorty-pen (RSR180, RSR123, RSR122) die Z-Richtung (siehe Abbildung 1).

Mit einer Kompatibilität zwischen Rad-sensor und Schienenfahrzeug in Bezug auf Magnetfelder ist zu rechnen, wenn diese Grenzwerte in allen Richtungen eingehalten werden.

Eine Ausnahme bildet hier der Radsen-sor RSR180, der im energietechnischen

Frequenzbereich bei den Magnetfel-dern in X-Richtung einen um 10 dB niedrigern Grenzwert aufweist.

In den angegebenen Grenzwerten ist eine Reserve enthalten, die unter anderem Fertigungstoleranzen und Um-gebungseinflüsse, wie z. B. Temperatur und Schienenprofil, berücksichtigt.

Im Frequenzbereich von DC bis 10 kHz beträgt die Reserve 3 dB. Ab einer Frequenz von 10 kHz beträgt die Reserve entsprechend der Definition in der prTS 50238-3 9 dB.

Definition der Randbedingungen

Abbildung 1: Koordinatensystem

X

Y

Z

2

Die im energietechnischen Frequenzbe-reich angegebenen Grenzwerte gelten für eine dauerhafte Beeinflussung und wurden auf Basis von Schienenströ-men ermittelt. Dabei wurde folgende Umrechnungsformel angewandt:

5.000 Aeff entsprechen 15 mT (= 201,5 dBµA/m).

Der Grenzwert für den Radsensor >RSR180 (212 dBµA/m) entspricht einem Schienenstrom von ca. 16.500 Aeff.

Der Grenzwert für den Radsensor >RSR123 (220 dBµA/m) entspricht einem Schienenstrom von ca. 42.000 Aeff.

Der Grenzwert für den Radsensor >RSR122 (204,6 dBµA/m) entspricht einem Schienenstrom von ca. 7.000 Aeff.

Dieser Zusammenhang zwischen Schie-nenstrom und Feldstärke/Fluss dichte wurde bei Feldversuchen festgestellt und nachgewiesen.

Zur Ermittlung der Grenzwertpunkte ab einer Frequenz von 10 kHz wurde bei allen drei Radsensoren eine

Messbedingungen

Magnetische Beeinflussungsgrenzen des Radsensors RSR180

Abbildung 2: Grenzwerte des Radsensors RSR180 in Abhängigkeit von der Frequenz

Rahmenantenne bzw. Helmholtzspule eingesetzt. In diese wurde ein Sinus-Burst mit konstanter Burstdauer von 50 ms eingekoppelt.

Zwischen den Burstpaketen wurde eine Erholungszeit von 450 ms eingehalten.

Der Frequenzbereich zwischen 50 Hz und den hochfrequenten Grenzwerten wurde unter Berücksichtigung der Reserve linear interpoliert.

Im Login-Bereich für Kunden auf www.frauscher.com finden Sie so- wohl die hier angegebenen Grenz werte, als auch die Grenzen des sensiblen Erfassungsbereichs der Radsensoren für metallische Gegenstände.

100

110

120

130

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150

160

170

180

190

200

210

220

230

1 10 100 1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000(DC)

RSR180 (Betriebsfrequenz 250 kHz)

Gre

nzw

ert [

dBµA

/m]

Frequenz [Hz]

3

KontaktdatenWenn Sie Anmerkungen, Verbesserungsvorschläge oder Fragen haben, wenden Sie sich bitte an: DI (FH) Gerhard GrundnigPhone +43 (0) 7711 / 2920 - 9217email gerhard.grundnig@frauscher.com

Magnetische Beeinflussungsgrenzen des Radsensors RSR122

Abbildung 4: Grenzwerte des Radsensors RSR122 in Abhängigkeit von der Frequenz

Magnetische Beeinflussungsgrenzen des Radsensors RSR123

Abbildung 3: Grenzwerte des Radsensors RSR123 in Abhängigkeit von der Frequenz

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

1 10 100 1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000

Frequenz [Hz](DC)

Gre

nzw

ert [

dBµA

/m]

RSR123 (Betriebsfrequenz 1000 kHz bzw. 1230 kHz)

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

1 10 100 1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000(DC)

Gre

nzw

ert [

dBµA

/m]

Frequenz [Hz]Hinweis zu Grenzwert DC:Der angegebene Grenzwert ist nur bei Verwendung einesReduktionsbleches Typ RB250 gültig. Ohne Reduktionsblechverringert sich der Grenzwert um 6 dB.

RSR122 (Betriebsfrequenz 1035 kHz bzw. 1130 kHz)