Electrische treindetectie


Een isolerende las met een aansluitpotje en een spoorpedaal (Foto W. Vos).



Met het intensiever worden van het treinverkeer werd het belang van de beveiliging steeds groter. Door de komst van de electriciteit was het mogelijk om al wat zaken te automatiseren en zo personeel uit te sparen maar ook het treinverkeer veiliger te maken. De menselijke factor bij ongevallen toendertijd was vrij groot. We beschrijven verschillende manieren van treindetectie. Er bestonden zowel mechanische als electrische detectie. Wij bespreken hier alleen de electrische detectie.

Spoorstaafisolatie



Een ge´soleerde las bij spoordetectie met op de voorgrond het railaansluitpotje.



De bekendste manier van detectie was en is nog steeds de spoorstaafisolatie. Deze uit Amerika over gekomen wijze is tevens ook fail-safe. Er werden speciale relais voor gebruikt welke trillingsvrij werd opgesteld in de relaiskast zo dicht mogelijk bij het stuk spoor waarop de detectie plaats vond. De toepassing van deze manier van detectie was vrij breed. De bekendste zijn de overwegdetectie en spoor- en wisselbezetmelding.

Stukje electrotechniek



Een relais is een onderdeel uit de electrotechniek dat veel gebuikt wordt in diverse schakelingen. Een relais bestaat uit twee onderdelen. Een spoel welke magnetisch wordt bij het aansluiten aan een bepaalde spanning en contacten welke via een mechanisme verbonden is aan een ijzeren plaatje welke wordt aangetrokken bij het magnetisch worden van de spoel. Zo kan er dus met een bepaalde spanning een of meerdere contacten tegelijk geschakelt worden. Veel gebruikte toepassingen zijn aansturing van motoren en grote vermogens en schakelingen voor automatisering.

Principe werking



De principe werking is vrij eenvoudig. Aan het ene uiteinde van het stuk spoor werd een voeding geplaatst begrenst door een weerstand. Een spoorstaaf was de aarde en tevens de - of massa. de andere spoorstaaf was de + of fase en was ge´soleerd opgesteld ten opzichte van aarde en de andere spoorstaaf. Aan het andere uiteinde werd een relais aangesloten welke als er spanning op de spoorstaaf stond (in enkele schakelingen was het zo dat er geen continu detectie was maar alleen als er een trein te verwachten was. (stationsbeveiliging met seinen) Overwegen hebben wel een continu detectie.) aangetrokken was (op/bekrachtigd). Bij het berijden van het stuk spoor werd via de wielen de spoorstaven kortgesloten. Echter door de weerstand was er geen volle kortsluiting. Bij het kortsluiten van de beide spoorstaven viel het relais af (uit) waardoor het relais schakelde. Pas als het stuk te detecteren spoor weer vrij was van een voertuig werd de kortsluiting opgeheven en werd het relais weer bekrachtigd.
De schakeling heeft echter een aantal aandachtspunten waarop gelet moet worden. De spoorstaven en dwarsliggers moesten vrij van modder en zand zijn en de spoorstaven moesten vrij van de balast liggen. Bij regen moest namelijk de schakeling ook kunnen werken. Het stuk spoor waarop detectie plaats vond moest regelmatig worden bereden om een goede werking te garanderen. Bij te weinig berijden van het spoor vormt zich een roestlaagje welke een isolerende werking heeft. Hier komt ook de term roestrijden vandaan. Bij weinig bereden lijnen werden zogenaamde roest vast stalen rubsen op de spoorstaaf gelast. Dit was echter niet bevoordelijk voor de wielbanden van de voertuigen. Voertuigen die licht van gewicht waren konden slechte detectie veroorzaken. Werkvoertuigen zoals lorrie's waren voorzien van isolatie tussen beide wielen. Tegenwoordig moet een voertuig/trein een minimale asdruk hebben en/of een minimaal aantal assen.

Kwikpedaal



Een kwikpedaal met geopende kap. Zichtbaar is naast het huis van de kleine kamer ook het membraam van de lager gelegen grote kamer. (Foto: G van Dalen)



Voor minder druk bereden lijnen en tramlijnen gaf bij spoorstaafisolatie wel eens problemen. Verder was een los pulscontact vaker al voldoende dan een complete schakeling met spoorisolatie daarvoor is een zogenaamd kwikpedaal ontwikkeld. Dit pedaal bestaat uit een kamer opgedeeld door een membraam. Onder het membraam zit kwik en boven het membraam lucht. Het membraam staat d.m.v. een dikke pen tegen de spoorstaaf en reageert op de doorbuiging van de spoorstaaf. Omdat deze beweging vrij klein is zit er een membraam waardoor er een hefboomprincipe ontstaat. Het deel van de kamer dat gevuld is nmet kwik staat in verbinding met een schacht en een klein kamertje Tussen de schacht en het kleine kamertje zitten ventielen en klepjes zodat er een schakelvertraging kan worden gemaakt. In het kleine kamertje zit een schakelcontact wat vast zit aan een veel kleiner membraam. Als er nu een as van een voertuig ter hoogte van het kwikpedaal staat zal daar de spoorstaaf doorbuigen en het grote membraam een klein beetje indrukken. door de hefboomwerking zal zich een hoeveelheid kwik door de schacht naar het kleine kamertje stromen en daar tegen het kleinere membraam drukken deze zal een grotere beweging maken dan het grote membraam wat voldoende is om een schakelcontact te bedienen. Als het wiel niet meer boven het kwikpedaal staat zullen het ventiel en de klepjes er voor zorgen dat er enige vertraging onstaat voordat het kwik weer volledig is teruggestroomd naar de grote kamer. Dit zorgt voor een goede werking ook als het voertuig enige snelheid heeft. Een kwikpedaal was geen continudetectie maar een pulsdetectie. Het kan geen bezetmelding geven maar alleen een teken dat de trein langs komt. Veel gebruikt werd dit kwikpedaal in schakelingen ten behoeve van o.a. aankondigingen en blokknopsperren bij blokposten. Door het geringe gewicht van lorrie's en ander licht werkmaterieel reageerde het kwikpedaal niet op deze voertuigen.

Overwegpedalen



Een overwegpedaal in de spoorlijn Amersfoort - Leusden. (Foto W. Vos).



Ook deze wijze van detectie werd gebruikt op minder drukbereden lijnen en alleen bij een lage snelheid. Hoge snelheid kon de werking niet garanderen i.v.m. de reactie van de achterliggende relaisschakeling. Veelal werden deze dan gebruikt bij stamlijntjes, goederenlijnen en tramlijnen.
De werking was vrij eenvoudig. Aan een aantal schakelcontacten zitten twee pennen welke in contact komen met de flenzen van een trein. De flenzen drukken de pennen naar onderen waardoor de contacten schakelen. Een paar honderd meter voor de overweg zijn, met het oog op meer bedrijfszekerheid twee pedalen geplaatst. Het hangt van de rijrichting af, welke pen het eerst wordt ingedrukt en op die wijze wordt rijrichtingsgevoeligheid verkregen. Op hoofdlijnen kwamen deze overwegpedalen niet voor.

Pedaalstaafcontact


Naast de drie bovenstaande veel gebruikte manieren van detectie kwam er ook een pedaalspoorstaafcontact voor. Deze wordt echter niet meer toegepast. Naast dicht tegen de buitenkant van de spoorstaaf zat een lat van ▒ 30cm. welke door het wiel naar onderen werd gedrukt. Aan het pedaal zaten een aantal contacten welke schakelden op de passage van een wiel.

Overlay Track Circuit (OTC) schakeling




Een extra sectie is een vrij dure oplossing en daarom is gezocht naar een goedkopere, welke is gevonden in de zogenaamde O.T.C. (Overlay Track Circuit). Men spreekt ook wel van een "gesuperponeerde spoorstroomloop" wat in het nederlands wil zeggen; een stroomloop in een stroomloop.
De ene stroomloop is de spoorstroomloop in de sectie van de vrije baan en de andere een 10 kHz voeding die ter plaatse van het wissel op het spoor gezet wordt. Deze twee stroomlopen werken geheel onafhankelijk van elkaar, er vindt geen wederzijdse be´nvloeding plaats.
De principe werking is als volgt:
Een zender zendt een 10 kHz signaal uit dat wordt opgepikt door een ontvanger, waarbij de spoorstaven en de as van de trein als geleiders van dit signaal fungeren.
Dus de ontvanger krijgt alleen een signaal binnen als het spoor ter plaatse van de aansluitkabels van de O.T.C. aan het spoor bezet is. Aan de uitgang van de ontvanger is een relais geschakeld welke aantrekt als het signaal binnenkomt, dus als het spoor bezet is.
Dit is dus een schakeling volgens werkstroomprincipe.

Trekt het O.T.R. relais door storing niet aan dan is het enige resultaat dat het handwissel niet vrijgemaakt kan worden, wat dus wel vertraging kan opleveren maar geen onveilige situatie.

Voor de O.T.C. sectie zijn geen isolerende lassen in het spoor nodig, omdat de O.T.C. "zelfbegrenzend" is.
Denk hierbij aan een radiozender, die heeft ook een bepaalde reikwijdte.
De O.T.C. schakeling is dus maar werkzaam in een beperkt gebied. De O.T.C. voeding wordt op ca. 25 meter vanaf de voorkant van het wissel op het spoor gebracht met behulp van railaansluitpotjes.
Het O.T.R. relais zal aantrekken als de eerste wielas de potjes tot op ca. 5 meter genaderd is en weer afvallen als de laatste wielas ca. 20 meter voorbij de potjes is.
Na omleggen van het handwissel rijdt de trein de spooraansluiting op.
De rangeerder legt het handwissel weer terug; de grendelschuif erop en draait de grendelknop weer terug in de 0 stand.
De O.T.R. is inmiddels weer afgevallen en zodra de grendelknop teruggedraaid is wordt de sectie in het hoofdspoor weer vrijgemaakt en is de normale situatie weer hersteld.


terug naar Home terug naar Uitleg