Inovace relé typu NMŠ Elektromechanická dvoustavová relé na stejnosměrný proud typu NMŠ se v zabezpečovacích zařízeních železniční dopravy používají mnoho let. Pro jejich konstrukční vlastnosti existuje řada základních zásad, která byla doporučena dokumentem Mezinárodní železniční unie, známým jako UIC Kodex 736. Poprvé byl vydán v lednu 1954 a poslední aktualizace nazvaná Celková oprava brožury proběhla v červnu 2004. Jsou v něm stanoveny dvě kategorie relé a základní požadavky na jejich konstrukci. Kategorie relé podle UIC 736 Relé typu N relé bez ověření Základní konstrukční požadavky: Odpad musí být zajištěn pouze gravitací, váha kotvy se závažím musí spolehlivě rozepnout zapínací kontakty. Riziko svaření zapínacích kontaktů musí být minimalizováno použitím stříbrouhlíkových doteků. Kontakty musí být nuceně vedeny. Relé typu C relé s ověřením Základní konstrukční požadavky: Stejné, jako pro relé typu N, pouze doteky zapínacích kontaktů nemusí být nesvařitelné. Odpad kotvy musí být v obvodech elektricky kontrolován. Historie výroby relé NMŠ Výroba zabezpečovacích relé NMŠ v bývalé zbrojovce p. Duška v Opočně (odtud zkratka DUO) začínala okolo roku 1960 převzetím výrobní dokumentace z bývalého Sovětského svazu. Zachovalo se i jejich původní typové označení, které tvoří počáteční písmena ruského označení jejich vlastností: Neutralnoje Malogabaritnoje Štepselnoje případně ještě Medlenodějstvujuščije neutrální malorozměrové zástrčkové zpožděně pracující Původní konstrukční provedení Relé se vyznačují robustním provedením magnetického obvodu, u nezpožděně pracujících relé jsou osazeny dvě budicí cívky. Zpožděně pracující relé jsou v provedení buď se dvěma cívkami s měděnou kostrou (zpoždění odpadu do 200 ms), nebo s jednou cívkou a měděnou patronou (zpoždění odpadu až 600 ms). Byly použity robustní stříbrouhlíkové doteky zapínacích kontaktů uložené v miskách. Mechanické spřažení kontaktů s kotvou bylo v provedení s přímou vazbou mezi kotvou a kontaktními členy. Mechanické spřažení podle doporučení UIC 736 je zajištěno pomocí 1/5
plastových táhel, ale provedení relé nezaručuje, že v případě svaření rozpínacího kontaktu nemůže sepnout žádný zapínací kontakt. Tento nedostatek byl řešen doplňujícími požadavky českých oborových norem (již neplatných) a technickou normou železnic TNŽ 36 5530, která např. předpisuje použití tavných zabezpečovacích pojistek v obvodech kontaktů. Některé konstrukční úpravy minulých let Původní konstrukční uspořádání relé, dané tehdejšími technologickými možnostmi, bylo několikrát upraveno. Robustní kruhové miskové stříbrouhlíkové doteky byly přibližně před 30 lety kvůli ceně stříbra nahrazeny menšími, obdélníkovými, vakuově pájenými doteky. Návrat ke kruhovým miskovým dotekům byl proveden na přání zákazníka před dvěma lety. rok 1998 Při zvýšení elektrické pevnosti z 2 kv na 4 kv (RMS) došlo k nahrazení kovové základní desky plastovou, k nahrazení materiálu koster cívek plastem s vyšší elektrickou pevností, ke zlepšení izolace měděných zpožďovacích vložek v kostře cívky a ke zvýšení elektrické pevnosti zásuvky na 4 kv (RMS). Ještě před těmito úpravami byla provedena změna materiálu plastových táhel za materiál s vyšší tepelnou odolností. Za typové označení doplněno písmeno B (např. NMŠ 1-2000 B). rok 2003 Výskyt problémů s přechodovými odpory kontaktů, přijata opatření v systému jakosti, kontrola a vyloučení silikonů v používaných materiálech nejen při výrobě relé, ale také v okolí jejich montáže. rok 2007 Výrobní štítek a obal relé doplněn o čárový kód umožňující automatické čtení výrobního čísla a čísla výkresu. rok 2012 Návrat ke kruhovým stříbrouhlíkovým miskovým dotekům zapínacích kontaktů. Na ostatních kontaktních členech jsou osazovány doteky ze slitiny AgNi10. Jejich použitím bylo dosaženo vyšší odolnosti proti svaření, proti opalování a vyšší odolnosti proti znečištěnému prostředí. Číslo výkresu jako jednoznačný identifikátor typu relé se skládá pouze z číslic. Na základě popsaných změn bylo počátkem roku 2014 na přání zákazníka za typové označení doplněno písmeno C. Nové požadavky evropských norem na relé NMŠ rok 2013 CENELEC transformuje UIC Kodex 736 na evropskou normu EN 50578, kterou ÚNMZ v dubnu 2014 vydává jako ČSN EN 50578 Drážní zařízení Zabezpečovací relé na stejnosměrný proud. 2/5
Při transformaci UIC Kodexu 736, který nebyl dlouhá léta aktualizován, dochází v normě k jeho doplnění např. o názvosloví z oboru elementárních relé, které příliš nezapadá do textu převzatého UIC Kodexu. Konstrukční změny relé NMŠ vyvolané ČSN EN 50578 Nucené vedení (mechanické spřažení) kontaktů Zůstane-li některý ze zapínacích kontaktů sepnutý, nesmí při odpojeném buzení žádný rozpínací kontakt sepnout. Zůstane-li některý z rozpínacích kontaktů sepnutý, nesmí žádný zapínací kontakt sepnout ani v případě buzení relé 1,5 násobkem jmenovitého budicího napětí. Požadavek nuceného vedení za podmínek normy současná relé NMŠ nesplňují, především z důvodu chybějícího systému k omezení nežádoucího pohybu kontaktních pružin a jejich malému vyztužení, které nedokáže zabránit nežádoucímu prohnutí kontaktních pružin. Při svaření některého z rozpínacích nebo zapínacích kontaktů nelze nyní zabránit nežádoucímu sepnutí opačného kontaktu. Opěrky pružin k omezení nežádoucího vlečení svařeného kontaktu přepínací pružinou nestačí. Relé proto bylo nutné doplnit o tzv. blokovací masku, která obepíná upravené pružiny kontaktní sady a zamezuje nežádoucímu sepnutí kontaktů při popisovaných poruchových stavech. Pohyblivá přepínací pružina je nyní vyztužena profilem U. Nepohyblivé pružiny jsou prodlouženy, aby bylo blokovací maskou omezeno jejich vlečení přepínací pružinou při poruchovém stavu svaření kontaktu. Blokovací maska kontaktní sady Vyztužené přepínací pružiny Smontované relé s konstrukčními úpravami 3/5
Konstrukční změna zásuvky a základní desky relé NMŠ vyvolaná ČSN EN 50578 Norma dále požaduje, aby propojovací prvky relé zásuvného typu měly ochranu proti chybám při sestavování. Aby nebylo možné do zásuvky omylem zasunout jiný typ relé, byla zásuvka doplněna kódováním typu pomocí tří kolíků osazených podle kódu nezáměnnosti, který se skládá ze tří písmen. Kódové označení relé NMŠ 1-2000 D je např. ABE. Kódovací tabulka je součástí technických podmínek pro relé. Základní deska relé NMŠ s připravenými zaslepenými otvory pro kódování. Zásuvka pro relé NMŠ 1-2000 D s osazeným kódováním Podle objednacího kódu se zásuvky dodávají s osazenými kódovacími kolíky. Také relé se dodávají se všemi kódovacími otvory v základní desce. Všechny otvory jsou při výrobě zaslepeny zátkami. Před osazením relé do kódované zásuvky odstraní montážní firma příslušné zátky otvorů v základní desce. K uvedenému řešení bylo přistoupeno zejména z důvodu možnosti používat nově vyráběná relé jako náhradní díly k přímé náhradě již provozovaných relé bez nutnosti výměny jejich zásuvky. Některé změny v měření elektrických parametrů relé NMŠ vyvolané ČSN EN 50578 Dosud platí, že hodnoty budicích veličin jsou u relé NMŠ vyjádřeny v jednotkách napětí (tzv. napěťová relé), nebo v jednotkách proudu (tzv. proudová relé). ČSN EN 50578 popisuje převážně měření proudů, o budicím napětí se také zmiňuje, ale neuvádí přitom závislost napětí a proudu s ohledem na teplotu cívky. Norma např. nově požaduje měření proudu odpadu po předchozím vybuzení relé proudem, odpovídajícím 2,5 násobku jmenovitého budicího proudu. 4/5
Dosud napětí (proud) odpadu měříme po předchozím vybuzení relé tzv. hodnotou přetížení, která je uvedena v technických podmínkách v jednotkách napětí nebo proudu (podle typu relé) a s výše uvedeným požadavkem normy není zcela v souladu. Některé nejasnosti ČSN EN 50578 vyplývající ze znění UIC 736, doplněného ustanoveními norem pro elementární relé, které byly do normy transformovány, budou zřejmě upřesněny i probíhající aktualizací TNŽ 36 5530. Ta nemůže být s evropskou normou v rozporu, ale může ji doplnit o ustanovení, která v ČSN EN 50578 nyní chybí. TNŽ 36 5530 obsahuje přesnější a podrobnější pravidla pro zabezpečovací relé, zejména pro vyhodnocování přítahu, odpadu a s nimi související polohu kotvy a spínání kontaktů. Pro měření elektrických parametrů relé bylo vyrobeno speciální měřicí zařízení s typovým označením MS 2008, které ve spolupráci s osobním počítačem umožňuje poloautomaticky měřit a vyhodnocovat elektrické parametry nových relé podle ČSN EN 50578, TNŽ 36 5530 a technických podmínek pro relé. Umožňuje také snímání a vyhodnocování časových okamžiků, včetně náhledů na sejmuté oscilogramy chodu kontaktní sady. Budoucnost zabezpečovacích relé Vydání evropské normy pro zabezpečovací relé naznačuje, že relé mohou mít v zabezpečovacích zařízeních i nadále svoje místo např. pro svoji jednoduchost a přiměřenou odolnost proti atmosférickým i spínacím přepětím. Výrobce relé DUO CZ, s. r. o. je připraven plnit i nadále požadavky svých zákazníků a uvítá každou podnětnou připomínku i jinou zpětnou vazbu. Ladislav Havel, hlavní mechanik, DUO CZ, s. r. o. 5/5