Datum. Ert meddelande

\ O U AB STORSTOCKHOLMS LOKALTRAFIK TEKNISKA AVDELNINGEN V år handläggare/tel ankn N 0 K ällberg/2243 Datum 1974-03-05 Ert meddelande Var beteckning Kg/MB Er beteckning Statens Vägverk Tekniska avdelningen J ämvägsärenden Som v i tid ig a re meddelat Eder har v i a n lita t utomstående expertis fo r undersökning av riskerna fö r signalstörning i samband med t y r is t o r d r ift Dessa utredningar har l e t t t i l l a tt den i vå rt provtågsätt ursprunglig e n in s ta llera d e utrustningen m odifierats på två punkter, nämligen, a tt k ontin u erlig fa r tre g le rin g vid låga hastigh eter slopas, a tt övergång från s.k. dubbelpuls t i l l enkelpuls sker v id 55 Hz i s t ä lle t fö r tid ig a re 75 Hz. Någon grundton i området 55-110 Hz ex isterar-således e j. / Utredningen om signalstörningarna, som g jo rts av in stitu tion en fö r e le k tris k mätteknik v id KTH och där närmast av c iv ilin g e n jö r Erland Holmquist, fin nes redovisade i bifogade rapport, vars sammanfattande omdöm.e är: "Likspänningsriktam a har så lit e n m öjlighet a tt orsaka sig n a lstö r ningar a tt praktiska prov med tunnelvagnar är o fa r lig a a tt u tfö ra. Det är den enda vägen t i l l r e a lis tis k a resu lta t angående störningarna." Under de tre månader som provtåget nu v a r it i d r ift har icke några negativa e ffe k te r kunnat konstateras, och då provd riften i ö v rig t v is a t e t t utom ordentligt gynnsamt resu lta t i frågan om lå g f e l frekvens, beräknar SL a tt proven med ty r is to r r e g le r in g sk a ll u t vidgas med y tt e r lig a r e 20 vagnar av samma utförande som det provtåg som nu är sa tt i t r a fik. AB STORSTOCKHOLMS LOKALTRAFIK i OBJ UTfl u Kuv bl 8/6 Utg B H y g i m n i i i t i 08/236500

1. S A M M A N F A T T N I N G S to rs to c k h o lm s lo k a lt r a fik, SL», ö n s k a r fö r s e tu n n elva g n a r m e d t y r is to r b e s t y c k a d e L S - o m r ik t a r e. F ö r e lig g a n d e r a p p o r t r e d o v is a r t e o r e t is k a ö v e rv ä g a n d e n, h u ru vid a o m r ik t - a re n s u pph acknin g a v riio to r s trö m m e n kan s tö ra tu nnelbanans s ig n a ls y s te m. D e la r a v s ig n a ls y s te m e t h a r u n d e rg å tt m ä t n in g a r som o c k s å r e d o g ö r s fö r. I L S - o m r ik t a r en används gen o m g å en d e 4 - fa s d r ift k o m p le tte r a d m e d s k d u b b elp u lsn in g v id lå g a strö m u tta g. D e tta v is a r s ig ge t illfr e d s s t ä lla n d e s tö rn in g s red u k tio n u n d er s ta r tfö r lo p p e t. V id fa r th å lln in g e l l e r b ro m s n in g b ö r o m r ik t - a re n a n vä n d as in te r m itte n t o c h b a ra så att h a ck n in gen sk er m e d m e r än 150 H z. D en fr e k v e n s e n l i g g e r n ä m lig e n t i l l r ä c k lig t h ögt Ö ver det sm a lb a n d i ga s ig n a ls y s te m e ts a rb e t s fr e k v e n s, 75 H z, f ö r att ge o b e ty d lig s tö rn in g. I r a p p o rte n beh a n d la s d et v ä r s t a e l l e r å tm in s to n e e tt m y c k e t s v å r t s tö r n in g s fa ll f ö r v a r d e r a a v k ö rs ä tte n, fa r t r e g le r in g, s ta rt o c h e le k t r is k b ro m s n in g. M e d tan k e på de n ö d v ä n d ig tv is id e a lis e r a d e fö ru ts ä ttn in g a rn a o c h s v å r ig h e te n a tt tä c k a och fin n a a lla s tö rn in g s s itu a tio n e r, b lir ra p p o rte n s sa m m a n fa tta n d e o m d ö m e : L ik spän nings rik ta r n a h a r så lite n m ö jlig h e t att o r s a k a s ig n a l s tö r n in g a r att p ra k tis k a p r o v m e d tu n n elva g n a r ä r o f a r lig a att u tfö r a. D e t ä r d en enda v ä g e n t i l l r e a lis t is k a r e s u lta t an gåen d e s tö rn in g a rn a.

1. SUMMARY. Storstockholm s lo k a ltra fik, SL», w ish to put DC to DC co n verto rs w ith th y ris to rs into th e ir underground ra ilro a d ca rs. T h is paper accounts fo r th e o re tic a l considerations, concerning the p o s s ib ility that the chopping o f the m o to rcu rre n t could in t e r fe r e w ith the ca r sign allin g system. M easu rem en ts on part o f the sign allin g system have a lso been m ade and a re accounted fo r i Th e th y ris to rs o f the DC to DC c o n v e rto r a re sp lit into 4 phases, and at low m o to rcu rre n t th ey a re regu lated to w ork in doublepu lsing (patented by A S E A ). T h ese precaution s g ive adequate in te rfe re n c e reduction during a start. In o rd e r to keep the speed constant and to brake» the co n v e rte r should on ly be taken into in term itten t use th ereb y m ain taining the chopping frequ en cy above 150 H z. F o r it is so high above the w orkin g frequ en cy o f the sign allin g system, that the in te rfe re n c e can be n eglected. O nly the w o rst o r at le a s t v e r y seriou s ca ses o f in te rfe re n c e a re rep o rte d fo r each o f the d riv in g m eans, constant speed, sta rt and e le c tr ic a l beaking. C on sid erin g the n e c e s s ity 'o f id e a lis e d assum ptions and the d iffic u lty to find and c o v e r a ll ca ses o f in te rfe re n c e, the fin a l conclu sion o f this paper is : T h e DC to DC c o n verto r can h a rd ly in te r fe r e w ith the sign allin g system, so fu ll scale te s tin g is not dangerous to p e rfo rm. T h is o ffe r s the on ly w ay to a cq u ire r e a lis tic resu lts c o n c e r ning the in te rfe re n c e.

Signalström inmatning H a H s M o h a s tig h e t s in d ik a to r h ytt s ig n a l m o t ta g a r s p o la r R i r in g k lo c k a Su s u m m e r R e lä in d ik e r in g s r e lä F ig u r 3. 1 S ig n a ls y s te m e t, ö v e r s ik t u r 3.2 M o tta g a r s p o la rn a ä r u pphängda m itt ö v e r fa r s k e n o r n a signalform benämning maximalfart km/h signal 75 Hz bärvåg saknas 15 L bärvåg med 0 Hz nyckling sfrekvens 15 L bärvåg med 1.25 Hz nyckling sfrekvens 75-kod ( 75/min) 50 M bärvåg med 3 Hs nyckling sfrekvens 180-kod fri H F ig u r 3. 3 Sam band m e lla n n y c k lin g s fr e k v e n s o c h m a x im a l f a r t. D e fin itio n e r

2. IN LE D N IN G S torstock h olm s lo k a ltra fik, SL, har g iv it A S E A i uppdrag att u t v e c k la m o to rs ty rn in g m ed t y r is to r e r fö r tunnelvagnar. De hastiga s tr ö m - och sp än n in gsvariation er, som a lltid b lir aktuella vid t y r is - toranvändning, kan tänkas påverk a tunnelbanans sign alsystem. F ö re lig g a n d e rap p ort re d o v is a r resu ltatet a v en utredning som u t fö r t s på uppdrag a v S L och behandlar hur m o to rstyrn in gen uppfattas,av sign alsystem et n å gra tänkbara m ö jlig h e te r att störa sign alsystem et H ä rig e n o m hoppas m an också finna lä m p liga m ätm etoder, samt fo r m e r fö r att tolka m ätresu ltaten. B akgru n d sin form ation en om sign a lsystem et och m otorstyrn in gen i avsn itten 3-5 u tgör u nderlag fö r behandling av de egen tliga fr å g e stä lln in garn a i a vsn itt 6-10. 3. SIG N A LS YS TE M E TS U PPBYG G NAD Tunne Ivagnarna ä r fö rsed d a m ed hytt signal system, vilk e t betyd er att sig n a le r län gs banan ers ä tts av en signaltablå i förarhytten.. Denna u tform n in g ä r en fö ljd a v att m an önskar autom atisk ö v e r vakning a v tågets hastighet. V a rv ta le t hos ett a v tunnelvagnens h ju l jä m fö r s m ed den m a x im a la h astighet som sign a lsystem et fö r t illfä lle t a n ger. Om fö ra re n ö v e rs k rid e r den tillå tn a h a s tig h eten under 2, 5 s utan att b ö rja b rom sa, så u tlöses nödbrom s. S ign alin form ationen sänds som vä x e ls trö m, 75 H z i farsk en orn a, s.k. sp å rströ m, fig u r 3. 1. Ström banan sluts a v tunnelvagnens frä m sta h ju l a x el. V ä x e lflö d e t k rin g skenorna fångas upp a v m otta gar sp olar, fig u r 3. 2. Den inducerade växelspänningen bandpas s filt re ras, fö rs tä rk s, am plitudd etek tera s och avkodas i sign alm ottagaren. H astigh et sm eddelandet finns n ä m ligen i fo rm a v nycklad bärvåg, där n yck lin gsfrek ven sen an ger högsta tillå tn a fa rt, fig u r 3. 3. A v b ro tt m e lla n skenorna d e la r sp året i b lo ck strä ck or, som ä r c:a 250 m långa. L ik s trö m m en frå n tunnelvagnarna fö r s m ella n blocksträck orn a genom filte r lå d o r. Dessa-^spärrar d ärem ot fö r 7 5 H z -s trö m, som d ä rfö r p a s s e ra r ett re lä i blocksträck an s bortersta, ände, fig u r 3. 1, om tåg saknas på blöcksträckan. Detta in d ik erin g s re lä anger tillå ten fa rt på baköm varande Uo ck st rä c k o r, en ligt nedanstående tabell*

Avstån d i b lock sträck or m ella n 2 tåg Signalbild i bakre tåget 0 L L 2 M >3 H U rspru n gligen va r v a rje tunnelvagn en självständig enhet m ed fö ra rp la ts i båda ändar. N u m era har SL inskränkt sig t ill tåg m ed jäm nt antal vagnar. Då kan is tä lle t två vagnar utgöra basenhet m ed fö ra rp la ts i v a rd era änden. D essa vagnpar benämns dubbelvagnar. V id denna sam m anslagning b lir ena vagnens signalutrustniig ö verflö d ig. Den m onteras istä llet i nyproducerade vagnar, som då få r ä ld re typ av signalutrustning. D ä rfö r är det m en in gsfu llt att endast behandla den äldsta utrustningen, S A T T typ E, i denna rapport. De andra typ er som fö re k o m m e r ä r tillv e rk a d e av S.ATT och L M E och praktiska erfa re n h e te r tyd er på att de ä r lik värd a ur störn in gssynpunkt. Den p rin c ip ie lla uppbyggnaden ä r åtm instone densamma. 4. MOTORSTYRNINGENS ARBETSSÄTT F ö r att få en uppfattning om de störn in gar som kan gen erera s vid tyristoran vän dnin g tillsam m an s m ed lik strö m sm a sk in er, b esk rivs fö r s t p rin cip en fö r en sådan koppling. D ä re fte r b e rö rs den v e rk lig a utform ningen i en tunnelvagn. Å term atn in g av en ergi t ill försörjn in gsn ätet är en attraktiv m öjligh et som står t ill b u d sm ed t y r is to r e r. C p r in ip ie llt.. Ä v e n h är b esk rivs kopplingen E fte rs o m sign alsystem et arb eta r m ed b ärvå gsfrek ven sen 75 H z ä r det fra m fö ra llt störn in gsfrek ven ser under ca 200 Hz, som är intressanta. Det frekven som rådet m åste tas i anspråk vid v a rje oregelbunden ändrin g av o m rik ta rsystem ets tillstån d, tran sien t förlopp, ex em p elvis under sta rtförlop p et.

4. 1 E N P R IN C IP FÖ R E N F A S IG L IK SPÄN N IN GSOM R IK T A R E V a rje tunnelvagn har 4 m o to re r. E tt om rik ta r a ggregat ska fö rs ö r ja en dubbelvagn, e lle r m ao 8 p a rallellk op p lade m o to re r. V a rje m o to r kan fö ra 350 A vid 400 V, v ilk e t g e r den styrda effekten 1, 1 M W. % L in je spänningen ä r 650 V likspänning. M ed belastningen rita d som en m o to r v is a s kopplings schem a fö r om - rik taren, fig. 4. 1. 1. Den ä r ansluten t ill lin jen via lin je filtr e t L -C, som d e ls skyddar o m rik ta ren och d e ls glättar lin je ström m en. ce n tra la d elen ä r hackaren, som b estår av hu vu dtyristor Den samt slä ck rets T, T, L, C som k rä v s fö r att avleda ström m en frå n s o s s huvu dtyristorn så att den släcks. E fte rs o m kopplingen endast inne-.h åller en hack are k a lla s den enfa sig. H ackaren tillfö r belastningen en pu lsform ad ström, 1^, som glättas a v rea k to r L^. P u l svar aktighet och rep etitio n sfre k ve n s bestäm m er t illfö r d effek t. En p e rio d in led s m ed att huvudtyri storn tänds. Sam tidigt tänds om laddning sty ri storn T q v a rv id den p o sitivt laddade C g b ild a r en svängning sk rets m ed L och kan u tföra en h alv p erio d s o s cilla tio n. Kondensatorn Cgä r nu negativt laddad och när s lä c k ty ris - torn T g tänds så går m o to r ström m en genom C g så länge att hinner slockna. N ä r kondensator spänningen når lin je spänningen så b ö rja r f r i - hjuldioden D led a och T g slockn ar. E fte r ett v is s t uppehåll b ö rja r nästa p erio d. Ström pu lserna, I b estår såled es a v ström i huvudtyri storn och släck - ström. D era s sam m antagna va rak tigh et g er pulstiden t. Den v a r ie r a r i den aktuella utrustningen m ella n 1 och 5 m s. V id lå gt ström uttag, t ex i början av sta rtfö rlo p p et, kan rep etitio n sfrek ven sen då b li 5 H z. P å vägen t ill den m a x im a la frekven sen 200 H z p a ssera s d ä rfö r det k ä n sliga 75 H z-o m rå d e t. K opplin gen bör ändras så att passagen av 75 H z om råd et b lir snabb sam t så att lä gsta frekven sen b lir h ögre och därm ed dess kom ponent e r lä tta re att glätta. D etta åstadkom s om fle r fa s d r ift in fö rs. 4. 2 O M R IK T A R E F Ö R 4 F A S E R T y r is to r e r n a i kopplin gs schem at fö r en fa sig o m rik ta re b estår i r e a liteten a v fle r a p a r a lle ll- och seriekopplade elem en t. fle r a fa s e r En uppdelning av

k rä v e r d ä rför få y tterlig a re komponenter. Den aktuella utform ningen m ed 4 hackare visas i : fig. 4. 2. 1. De fy ra faserna separeras ur ström synpunkt av induktorerna L1 - L4. Om v a rje fas har samma pu lsrepetitionsfrekvens som det enfasiga sy s tem et, så kom m er repetitionsfrekvensen att höjas 4 ggr och puls- amplituden att m inskas t ill 1/4 vid samma ström uttag jäm fört m ed det enfasiga, figu r 4. 2. 2. L in je filtre t, som ä r ett andra ordningens system, 2 dämpar en 4 ggr högre frekven s 4 = 1 6 ggr bättre, ovanför resonansfrekvensen. Den är c:a 20 H z och lä gre frek ven ser alstras ej, va rfö r v illk o re t alltid är uppfyllt. M ed hänsyn t ill amplitudminskningen jäm fört m ed enfasigt system reduceras pulsationerna i linjeström m en c:a 64 ggr. Dessutom sveper frekvensen 4 ggr snabbare vid en given ström ändrings- hastighet. 4. 3 D U B B E LPU LS N IN G I 4-FASIG T SYSTEM Om de fy ra faserna sedda från lin je filtr e t re la te ra s enligt fig. 4. 3. 1, s k dubbelpulsning, så kom m er vissa deltoner att underx) tryckas. ' Detta fö rk la ra s m ed harmonisk analys på följande sätt: F asern a 1 och 3 a ls tra r ett pulståg m ed deltonerna. 21 t sin m j f t t J 2 rep p n t tt n f t rep rep p (4.3. 1) om pulserna t v antas va ra rektangulära. Fasern a 2 och 4 a lstra r ett pulståg m ed samma deltoner som fa serna 1 och 3 m en det är fö rd rö jt t,. L in je spektrum fö r hela pu lståget b lir då Ipn = A B + e jn2llfrep *<1 A b (4. 3. 2) m ed 21 t A = P t rep sin n nf t rep p B = TTnf t rep p x) F örfaran d et ä r patenterat av A SEA 1

171 fyrfasdrift : '" r ; T j : i 1 : t! i» m _m_ 17 17 7 i. 17L 7 17! _J7_ 1 m _JT1_ fyrfasdrift sedd från linjefiltret J71 R Figur 4.2.2 Enfas- kontra fyrfasdrift vid samma strömuttag

H ackaren ä r nu inkopplad så att den kan k ortslu ta belastning och sep a ra tion sreak to r L 1-4. Då ökar ström m en genom reaktorn och när hackaren öppnas (slä ck s) så s tig er spänningen ö v e r reaktorn t ill lin je spänning, v a rv id en d el a v dess upplagrade en erg i å te r- m ata s. System et ä r fo rtfa ran d e uppdelat i 4 fa s e r, och frå n lin je - filt r e t sett ä r rep etition sfrekven sen a lltid h ögre än 150 H z. Saknas belastning på lin jen så kom m er spänningen ö v e r lin je filtr e ts kondensator att stiga. V id en v is s nivå kopplas b ro m s re s is to re rn a in m ed den s k brom schoppern. Den hackaren a rb eta r a lltid m ed h ögre fre k ven s än 150 H z. 5. SIGNALSTÖRNINGS ö V E R F ÖRIN G S VÄ G Ström pu lserna, som a ls tra s a v tunnelvagnarnas ty ris to ro m rik ta re, ö v e r fö r s t ill hytt signalutrustningen en ligt blockschem at i fig. 5. 1. V a rje blocks egenskaper behandlas k ortfa tta t. D är e fte r red o visas m ätn in gar som g jo rts på s tö rre d ela r a v ö v e rfö rin g svägen, samt in trim n in g a v hytt signalutrustningen. I. LS cm riktare - 1 lin je - I i i nje f i I t e r * 1 m ottegar- _ s p o la r 1 v F ig u r 5. 1 B lock sch em a fö r sign alstörn in gs ö v e r f örin gsväg 5. 1 L IN J E OCH L IN J E F IL T E R L in je n m atas m ed likspänning frå n 6-puls lik rik ta rk o p p lin ga r i m a t nings station er m ed u ngefär 2 km m ella n ru m. Stationerna d e la r spåret i m atn in gssträ ck or, som ä r galvan iskt å tskilda och som m atas i båda ändar. V a rje sträcka b estå r dessutom a v ett fle r t a l block st räck or, fig. 5. 1. t. En b lock strä ck a har ca 250 m längd och m a rk e ra s m ed a v b rott i rä le rn a.. '

matnings station K H blocksträcka 250 m matnings sträcka 2 km - i F igu r 5.1.1 M atnings- och blocksträcka, definitioner L in je ström m en fö rs i filte rlå d o r m ellan bocken, fig. 5. 1.2. F ö r att likström m en inte ska m ätta tran sform atorern a tas den ut i ett m ittuttag. T ra n sform atorn används fö r att m ed rim lig t kondensatorvärde kunna åstadkomma en parallellresonan sk rets fö r 75 Hz. Utformningen 3 påminner fö r övrigt om en ström sugares och en undersökning, v is a r att växelström inom det aktuella frekvensom rådet sym m etreras m ycket väl*. skenorna. bör undersökas. Det relä et ska endast dra när tåg inte finns på blocksträckan. Det m ed för e m e llertid att växelspänning a lstra s m ellan Huruvida den kan påverka reläet, som är anslutet där, En fa r lig situation uppstår således om ett e lle r fle ra tåg fö rm å r påverka reläet. Fortsättn in gsvis antas lika m ycket ström gå i båda rälerna, såvida ingen ä r bruten. L in je filtre t lå gp a s s filtre ra r ström pulserna t ill ty ris - torom riktarn a fö r att reducera växelström m en på linjen. Den kan näm ligen fångas upp av m ottagar spolarna och störa signal bild s in fo r m ationen. En dubbelvagn på lin jen å skådliggörs elektriskt i fig. 5. 1.3. Komponentvärdena ä r angivna i figuren. M atnings stationens impedans antas t ill en början vara försum bar. Förlu stresistansen utgörs av filterin d u k tom s lindningsre si stans samt kontaktre si stans m ellan hjul och rä le r samt m ellan ström avtagare och ström skena. F örlu ster i kondensator C har därem ot antagits vara försum bara fö r frek ven ser under 150 H z. M ed figu rens beteckningar fås..

N ä ra en m atnings station ä r förb ättrin gen.m yck et liten beroende på stationens lå ga im pedans. Sätts den ex em p e lvis t ill 0, 1 m H så b lir fö rb ä ttrin gen bara 1,4 ggr. F ö r räkningar på vä rsta fa lle t antas d ä r fö r ingen fö rb ä ttrin g fö re lig g a. D essa förhållanden b e lyses y tte r- lig a r e i littera tu rh ä n visn in g 2 där också fö rlu s te r i kondensator C ä r m ed tagn a i beräkningarn a. I de fa ll fö rb ä ttrin g sägs fö re lig g a, så betyd er det att vä x e lströ m p en d la r m e lla n vagnarna i ett tågsätt i stä llet fö r att tas frå n m a t nings stationen. V ä x e ls trö m kan på sam m a sätt gå m ella n fle r a tågsätt, v ilk e t b lir m arkant på v is s t avstånd frå n m atnings stationerna. E tt e x e m p e l ges i fig u r 5. 1.5 där 2 tågsätt, v a rd e ra m ed 5 dubbelvagnar, b efin n er sig nära varan dra och h alvvägs m ella n m atnings stationerna, ö v e r reson a n sfrek ven sen dom in erar lin je filtr e ts induktans. V a rje tåg har d ä rfö r induktansen 1/5 m H. I figu ren har en dubbelvagn i tåg A antagits a ls tra 20.1, v a ra v 11 /20 p a s s e ra r B :s m otta gar spolar, m en bara 1/2 0 p a s s e ra r egna tågets. S våra ste fa lle t uppstår ändå när fle r a tåg nalkas en lå gim p ed iv m a t nings stationi. D et frä m sta tågets m otta gar spolar p a ssera s då a v p ra k tisk t taget a ll v ä x e lströ m frå n bakom varande tåg. 5. 2 M O T T A G A R S P O L A R M o tta g a r spolarna ä r fästa i fram kanten a v en b oggie och hänger ca 2 dm ö v e r v a rd e ra farskenan, se fig. 3. 2. T id d erivata n av ström i fa r - skenorna in d u cerar spänning i spolarna. Den ö m sesid iga induktansen m e lla n en fa rsk en a och spole ä r ca 0, 6 m H. De två spolarna ä r différen sk opplad e, så att lik a stor ström åt sam m a h å ll i skenorna endast g e r en liten utspänning betingad av o lik h eter i spolarna. P ra k tis k a p ro v v is a r att vä x e ls trö m i ström skénan uppfattas som 1/20 så stor cirk u lera n d e sign a lström, v ilk e t anges i det ek vivalen ta schem at, fig. 5, 2. 1.

Om den ena spolen har öm sesid iga induktansen M, m ed underliggande skena, och den andra har induktansen (1 + <y)m, så läm nar m o tta g a r- sp olarn a i säm sta fa ll u! = (M - M (1 + a ) + J d (m + M (1 + o)) J U 1 ' I L ' UJ M (0. 1 + -- q0, ) = I L. (u M k (5.2. 1) D et ä r re a lis tis k t att anta g = 15%. Då.blir k = 0» 18. V id.en osannolik, m en lä m p lig o s ym m e tri kan k b li 0. S tröm m a rn a i fa r skenorna har h ittills antagits va ra lik a p. g. a. filte rlå d o rn a s ström sugar verkan. D et uppstår e m e lle rtid sp rickor i skenorna någon gång p e r m ånad. N ä r ström m en da bara p a s s e ra r under ena m o tta gar spolen få r k sitt m a x im a lvä rd e 1, 1. O b s e rv e ra att k an ger hur stor del a v lin je ström m en som ska p a ss era under en spole fö r att ge sam m a inducerade spänning som den v e rk lig a situationen g e r. F o rts ä ttn in gsvis g ö rs a lla beräkningar fö r enkelhets skull m ed k' = 1 samt störningsöverläggndngar även m ed typ värdet k = 0, 2. M o tta g a r spolarn as m ekaniska vib ra tio n e r under gång i det a v lik s tr ö m m en a lstra d e flö d et g e r också inducerade störnings spänningar. D essa om stä n d igh eter ä r utredda i litteratu rh än visn in g 4. 5. 3 S IG N A L M O T T A G A R E S ign alm ottagaren s fö rs ta d el ä r ett in g å n g s filte r m ed passband k rin g 75 H z, fig. 5. 3. 1. Den filtr e r a d e signalen fö rs tä rk s och am plitudd ete k tera s. Signalens n yck lin gsfrek ven s undersöks m ed reson a n s k r e ts a r, fö r att få fa rtin fo rm a tio n t ill hyttsignalen. M ottaga ren s d e la r b e s k riv s i tur och ordning..5.3.1 Ingångsfilter F a rtin fo rm a tio n sänds i detta system som nycklad bärvåg. B ä rv å g s - fre k ve n se n ä r 75 H z och m a x im a lt tillå tn a n yck lin gsfrek ven sen ska

2 TT i = 77 rad/1 Q, = 6/7 2 TT )2 = 68 rad/s 8, 3 2 I Med 75-kodad spårström, 3 A, registrera s inställningstiden fö r U_, fig. 5. 3. 1.3. Den är ca 100 ms. 5.3.2 Rörförstärkare R örets arbetspunkt är vald så att anodströmmen blir en halvvågs- likriktad replik av galler spänningen, fig. 5. 3. 2. 1. 5.3.3 M e d e 1 vä r d e s bi 1d n i n g och derivation av anodström Bärvågens nycklingsfrekvens är inform ationsbärare. D ärför ska bärvågen dämpas m ed ett lågpassfilter. Det är utfört i anodbelastningen med en LC-länk, som uppskattas ha övre gränsfrekvensen 10 Hz. Då kan högsta nycklingsfrekvensen, 5 Hz, passera opåverkad. Sambandet m ellan det på så sätt erhållna m edelvärdet av anodströmmen och galler spänningen ges i fig. 5. 3. 3. 1. Vid 5 m A bottnas förstärkarsteget praktiskt taget, vilket understryker dess karaktär av förstärkare fö r nycklad inform ation. E ftersom lägsta informationsfrekvensen är 1, 25 Hz kan även en undre gränsfrekvens föras in m ed transfonnator 117. Dess sekundärström passerar ett polariserat relä, det s k huvudreläet, som därmed slår om i takt m ed nycklingsfrekvensen. Minskningshastigheten hos relä strömmen, fig. 5. 3. 3. 2 antyder att undre gränsfrekven- sen är 1 H z. Ö verföringen m ellan anodström och huvudreläström utgörs således av ett filte r vars ungefärliga frekvensgång ges i fig. 5. 3. 3. 3. Högpasskaraktären gör att långsamma variationer i signalnivån inte påverkar huvudreläet.

5.3.4 M - eller H -sign al? Avkodning H u vu dreläets tunga g e n e re ra r en växelspänning ö v e r induktor 120. Om sla gsfrek ven sen ä r antingen 1, 25 e lle r 3 H z. T vå avkodningsen heter a v g ö r vilk en den aktuella frekvens-en ä r m ed hjälp av s e r ie - res o n a n sk re ts a r. Om en k re ts ä r i resonans så fö r den m axim a l ström. Den a k tiv e ra r M - e lle r H -re lä e t v ia tra n sfo rm a to r och lik - rik ta re. R e lä tills la g e n tänder sign allam por i förh yttens signaltablå. Ä r varken M - e lle r H -r e lä e t d raget tänds en lam pa som in d ik era r signal L. Den tänds såled es antingen vid bärvå g utan n y ck lin g sfre k ven s e lle r v id avsaknad av bärvåg. Om nycklingen ä r o sym m etrisk, dvs att bärvå g och uppehåll inte ä r lik a långa, så b lir en ergin vid nyckling s fr ekven sen m in d re. U tru stningen ä r trim m a d så att den s tä lle r ett täm ligen högt k ra v på sym m etri fö r att a ccep tera en kod, vilk e t gör det ännu s v å ra re fö r en störning att påverka M - e lle r H -re lä e t. R eson an skretsarn as bandbredd ä r av storlek sord n in gen 1 H z och har d ä rfö r in ställn in gstiden 1 s. D essa uppfattas som fö rd rö jn in g både vid t ill- och frå n sla g. D et senare fö rd r ö js y tte rlig a re av lik rik ta rb rygga n s d io d er. F o rts ä ttn in g s v is sätts fö rd röjn in gen vid tills la g t ill 1 s och vid frå n s la g t ill 2 s. V id p a ssage av skarven m ella n 2 b lo ck strä ck or fö rs v in n e r s p å rs trö m m en. F rå n s la g s fö rd rö jn in g en gör att hytt signalbilden e j ändras under denna tid. 5.3.5 Trim ning av m ottagarens känslighet F ö r att hu vu dreläet ska arb eta säkert, k rä vs c:a 3 m A a n odström s- ändring. Denna ska åstadkom m as a v 2, 5 + 0, 5 A bärvågsam plitu d hos den nycklade spår ström m en. H uvudsakligen ä r det trim n in g av.m ottaga ren s fö rstä rk n in g m ed r e s is to r 14, som k rä v s. D etta k a lla s "p ic k -u p -ju s te rin g " och u tförs fle r a gånger p e r vecka på signalm ottagarna. E fte rs o m rela tio n en m ella n anodström och spår ström trim m a s, b lir g a lle r spänningen a v sekundärt in tr e s 6e. Det väsen tliga ä r att 2 A spår ström kan räcka fö r att påverka, huvudreläet.

5. 4 M Ä T N IN G A R P Å D E LA R A V STÖRNINGARS ÖVE R F ÖRINGS V Ä G Sam tliga m ätningar har utförts i en provbänk fö r hytt signal system hos SL. M ottagarspolarna ä r upphängda över va r sitt rälsstycke på ett rea listisk t sätt. R älsen m atas m ed spårström via kodgivare. Sambandet m ellan anodström och spår ström re g is tre ra s på två sätt. D els på det naturliga sättet fö r spårström m ellan 0 och 4 A. D els m ed spänning sgenerator i serie m ed m ottagarspolarna, fö r att kunna sim u lera stö rre spår ström m ar. M ed kännedom om öm sesidig induktans kan spänningen räknas om t ill spår ström. F ö r tydlighets skull anges fortsättnin gsvis spår ström som den ström som m åste passera under ena m ottagar spolen, fö r att åstadkomma den aktuella anodström m en. D iagram i fig. 5. 4. 1 och m ätresultat under A 1. A v diagram m et fra m gå r att m ätobjektet är norm alt trim m at, ty 3 m A anodström k rä ver 4, 5 A under en m ottagar spole. P å banan kan spårström m en v a rie ra m ellan 3, 5 och c:a 10 A, vilk et m otsvarar 7-20 A under en spole. T yd ligen ä r förstä rk a ren praktiskt taget bottnad inom det ström om rå det,' vilk et en fö rstä rk a re fö r nycklad bärvåg bör vara. M ed mätuppställningen i fig. 5. 3. 1.2 regis tre ra s ingån gsfiltrets överföringsfunktion genom att in spänningens amplitud hålls konstant och utspänningens noteras fö r olika frek ven ser. God överensstäm m else fås då m ed fig. 5. 3. 1. 1..Bottningen av fö rstä rk a rsteget e fte r filtre t kan eventuellt å terverk a på filtre t. Detta antyds också av utspänningens utseende fö r olika inspänningar, fig. 5. 4. 2. Tyd ligen d ra r rö re t gallerströ m under delar a v den positiva halvperioden. R öret belastar då filtr e t och sänker dess Q -värde. Som m ått på filtre ts utspänning används anodström m en. Den hålls på 5 m A medan inspänning och frekvens v a rie ra r. J äm förelse m ella n inspänningens in verterad e värde och den "n orm a la " filterk u rva n ges i fig. 5. 4. 3, samt m ätprotok oll A2. _

Ett d a to rp ro g ra m, B2, används fö r att beräkna im p u ls s v a re t u nder 120 m s m ed 0, 5 m s in k rem en t. S am tid igt beräknas sum m an a v 2 im p u lss va r, v a r a v det ena ä r fö rs k ju te t 1/150 s, v ilk e t ä r fa lle t m ed en dubbelpuls. I fig u r 8. 2 v is a s im p u ls s v a re t s tre c k a t och dubbelpuls s v a re t h e ld ra g e t. R esu lta tet stä m m e r v ä l m e d det e x p e r i m en tellt erh å lln a, fig u r 7. 4. c, v ilk e t b e k rä fta r räk n in garn as riktighet, sam t b e rä ttig a r antagandet om fö rs u m b a r p u lslän gd. 9. STÖ RNING E N B L O C K E R A R S IG N A L M O T T A G A R E N A vsn itt 9 och 10 in n e h å lle r analys av en d e l stö rn in g s s itu a tio n e r. Den b a sera s på resu lta ten i tid ig a re a vsn itt och fö r s ö k e r huvud- sakligen beakta de s v å ra s te fa llen. I detta a vsn itt b e s k riv s m ö j l i g heterna att b lo c k e ra sign a lm otta garen, så att den a n g e r s ig n a lb ild L även om den rä tta ä r M e lle r H. E n sådan störn in g b lir a lltid "åt säkra h å lle t", ty lä g r e fa r t än gällande a n b e fa lls. I nästa avsnitt ä r störn in gen "å t fa r lig a h å lle t". En o fa r lig störn in g m in s k a r re s k o m fo rte n, e fte rs o m tå g e t m å s te brom sas h ä ftigt fö r att rätta sig e fte r sign alen som kan ha v ä x la t från H t ill L. K o m m e r störn in gen frå n det egna tå g et fö r s v in n e r den när b rom sn in gen p å b ö rja s. E fte r att ha antagit 15 kra/h kan farten h öja s igen, v a r v id störningen å te rk o m m e r och b ro m s n in g tar vid, etc. S y stem e t ä r ty d lig e n o s c ille ra n d e. F ö r att ta red a på hur k r a ftig sin u sform ad störn in g som b lo c k e r a r sign alm ottagaren, anslu ts en g e n e ra to r i s e r ie m ed m o tta g a r sp o la rn a. A v m ä tp ro to k o ll A 4 fr a m g å r hur stor g e n e ra to r spänning som k r ä v s fö r att 180-kod ska u testän ga s. Den 75 H z s p å rs trö m som b e h ö v er p a s s e ra under en m o tta g a r sp ole fö r att ge sam m a g a lle r spänning som g en e ra to rn, ä r också b eräk n ad. Spårström m en som g e r 180-kod ä r så stor att sig n a lm o tta g a re n p r e c is bottnas. F rå n anod strö m m en sett fy lle r störn in gen ut m e lla n ru m m e n i koden, m en ö k a r e j b ä rv å g s d e la rn a. Ä n d rin g en i a n o d s trö m m en s m ed elvä rd e b lir då så lite n att den e j o rk a r p å verk a h u vu d relä et, vilket g ö r att L in d ik e ra s.

1 frek ven so m rå d e t k rin g 75 H z finns inga m ätresu ltat, ty svävning m ella n störning och bärvåg fö rskju ter m ätresu ltaten m ot högre värden fö r fu llständig ute stängning. D ärem ot m ärk s påverkan vid 2 A ek vivalen t störning, genom att huvudreläet b ö rja r gå ojämnt. Under 30 H z ökar störning skänsligheten, ty lå gp a s sfiltret, fö r m ed e lv ä rd e sbildning av anod ström m en, h ar grän sfrek ven s 10 H z och däm par knappast där. De k ra ftigaste störningarna under k ö r- ning, a ls tra s e m e lle rtid i frek ven som rå d et 30-100 H z. D är kan den tillå tn a störningen m axim a lt få va ra 2 A. En del störning kom m er * e m e lle r tid frå n m otta gar spolarnas vib ra tio n er i det av arbet s lik ström m en a lstra d e m agn etfältet. D essa vib ra tio n e r har reson a n s fre k ven sen ca 30 H z och a ls tra r v a rje gång boggien m ed m o tta g a r- spolarn a p a s s e ra r en rä ls s k a rv. Denna och andra störningar som a lltid fin ns i sign a lsystem et antas kunna adderas kvadratiskt t ill den störning som h ackarpu lserna g e r. Ska totala störningen då bli 2 A, så få r v a rd e ra delen endast bidraga m ed 1, 4 A om de antas v a ra lik a stora. In fö r en säkerhet sfak tor SF = 1, 4 / ek vivalen t 75 H z - störström E fte rs o m hackarpul serna g e n e re ra r störningar m ed grundton och fle r a ö v e rto n e r så k o m m er jä m fö re ls e n m ed sinusform ad störning att halta något. O fta d o m in era r dock en ton vilk et gör störningen täm ligen sin u sform ad också. S törn in gar i samband m ed de olik a körsätten farth ålln in g, start och brom sn in g behandlas.i tur och ordning. Dubbelpulsning föru tsätts ske under 55 H z och norm alpu lsning fö r ö v rig t. 9. 1 F A R T H Å L L N IN G A v s ik te n m ed fa rth ålln in g ä r upprätthålla en i det närm aste konstant fa r t. Då ska huvudsakligen r u ll- och vindm otstånd sam t banans lu t ning m o tverk a s, v ilk e t k r ä v e r re la tiv t små k ra fte r. Ström uttaget b lir lå gt och kan antingen åstadkom m as m ed lå g rep etitio n sfrek ven s. hos h ack arpu lsern a vid kon tin u erlig re g le rin g e lle r m ed h ögre r e p e titio n sfrek v en s vid in term itten t re g le rin g. I det senare fa lle t pendlar fa rte n k rin g den önskade p r e c is som m ed den nuvarande konventionella m oto rstyrn in gen i tunnelvagnarna.

Med den aktuella utformningen av hackarna kan mindre pulser än 0, 35 A s (A S E A ) inte genereras. Vid kontinuerlig reglering ham nar repetition sfrekvensen därför i området för dubbelpulsning och vid interm itten t ges pulspaket med 150 Hz normalpulsning. 9.1.1 Kontinuerlig fartreglering Betingat av den kraft som krävs för att övervinna yttre omständigheter kan hackarpulsernas repetitionsfrekvens anta mycket v a r ie r ande värden. D riftserfaren h et visar dock att området under 100 Hz dubbelpulsning ä r vanligast. Så länge som de yttre omständigheterna inte ändras Sr frekvensen konstant. Ingångsfiltret hinner då svänga in och beräkningarna i avsnitt 6 gäller Den svåraste situationen visas i figur 6. 4 där ingångsfiltret ligger 5 Hz fö r högt. M axim um vid 38, 5 Hz består huvudsakligen av energi vid första övertonen, 77 Hz. E ftersom beräkningen gjorts fö r ett 10 Hz fö r lågt fa ll bör övertonen då flyttas upp. De andra kurvorna antyder att 6 H z ä r lagom. Där dämpar lin jefiltret 10% m er, vilket gör att maximum bör bli 3, 8 A / A s. Liknande hänsyn i fbgur 6. 3 anger det bästa fa lle t t ill 2, 3 A/As. Om varje frekvens m ellan 0 och 100 Hz är lika sannolik så visar kurvorna att _, B maximum. B. _. P r (godtycklig störning < ------^-------- ) 'N'75%. (9. 1. 1. 1) Vid farthållning ä r likström uttaget så lågt att lin jefiltrets drossel ej alls ä r mättad. D ess värde ä r då snarare 2 än 1 mh, vilket fördubblar filtr e ts dämpning över 30 Hz. De 3 situationer längs banan som undersöks är

S ig n a ls y s te m e ts uppträdande v id svävning m ella n s p å r- och s tö rn in g s strö m behandlas d ä rfö r fö rs t. F ö r en svävning g ä lle r a llm ä n t att sum m an a v 2 sin u sform ade sign a ler A sin Gu,t + B sin GU.t A > B 1 2 «kan o m fo r m a s t ill GU -f U L fl) - m (A - B ) sin gu t + 2 B sin ( ^------1) cos ( ----- g 1) D en s is ta te rm e n g e r svävningen. E x e m p e lv is a ls tra r 72 och 75 H z en sign a l m ed 73, 5 H z v a rs am plitud v a r ie r a r m e d 1, 5 H z. F ig u r 10. 1. 1. 1 v is a r en sådan svävning, r e g is tr e r a d på in g å n g s- f i l t r e t s utgång, som g e n e r e r a r H -s ig n a l. Som jä m fö r e ls e v is a s en n o rm a l H -s ig n a l. F ö r att u trön a v ilk a fr e k v e n s e r som tills a m m a n s m ed 75 H z - s p å r - s trö m kan ge en svävning, v ilk en uppfattas som en k o rr e k t sign a l, in k o p p la s en g e n e ra to r i s e r ie m ed m o tta g a r spolarn a. K r in g v a r je fr e k v e n s som n o m in e llt skall ge a ccep tera d kod finns ett ca 1 H z bre*tt band in om v ilk e t svävningen uppfattas, fig. 10. 1. 1.2. D e s s u tom a n g es M - s ig n a l v id fre k v e n s s k illn a d e r 4, 5-5, 5 H z, v ilk e t ä r en k v a r le v a a v y tt e r lig a r e en sign albild, som S L e j an vän d er. S p å rs trö m m e n ä r m in s t 3, 5 A och n orm a lt m e r än 5, 5 A ute på banan. M e d f r ek ven s sk illn a d ern a 1,25 och 3 H z m e lla n störan de g e n e r a to r spänning och s p å rs trö m har m ätn in ga r v is a t att g e n e r a to rn m å s te lä m n a 0, 75 V, fö r att svävningen sk all u ppfattas, om s p å rs trö m m e n ä r 3, 5 A. E fte rs o m 0, 75 V m o ts v a r a r ca 3 A e k v i v a le n t 75 H z - s t r ö m u nder en spole k o m m e r tota la strö m m en att sväva in om 7-3 A. F ig. 5. 3. 1 v is a r att detta g e r 3 m A an odstr Öm sä n d rin g, v ilk e t tid ig a r e har a n g ivits som m in im u m fö r att h u vu d relä et ska a rb eta. Om spår ström m en ä r 5, 5 A så a n g er fig u r 5. 3. 1 att stö rn in g s strö m m e n m å s te v a ra 6 A fö r att a n o d s trö m s - ä n d rin gen ska b li 3 m A. I

Sam m anfattn ingsvis a ls tra s en detekterbar kod genom svävning m e lla n sp år- och störnings ström om : S törn in gsström m en s frekven s lig g e r m ella n 70 och 80 H z S törn in gsström m en s am plitud räknat under en m o tta g a r- spole ä r m in st 3 A. V id kon tin u erlig r e g le rin g av farten g ä lle r beräkningarna i avsn itt 6. E n ligt avsnitt 9-1.1 v is a r fig u r 6.4 det sämsta fa lle t m ed m axim u m vid 41, 5 H z och praktiskt taget a ll en ergi i ö verto n en vid 83 H z. Den kan inte skapa svävfrek ven s som godtas som kod, och g e r d ä rfö r säm sta fa lle t med. v is s m a rgin a l. E fte rs o m spår ström m en föru tsätts finnas okodad, så kan rä lsen in te v a ra bruten. O sym m etrin sätts då t ill 0 %, vilk et g e r 0, 13 A störn in gs ström frå n 1 dubbelvagn och 0, 65 A från 5 som ä r i fas vid sam m a frek ven s. Säkerhet sfaktorn b lir 3/0, 65 ^ 5 g gr fö r ett tåg, som nalkas en m atnings station. Det är helt osannolikt att bakom varande tåg sa m verk ar m ed det fö rs ta. I stä llet h öjer de spår ström m en s nivå och därm ed säkerhet sfaktorn. Om spår ström m en saknas p g a rä ls b ro tt så kan svävning m ella n vagn arn as störnings ström m a r tänkas a lstra M - e lle r H -sign a l. A n tas 2 dubbelvagnar sam verka vid en frek ven s så g er de 1, 3 A. D e ö v rig a 3 dubbelvagnarna i tåget g er 2, 1 A. F ö r att få 3 m A an odström sän d rin g m åste e m e lle rtid de 1, 3 A v a ra 2 A en ligt fig u r 5. 3. 1. Säkerhet sfaktorn b lir d ä rfö r 1, 5. Situationen ä r dessutom tä m ligen o fa r lig e fte rso m tåget m ött signalbild L, redan på blocksträck an fö ie den m ed rä ls b ro tte t. D et fra m fö rs så led es m ed högst 15 km/h vid ett s tö rn in g s tillfä lle och s tö r ningen fö rs v in n e r när fa rte n höjs. Spår ström m en saknas också om den k ortslu ts av ett fr a m fö r varan de tåg på sam m a blocksträck a. F örd eln in gen av m o to r ström m e lla n rä le rn a sk er då huvudsakligen på r e s is tiv väg, m en o s ym m etrin b lir fö rm o d lig en ändå inte m e r an 20 %. H a r tågen just p a ssera t en m atnings station så kom m er det frä m re tå g ets ström att p a s s e ra det bakres m otta gar spolar. T v å. dubbelvagnar i det frä m re tåget a ls tra r 0, 26 A, m en fö r att

ge en svävning m ed de resteran d e 3 dubbelvagnarna k rä vs 2 A. Säkerhet sfaktorn b lir d ä rfö r 8 ggr. V id rä ls b ro tt kan svävning uppstå m ella n 2 tågs störnings strö m m a r. Om sam tliga vagnar sam verk ar så g en e re ra r va rd e ra tå get 3, 5 A, m en endast ca 50 % a v det bakre tågets ström p a ssera r det frä m re s m otta garsp ola r. Störnings ström m en b lir 1,7 A, v ilk e t jä m fö rt m ed grän svärdet 2 A, g e r säkerhet sfaktorn 1,2. Situationen ä r dock m yck et osannolik.och täm ligen o fa r lig m ed tanke på att rä lsb ro ttet fö ra n led er tågen att fö ra s m ed 15 km/h. Y tte r lig a re en störnings situation kan tänkas uppstå om M -s ig n a l sänds ut. Då kan den kontin uerliga störnings ström m en sväva m ed bärvå gsd elarn a av signalen. E n ligt tid ig a re analys-är säkerhet sfaktorn 5 ggr fö r ett tåg m ot en sådan svävning. Skulle den ändå uppstå så att M -s ig n a le n s b ä rvå gsd ela r v a r ie r a r i 3 H z -ta le t, så g e n e re ra s H - och M - signalerna om växlande. Signalen b lir då a lltfö r r ö r ig och ticbsym m etrisk, fö r att t ex H skall kunna anges. I stä llet v is a s L. Störning frå n M t ill H ä r d ä rfö r o m ö jlig att skapa m ed svävning. E tt tåg i kon tin u erlig fa rtr e g le r in g där a lla vagn ars störningar sa m verk ar g e r såled es följande säkerhet sfak to rer i några svåra fa ll: V e r k lig signal In dik erad signal Säke rhet sf akto: m ot störningen L m ed b ä rvå g H e lle r M 5 L utan b ä rvå g H e lle r M i 1,4 L utan bärvå g bakom tåg H e lle r M 8 M H m yck et stor 10.1.2 Intermittent f a r t r e g 1 e r i n g V id in term itten t fa r tr e g le r in g a ls tra s pulspaket innehållande 150 H z norm alpu lsning. Paketets, början och slut g e r en 100 m 6

lån g tran sien t m ed toppvärdet 0, 6 A störnings ström under en m otta gar spole. Se fö r ö v rig t avsnitt 9 1.2 och figu r 9. 1.2. 1. Om tran sien tern a, enskilda e lle r sam m anlagrade frå n fle r a vagn ar har tillr ä c k lig amplitud fö r att påverka huvudreläet och k om m er m ed lä m p liga tid in terva ll, så kan fa lsk signalb ild in d ik era s. A m plituden hos den signal som t illfö r s avkodningsenheterna ä r e m e lle rtid oberoende av störningsnivån, ty den a ls tra s av huvudreläets tunga som hackar likspänning, 36 V. D etta g e r m ycket distinkta k ra v på rep etiton sfrekven sen hos en a ccep tab el kod: P M - signal, 1,25 H z nom inellt 1, 1-1,6 Hz O H -s ig n a l, 3, 0 H z nom inellt 2, 6-3, 5 H z Ä r förh ållandet m e lla n pulslängd och pulsuppehåll inte 50/50 så inskrän ks frek ven som rå d en a y tte rlig a re. V id 30/70 b ö rja r det k rym p a hastigt och vid 20/80 kan inte ens den nom inella frek ven sen detek tera s. D essa förhållanden gör det m ycket svårt att a ls tra en störning åt fa r lig a hållet. V id rä ls b ro tt saknas b ä rvå g och L in d ikeras. I ett tåg m ed 5 dubbelvagnar k rä v s följande fö r att tidkraven på en H -sig n a l sk all va ra u ppfyllda under 1 s: o dbv 1 b ö rja r pulspaket vid tiden T o dbv 2 b ö rja r pulspaket vid T + 60 m s och så att tra n sien ter frå n dbv 1 och 2 sam m anlagras t ill ca 120 m s lång puls m ed effe k tivvä rd e t 0,4 A o dbv 3 b ö rja r vid T + 330 m s o dbv 4 och 5 sta rta r y tte rlig a re fö rd röjd a, och g e r t i l l sam m ans m ed dbv 3 en 120-1 80 m s lång puls m ed : e ffe k tiv v ä rd e 0, 4 A o dbv 1 och 2 slu tar pulspaket vid T + 2 x 330 m s sam m anla gra d e som vid b ö rja n ' o dbv 3-5 slu tar vid T + 3 x 330 m s.

Denna sammanställning ger således 4 p erioder H -signal med pulsamplituden 0, 4 A. F ö r att huvudreläet ska arbeta krävs 4 A. T ro ts att alla osannolika p rem isser ovan ä r uppfyllda b lir säkerhet sfaktorn 4/0, 4=10 ggr. P u lsern a i en M -s ign a l ä r 400 m s långa. Om de 5 dubbelvagnarna b örja r och slutar pulspaketen m ed 60-80 m s inbördes förd röjn in g så kan 2 tillrä c k lig t långa pulser alstras. 2 p e rio der M -s ig n a l m ed pulsamplituden 0, 4 A ger säkerhet sfaktorn 1 0 p. s. s. som i föregående fa ll. Pulspaketen vid interm ittent fa rtre g le rin g återkom m er tidigast e fte r 2 s. Dock m åste sannolikheten, att alla förutsättningar angående tidrelation ern a skall vara uppfyllda y tterliga re en. gång, betraktas som m ycket lite n. D ärför va ra r signalstörningen a ld rig m e r än 1 s. Jäm fört m ed kontinuerlig hastigh etsreglerin g ä r detta den största fördelen. B ärvågen saknas också bakom ett tåg på samma blocksträcka. Störnings ström m arna ä r då förd elade på båda rälern a och jä m fö rt m ed förhållandena vid rälsbrott fås m inst 5 ggr förbättring. Säkerhet sfaktorn m ot indikation M e lle r H b lir d ä rför 50 ggr. En kontinuerlig bärvåg ger L -sig n a l. De tid igare behandlade transienterna kan tänkas m otverka bärvågen så att uppehåll skapas. Störnings ström m arnas sym m etrering ger minskningen 0, 4/5A i pulsuppehållet, utgående från förhållandena vid r ä ls brott. Minskningen m åste vara 3 A fö r att huvudreläet skall påverkas. Säkerhet sfaktorn b lir 3*5/0, 4 ~ 38 m ot indikation av M e lle r H när L ska anges. Förutom alla k rav på tid re la tion er m ellan transienter kom m er här ett k ra v på m otfas r e la tiv t bärvågen. M edfas g er ingen störning ty bärvågen bottnar a lltid signalm ottagaren. Om m ellanrum m en i en M -s ign a l d elvis fy lls m ed ca 150 m s långa pu lser så b ö rja r något av en H -sign al ta form. Den b lir e m e lle r tid a lltfö r tido sym m etrisk fö r att accepteras som kod. I stället kan L kom m a att indikeras vilk et behandlats i avsnitt 9.

E tt tåg m ed 5 dubbelvagnar i interm itten t fa rtre g le rin g, där vagnarna sa m verk ar på ett m ycket otu rligt sätt, u ppvisar f ö l jande säkerhet sfa k to re r. V e r k lig si gnal Indikerad signal Säkerhet sfaktor m ot störningen L utan bärvåg rä ls b ro tt H e lle r M 10 L* utan bärvå g bakom tåg H e lle r M 50 L m ed b ärvåg H e lle r M M H m yck et stor 38 10.2 S T A R T Förh ållan d en a under sta rtfö rlo p p erh å lls ur sam m a beräkningar, avsn itt 6, som lig g e r t ill grund fö r säkerhet sfaktor erna i 10. 1. 1, kon tin u erlig fa r tre g le rin g. En vä sen tlig skillnad ä r dock att h ack arpu lsern as rep etitio n sfre k ven s sveps. M ö jligh etern a att g en e rera en stabil svävning tillsam m a n s m ed kon tin u erlig bärvåg b lir då m ycket sm å. Svävning m ella n vagnarnas störn in gsström m a r i ett tåg m ed 5 dubbelvagnar kan tänkas bli något m e r stabil. A vsn itt 9. 2 v is a r att säkerhet sfak to rern a fö r start fås ur de fö r kon tin u erlig fa r t r e g le r in g x 1, 5. B ä rv å g saknas vid rä ls b ro tt och då b lir säkerhet sfaktorn ca 2. Bakom ett tåg b lir den ca 10, e fte rso m störnings ström m en s y m m etrera s. O m vandling a v M - s i gnal t ill H -s ig n a l kan lik a lite ske under sta rt som under kontin u erlig fa rtre g le rin g. V id start p a ssera s det k ritis k a frek ven so m rå d et på några sekunder. F å s m ot a ll förm odan signalstörning så v a ra r den inte länge.

E tt tåg m ed 5 dubbelvagnar under start, där vagnarna sam v e rk a r på ett m ycket otu rligt sätt, u ppvisar följande sä k e r- h etsfa k torer. V e r k lig signal Indikerad signal Säke rhet sf akto r m ot störningen L m ed bärvåg L utan bärvåg, rä ls b ro tt L utan bärvåg bakom tåg M H e lle r M m ycket stor, ty stabil svävning hinner inte bildas H e lle r M 2 H e lle r M 10 H m yck et stor 10.3 E L E K T R IS K BROM SNING V id e le k tris k brom sning sker återm atning t ill linjen, e lle r om denna saknar last, t ill r e s is to r e r i vagnen via hackare, b rom sch op p er. Båda förfaran den a sker på samma sätt som in term itten t fa rtre g le rin g. H ack ar pulserna in n eh åller 0, 35 A s vid återm atn in g och 1 A s vid vid brom schopperanvändning. E tt tåg m ed 5 dubbelvagnar i e le k tris k brom sning, där vagnarna sa m verk a r på ett m yck et otu rligt sätt, u ppvisar följande sä k er- h e ts fa k to rer: V e rk li g signal In dik erad Säke rhet sfaktor m ot störningen signal Å term a tn in g B rom sch opp er L utan bä rvå g rä ls b ro tt H e lle r M 10 L utan bä rvå g bakom tåg H e lle r M 50 L m ed bärvåg H e lle r M 38 M H m yck et stor 3, 5 17, 5 13, 3

10. 4 F L E R A T Å G S Ä T T N ä r 2 tå g s ä tt n a lk a s en m a tn in g s sta tion k o m m e r ca 50 % a v b a k re tå g e ts s tö r n in g s s trö m att p a s s e r a u n d er det fr ä m r e s m o t ta g a r s p o la r. In v e rk a n fr å n lä n g re bak b e lä g n a tå g s ä tt k a n p ra k tis k t ta g e t fö rs u m m a s. A l l t e n lig t a v s n itt 5, 1 och 9. 4. D e tv å tå g e n b e fin n e r s ig fö r m o d lig e n i h e lt o lik a k ö rtills tå n d. D ä r fö r ä r en f a r l i g s a m m a n la g rin g a v tå g e n s s tö rn in g s s t r ö m m a r m y c k e t o t r o lig. S p år s trö m m e n b lir i s tä lle t n å got r ö r lig, o c h v id u tsän d n in g a v M - e l l e r H - s ig n a l kan m o tta g a re n b lo c k e r a s e n lig t a v s n itt 9. F ö r ö v r ig t t e r d et s ig m e n in g s lö s t att an ge s ä k e r h e ts fa k to r e r f ö r s itu a tio n e r u ppkom na g en o m s a m v e rk a n m e lla n ta g. R edan fö r e tt tå g ä r fö ru ts ä ttn in g a rn a i a n g ivn a s tö rn in g s situ a tio n e r m y c k e t o s a n n o lik a. B a k g ru n d s in fo rm a tio n saknas o c k s å fö r att kunna p r e c is e r a s a n n o lik h e te rn a.

11. SLUTORD Denna rap p orts slu tsatser ä r presen tera d e i avsnitt 9 och 10. A m b ition en ä r att finna de vä rsta fa llen och att visa att inte ens de fö rm å r störa tunnelbanans sign alsystem. Då behöver n äm ligen sannolikheten fö r fallenrinte undersökas. T y v ä r r kan m an inte veta att de vä rsta fa lle n fångats, m en de ä r sä k e rt m yck et svara.. Genom gående har störningsenergin från ett tåg m ed 5 dubbelvagnar fö rd ela ts så otu rligt som m ö jlig t * i tiden. D ä re fte r har kvoten m ella n m insta amplitud fö r störning och aktuell am plitud an givits som säkerhet sfaktor, SF. Denna in n eh å ller således ingen in form ation om sannolikheten fö r att en v is s störnings situation skall in trä ffa m en g e r följande fin g e rv is n in g a r. o SF < 1 N ödvändigt att undersöka situationens fa rlig h e t och sannolikhet. o V<SF < 1 0 A m p litu dm ässigt ganska om ö jligt att situationen kan ge störning o SF > 1 0 A m p litu dm ässigt m ycket om ö jligt att situationen kan ge störning A v detta fö lje r att a lla jä m fö r e ls e r m ella n säkerh etsfak torer fö r olik a k ö rs ä tt m åste bli subjektiva, vilk et bör betänkas in fö r studiet a v ta b ell 11.1. D är anges sä k erh etsfak torer fö r m ycket svåra fä ll m ed ett tåg om fattande <5 dubbelvagnar. F ö rfa tta re n s kom m entar t ill tab ellen ä r att fö re d ra o in term itten t fa r tr e g le r in g tycks va ra att fö re d ra g fr a m fö r kon tin u erlig o sta rtfö rlo p p e t kan ha ganska lå g säkerhet sfaktor m en bara under n å gra sekunder E n vik tig m ålsättning m ed rapporten ä r också att läm na system - in form a tion, så att v a r och en kan bedöm a stör situ ationer som inte behandlats här. E n stor del av detta stoff har häm tats i re fe re n s e rn a 4-6, och har å te rg iv its i avsnitt 3-8. E n vä sen tlig slu tsats i denna avdeln in g ä r att övergån gen frå n dubbelpulsning

t ill norm alpulsning bör ske vid 55 H z du bbelpulsrepetitionsfrekvens och inte vid 75 H z. Då b lir näm ligen störningsnivån lä g re i de sign alm ottagare v a rs in gån gsfilter har m ittfrek ven sen under nom inella 75 H z. Denna rap port behandlar uteslutä nde störningar på den rullande delen a v sign alsystem et. D ä rfö r har in d ik erin gsrelä ern a s störningskänslighet inte studerats. Det bör göras och kan läm pligen ske i samband m ed praktiska p r o v på ty ris to rb e styckade tunnelvagn ar.