A hó és a jég olyan problémák a vasúti közlekedés számára, amelyek veszélyesek a vasúti forgalomra. Képesek megállítani a váltók mozgását, a vasúti szállítás késésének következményével, így a vasútüzem rendszerességét és biztonságát nagymértékben veszélyeztetik. Ezért alakultak ki a váltófűtő berendezések, hogy minimalizálva legyenek a kényelmetlenségek és a lehetséges veszélyes állapotok.
A váltófűtés rövid áttekintése
A váltófűtő rendszerek célja, hogy a téli hideg, csapadékos időjárás körülményei között is biztosítsák a vasúti forgalom zavartalan lebonyolítását, a váltók üzembiztos működését. A legnagyobb problémát a téli időkben a váltórészre hulló csapadék, valamint a kitérők közt megolvadt, majd a hidegben összefagyott csapadék, jegesedés okozza, ami akadálya a kitérők akadálymentes üzemeltetésének. Amíg a kitérő állítására nem kerül sor, addig ez nem jelentene gondot, a nehézségek a váltóállítás során merülnek fel. Kétféle hibacsoport jelentkezhet. A csúcssín és a tősín közt feltorlódott hó és jég gátolhatja a kitérő végállásba állását. Másik lehetséges hiba az álló és a mozgó alkatrészek összefagyása a hideg, párás időszakban. A jelentkező problémák hívták elő a váltófűtő rendszer kifejlesztését és aktualitását. Az akadályokat a váltó takarításával (kézi vagy egyéb gépi), illetve fűtésével szüntethetjük meg. A váltók fűtésére az alábbi megoldási lehetőségek közül lehet választani:
Magyarországon egyes régiókban a gáz, máshol a villamos fűtőszállal történő váltófűtés az elterjedt, de jellemzően ez a két típus kerül használatra. A váltófűtő rendszerek sok év alatt kialakult fejlesztése során kialakult a távvezérlés, a felhasználóbarátabb kezelőfelület, lehetséges a fogyasztásmérés, és az átviteli közegben is történt fejlődés. Az elemek rögzítésénél az újítások iránya, hogy a korábban alkalmazott sínfejátfúrás helyett a szoros illesztés került alkalmazásra a fűtőelem és a sín között.
Önszabályozó váltófűtő rendszer
Az önszabályozó fűtőkábelek választása mögötti filozófia az, hogy az állandó energiával fűtő kábelek helyett „fűtsük az acélt, és tartsuk melegen”. Ennek során természetesen el kell kerülni a gazdaságtalan túlfűtést. Az önszabályozó fűtőkábelek alacsony alaphőmérsékletnél magas hőenergiát szolgáltatnak, ugyanakkor magas alaphőmérsékletnél alacsony a hőtermelésük. A kevesebb elektromosenergia-felhasználás miatt hosszú távon is bekapcsolva hagyható a rendszer, még így is alacsonyabb energiafelhasználást elérve, mint amit a többi, állandó energiával fűtő elektromos váltófűtő rendszer igényel. Mivel a rendszer csak annyi energiát használ fel, amennyi a hőntartáshoz szükséges, nem következik be az alkatrészek túlfűtése, nem párolog el a csúcssínek mozgatását segítő kenőanyag a sínszékekről. Az önszabályozó rendszer egyik előnyös tulajdonsága, hogy mivel 24 V feszültséggel üzemel, nincs áramütési veszély, ezért nem kell lekapcsolni akkor sem, amikor a váltórészen valamilyen munka folyik.
Fontos különbség a jelenlegi megoldásokkal szemben, hogy míg korábban a fűtőszálakat csak a tősínre telepítették, az új, önszabályozó fűtőkábeleket a csúcssínekre és a tősínekre is telepítik. A nyitott csúcssín és a hozzátartozó tősín fűtése létrehoz egy állandóan meleg területet, nincs tehetetlenségi idő, amíg a rendszer felmelegszik, ezért a csapadék olvadása/elpárolgása azonnal megkezdődik. A rendszer egyaránt telepíthető a különböző váltótípusokra.
Elektromos szekrény
Az elektromos szekrény biztosítja a szekunder energiaellátó kábelek beépítését. A szekrényen belül van felszerelve a feszültségcsökkentő transzformátor és a moduláris bemenet/lezárás a kábelek számára. A szekrény a betontalppal együtt összeszerelt állapotban érkezik a helyszínre, ezzel is minimalizálva a helyszíni szerelési időt. A transzformátor átalakítja az energiaellátó feszültséget (400 V) az önszabályozó fűtőkábelek kis feszültsége számára megfelelő szintre (24 V), szem előtt tartva az érintésvédelmi elveket.
Fűtőkábelek és kapcsolószerek
Az önszabályozó fűtőkábel két párhuzamos mikroellenállással van ellátva. A különleges gyártási eljárásnak köszönhetően a kibocsátott és a leadott energiát a kábel a hőmérséklet-változás alapján képes önszabályozni. A speciális fluoropolimer burkolat biztosítja a rendszer hosszú távú megbízhatóságát. A fűtőszálak fémcsatornában futnak, hogy hatékonyabb legyen a fűtési teljesítmény, ez biztosítja továbbá a könnyebb szerelhetőséget és rögzíthetőséget. A fűtőszál közvetlenül a tő- és a csúcssínt fűti. A hő átadását egy külön felvitt közeg növeli a sín és a kábel között, ezzel is növelve a fűtési hatékonyságot. A korábban alkalmazott termékekkel szembeni további előny, hogy a maximális hőmérséklet elérése után nem melegszik tovább a fűtőszál, így nem tud túlmelegedni a kábel, ezáltal a sín sem. Az önszabályozó rendszer a síneket megelőző jelleggel melegen tartja, ha az időjárás ezt indokolja. Ha a külső hőmérséklet +5 °C alá esik, vagy az opcionálisan alkalmazható páratartalom-értékelő jelez, akkor bekapcsol. Igény esetén páratartalom-érzékelő is integrálható a rendszerbe, ezáltal a megadott szempontok alapján automatikusan ki-, bekapcsolnak a fűtőszálak. A fűtőszál felszerelése klipszekkel történik, melyek a sín talpára kerülnek felerősítésre. Minden egyes sínrendszerre megoldott a klipszek optimális felhelyezése, hogy a fűtőszál minél jobban a sínhez simuljon. A klipszes kialakításnak köszönhetően a telepítés gyorsan történik. A használt anyagok leszerelés után újra felhasználhatók.
Első telepítés
A rendkívül sikeres olaszországi alkalmazások után Magyarországon a GYSEV területén, Nagycenk állomáson került sor 2014 elején a rendszer próbatelepítésére. Ezzel lehetővé vált az itthoni szakemberek titkos álma, a kornak megfelelő modern váltófűtést kipróbálni hazai körülmények között. Az energiafelhasználás összehasonlítására az egyik állomásfejet az új önszabályozó kábelekkel kialakított váltófűtésre cserélték le, míg a másik állomásfejen megmaradt a régi típusú, állandó teljesítményű fűtőszál. Az üzemelés során tapasztaltak és az energiafelhasználás kiértékelésére a 2014/2015-ös téli időszakot követően kerül majd sor.
Összefoglalás
Az önszabályozó váltófűtés rendszer biztonságos és gazdaságos megoldást jelent a váltók üzembiztos téli működésére. A MÁV-Thermit Hegesztő Kft. által beépített váltófűtő rendszer üzemeltetési és karbantartási költsége várhatóan jelentősen alacsonyabb, mint más hasonló rendszereké, miközben könnyen automatizálható a csatlakoztatható hőmérséklet- és páratartalom-szenzorok segítségével.
