Transientenrekorder und Messsatelliten der SATURN-Serie von AMOtronics bieten eine praxiserprobte Lösung für komplexe Messaufgaben in verteilten Stromnetzen mit unterschiedlichen Bezugspotentialen. Eingesetzt wird die Technik etwa bei Prüfungen für die Zulassung von Schienenfahrzeugen. Das Ziel dabei: Frequenzen im Schienenrückstrom aufzufinden, die durch Interferenzen oder Überlagerungen Gleisfreimeldesysteme stören können.
Die Bahn ist eines der sichersten Verkehrsmittel. Dafür sorgen auch vollautomatische Einrichtungen wie Gleisfreimeldesysteme. Sie prüfen kontinuierlich, ob sich ein Fahrzeug auf den Gleisen befindet und warnen, wenn die Strecke nicht frei ist. Für die Informationsübertragung werden auch die Schienen genutzt, die gleichzeitig den Rückstrom der Triebfahrzeuge führen. Die Leistungselektronik moderner Triebfahrzeuge könnte durch Interferenzen und Überlagerungen die Systeme ungewollt stören. Darum sind vor der Zulassung jedes Fahrzeugtyps Störstrommessungen Pflicht. Sie stellen sicher, dass die mehrere Megawatt starken Antriebe außerhalb der kritischen Frequenzbereiche arbeiten.
Zu einer Herausforderung werden die störempfindlichen Messungen, wenn mehrere Triebfahrzeuge zu einem Zug zusammengekoppelt sind. Der Strom muss dann in mehreren Fahrzeugen parallel gemessen werden, wobei zwischen den Messstellen Potentialunterschiede von mehreren hundert Volt liegen können, so dass kein einheitliches Bezugspotential existiert. Die Hochgeschwindigkeits-Messtechnik der SATURN-Serie von AMOtronics ermöglicht in solchen Mehrfachtraktionen hochsynchrone Messungen an verteilten Messstellen mit einem zentralen System.
Faseroptische Leitungen widerstehen Störimpulsen
Ermöglicht wird dies durch den Einsatz sogenannter Messsatelliten, welche das digitalisierte Messsignal rein optisch über Lichtwellenleiter zum Aufzeichnungs- und Auswertesystem – dem Transientenrekorder – übertragen. Anders als herkömmliche Datenleitungen sind die faseroptischen Kabel unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Einkopplungen. Aufgrund dieses Vorteils wird das AMOtronics-System für Beeinflussungsprüfungen bei der Ingenieurbüro Rörden GmbH, einer vom Eisenbahn-Bundesamt anerkannten Prüfstelle für Schienenfahrzeuge in Dortmund, eingesetzt. Auch für den Bahnbetrieb typische transiente Störgrößen, die z. B. am Kontaktpunkt zwischen Stromabnehmer und Oberleitung entstehen, beeinflussen die Messsignale also nicht. So können verteilte Messungen mit einem zentralen Messsystem durchgeführt und dabei trotz starker Störfelder immer eine größtmögliche Synchronität und Genauigkeit der Daten gewährleistet werden.
Bei den Messfahrten wird der Strom mit sogenannten Rogowski-Spulen zeitgleich in den unterschiedlichen Triebfahrzeugen gemessen. Die Spulen sind dabei direkt an die Messsatelliten von AMOtronics angeschlossen und werden auch über deren Batteriemanagement ausfallsicher mit Energie versorgt und überwacht. Von den Messköpfen werden die Daten digital mit einer Übertragungsrate von 2 GBit/s zum zentralen Aufzeichnungssystem übertragen. Die unterschiedlichen Leitungslängen in den bis zu 200 Meter langen gekoppelten Zügen haben dabei keinen Einfluss. Die integrierte Software des Transientenrekorder-Systems bestimmt automatisch die Signallaufzeiten von den Messsatelliten und gleicht sie aus. Theoretisch können so nahezu beliebig große Entfernungen unter Wahrung der Synchronität aller Messkanäle überbrückt werden.
Die Zuverlässigkeit der Messtechnik ist entscheidend für die Arbeit der Dortmunder Prüfstelle. Denn nur mit verlässlichen Messungen und Daten kann sicher beurteilt werden, ob die Leistungselektronik keine kritischen Frequenzen verursacht. Damit leistet die Hochgeschwindigkeits-Messtechnik von AMOtronics neben zahlreichen Anwendungen in der Energieerzeugung und -übertragung auch einen wichtigen Beitrag zur Sicherheit im Schienenverkehr.
Über AMOtronics
AMOtronics entwickelt und fertigt modulare Hochgeschwindigkeits-Mess- und Steuerungssysteme, die Hard- und Softwarelösungen der SATURN-Serie werden vor allem in hochanspruchsvollen Umgebungen in Industrie und Forschung eingesetzt. Anwendung finden die Produkte etwa bei Tests von Komponenten für sämtliche Spannungsebenen der Wechselstromnetze und Gleichstromübertragung HVDC sowie bei Schwingungs- und Impaktversuchen in der Luft- und Raumfahrtforschung oder der Fahrzeugentwicklung. Charakteristisch für die Arbeit des interdisziplinären Teams aus Ingenieuren und Informatikern sind eine hohe Fertigungstiefe und die eigene Entwicklungsleistung – von der Idee über Prototypendesign und -bau bis zur Serie. Das 2010 gegründete Unternehmen profitiert dabei von den Erfahrungen, die die Gesellschafter Jürgen Martini, Martin Hessing und Stefan Verse seit Mitte der 1990er Jahre bei gemeinsamen Forschungsarbeiten in der Messtechnik erworben haben.
Weitere Infos: www.amotronics.de
