Schaal model Gelijkstroomschakelaar

Dit bouw verslag gaat over een schaalmodel van de zogenaamde snelschakelaar voor in dit geval trambedrijven. Daar ik geen passend forumdeel kon vinden binnen dit forum maar even onder het kopje diorama's want uit eindelijk gaat het dat een klein beetje worden. Mochten de heren Mod's er anders over denken dan verneem ik dit graag of zie ik uit eindelijk wel waar het terecht komt. :wink:


Een kleine uitleg van de gelijkstroom schakelaar of ook wel snelschakelaar genoemd. Dit is een kar met daarop een grote 1 polige schakelaar welke de spanning uit de gelijkrichter door schakeld via een verdeling in een onderstation naar de bovenleiding. De schakelaar is als het ware een grote zelfherstellende zekering voor de gelijkspanning waar de tram op rijdt in dit geval. Voordat de de schakelaar inschakeld controleerd deze of er een kortsluiting aanwezig is op de baan is dit niet het geval komt de schakelaar in, is dit wel het geval gaat de schakelaar een aantal maal een test uitvoeren om te controleren of deze sluiting nog aanwezig is en blijft deze kortsluiting aanwezig dan blokkeerd de handel en zit je als tram reiziger in het donker 8O
Tevens controleerd de schakelaar of er zich een sluiting voor doet in het net, is dit het geval dan schakeld de schakelaar vliegens vlug uit ( van daar de naam snelschakelaar ) om zo de boel te beveiligen. Om een idee te geven van de spanning en stromen : de gelijk spanning waar we over praten is in dit geval rond de 700 Vdc en stromen van 1000 a 2000 A en kortsluitstromen van 6 a 8 kA.
Maar nu genoeg theorie :wink: Ik zal snel wat foto's plaatsen zodat je een idee hebt waar over het gaat.

Wordt vervolgd 8O

Gr Martin 8O

 

Zoals beloofd,

een klein kijkje in de keuken van de techniek achter de spanningsvoorziening van de Tram.



Bovenstaande foto is het orgineel van de gelijkstroom schakelaar.

Na enige uurtjes van het verschalen van de tekeningen wat draai en freeswerk zijn de eerste onderdelen daar.



De spoel welke middels een vork het hoofdcontact bediend en een stukje samenstelling, spoel,vork, hoofdcontact, stroomrail, mechanische Imax beveiliging.

wordt vervolgd

Gr Martin

 

Tja, in welk forum dit topic thuishoort weet ik ook niet. Dit is weer eens iets heel anders en alleen al daarom zeer interessant. Zo te zien heb je nog aardig wat te doen, dus we hebben nog behoorlijk wat leesvoer te verwachten. We zijn zeer benieuwd naar de vorderingen en ook naar het eindresultaat.

 

Corrien,

Het is inderdaad weer eens iets nieuws en er zit best een interessante techniek achter. Daar het wel om modelbouw gaat maar ik zou gauw ook niet weet waar het onder te brengen. Heeft het toch erg veel te doen met het spoor, het type schakelaar is vergelijkbaar met wat er voor de spoorwegen wordt gebruikt maar wat je in weze niet ziet en 90 van de 100 weten niet eens dat het bestaat. Maar wezelijk belangrijk is om een trein, tram, metro en zelfs de trollybus in Arnhem te laten rijden Ook zie je bv op modelbanen ( naar nederlands voorbeeld) zelden of nooit zogenaamde onderstations in model dan wel voedings portalen voor de boveneiding. Maar goed dat zijn details.
Ik zal proberen hier een duidelijk verhaal van te maken en te beschrijven wat elk onderdeel doet en hoe ik het tracht na te maken. Want ik gebruik toch ook technieken die je overal kan toepassen.

Gr Martin

 

Update:

De behuizing van de schakelaar bestaat uit een kunstof frame ( vezel versterkt ) om de krachten welke ontstaan bij grote kortsluitstromen te weerstaan. Tevens moet het een isolator zijn voor de geleidende delen.
Hoe dit nagemaakt in 1:10 nu hoeft dit natuurlijk niet de stevige en isolerende eigenschappen te hebben dus dit maar gemaakt van plexiglas. Dit materiaal is makkelijk te verspanen.
Ik heb 5 x een zelfde plaatje plexiglas gemaakt en daar de diverse uitsparingen in gefreest.


De 5 plaatjes tegen elkaar gelijmd en nabewerkt als een blok. De beide buitenkanten daar loopt op 3/4 van het frame een verdiepte verstevigingsvlak waar de vonkenschotten in zitten en waar tussen het hoofdcontact tussen beweegd.



De kopse kanten van het frame ligt verdiept en huis de bevestiging van de spoel en van het aansluit koper voor het hoofd contact.

voor zover weer

Gr Martin

 

Update:

Na 5 plaatjes plexiglas op elkaar te hebben gelijmd en haaks te hebben gefreest ben ik begonnen met de bluskap.

Het doel van de bluskap is de vlamboog die onstaat bij het onderbreken van een gelijkstroom te doven. De vlamboog wordt als het ware om hoog gezogen van het hoofdcontact en zo uit eengetrokken door de plaaten metaal die zich in de bluskap bevinden, de vlamboog wordt al het ware verlengt waardoor deze niet meer kan blijven bestaan en als zodanig blust.



De bluskap in dit model heeft een drietal openingen en het een en ander aan verdiepte verzetten maar hij is voor 70% uitgefreest uit het blok plexiglas en nu eerst de blaren op mijn vingers van het bedienen van de kruisbank laten helen

Gr Martin

 

Update:

De bluskap is compleet uit gefreest en nu voorzien van z'n scharnierpunten. Deze zijn gemaakt van een messing vierkant profiel van 2x2 mm, waarin de vaste delen op de top plaat van de schakelaar zijn uitgeboord en gefreest. De bluskap zit niet aan een vast scharnier omdat de bluskap ook losgehaald moet kunnen worden van de schakelaar. Opdeze wijze is het mogelijk om door 1 persoon de bluskap te lossen en te kantelen zodat er een inspectie kan plaats vinden van het hoofdcontact.

Maar meestal zeggen foto's meer dan woorden dus bijdeze :wink:





Gr Martin

 

Update:

de boven plaat naderd zijn voltooiing de blus kap kan worden vast gebout aan de bovenplaat ( van 6 kant staf materiaal een tweetal bouten gedraaid zodat de bluskap stevig op zijn plaats blijft.



Ook heb ik de inkomende zijde gemaakt waar de dc spanning normalitier wordt aan geboden. Dit is in werkelijkheid een stuk verzilverd koper van 100 x 30 mm wat door het hoofd contact wordt door verbonden met de onderzijde het zogenaamde afgaande deel. Net na het huis zit een borgmoer van het stuk inkomende deel en dat heb ik hier gemaakt van 1mm 6 kant staf wat uitgefreest is uit de ligger en het stukje 6 kant is hier weer in gesoldeerd.

Gr Martin

 

Kleine aanvulling:

Voor diegene die mijn werk kennen op het gebied van het gerommel in de marge met de bouw van de Smit Hunter weten dat ik niet gauw terug deins om kleine details te maken .

Zo ook hier met dit tussen door project :wink: De bluskap wordt middels 2 klosjes op een koperen strip aan gedrukt zodat er een geleider ontstaat van de bovenzijde van de bovenplaat van het schakelaar frame en de bluskap zodat de vlamboog over de volle breedte van de bluskap de bluskamer ingeleid zou kunnen worden.

De klosjes zijn gemaakt van 2mm vierkant staf en als moertje een 1mm 6 kant staf.



wordt vervolgd :roll:

 

Update:

wegens drukte en andere bezigheden heb ik vandaag toch nog even tijd gevonden om de litze te maken welke aan de de afgaande vlagzitten en aan het hoofdcontact, voor een flexibele geleidende verbinding. Ik heb de litze gemaakt van een aardscherm van een 2 aderig afgeschermde kabel, door deze plat te knijpen kreeg ik precies de juiste dikte voor de litze.





Voor het gemak heb ik alle onderdelen even samengebouwd voor een totaal beeld.

Gr Martin

 

Zo nu nog een filmpje te leerling en vermaak

In dit filmfragment wordt een zogenaamde kortsluitproef gehouden op een snelschakelaar en bij behorende bovenleiding. Wat je hier ziet is een kortsluiting welke middels een kortsluitplank wordt ingeleid. Door een schakelbare verbinding te maken tussen de plus en de min onstaat er op de kortsluit plank een kortsluiting die door de snelschakelaar wordt afgeschakeld.

Je ziet dan ook wat een vermogen je loslaat indien je een sluiting maakt dit gaat ondermeer gepaard met een grote klap en een vlamboog.

[video width=400 height=350:7d0c16c39e]http://www.energievoorziening.info/ingezonden%20foto's/jan%20floris/kortsluitproef3.MPG[/video:7d0c16c39e]


Deze proef wordt uitgevoerd op een snelschakelaar voor de Nederlandse Spoorwegen maar is vergelijkbaar met die ik aan het bouwen ben voor het tram bedrijf.
Nog even voor de goede orde de spanning is hier 1800 Vdc en de kortsluitstroom waar de snelschakelaar op reageerd ligt in de orde van groote van 4000 A maar de piek van de kortsluitstroom kan zomaar 8 kA zijn. Maar het geeft een leuke lasvlam 8)

Gr Martin

 

wederom een kleine update:

De schakelaar is inmiddels voorzien van een zogenaamde BIM spoel(1) . Deze spoel zorgt er voor dat indien het beveiligingsrelais aan spreekt op een trip ( bv een te hoge stroom of kortsluiting ) dat er een separate condensatoruitschakel unit wordt getriggerd. Door deze triggering wordt de opgeslagen capaciteit van de unit ontladen over deze BIM spoel. Door deze ontlading wordt de spoel bekrachtigt waardoor de stang welke hier aanvast zit wordt bediend en deze op zijn beurt het mechanisme (2) bediend wat de vork (3) lift, waardoor het hoofdcontact (4) uitschakeld. Je moet denken aan enkele msec. waarin dit plaats vindt.



De spoel moet nog worden voorzien van een contramoer achter de bevestigingsplaat en een borg moertje op de as voor de veer aan de rechterzijde.


Gr martin

 

Update:

Wel eens waar een kleine " what's in the name" zullen we maar zeggen

Ik heb de demper en de bedieningsas naar de microswitchen gemaakt. Deze zijn taps gedraaid en gesoldeerd, de demper is 2mm rond en bestaat uit 3 delen het huis ( taps gedraaid) de as en een soort van stempel aan het einde. De demper zorgt er voor dat als het hoofd contact schakelt de veerdruk wordt opgebouwd tegen het contact. indien de vork wordt gelicht zal deze veerdruk het hoofdcontact losdrukken van het tegen contact waardoor de stroom kring wordt onderbroken.

Het bovenste asje gaat door de behuizing en bediend zo een stapel microswitchen wat onder het spoelhuis komt te zitten. Deze microswitchen geven de standmelding van het hoofd contact door wat gebruikt kan gaan worden in de besturing van de schakelaar.



wordt vervolgd

Gr Martin

 

weer een klein update:

Het bakje met de microswitches uit gefreest ( uit een pakketje plexiglas ) en voorzien van de stekker verbinding voor het aansluiten van de secundaire bedrading.

Het stekkerhuis en vastdeel is gedraaid en gesoldeerd uit messing en wordt straks voorzien van een slang waar normaliter de bedrading door loopt.




De schakelaar is bijna voltooid er moeten nog wat handsvaten aan de bluskap komen en dan kan zo zachtjes aan de het geheel worden samen gesteld en dan worden gespoten.

Waarna ik ga beginnen aan et frame en ijzerwerk van de wagen zelf.

Gr. Martin

 

Zo weer een update-tje:

Ben bezig geweest om de koperen hoeken en de verzilverde bussen te maken voor de inkomende hoofd contacten:

Orgineel :




Rest mij nog om de Tulpcontacten te maken. In het orgineel bestaat dit uit een ring waarin een groot aantal contactvingers zitten geklemt het een stuk verenstaal. Zo'n tulp contact wordt over een ronde bus gedrukt ( het zogenaamde tegen contact. ) Doordat de contactvingers kunnen bewegen worden deze bij een doorgang van de stroom door het ontstane magnetistme samen gedrukt. Dus hoe groter de stroom doorgang hoe groter de contactdruk.

Gr Martin

 

Zo kon het toch niet laten en heb een 2 tal tulpcontacten gedraaid.

Ze er uit laten zien met echte contact vingers dat was me eigenlijk te veel werk en haast ondoenlijk en gezien de tijdsdruk gaat dat niet meer lukken, dus dan maar een look-a-like en volgens mij is dat wel aardig gelukt , Maar mocht men er anders overdenken ventileer gerust je mening. :wink:






Gr Martin

 

Het fotoforum werkt nog niet helemaal perfect zie ik ben al foto's kwijt :? Maar misschien verschijnen die weer in de nabije toekomst

Maar goed toch nog even een snelle update: Door wat te rotzooien met fosforbrons en u-profiel ben ik aan het wagen frame begonnen en begint langzamerhand al wat vorm te krijgen.





Het frame bestaat hoofdzakelijk uit u profiel wat wordt gedicht door plaatwerk waardoor het z'n stevigheid verkrijgt. In het model heb ik voor een vergelijkbare techniek gekozen, de hoekprofielen heb ik onder verstekgezaagd zodoende je een keurige hoek krijgt van 90 graden. Middels een gemaakte soldeermal ben ik instaat om alles ook haaks te solderen en ik moet zeggen het kost wat moeite om de mal het te maken maar uit eindelijk heb je dan ook wel het resultaat er naar :wink: .

Wordt vervolgd

 

Zo weer een update-je,

Het frame is nu zogoed als gereed, het wordt nu voorzien van een set assen met wielen. Het 1:1 model is voorzien van kogelpotten waardoor de wagen in allerichtingen te verrijden is, echter maak hier een modificatie op. Het worden dus assen met wielen dit was vroeger op dit type wagen voordat de kogelpotten werden gemonteerd.
De wielen zijn grote kogellagers waar in een as is gelast. Maar dat voor later.



Het fosforbrons is makkelijk te knippen met een guillotineschaar. en wordt op het U-profielen frame gesoldeerd.



Wederom de samenbouw

Wordt vervolgd..

Gr Martin

 

Zo weer een ochtendje draaien en solderen

De schakelaar is verrijdbaar middels de kogellagerwielen




Gr Martin

 

Ik kon het toch niet laten om nog wat te prutsen in de marge

Op een wijde U beugel zitten op een tweetal tapse isolatoren waarop 2 pennen gemonteerd zitten, dit zijn de minpen ( meet de min van de gelijkspanning ) en de pen t.b.v de kabelmantel beveiliging. In het vastedeel ( dus de kast waar deze schakelaar in gereden wordt ) zit de afgaande kabel naar de bovenleiding, de mantel van deze kabel wordt gemonitord zodat mocht er en fout ontstaan dat de kern van de kabel de mantel raakt, de snelschakelaar afschakeld. ( bv als er een graafmachine in de kabel grijpt )

de isolatoren heb ik taps gedraaid van 3,5mm staf en voorzien van een gaatje van 2 mm.



Een stukje staf van 2 mm in de tapsgedraaide iolator gesoldeerd en vervolgens weer in de draaibank op maat gedraaid en afgetopt.
Dit proces geldt natuurlijk ook voor de tweede pen.

ook de Fisher beugels waar een pvc pijpje op geklikt zit mag natuurlijk niet ontbreken door dit pijpje lopen speciale draden van de pennen naar de automatiek op de wagen.

Het PVC pijpje heb ik gemaakt van 1,5mm staf waarin een gaatje van 1 mm geboord zit. vervolgens uit een stukje vierkant staf van 2mm 2 fisher beugeltjes gemaakt en op de bevestigings beugel gesoldeerd.




Gr Martin