Tål veteranloken 18 kV? - 2008 - 2023 års Järnvägshistoriska forum

Fick just en skrivelse från Transportstyrelsen, där man vill slopa Sveriges undantag från TSD *) Rullande materiel som säger att kontaktledningsspänningen för överstiga nominell spänning (15 kV) med max 20% (18 kV).Undantaget säger att Sverige får begränsa till 17,5 kV.

Hur är det med våra brunlok? Riskerar vi att bränna huvudtransformatorn om vi utsätter den för 18 kV? Någon som vet bättre än jag?

Skrivelsen verkar ha gått ut till de flesta museiföreningar och borde finnas på Transportstyrelsens sajt, men jag kan inte hitta den där.

*) Tekniska Specifikationer för Driftskompatibilitet

Minns att jag sett någonstans, att 1923 sattes nominell spänning till 16kV. Har dock glömt var.

Minns att jag sett någonstans, att 1923 sattes nominell spänning till 16kV. Har dock glömt var.

I SJ 75års jubileumsskrift från 1931 beskrivs att elektrifieringarna av Malmbanan och Stockholm-Göteborg utfördes för nominell spänning på 16000 Volt.
För den senare banan övervägdes också 3000 Volt likström men det skippades till förmån för samma system som malmbanan. Någon gång senare tycks den nominella spänningen ha sänkts till 15 kV men den kan alltså variera uppåt och nedåt en del.

Minns att jag sett någonstans, att 1923 sattes nominell spänning till 16kV. Har dock glömt var.

I SJ 75års jubileumsskrift från 1931 beskrivs att elektrifieringarna av Malmbanan och Stockholm-Göteborg utfördes för nominell spänning på 16000 Volt.
För den senare banan övervägdes också 3000 Volt likström men det skippades till förmån för samma system som malmbanan. Någon gång senare tycks den nominella spänningen ha sänkts till 15 kV men den kan alltså variera uppåt och nedåt en del.

Samma sak för de nämnda banorna nämns också i SJ 100årsskrift från 1956.
I den tekniska beskrivningen för nutid,alltså 1956, nämns också 16 kV som spänning på banorna. För Malmbanan användes från början frekvensen 15 Hz men den ändrades till 16 2/3 Hz vid Västra stambanans elektrifiering.
En annan skillnadvar att för Malmbanan byggdes ett kraftverk,Porjus ,med egna generatorer för banan som alltså inte behövde omformare .

De äldre loken hade en märkspänning på 15 kV. Om de tål 18 kV beror nog mycket i vilken kondition lindningen är. En transformator som är omlindad under senare år har bättre förutsättningar än en som har originallindning från t.ex 1930-talet. Eftersom mig veterligt loken inte har lufttorkare för transformatorn så kan fukt i oljan påskynda nedbrytningen. Om transformatorn har utsatts för hög lindningstemperatur så påverkas också isoleringens livslängd.
Det är så långt min kunskap räcker.
PLj

Det är inte bara isolationen man behöver tänka på. En annan risk med överspänning på transformatorn är ju att den kan gå i mättnad och överhettas.

Sen finns det andra saker på att tänka på. Vad gillar t ex kompressor- och ventilatormotorer 20% överspänning? För att inte tala om kaminerna (och transformatorer!) i vagnarna.

Jag vet inte hur länge man kan räkna med överspänning pga att någon i närheten bromsar regenerativt, men jag förmodar att det kan röra sig om flera minuter.

Jag har mycket svårt att tänka mig att en överspänning på 20 % (18 kV kontra 15 kV) ska vara något nämnvärt problem för isolationen i en i övrigt frisk transformatorlindning. På den tiden veteranloken var i kommersiell drift misstänker jag för övrigt att den verkliga kontaktledningsspänningen kunde variera ganska kraftigt, både över- och underspänningar kunde nog vara ganska stora ibland.

Det som däremot kan förstöra isolationen i en transformatorlindning är kraftiga transienter - t ex som följd av åsknedslag i kontaktledningen eller bygelstudsar. Gamla lok skulle säkert må bra av att få högspänningsinstallationen kompletterad med en modern ventilavledare.

Vad man däremot möjligen måste passa sig för är risken att långvarig drift med överspänning ger otrevlig uppvärmning av transformatorns järnkärna pga magnetisk mättning. Om man tar det hela som en elmaskinlaboration så är det egentligen ett ganska enkelt prov att mäta upp en transformators tomgångsförluster vid varierande primärspänning. Om det visar sig att förlustkurvan har ett kraftigt "knä" och sticker av brant uppåt någonstans intill eller under 18 kV, så är det nog inte tillrådligt att utsätta just den transformatorn för överspänningar, men om kurvan har ett mer flackt förlopp behöver man nog inte oroa sig.

Och det skadar säkert inte att hålla koll på fukthalt och genomslagshållfasthet hos transformatoroljan. Jämfört med alla andra driftkostnader för ett lok är kostnaden för ett extra oljebyte i transformatorn inte så mycket att bekymra sig över. Det finns ju för övrigt möjlighet att förbättra gammal transformatorolja genom olika tekn_i_k_er för filtrering, vattenavskiljning mm.

%¤#¤&filter mot förbjudna ord i forumet#¤$%

Det är väl knappast troligt att tomgångsströmmen ökar så mycket att kärnan mättas bara för att primärspänningen ökar från 17,5 till 18 kV. I så fall skulle man ju inte kunna belasta transformatorn särskilt mycket. Vad gäller strömmen vid belastning så avgörs ju den av vilken ström man tar ut på sekundärsidan. Om man håller den oförändrad så ökar inte heller strömmen i primärlindningen, d.v.s. ingen risk för mättning. I praktiken betyder det att man kopplar in varje körläge i högre hastighet än annars.

F.ö. är det väl ingen risk att man får 18 kV någon längre tid. Det handlar väl inte om att man ska höja spänningen ut från omformarna. Det talas om att man har haft undantag från TSD. Man behöver ju inget undantag för att själv hålla sig under maxgränsen. Det handlar väl om att man ska tillåta återmatande fordon som ger 18 kV.

Den transformatorplåt, som har används i transformatorn på äldre lok, till och med Rc2,3 och Rd, har en så avrundad magnetiseringskurva, att det knappast är risk för att den går skadligt i mättning vid 18 kV. Rc2-transformatorn användes ju även på ÖBB Rc-loken, och där utsattes den ju normalt för 18 kV med råge utan att ta skada.

Värre är det med transformatorerna på Rc4, Rc6, El16 och på X10 - 14. Den transformatorn är gjord med en högkvalitativ orienterad transformatorplåt. En plåt med ett helt skarp knä i magnetiseringskurvan. Över mättningspunkten uppträder transformatorn snarast som en primär kortslutning. Och vad värre är, dessa transformatorer är "optimerade". De beställdes för max 16.5 kV och är dimensionerade för 16.5 kV och inte en volt mera. Tills det är ordentligt uppmätt och dokumenterat vad som händer med dessa lok över 16.5 kV anser jag att det är dumdristigt att utsätta loken för högre spänning.

Beslutet att tillåta spänningar upp till 17.5 kV i Banverkets brev den 21 mars 2001, B01-659/42 grundar sig på rekommendationen i ett brev från Traintech TT 2001-0084 av 2001-02-22. Där står att Traintech har "studerat mättningskurvor från olika transformatorgenerationer" och därför drar slutsatsen "att nuvarande gräns 17,0 kV utan risk kan höjas till 17,5 kV." Troligen har Traintech bara tittat på mättningskurvor för Rc2-lok. Mättningskurvorna för Rc4 ff. ser helt annorlunda ut och tillåter ingen sådan slutsats. De visar entydigt att på 16.5 kV som max.spänning. Eller också har Traintech försökt en liten bluff för att få IORE-loken godkända.

Börja med att alltid ha torkgels burkar på transformatorerna.

Då får man ett kvitto på att dom gör nytta när dom börjar skifta färg.

Även en analys av genomslagsförmågan är också bra koll på läget. förekomst av vatten /acetylen.

Samt om man har råd och möjlighet kör oljan genom ett så kallat

transformatoroljereningsverk. Dom gör underverk på oljan.

När detta med 18kV är i tråden tror jag inte man ska köra på sista körläget utan sluta på tex 3-4 lägen innan sista körläget.

Det kan blir garanterat en högre sekundär spänning vid 18kV än 16kV.

Sakfrågan kommer dom att hålla? Statusen på allt i trafoburken tror jag.

En kanske dumm fråga är om det är möjligt att ändra på antalet lindningar i trafon. Typ ta bort några på primär sidan eller lägga till på sekundär lindningen? Eller är jag ute och cyklar?

Teoretiskt går det givetvis att ändra omsättningen i transformatorn. Men jag tror nog att det kommer att motsvara en omlindning. Det kostar säkert en hel del också, så det är nog inte många museiföreningar som klarar en sådan kostnad. Å andra sidan är det säkert billigare att linda om en felfri transformator än en som har havererat. Att sätta upp en torkapparat på transformatorn och en modern ventilavledare kan rekommenderas. Har man möjlighet att ta ett oljeprov så kan man ju få en uppfattning om konditionen.
Jag var mycket förvånad att NJ:s Ra-lok inte hade en torkapparat på transformatorn. Hur är det med moderna ellok?
PLj

Jag var mycket förvånad att NJ:s Ra-lok inte hade en torkapparat på transformatorn. Hur är det med moderna ellok?
PLj

När det gäller avsaknad av torkapparat så kan man notera att i den "stationära" elkraftvärlden, så har ju torkapparater varit standardutrustning på transformatorer för ca 40 kV och högre spänningar, sedan urminnes tider (åtminstone sedan 1940-talet).
Men transformatorer för upp till 20 kV och ganska måttliga effekter (t ex distributionstransformatorer och vindkraftverkstransformatorer), saknar ofta än idag torkapparat.

Många moderna mindre distributionstransformatorer är helt täta och försedda med ett expansionsutrymme för oljan och jag förmodar att det finns en skyddsgas (kvävgas?) i stället för luft. Det är ett antal år sedan jag jobbade med sådant, men jag tror också att det finns någon form av tryckvakt som ska lösa ut transformatorn genom ett kortslutningsdon vid ett inre fel.
Jag kan inte förstå varför loktransformatorer saknar torkapparat. På ett lok så varierar belastningen (och därmed oljetemperaturen och oljevolymen) kraftigt och ofta. Därmed också luftväxlingen och risken att få in fukt i luften som sedan löser sig i oljan och på sikt försämrar isolationen.
PLj