Veilig schakelen hoogspanning vervult sleutelrol
In Watergraafsmeer bouwde NedTrain onlangs en zeer modern servicestation voor de nieuwe hogesnelheidstreinen die het roemruchte hogesnelheidsspoor gaan berijden. Kritiek onderdeel om het onderhoud aan deze treinen veilig te kunnen uitvoeren is het hoogspanningsschakelsysteem. In samenwerking met Strukton en Pilz werd een oplossing ontwikkeld die het mogelijk maakt om zes treinen per nacht te servicen.
“Je kan deze plek misschien nog wel het beste zien als een soort pitstop voor treinen”, zegt Ernst Mast van NedTrain. De installatie werkverantwoordelijke van productie-eenheid Randstad Noord noemt zijn bedrijf zonder blikken of blozen een van de modernste onderhoudsbedrijven van Europa en is trots op de voortrekkersrol die de nieuwe servicelocatie in Watergraafsmeer vervult. “Omdat er geen technische reserves zijn komen de treinen hier zeer regelmatig binnen en moeten ze ook weer snel het spoor op kunnen. Bovendien moeten alle werkzaamheden in de nacht worden uitgevoerd, omdat ze overdag gewoon weer hun werk moeten doen. Dat vergt een hele andere aanpak dan die traditioneel wordt gevolgd. Vroeger werd een trein namelijk pas gemaakt als er iets stuk was en was hij zeker een week uit de running. Maar door een proactief onderhoudsregime zal dat voor de splinternieuwe, maar ook kostbare V250’s niet het geval zijn en kan deze optimaal worden benut.”
Uniek
“In totaal zijn er zijn er 7 grote werkplaatsen in Nederland waar alle NS treinen terecht kunnen voor een grote beurt”, licht Mast het onderhoudslandschap voor treinen toe. “Met name die in Haarlem is erg groot. Hier kan een trein volledig tot op het staal uit elkaar worden gehaald en weer in elkaar worden gezet. Daarnaast zijn er, hier valt ook deze locatie in Watergraafsmeer onder, een vijftal onderhoudshallen. Hier worden treinen niet helemaal uit elkaar gehaald, maar kunnen de treinen wel in goede conditie gehouden worden. Denk hierbij aan een grondige reiniging, maar ook aan het controleren van de wielen, remmen en motoren. Tot slot zijn er enkele diverse technische centra waar een trein terecht kan voor het verhelpen van een klein mankement.” Hoewel slim onderhoud ook op de door Mast genoemde locaties niet vreemd is, is de in 2007 nieuw gebouwde treinpitstop volgens hem uniek in zijn soort. Dit heeft enerzijds te maken met hogesnelheidstrein waardige proactieve benadering die hen in staat stelt nacht in nacht uit een groot aantal treinen weer rijklaar te maken, maar ook met de moderne faciliteiten die er voorhanden zijn. “We beschikken in deze 45 meter brede hal over vier sporen van elk 230 meter lengte. Hierdoor biedt elk spoor ruimte aan een treinstel bestaande uit 8 rijtuigen. Wat redelijk uniek is, is dat de hal van beide kanten kan worden in- en uitgereden. Men noemt dit ook wel een doorrijspoor. Dit heeft als voordeel dat de treinen – dit kunnen verschillende typen zijn - snel binnen staan en indien geserviced de hal ook snel weer kunnen verlaten. Een van deze bovenleidingen is bovendien wegklapbaar, zodat we ook aan de bovenkant van de rijtuigen grote onderdelen kunnen vervangen. Staat de trein eenmaal binnen, dan worden tal van zaken doorgemeten en gecontroleerd. Een vanuit een centraal informatiesysteem aangestuurde AGV (Automated Guided Vehicle) brengt de monteur vervolgens precies de materialen en gereedschappen die hij nodig heeft.” Als laatste ‘unique selling point’ noemt Mast de aardwindinstallaties waarmee twee van de vier sporen zijn uitgerust en de aanwezige kuilenwielenbank. “Met behulp van de aardwindinstallaties kunnen we indien nodig de draaistellen of wielestellen van een treinstel verwisselen. Deze worden vervolgens ondergronds naar boven gebracht en daarna met extern vervoer Haarlem gebracht waar ze geserviced worden. Met de aanwezige kuilwielenbank is het mogelijk als het draaistel niet verwisseld moet worden het profiel van de banden als deze BV vierkante wielen heeft weer te voorzien van een nieuw rond profiel, en dat met twee assen tegelijkertijd.” Gevraagd naar een indicatie van de capaciteit die al deze moderne middelen opleveren zegt Mast: “Het is de bedoeling dat we hier in totaal negentien treinen in onderhoud nemen, die hier elk gemiddeld vijf tot zeg keer in de week binnenkomen. Dit betekent dat we per nacht zo’n 6 treinen in onderhoud hebben. Gemiddeld gezien zullen deze na een uur of twee a drie weer buiten staan.”
Sleutelrol
Zonder hoogspanning geen treinverkeer. Althans niet in Nederland en de ons omringende landen. De bovenleidingen in pitstop Watergraafsmeer zijn geschikt voor, afhankelijk van de herkomst van de trein, een spanning van 1.500, 3.000, 15.000 volt DC of 25.000 volt AC. Het is daarom een absolute vereiste dat het onderhoudspersoneel wordt gevrijwaard van elektrocutiegevaar. Met de hoeveelheid treinen die de treinpitstop elke nacht weer passeren, betekent dit niet alleen dat er een strakke organisatie nodig is, maar ook een moderne technische inrichting die de kans op menselijke fouten zo veel mogelijk uitsluit. “Om het aantal treinen te kunnen behappen wat we hier voor ogen hadden, was het voor ons cruciaal dat we een veilig hoogspanningsschakelsysteem hadden”, vat Mast samen. “Bovendien moest dit systeem ‘ future proof’ zijn zodat we er nog jaren mee vooruit konden.” Dit is waar Jan van der Heide van Pilz in beeld komt. Samen met systeemintegrator Willy Kleinsman van Strukton Systems, die de voorafgaande risicoanalyse voor hun rekening namen, werkt hij een functioneel ontwerp uit dat aan alle veiligheidseisen voldoet. Er wordt hiertoe zelf een kijkje genomen in de keuken van de onderhoudsafdeling van de ICE in Frankfurt, al komt men snel tot de conclusie dat NedTrain met de locatie Watergraafsmeer zijn tijd ver vooruit is.
“Niet alleen wilden we per spoor de spanning kunnen schakelen, ook moesten we zeker weten dat hier niemand aan het werk was op het moment dat er geschakeld werd”, licht Kleinsman toe. “Dit is gerealiseerd door de koppeling met de outillage per spoor middels sleutels uit te voeren, De sleutels moeten allemaal aanwezig moeten zijn in een op het perron geplaatste terminal, voordat een monteur middels een eigen pincode de spanning op de bovenleidingen van het bijbehorende spoor kan zetten. De status, dus of alle sleutels aanwezig zijn en of er op bepaalde leidingen spanning staat is vervolgens niet alleen op de lokale PMI (Pilz Machine Interface) te zien, maar ook te volgen op een groot scherm in de ‘controle kamer’ waar alle werkvoorbereiding plaatsvindt.“
“We wilden het schakelen van de hoogspanning om verschillende redenen automatiseren”, vult Mast aan. “Enerzijds maakt het feit dat de monteurs hier zelf kunnen schakelen het proces een stuk efficiënter. Bij oudere systemen ben je namelijk toch al snel vijf tot tien minuten aan het lopen om een schakelaar om te zetten, wat opgeteld veel tijd kost. Hier staat de spanning er met een ‘touch’ op het scherm binnen 30 seconden op. Bovendien maakte ook de complexiteit van het schakelen, dus het afzonderlijk bedienen van meerdere sporen en de koppeling met alle andere veiligheidsonderdelen, automatisering noodzakelijk wil je het echt veilig doen.”
Veilig geheel
Hart van het veiligheidssysteem wordt gevormd door het PSS 3000 systeem van Pilz. Van der Heide legt uit waarom er juist voor dit systeem is gekozen. “PSS 3000 is een modulair besturingssysteem op basis van Safetybus. Voordeel is dat de I/O programmeerbaar zijn, iets wat destijds lang niet van alle systemen gezegd kon worden. En aangezien NedTrain als voorwaarde had dat het systeem ook toekomstbestendig was, lag het voor de hand voor een modulaire oplossing te kiezen. Op deze manier konden ook aanvullende eisen in een later stadium worden ingepast en was het ook een stuk eenvoudiger aanvullende functies die voor het schakelen van belang waren te integreren.” Van der Heide doelt op de diverse seinen, SOB’s (Stop Ontsporings Blokken), noodstoppen en andere veiligheidsonderdelen die het onderhoudsstation rijk is. En ook de status van de enorme toegangsdeuren en kranen worden in het systeem meegenomen.
Gevraagd tot slot of NedTrain bij technische realisatie van zijn unieke ‘treinpitstop’ nog een beroep kon doen op specifieke normen antwoordt Mast ontkennend. “Natuurlijk zijn er wel diverse normen geraadpleegd, maar het is vooral een kwestie geweest van het combineren van best practices. Met alle nieuwe dingen die we hier hebben bedacht, ben ik er echter zeker van dat Watergraafsmeer de nieuwe norm gaat worden!”
Veilig onderhoud
Er komt heel wat kijken om een trein veilig te onderhouden. Alleen voor het naar binnenrijden van de trein is er een uitgebreide procedure.
- Er is een aanvraag ‘naar binnen rijden’
- Voor het inschakelen van de spanning (alle sleutels zijn aanwezig): inloggen middels pincode, type trein selecteren, spanningshoogte (V) invoeren, akkoord geven.
- Er wordt nu 2 x in het Engels en Nederlands omgeroepen dat er dat er spanning op een bovenleiding geschakeld wordt
- Na einde omroeptekst binnen 10 sec nogmaals accorderen
Bellen rinkelen en na 30 seconde staat de spanning erop
- Andere voorwaarde (naast spanning) voor naar binnen rijden: de deur is open en de SOB’s zijn verwijderd
- Indien aan deze voorwaarden wordt voldaan worden de dwergsein op ‘vrij’ gezet en dooft het stopsignaal
- Binnen gaan lampen knipperen: aanrijdgevaar
- De trein rijdt naar binnen
- Bovenleiding signalering (dwergsein) geeft in rood 1.5 Kv aan, het vrij signaal dooft
- De trein staat binnen
- SOB worden weer geplaatst. Hoogspanning kan, indien nodig, worden afgeschakeld.
