Regio Zuid | Hoogspanningsdetectie Bovenleidingen Spoorwegnet (HBS 1.0)

In Nederland ligt bijna 7.000 kilometer spoorlijn, waar dagelijks honderden treinen overheen rijden. Het overgrote deel van het spoorwegnet is geëlektrificeerd met bovenleidingen, 1500 volt gelijkspanning. Een deel van het Nederlandse spoorwegnet is nog niet geëlektrificeerd, vooral in het noorden, oosten en zuiden van het land. Een uitzondering vormen verder de HSL-Zuid route en de BetuweRoute waar wordt gewerkt met 25 kV, 50 Hz wisselspanning. Het gehele spoorwegnet wordt regelmatig geïnspecteerd en dagelijks worden onderhoudswerkzaamheden uitgevoerd, gemiddeld op zo’n 150 locaties per dag. Sinds september 2017 hebben de gezamenlijke spoorbouwers afspraken gemaakt over het werken onder en aan bovenleidingen: vanaf 15 september 2017 wordt er niet meer gewerkt aan het spoor zonder dat de spanning van de bovenleidingen af is1. Dat betekent nog meer dan voorheen dat de hoogspanning (en dus het spanningsloos zijn) gedetecteerd en gemeten moet worden. Dit is overigens ook een onderdeel van de verplichte veiligheidsprocedures..Arcobel ziet kansen om – zonder het baanvak te betreden - door een andere, innovatieve benadering met betrekking tot het detecteren van de spanning de risico’s sterk te verkleinen en daarmee een grote bijdrage aan de veiligheid van het spoor te kunnen leveren. Daarnaast levert de nieuwe wijze van detecteren ook tijdwinst op en daarmee lagere kosten. Daartoe willen zij de haalbaarheid onderzoeken met betrekking tot het detecteren en meten van hoogspanning aan de bovenleiding met behulp van het meten van ionenstromen en veldsterkten. Deze Hoogspanningsdetectie Bovenleidingen Spoorwegnet (HBS 1.0) moet daarbij eenvoudig hanteerbaar, bruikbaar en afleesbaar zijn. Bijkomend wordt daarom onderzocht op welke wijze deze alternatieve meetapparatuur het beste kan worden ingezet: als losse mobiele meetunit of als vaste onderdelen op een spoorbaanvak van circa 3 km, waarbij op beide uiteinden van het vak een unit komt, waarmee wordt gemeten..De ontwikkelingsdoelstelling van het innovatieve product HBS 1.0 is om met behulp van een voor het spoor nieuwe meetmethode met zekerheid te kunnen aangeven of de bovenleidingen van een spoorbaanvak spanningsloos zijn, zodat de daar geplande werkzaamheden veilig kunnen worden uitgevoerd. De componenten die daarbij ontwikkeld dienen te worden zijn een meetcomponent, een afleescomponent, een logcomponent en eventueel een verbindingscomponent met het schakel- en meldcentrum (SMC) van de spoorbeheerder. Uiteraard kunnen de verschillende componenten worden samengesteld tot één unit met een geïntegreerde visuele afleescomponent..Het te ontwikkelen innovatieve product waarop het project betrekking heeft bestaat uit een samenstel van diverse componenten waarmee de spanning op de bovenleiding gemeten kan worden op een zodanige wijze dat het voldoet aan de eisen die er in het spoor aan gesteld worden..Het meetprincipe dat nader onderzocht gaat worden, is gebaseerd op de volgende feiten met betrekking tot bovenleidingen in het spoor. De elektrische spanning op de rijdraden boven het spoor wordt weliswaar betiteld als ‘1500V gelijkspanning’, maar dit is geen pure gelijkspanning. Deze spanning wordt namelijk gemaakt door een driefasen aanvoer gelijk te richten, wat een DC spanning oplevert met een significant wisselspanningsaandeel van circa 600V piek-piek en een grondfrequentie van 300-1200Hz. Dit wisselspanningsdeel kan gebruikt worden om een ‘zend-antenne’ te voeden welke een deel van de wisselspanning omzet in elektromagnetische straling. Omdat een antenne van praktisch formaat zeer kort is ten opzichte van de golflengte zal de efficiency van deze antenne hooguit enkele parts per million bedragen en zal de antennestroom navenant laag zijn (orde van grootte micro-ampères). Maar ook dit kleine beetje antennestroom kan voldoende betrouwbaar gemeten worden.