Elektromotorický přestavník

9.1 ČÁSTI A PRÁCE PŘESTAVNÍKU

Slouží k ústřednímu přestavování výměn, stavitelných srdcovek, popř. i výkolejek. Přestavování se děje třífázovým nebo stejnosměrným elektromotorem, který prostřednictvím převodového ústrojí působí na jazyky výměny, hrot srdcovky nebo výkolejku.
Přestavník se skládá z litinové přestavníkové skříně, ve které je přestavné, přídržné, přepínací a kontrolní ústrojí. Skříň je zavřena odnímatelným plechovým krytem, který přestavník chrání před vnikáním prachu a vody i před mechanickým poškozením. Kryt se na skříni zamyká zámkem na pětihranný klíč, aby se zabránilo zásahu nepovolanou osobou.

Princip pohonu přestavníku

Pro kontrolu polohy jazyků slouží kontrolní zařízení (viz kapitola Moderní zajištění polohy jazyků).
Přepínací zařízení vypíná napájení elektromotoru při dosažení koncové polohy a připravuje elektrické obvody pro opačný smysl otáčení elektromotoru.
Přestavné ústrojí mění otáčivý pohyb rotoru elektromotoru na přímočarý pohyb přestavné tyče. Na obrázku je znázorněn princip pohonu přestavníku v krajních polohách a při přestavování.
Počet zubů pastorku a ozubeného kola (v převodovce) je volen podle účelu, ke kterému má přestavník sloužit. Nejpoužívanější převod je 1 : 5, pro rychloběžné přestavníky je 1 : 2,1. Přestavníky pro pohyblivé hroty srdcovek mají převod 1 : 8. Uvnitř šnekového kola je třecí spojka. Její třecí kruh je litinový se spirálovou drážkou, kterou se zvětšuje třecí plocha. Účelem třecí spojky je tlumit nárazy při rozběhu a doběhu přestavníku. Spojka také prokluzuje, překročí-li stanovený odpor výhybky přípustnou přestavnou sílu (např. je-li mezi jazykem a opornicí nějaká překážka) nebo při rozřezu. Třecí spojka přenáší sílu mezi šnekovým kolem a ozubeným pastorkem, který již zabírá do ozubené přestavné tyče. Ta vykonává přímočarý pohyb a působí na jazyky výměny.

Řez třecí spojkou

Přídržné ústrojí přestavníku přidržuje po ukončení přestavování jazyky (pomocí přestavné tyče) v koncové poloze. Přídržnou funkci vykonává závěrný kotouč se závěrnými kladkami, které se při přestavování odvalují po jeho obvodě a na konci zapadnou do vybrání, které přesně odpovídá koncovým polohám přestavníku. Kladky je však nutno při přestavování uvolnit z vybrání závěrného kotouče. To zajišťuje výtlačný kotouč, který je umístěn pod závěrným kotoučem a je také unášen hnacím mechanizmem třecí spojky. Výtlačný kotouč má na obvodu podobná vybrání jako kotouč závěrný, avšak se šikmými náběhy, které při otáčení spojky závěrné kladky uvolní.
V prvé fázi přestavování začne elektromotor přes čelní ozubený a šnekový převod otáčet šnekovým kolem a také výtlačným kotoučem, který vytlačí závěrnou kladku z výřezu závěrného kotouče. V druhé fázi přestavování se otáčí již i uvolněný závěrný kotouč. Není-li ve výměně překážka, otáčí se společně šnekové kolo, třecí kruh třecí spojky, závěrný a výtlačný kotouč i pastorek, který posunuje přestavnou tyčí. Dospěje-li výměna do koncové polohy, zapadne druhá závěrná kladka do výřezu závěrného kotouče. V závěru přestavování dochází v důsledku setrvačných sil k proklouznutí spojky, která tak tlumí silové rázy.
Pohyb závěrných kladek se využívá zároveň pro ovládání přestavníkového přepínače. Přepínací systém je tvořen řadou přepínacích kontaktů, axiálně posuvných pomocí unášeče. Kontaktový systém je kryt litinovým krytem.
Elektromotorické přestavníky, kromě přestavníků pro výkolejky, mají ještě zařízení pro kontrolu jazyků, jehož účelem je zjistit, zda jazyky jsou skutečně v poloze, odpovídající poloze přestavné tyče a mechanizmu vlastního přestavníku (viz kapitola Moderní zajištění polohy jazyků).

Není-li možné přestavník přestavovat elektricky, je možné na hřídel rotoru nasunout kliku a jejím otáčením přestavník přestavit. Při zasouvání kliky je nutno odsunout závoru, která kryje otvor pro kliku v krytu přestavníku. Závora je spojena s klikovým vypínačem, kterým se při zasunutí kliky odpojí všechny tři fáze motoru přestavníku. Tím je chráněn obsluhující pracovník před úrazem nenadálým roztočením elektromotoru. Zpět do zapnuté polohy je možno uvést vypínač pouze při sejmutém krytu přestavníku.

Elektrický přívod kabelem do přestavníku je proveden tak, že úložný kabel je ukončen v kabelovém závěru UKM12 nebo UPM24, popř. dnešním novým moderním plastovým typem, který se umístí vedle přestavníku a je s ním spojen ohebnou hadicí. Drátová forma je vedena touto hadicí a ukončena na svorkovnici závěru.

Přestavníky se montují vedle pražců výměn nebo popřípadě vedle pražců pohyblivých hrotů srdcovek, upevňovací soupravou k patě kolejnice.

Pravděpodobná doba bezporuchového chodu přestavníku je 1,5 × 10⁵ přestavení, střední technický život je 15 let. Při údržbě se, kromě prohlídky celkového stavu a přezkoušení činnosti, čtyřikrát nebo dvakrát měsíčně vykoná  západková zkouška. Jednou měsíčně se dále kontroluje zejména čistota a mazání kluzných částí, stav a činnost přepínacího ústrojí, upevnění přestavníku a jeho částí, činnost kontrolních pravítek a háků, stav elektromotoru, izolační stav rozvodu, funkční tolerance závěrných kladek, upevnění vodičů na svorkách, odvodnění přestavníku a nátěr.
Jednou ročně se měří stavěcí a přídržná síla přestavníku, obnovuje se mazivo, kontroluje se činnost klikového vypínače a obsluha klikou, přezkouší se činnost kontaktů.
Jednou za tři roky se přezkouší podélná a příčná vůle v čepech upínací soupravy, mezery kloubových spojení tyčí, změří se izolační stav elektromotoru a podle potřeby se obnoví vnitřní nátěr. 

Použití jednotlivých typů přestavníků

EP 611.1 – výhybky, pohyblivé srdcovky jednoduchých i křižovatkových výhybek
EP 611.2 – výhybky i křižovatkové systému RPS 60 (závodová doprava)
EP 611.3 – výhybky metra
EP 612.1 – výhybky, pohyblivé srdcovky jednoduché, dvojité i křižovatkové výhybky
EP 613.1 – pohyblivé hroty dvojitých srdcovek křižovatkových výhybek
EP 614.1 – pohyblivé hroty dvojitých srdcovek křižovatkových výhybek
EP 615.1 – pro výkolejky
EP 615.2 – pro výkolejky systému RPS 60
EP 616.1 – výhybky automatizovaných spádovišť

V přestavnících se zásadně používají třífázové motory s kotvou nakrátko pro napětí 3 × 400 V. Výhodou těchto elektromotorů je velká spolehlivost, nízká cena a velmi vysoký záběrný moment.

U přestavníků pro spádoviště se používají stejnosměrné motory se sériovým buzením a pro napětí 110 V. Výhodou těchto motorů je zejména rychlý rozběh a možnost napájení z baterie zajišťuje nezávislost na síťovém napájení.

Přehled elektromotorických přestavníků a jejich použití

Typ	Napětí motoru (V)	Přest. dráha (mm)	Přest. síla (kN)	Přídrž. síla (kN)	Přest. čas (s)	Kontrola jazyků	Převod
EP 611.1	3 × 380	235+2	6 ± 10 %	7 ± 15 %	2,8	ano	1 : 5
EP 611.2	3 × 380	235+2	6 ± 10 %	7 ± 15 %	2,8	ano	1 : 5
EP 611.3	3 × 380	235+2	6 ± 10 %	7 ± 15 %	2,8	ano	1 : 5
EP 612.1	3 × 380	235+2	6 ± 10 %	7 ± 15 %	2,8	ano	1 : 5
EP 613.1	3 × 380	145+2	6 ± 10 %	7 ± 15 %	2,8	ano	1 : 8
EP 614.1	3 × 380	145+2	6 ± 10 %	7 ± 15 %	2,8	ano	1 : 8
EP 615.1	3 × 380	235+2	4 ± 10 %	nerozřezný	2,8	ne	1 : 5
EP 615.2	3 × 380	235+2	4 ± 10 %	nerozřezný	2,8	ne	1 : 5
EP 616.1	110 ss	145+2	4 ± 10 %	7 ± 15 %	0,65	ne	1 : 2,1

Elektricky lze celý obvod rozdělit na jednotlivé dílčí obvody:

• stavěcí,

• kontrolní a

• dohlédací.

 

Zapojení přestavníku s třífázovým motorem

 

Stavěcí obvod dává příkaz k přestavení výměny z jedné krajní polohy do druhé. Protože je celé schéma nakresleno v plusové poloze výměny (tedy základní poloze), vysvětlíme si přestavení do mínusové polohy.
V takovém případě musí ↑ relé SM (stavěcí mínusové). To ↑ na základě přeložení výměnového řadiče při individuálním stavění výměny (označeném − a dvěma obloučky) nebo při stavění cestovým systémem některé jízdní cesty přepínacími kontakty relé VOM (výměnové stavěcí mínusové) ve volící skupině RZZ. Uzavře se následující obvod: +, pojistka, kontakt kolejového relé J, kontakt řadiče nebo VOM, svorka 116, vinutí relé SM 4–2, KM 11–13, svorka 118, kontakt závěrného relé Z a −.

Kontakt kolejového relé J kontroluje, není-li výměna obsazena (jedná se o relé kolejového obvodu výměny) a závěrné relé kontroluje, není-li výměna již pod závěrem jiné cesty.
Jeví-li se výměna, že je obsazena (přeložený kontakt relé J), ale ve skutečnosti není obsazena vozidlem, nýbrž poruchou KO, je možné po stisknutí plombovatelného tlačítka (naproti kontaktu relé J) a přeložením řadiče výměnu nouzově přestavit.

POZOR! Je-li výměna pod závěrem, není možno ji elektricky přestavovat, a to ani nouzově!
Brání tomu právě kontakt relé Z, protože odpojuje veškeré napětí. Pokud je potřeba takovou výměnu přestavit, je nutné nejdříve zrušit závěr například nouzovým způsobem. Více v kapitole Rušení jízdní cesty.
Vraťme se však k přestavování výměny do mínusové polohy. Průchodem proudu přes relé SM (jeho jedním vinutím), relé ↑. Přeloží svoje kontakty a uzavře se přídržný obvod: +, pojistka, svorka 120, SP 43-41, KP 63-61, KM 61-63, SM 41-42, vinutí relé SM 3-1, KM 11-13, svorka 118, relé Z a −. Tento přídržný obvod zamezí tomu, že by např. při změně polohy řadiče zpět do základní polohy výměna vlivem ↓ relé SM zůstala v mezipoloze.
Relé SM svými kontakty zapojí do motoru jednotlivé fáze a motor začne přestavovat výměnu. Jakmile dojde výměna do mínusové polohy, relé SM ↓ (přeloží se vačkové kontakty a ↑ relé KM, jehož kontakty přeruší obvod pro SM) a motor se zastaví. Změna směru otáčení motoru je vyvolána prohozením fází R a S. Fáze T napájí motor přímo a aby ji bylo možno ovládat (elektricky odpojovat) je do vodiče této fáze (mezi svorky 113 a 105) vřazen kontakt pomocného relé P, které je napájeno z transformátoru a fáze R. Takže jak se propojí fáze R, na sekundárním vinutí transformátoru T2 se objeví napětí, které po usměrnění napájí relé P. Tím dojde k sepnutí jeho kontaktů a propojení i fáze T na motor.
Všechny tři fáze však ještě procházejí přes kontakty (těsně před motorem) označené KV. Jedná se o kontakty klikového přepínače, který údržbě zaručí odpojení napětí od motoru, a tudíž bezpečnou práci.

Kontrolní obvod má výsledné relé KM (kontrola mínusové polohy). Jedná se o stejnosměrné relé, které ↑, dojde-li výměna do mínusové polohy. Toto relé je napájeno z transformátoru T 1, respektive půlky jeho sekundárního vinutí. V mínusové krajní poloze se uzavře obvod: sekundární vinutí T 1, vinutí relé KM 1-4, P 31-33, SP 61-63, svorka 101-1, vačkový přepínač (při rozběhu přestavníku se přeložil) 6-5, odpor s diodou, vačkový kontakt 16-15-17 (který se přeložil po doběhu přestavníku), svorka 3-103 a druhá strana sekundárního vinutí transformátoru T 1. Dioda s odporem se nazývá URDO  (usměrňovač reléového dohledu) a působí jako usměrňovač pro stejnosměrné relé KM. RC prvek z odporu R2 a kondenzátoru C2 slouží ke zpoždění ↓ relé KM, a tím je zajištěno, že relé po jednocestném usměrnění trvale drží v přitažené poloze.
Kdyby byla mezi opornicí a jazykem nějaká překážka, výměna by nedošla do krajní mínusové polohy a kontrolní relé KM by nemohlo ↑, protože by se nepřeložily kontakty vačkových přepínačů (vačka by nezapadla do výřezu v závěrném kotouči na spojce přestavníku). Spojka by se začala protáčet.

Dohlédací obvod má své relé DM (dohled v mínusové poloze) a ↑ tohoto relé je zárukou mínusové polohy přestavníku, a tím i výměny. Tento přítah je podmíněn právě přítahem kontrolního relé mínusové polohy, kdy se pak uzavře obvod: +, pojistka, svorka 120, vinutí relé DM 4-1, KM 32-31, KP 33-31, SM 21-23, SP 21-23, odpor R3 a – VR.
Motor se zastaví, protože jsou odpojeny fáze R a S vačkovými kontakty 7-8 a 17-18, výměna je přestavena do mínusové polohy, relé SM ↓, protože je odpojeno kontaktem KM 61-63 a KM 13-11, kontrolní relé KM je ↑ stejně jako výsledné dohlédací relé DM. A to je informace pro další obvody v reléové části, že výměna je přestavena.
Obdobně lze vysledovat i obvody při přestavování výměny zpět do plusové polohy.
Může však nastat situace, že dojde k rozřezu výměny. V takovém případě dojde elektricky ke dvěma záležitostem. Jednak obsazením KO výměny vozidlem se přeloží kontakt relé J, a jednak posunem přestavné tyče a pootočením spojky (přepnutí vačkových kontaktů) dojde k ↓ relé KM, které zapřičíní i ↓ relé DM. Tím se uzavře obvod: +, pojistka, J, svorka 117, KM 33-31, KP 33-31, SM 21-23, SP 21-23, odpor R3 a – VR. V tomto obvodě zajistí velikost odporu R3 přepálení pojistky, a tím jakoukoli nemožnost elektrického přestavování výměny po rozřezu.

9.2 MODERNÍ ZAJIŠTĚNÍ POLOHY JAZYKŮ

Ve stanicích zabezpečených reléovým ZZ, na koridorech, ale i na nově zabezpečovaných tzv. regionálních tratích, se používá elektromotorický přestavník, který je doplněn dvěma kontrolními pravítky. Každé pravítko je spojeno s jedním jazykem. Pravítka mají výřezy, do kterých zapadají západky spojené s kontaktovým ústrojím přestavníku.
Dojdou-li jazyky do krajní (správné) polohy, západka zapadne do výřezu, kontaktového ústrojí se přeloží a elektricky spojí obvody kontrolující polohu výměny. Pokud se tak nestane, elektrické obvody se nepropojí, nedojde k závěru vlakové nebo posunové cesty a nedojde ke změně znaku na návěstidle. Navíc je tento stav přímo signalizován na ovládacím pultu nebo monitoru počítače v případě JOP.
Kontrolní pravítka jsou uložena vedle přestavné tyče a jsou nad sebou. V tom případě se stává elektromotorický přestavník nerozříznutelným, protože při rozřezu se musí pochopitelně kontrolní pravítka poškodit.

Také existuje ještě snímač - přímá kontrola polohy jazyků. Používá se hlavně u výměn, které jsou pojížděny vyššími rychlostmi, a proto jsou jejich jazyky delší, popřípadě u samovratných výměn. Jedná se prakticky o kontakt závislý na poloze jazyku, který je zapojen v obvodech dohledu polohy výměny. Na jednom jazyku může být použito i více těchto snímačů.
Železniční provoz a kolejová vozidla obecně jsou přímo závislá na správné poloze výměn a bezprostředně záleží na bezpečném a správném projetí jednotlivých náprav výměnou. Nedolehlý jazyk může, obzvláště při jízdě proti hrotu (tzv. vidlicová jízda), znamenat vykolejení, protože okolek nápravy projede mezi jazykem a opornicí a nenajede správně na jazyk. Vykolejení pak devastuje nejen traťový svršek, ale zničí i podvozky vozidla a při vyšších rychlostech může dojít i k převrácení skříně. V případě osobní přepravy pak velké ztráty na životech a četných i velmi vážných poraněních cestujících. U nákladní přepravy pak velké ztráty na převáženém materiálu, popřípadě kontaminace prostředí v případě vykolejení vozů převážejících nebezpečné látky. Proto je kontrola polohy jazyků velmi důležitá a v případě nedolehnutí jazyka k opornici nesmí dojít k postavení cesty a už vůbec ne ke změně znaku na návěstidle a povolení jízdy vlaku nebo posunu na takovou výměnu.
Z tohoto hlediska je také velmi důležitá kontrola činnosti výměny a všech prvků, které tuto výměnu přestavují a zajišťují, tzv. západková zkouška. Musí se provádět důsledně a v předepsaných intervalech. O každé zkoušce musí být vedený přesný záznam a v případě nevyhovující zkoušky musí být výměna okamžitě prohlášena za nesjízdnou a příčina negativní zkoušky musí být neprodleně, v co nejkratším čase odstraněna. Následně je nutné provést novou západkovou zkoušku, a pokud je vše v pořádku, je možné výměnu opět prohlásit za sjízdnou.

---

Kvízové otázky: