Vendesløyfe
Denne artikkelen omhandler problemet med vendesløyfe, trekantspor, diagonalspor o.l. på 2-skinnedrift.
Innhold
Problemet
En av innvendingene mot 2-skinnesystemet er at det er så vanskelig med vendesløyfer. Innvendingen er reell, men kan løses. Problemet oppstår fordi høyre og venstre skinne knyttes sammen i sløyfa. Dermed oppstår det en helt uønsket kortslutning mellom de to skinnene.
På skissen nedenfor ser man hvordan "rød"-strøm møter "blå"-strøm i A. Selv om det er lagt inn isolering i begge skinnene på A, slik at det ikke er en permanent kortslutning gjennom sløyfa, vil kortslutning skjer hver gang et lokomotiv kjører over A, siden et lokomotiv normalt trekker strøm over flere aksler, og dermed oppstår det en elektrisk forbindelse over skinnene i A.
Ordinær vendesløyfe:
Diagonal i oval:
Trekantspor:
Løsninger på problemet
Løsningen på problemet er å isolere en lengre strekning i sløyfa på en fornuftig måte slik at kortslutning unngås og samtidig sørge for at denne sporstrekningen tilføres kjørestrøm på en smart måte.
Prinsipiell løsning
Skissen over viser hvordan dette prinsipielt løses. En sporstrekning må isoleres i begge skinnene fra omliggende spor. Strekningen kaller vi en polvendbar strekning. Den trenger være polvendbare bare dersom de tilstøtende strekninger har ulike poler slik at dersom man kobler den polvendbare strekningen til en av de tilstøtende, så kan den ikke samtidig tilkobles alle de andre tilstøtende strekningene uten at det oppstår en kortslutning.
Normalregelen er at man bør holde antall polvendbare strekninger på et anlegg nede til så få som mulige. Strekningene som ikke er polvendbare kaller vi polfaste strekninger.
Den polvendbare strekningen kobles til en av de tilstøtende polfaste strekningene slik at skinne mot skinne har samme polaritet. Der lik polaritet oppnås, kan også tog kjøre over bruddet uhindret. Når et tog kjører gjennom en polvendbar strekningen må altså polariteten på den polvendbare strekningen skifte underveis. Anordningen med bare en polvender slik skissen over viser, lar seg bruke bare dersom toget stopper helt opp på den polvendbare strekningen, polvenderen legges om, og toget starter opp igjen med samme kjøreretning. Dette er en tungvindt måte. Dette har medført flere smarte løsninger som omtales i de følgende avsnittene.
Elektronisk løsning, helst for DCC
Moderne elektronikk har gjort det mulig å løse dette automatisk. Lenz Digital plus Kehrschleifenmodul LK200 er en slik i handelen. Hvis et lokomotiv passerer et elektrisk skille og det oppstår en kortslutning fordi de to skinnene har elektrisk motsatt polaritet, vil LK200 merke dette og straks vende polariteten på den ene av de tilkoblede sporseksjonene, og loket kan kjøre videre. Dette skjer i løpet av brøkdeler av et sekund og vil derfor ikke merkes av den som kjører lokomotivet. Dette krever en sporseksjon av tilstrekkelig lengde (minst en loklengde; eller bedre: minst en toglengde) som er isolert i begge ender som er elektrisk flytende i forhold til de tilstøtende sporene. Roco har også en vendesløyfe modul (10767) som skal takle både analog og digital styring av lokomotivene. Av de prisene jeg har klart å finne på nettet i 2012, er Rocos hos NMJ (Strømmen) på 925,-, mens Lenz LK200 hos HobbyShop (Trondheim) tilbys for 600,-.
Kryssingsspor inne i sløyfe
De automatiske digitalpolvenderene føler på kortslutningsstrøm, og polvender den sporstrekningen som får sin strøm via den digitale polvenderen. Kjøreretningen ved DCC bestemmes ikke av skinnenes polaritet, men av kommandoer gitt til lokets dekoder. Vi trenger derfor ikke tenke på polariteten på noen av sporseksjonene hva kjøreretning angår.
Vi må derimot tenke over hvordan og når den automatiske polvendingen skjer. Alt går greit så lenge det bare er ett tog som krysser isoleringene. Men hvis en hel kryssingsstasjon ligger på en polvendbar strekning, kan to tog krysse isoleringene innenfor samme aktuelle tidsintervall. Teoretisk vil det gå bra så lenge togene krysser litt tidsforskjøvet, men polvendereleet vil da svitsje fram og tilbake hver gang noe kortslutter i isoleringen. Det vil egentlig enhver hjulgang kunne gjøre, så det kan bli mye fram og tilbake mens tog kjører over fra begge sider, og man kan selvsagt risikere under slike forhold at to krysser likt, og da får man i hver fall en kortvarig stopp i DCC-signaler fram til lokene. En vei ut av dette er å gjøre isoleringen litt lenger enn de 1-2 mm som er vanlig, for eksempel 1 cm. Da vil det bare være strømtrekkende materiell som fører til at polvenderreleet slår over. Det er mulig dette er godt nok.
En bedre løsning er å legge den polvendbare delen utenfor kryssingsstasjonen. Se drøftingen over for analog drift. Er ikke det mulig, kan man gjøre selve avgreningen til sløyfa polvendbar, for der vil det normalt bare kunne befinne seg ett tog om gangen. Altså denne konfigurasjonen:
Manuelle løsninger for analog styring - kjøreretningsstyrt
Ved analog drift er kjøretningen bestemt av polariteten på sporene. Dersom polariteten på matestrømmen er kjent, vil man med en polvender i serie kunne bestemme kjøreretningen gjennom en sløyfe. Ved å likerette matestrømmen før polvenderen vil polariteten være kjent. Skissen nedenfor viser dette. Her er brukt en vanlig brolikeretter som man normalt bruker for å likerette vekselstrøm, men den fungerer utmerket med likestrøm som inngangsstrøm også.
Denne brukes ved at man bestemmer først kjøreretningen gjennom sløyfa ved polvenderen. Mens toget er inne på det polvendbare sporet, snur man kjøreretningen på regulatoren. Pga likeretteren merkes ikke dette av toget som er i sløyfa, og når toget kjører ut av den polvendbare strekningen (brun + grønn på skissen), er polariteten på den polfaste delen korrekt.
Polvenderen kan være en relé som kobles til sporvekselen, slik at det er sporvekselstillingen som bestemmer kjøreretningen.
Manuelle løsninger for analog styring - lokal retningsbestemmelse
Nedenstående er en noe mer fleksibel variant av ovenstående. Her brytes det som er kalt normalprinsippet lenger opp med så få polvendbare seksjoner som mulig. Her gjøres rett og slett alle seksjoner polvendebare. Da stilles alle seksjoner likt, og man bestemmer kjøreretningen via lokale polvendere i stedet for på kjøreregulatoren. Det enste man da må sørge for under kjørsel, er at neste seksjons retningsvender er stilt på samme retning som den man kjører på.
Komponenter
Noen automatiske polvendere, særlig egnet for DCC:
- Litchfield Stations oversikt over automatiske polvendere: Auto Reverse Modules
- Tam Valley Depot: DCC Polarity Reversal and Power Routing (Frog Juicers). Via Scala Design Sidepor
- Digitrax AR1 hos Togbutikken
