ТЭН для электрообогрева стрелочных переводов

Почему нагреватель на стрелке выгорает каждую зиму

Нагреватель стрелочного перевода работает на улице в худших условиях: минусовая температура, вибрация от проходящих составов и влага от талого снега, которая постоянно норовит попасть внутрь зажимного крепления. ГОСТ 13268-88 требует для ТЭН сопротивление изоляции не менее 0,5 МОм в рабочем состоянии и ток утечки не более 0,75 мА на кВт мощности (п.3.9-3.10). На практике падение сопротивления изоляции и есть первый сигнал: систему обогрева стрелки держат под контролем автомата контроля изоляции, и как только влага пробирается внутрь оболочки через повреждённый вывод или трещину в месте изгиба, прибор срабатывает на аварию раньше, чем трубка окончательно перегорит.

Второй источник отказа: вибрация от составов разбивает зажимное крепление нагревателя в пластинах, которые держат его в межшпальном пространстве, и трубка начинает работать с перекосом нагрузки, перегреваясь в одной точке сильнее, чем в остальных. Третий фактор чисто климатический: обогрев стрелки включается при околонулевой температуре и работает на пределе расчётной мощности именно в оттепель с мокрым снегом, когда тепловая нагрузка на оболочку выше, чем в сухой морозный день.

Прямой стержень в зажимной плите или точечный элемент на тяге: не перепутать форму

На одном переводе работают нагреватели минимум двух разных конструкций, и перепутать их при заказе легко. Основной нагреватель остряка и рамного рельса сделан прямым стержнем: трубчатый элемент зажимают между двумя стальными пластинами толщиной 3 мм, пластины укладывают заглублённо в межшпальное пространство, в стороне от рычагов замыкателя и изолированно от самого рельса. У серийного образца такой конструкции мощность 900 Вт на пару пластин, то есть по 450 Вт на каждый зажатый элемент, при напряжении 230 В и защите корпуса IP67.

Отдельно от основного нагревателя ставят точечные элементы на тягах стрелочного перевода: они компактнее и держат мощность около 100 Вт, потому что тяге для расплавления наледи нужно меньше тепла, чем длинному остряку. Третий тип крепят прямо на крестовину. Перепутать мощность этих трёх узлов и собрать схему из одинаковых нагревателей, то есть переплатить за тягу и недогреть остряк, риск выше, чем кажется, если заказывать по памяти, а не по снятым размерам. Похожая логика разных форм под разные узлы работает и в блоке ТЭН большой мощности: там тоже собирают несколько элементов разной мощности на одном фланце под конкретный технологический узел.

Мощность, напряжение и ряд диаметров по ГОСТ

Мощность отдельного нагревателя стрелки укладывается в широкий диапазон: от 100 Вт у точечного элемента на тяге до 900-1600 Вт у линейного элемента на остряке или крестовине. На весь перевод в стандартной комплектации ставят от двух до восьми нагревателей, и при двух основных элементах по 1200-1400 Вт суммарная мощность уже доходит до 2,4-2,8 кВт.

Напряжение питания у большинства серийных моделей 220-230 В переменного тока. Для промышленных объектов и путей, где подводится более мощная линия, ряд напряжений по ГОСТ 13268-88 (п.2.1) допускает исполнение на 380 В, а там, где стрелка подключена не к силовой сети, а к контактному проводу, встречается и редкий вариант на 600 В постоянного тока. Диаметр трубки выбирают по тому же стандарту из номинального ряда 6,5; 8,0; 8,5; 9,5; 10,0; 13,0 и 16,0 мм, а допуск по мощности для готового нагревателя составляет ±10% от заявленного номинала (п.3.5). При заказе по образцу эти параметры снимаем со старого элемента напрямую, не ориентируясь на то, какое напряжение обычно бывает на похожей стрелке.

Что прислать нам, чтобы собрать нагреватель заново

Если старый нагреватель цел, кладём его на стол и снимаем размеры напрямую: длину зажимаемого стержня, расстояние между контактными выводами, диаметр трубки и способ изгиба на концах. Если нагреватель раскрошился или потерян, нужны фотографии плит крепления и маркировка на шкафу управления, где обычно указана мощность и напряжение всей системы.

Среду вокруг трубки тоже называем отдельно: балласт пути часто обрабатывают антиобледенительными солевыми составами, а это агрессивная среда для оболочки не хуже, чем электролит в гальванической ванне. Для таких условий выбираем нержавеющую сталь, а не медь или углеродистую сталь, по той же логике, что и для ТЭН для гальванической ванны, где агрессивная среда определяет материал оболочки с самого начала. Партию нагревателей под один участок пути или под несколько однотипных переводов делаем сериями: размер и форма у всех одинаковые, меняется только то, что требует конкретная точка крепления.