BR74
 

Johdotukset

RSS
Modified on 2010-01-13 12:36 by Administrator Categorized as Elektroniikka ja sähköistys

Johtojen mitoitus

Johtoja ja pistokkeita

Johtoja ja pistokkeita

Sähköjohdossa jännite putoaa pituuden kasvaessa tai poikkipinta-alan pienentyessä ohmin lain mukaan. Pienoisrautateiden johdotuksessa sallitaan NEM 604 -standardin mukaan enintään 10% jännitteen pudotus. Samanpituisen paluujohtimen kanssa tämä tarkoittaa enintään 5% jännitteen pudotusta johdinta kohden, jotta jännitteenpudotuksesta ei aiheutuisi toiminnallisia häiriöitä.

Pienoisrautateillä käytetään pienjännitepuolella yleisesti johtoja, joiden poikkipinta-alat ovat 0,14 mm2, 0,19 mm2, 0,25 mm2, 0,50 mm2, 0,75 mm2 ja 1,0 mm2. Vaikka sähkön johtavuuden kannalta olisikin edullisempaa käyttää suurempipoikkipinta-alaista johtoa, paksumpi johto voi olla usein liian suuri pienoisrautateillä käytettävissä olevaan tilaan nähden. Myös liian ohut johto on ongelmallinen, mikäli se ei kestä kohteessa tarvittavia sähkövirran tasoja, jolloin se kuumenee ja saattaa olla turvallisuusriski.

Viime vuosina yleistyneissä moduuliradoissa saattavat ratojen pituuden vuoksi olla jännitehäviöt poikkeuksellisen suuria ja niinpä monissa moduulistandardeissa onkin vaatimuksena varsin suurikokoisten johtojen käyttö moduuleiden johdotuksissa. Jopa 1,5 mm2 poikkipinta-alaisia johtoja saatetaan käyttää moduuleissa.

Jännitehäviön lisäksi toinen tärkeä kriteeri johtojen mitoituksessa on sähköturvallisuus. Johtojen tulee kestää kuumenematta tai syttymättä palamaan niistä läpi kulkevat sähkövirrat.

Nyrkkisääntö johtimen turvallisen minimipoikkipinnan määräämiseen:
  • jatkuvan virran kesto 5 ampeeria poikkipinnan alan kutakin neliömillimetriä kohden
  • hetkellinen virran kesto 10 ampeeria poikkipinnan alan kutakin neliömillimetriä kohden

Virrankesto

Eri johdon paksuuksille saadaan seuraavan taulukon mukaiset virrankestot:

Pinta-ala Jatkuva virta Hetkellinen virta
0,14 mm2 700 mA 1,4 A
0,19 mm2 950 mA 1,9 A
0,25 mm2 1,25 A 2,5 A
0,50 mm2 2,5 A 5 A
0,75 mm2 3,75 A 7,5 A
1,0 mm2 5,0 A 10 A
1,5 mm2 7,5 A 15 A

Digitaalisesti ohjatuilla radoilla saattaa saman keskusyksikön tai boosterin syöttämällä radan osalla olla samanaikaisesti useitakin junia ja tällöin pitää radan syöttöjohdot luonnollisestikin mitoittaa suuremmalle virrankestolle aina boosterin antamaan maksimivirtaan saakka. Digitaalisella radalla oikosulkutapauksessa kulkee johdoista myös boosterin antama maksimivirta, joka johdotusten tulee kestää turvallisesti. Jos rata on aiemmin johdotettu analogisen käytön virrantarpeen mukaan ja se halutaan digitoida, tulee kaikkien johtojen kapasiteetti ehdottomasti tarkistaa ja vaihtaa tilalle tarpeen vaatiessa paksummat, jotka kestävät boosterin maksimivirran ongelmitta.

Johdon pituus

Johtojen jännitehäviö vaikuttaa myös johtojen mitoitukseen ja mikäli virrankestoltaan riittävällä kaapelilla putoaisi jännite liikaa johdon pituuden takia, on käytettävä suurempipoikkipinta-alaista kaapelia. Eri paksuisille kaapeleille saadaan sallitun 5% jännitteen pudotuksen ja virran suuruuden mukaan seuraavat maksimipituudet:

Pinta-ala 100 mA 200 mA 300 mA 500 mA 1 A 2 A 4 A
0,14 mm2 39 m 19 m 13 m 7,8 m      
0,19 mm2 53 m 26 m 17 m 10,6 m      
0,25 mm2 70 m 35 m 23 m 14 m 7,0 m    
0,50 mm2 140 m 70 m 46 m 28 m 14 m 7,0 m  
0,75 mm2 210 m 105 m 69 m 42 m 21 m 10,5 m 5,2 m
1,0 mm2 280 m 140 m 92 m 56 m 28 m 14 m 7 m

Jos analogisella radalla liikkuu samanaikaisesti vaikkapa yksi juna, jota vetää veturi, joka ottaa maksimissaan 400 mA virtaa ja junassa on kolme matkustajavaunua, joissa kussakin sisällä yksi 35 mA virtaa ottava hehkulamppu sisävalaistukselle, saadaan junan kokonaisvirrankulutukseksi enintään noin 500 mA. Tällöin radan virransyöttöjohdot voivat olla enintään 7,8 metrin mittaiset, jos niiden poikkipinta-ala on 0,14 m2.

Värikoodit

Pienoisrautatie tarvitsee johtoja moneen eri tarkoitukseen. Radan virroituksen lisäksi täytyy sähkökäyttöisille vaihteille ja opastimille vetää omat johtonsa. Edelleen saatetaan tarvita johtoja junien kulunilmaisutiedon välittämiseen, valaistukseen ja moniin muihinkin tarkoituksiin. Jo varsin pienikokoisessa pienoisrautatiessä saattaa johtoa olla satoja metrejä ja yksittäisiä johtojakin kymmeniä tai satoja. Tällöin on järkevää käyttää värikoodijärjestelmää erottamaan johtoja käyttötarkoituksen mukaan ja tietenkin myös merkitä yksittäiset johdot.

Johtojen värikoodijärjestelmiä pienoisrautateillä on standardoitu mm. NEM-standardeissa. Myös useilla pienoisrautatievalmistajilla on omat värikoodijärjestelmänsä, joiden käyttö on perusteltua jos käytetään tietyn valmistajan sähkölaitteita, joissa on yleensä valmistajan standardi-värikoodit.

Yleiset standardit

NEM 605

Johdon väri Käyttötarkoitus
   Punainen Radan virroituksen plus-napa. Kytketään yleensä raiteen ajosuunnassa oikeaan kiskoon.
   Sininen Radan virroituksen miinus-napa.
   Valkoinen Sähkömagneettisen vaihteen tai opastimen käytön plus-napa.
   Keltainen Sähkömagneettisen vaihteen tai opastimen käytön miinus-napa.
   Vihreä Sähkömagneettisen vaihteen tai opastimen käyttö.
   Oranssi Kulunvalvontasignaalit.



Valmistajakohtaiset

Fleischmann

Johdon väri Käyttötarkoitus
   Keltainen Radan virroituksen plus- tai miinus-napa.
   Valkoinen Apujännite (vaihtojännite).
   Musta Apujännitteen yhteismaa.
   Vaaleanruskea Impulssi sähkömagneettisen vaihteen asettamiseksi poikkeamaan.
   Tummanruskea Impulssi sähkömagneettisen vaihteen asettamiseksi suoraan.
   Punainen Impulssi opastimen Hp0-asennolle (seis).
   Vihreä Impulssi opastimen Hp1-asennolle (aja).
   Oranssi Impulssi opastimen Hp2-asennolle (aja hitaasti).
   Sininen Junaa ohjaavan opastimen ajovirran syöttö rataan.




Märklin AC

Johdon väri Käyttötarkoitus
   Punainen Radan virroituksen vaihe.
   Ruskea Radan tai apujännitteen virroituksen maa.
   Sininen Impulssi sähkömagneettisen vaihteen tai opastimen asennon vaihtamiseksi. Pistokkeen väri ilmaisee toiminnan suunnan.
   Keltainen Apujännite ja yhteismaa vaihteiden ja opastimien käämeille.


Märklin DC

Johdon väri Käyttötarkoitus
   Punainen Radan virroituksen plus-napa. Kytketään yleensä raiteen ajosuunnassa oikeaan kiskoon.
   Ruskea Radan virroituksen miinus-napa.
   Sininen Impulssi sähkömagneettisen vaihteen tai opastimen asennon vaihtamiseksi. Pistokkeen väri ilmaisee toiminnan suunnan.
   Keltainen Valaistusjännite ja yhteismaa vaihteiden ja opastimien käämeille.
   Harmaa Valaistus ja vaihteiden tai opastimien käyttölaitteiden syöttö.


Minitrix

Johdon väri Käyttötarkoitus
   Punainen Radan virroituksen plus-napa. Kytketään yleensä raiteen ajosuunnassa oikeaan kiskoon.
   Sininen Radan virroituksen miinus-napa.
   Valkoinen Sähkömagneettisen vaihteen tai opastimen virransyöttö (vaihtojännite).
   Keltainen Impulssi sähkömagneettisen vaihteen asettamiseksi poikkeamaan tai opastimen asettamiseksi seis-asentoon.
   Vihreä Impulssi sähkömagneettisen vaihteen asettamiseksi suoraan tai opastimen asettamiseksi aja-asentoon.
   Musta Yhteismaa valaistukselle, myös opastimissa, ja vaihteiden tai opastimien käyttölaitteiden syöttö

Roco

Johdon väri Käyttötarkoitus
   Sininen Radan virroituksen plus-napa. Kytketään yleensä raiteen ajosuunnassa oikeaan kiskoon.
   Keltainen Radan virroituksen miinus-napa.
   Ruskea Sähkömagneettisen vaihteen tai opastimen virransyöttö (vaihtojännite).
   Punainen Impulssi sähkömagneettisen vaihteen asettamiseksi poikkeamaan tai opastimen asettamiseksi seis-asentoon.
   Vihreä Impulssi sähkömagneettisen vaihteen asettamiseksi suoraan tai opastimen asettamiseksi aja-asentoon.
   Musta Yhteismaa valaistukselle, myös opastimissa, ja vaihteiden tai opastimien käyttölaitteiden syöttö

Liittimet

Pienoisrautateillä tarvitaan monenlaisia liittimiä ja vaikka tarvikevalmistajat ovatkin laitteissaan standardoineet liitintyyppinsä, tarvitsee radanrakentaja usein muuunkintyyppisiä liittimiä ja silloin on hyvä tuntea eri liitintyyppien ominaisuudet tarkemmin, jotta osaa valita kuhunkin käyttötarkoitukseen sopivimman liittimen ja tietää miten niitä käytetään.

Banaanipistokkeet

Käytössä useimmiten moduuli- tai lohkoradoissa moduulien välisissä sähköliitoksissa. Hyvälaatuiset banaaniliittimet ovat suhteellisen kalliita.

Katso myös: Banaaniliitin

Pienoisbanaanipistokkeet

Pienoisbanaaniliitin on pienoisrautatie- ja tarvikevalmistajien tuotteissaan usein käyttämä standardoitu 2,6 mm liitin. Liitin on halpa ja helppokäyttöinen. Pienikokoisuus on myös etu.

Katso myös: Pienoisbanaaniliitin

DIN-liittimet

DIN-liittimet ovat pyöreitä, useampinapaisia liittimiä, joita käytettiin aiemmin yleisesti audio-tekniikassa. Pienoisrautateillä käyttöä moduulitekniikassa sekä digitaalisissa ohjausjärjestelmissä.

Katso myös: DIN-liitin

D-Sub-liittimet

Centronics-liitin

Riviliittimet


Creative Commons License
Tämän wikin sisällön käyttö on sallittu Creative Commons lisenssin Nimeä/Epäkaupallinen/Ei muutettuja teoksia 3.0 Unported mukaisesti. Aineistoa lainattaessa on lähteenä mainittava aina N Club Finland ja http://www.n-club-finland.org/wiki. Pidempien lainausten yhteydessä on mainittava tarkka linkki, josta tieto löytyy. Aineistoa ei saa käyttää mihinkään kaupalliseen tarkoitukseen ilman tekijänoikeuden haltijan lupaa.

ScrewTurn Wiki version 3.0.0.333. Some of the icons created by FamFamFam.

 

Copyright ©2008 N Club Finland. All Rights Reserved.