Page 1

VärmeKabelTeknik    

Switchpoint heating – Communication

   

  From 

 


Switchpoint heating – Communication    2   

Introduction  

VärmeKabelTeknik

PROPOSAL FOR A SWITCHPOINT HEATING CABLING SYSTEM 

General Requirements 

Each heater shall be fitted with a short flexible lead  terminating in a 2‐pin plug. A modular wiring system  shall be used to distribute power to the heaters. The  system shall exhibit a very high degree of reliability and  shall be able to fully withstand the hostile environment  in which it is installed.  Plug and socket shall be such that 

• the two can be easily and quickly mated  • they incorporate a sealing/retention device which,  when the two are mated,  a)

creates a waterproof seal 

b)

is unaffected by vibrations from whatever  source 

c)

is capable of showing no evidence of  separation when subjected to a static pull load  of 50 N 

The system shall be designed to operate satisfactorily in  temperatures between ‐40°C and +60°C and in locations  adjacent to the ends of railway points, which may be  water‐logged and contaminated with chemicals. All  equipment shall resist water, fuel, oil, lubricating oil,  oxalic acid, weed‐killer formulations and de‐icing fluids.  Choice of Cable for Feeding to Control Panel  Cable harnesses, as well as 2‐core, 4‐core, 8‐core and 12  ‐core multicore cables shall have insulating material that  is suitable for outdoor use. The sheath of the cables  shall be of  Polychloreprene (PCP), Polyurethane or  other material with good abrasion resistance. The  principal moulding material (with the exception of the  conductor insulant) shall be Polychloroprene(PCP)/  Polyurethane or equal.  2‐, 4‐ and 8‐Way Blocks for Strip Heating and  Associated Clamp Lock Heaters  The mouldings of the 2‐, 4‐ and 8‐way blocks shall be  solid and void free. The compound shall conform to BS  6899 and be of the ordinary‐duty, oil‐resistant, flame‐ retardant type (E.M.2).  1.5mm² minimum 2‐way socket‐outlet blocks shall be 2‐ pin, anti‐vibration, min. 10A rated and suitable for the  plugs moulded on the heater leads of clamp lock  heaters.  4‐and 8‐way socket‐outlet blocks shall be 2‐pin, anti‐ vibration, minimum 10A rated and suitable for the plugs  moulded on the heater leads of strip heaters. 

 

All socket tubes shall be perpendicular to the end of the  connectors. The socket outlets shall incorporate a seal  arrangement to prevent the ingress of moisture and  water.  The mating surfaces of the mouldings shall be smooth,  accurate, free from all defects and excess materials in  the form of flash etc.  The termination block shall have a multi‐conductor  cable integrated with the block or fixed to give  protection to at least IP67.  Strip Heaters ‐ Constant Wattage Heater ‐  Series Resistive Elements  All materials and equipment, including heaters and  cables, must have a long service life and be able to  function satisfactorily in the arduous environment in  which they will be required to operate. Hazards will  include severe and continuous vibration due to rail  traffic, immersion in water and snow, contact with ice,  weed killer formulations, diesel oils, lubrication oils,  oxalic acid and de‐icing fluid.  Strip heaters shall be suitable for operation at up to  250V AC ± 10%, 50Hz, 2‐wire unearthed power supply.  The power rating of the constant wattage or fixed  heaters shall be 200 W/m ±3%.  Heaters are to be in standard lengths in accordance  with drawing ±2%. Combinations of these standard  lengths are used to heat point ends depending on the  type of points involved.  The cross‐section dimensions of the heaters shall be a  maximum of 16 mm x 9 mm.  The heaters shall be capable of being shaped by cold  bending to a set of up to 90° ; the bending radius shall  be limited to not less than 5 times the section  dimension of the heater. The heaters' performance shall  not in any way be affected by the shaping process.  The heaters shall be able to operate in ”free air”, totally  or partially, without this affecting the length of their  service life  The heater element and its insulant shall be totally  enclosed by a continuous sheath. The heater sheath  material shall be Incoloy or Stainless Steel, Grade 321 to  BS 970, Part 1, or an equivalent grade of Stainless Steel.  Copper‐Nickel sheet on Incoloy. Self‐limiting elements  and parallel constant wattage heaters shall have an  outer jacket of FEP or better and must be double  insulated.   


VärmeKabelTeknik    

Switchpoint heating – Communication 3

Introduction  

PROPOSAL FOR A SWITCHPOINT HEATING CABLING SYSTEM 

Each heater assembly shall identify the manufacturer,  the batch and year of production. This information shall  remain legible throughout the life of the assembly.  Strip heaters are secured to the rail by means of  channels and rail clips.  Channels shall be of metal, not galvanized, compatible  with the rail, conforming to SS 2333 or equal.  The heater sheath material shall be compatible with the  rail clip material which is in contact with the channel.  Double‐Insulated Self‐regulating Strip Heaters,  Constant Wattage Heaters and Parallel  Constant Wattage Heaters  All materials and equipment, including heaters and  cables, shall be capable of ensuring a long service life  and satisfactory operation in the arduous environment  in which they will be required to operate. Hazards will  include severe and continuous vibration due to rail  traffic, immersion in water and snow, contact with ice,  weed killer formulations, diesel oil, lubrication oils,  oxalic acid and de‐icing fluid. 

The heater element shall be totally enclosed by a  continuous sheath. The heater sheath shall be of a fully  electrically insulating material to a minimum of 600V  A.C. & 1000V D.C. When installed, the heaters shall be  mechanically protected by a channel of stainless steel,  SS 2333 or equal.  Each heater shall be provided complete with a 2‐core  lead. The lead shall be provided complete with a  moulded‐on polyurethane or rubber 2‐pin 10A (or  greater) rated anti‐vibration plug in accordance with the  requirements stated in Section 7.  The connection arrangement for the heater lead to the  element shall have the following properties: 

• Provide satisfactory electrical connections and  provide such connections with adequate  mechanical protection. 

• Provide adequate insulation of the electrical  connection. 

• Provide for satisfactory mechanical security of the  lead in such a manner that if a force of 5N is applied  to the lead, no strain is exerted on the electrical  connection. 

The heaters shall be suitable for operation at 110‐240V  AC ±10% 50Hz, 2‐wire unearthed power supply.  Maximum 110V AC ±10% 50Hz unless double insulated.  The power rating of the heaters shall be greater than  100W/m at ‐10°C. 

• The connection housing shall be filled with an 

If no soft start is installed, the heater inrush current  shall not exceed 3 times the steady state current and  shall decay to within 5% of steady state current within 2  minutes. 

The complete heater assembly, including the sheath,  cable and electrical connections, shall be protected to  classification IP67 in accordance with BS EN 650529. 

The heaters, when installed on a point end, shall provide  sufficient power to give a level of protection down to          ‐ 20°C ambient temperature.  Heaters shall be supplied to the required length in the  range 1 ‐ 20 metres. The cross‐section area of the strip  shall not exceed 16 mm x 9 mm at any point along its  length from the cable connection point to the end of the  heater.  The heaters shall be capable of being shaped by cold  bending to a set of up to 90° ; the bending radius shall  be limited to not less than 5 times the section  dimension of the heater. The heaters' performance shall  not in any way be affected by the shaping process.  The heaters shall be able to operate in ”free air”, totally  or partially without this affecting the length of its  service life.   

insulating compound to prevent the entry of   moisture and the risk of condensation. 

Strip Heater Rail Clips  The rail clips shall be designed to secure electric strip  heaters onto the rail points at an adequate pressure to  ensure that optimum heat transfer is achieved.  The material of all the components comprising the rail  clips shall be non‐deteriorating, have a long life and  function satisfactorily in the arduous environment in  which they will be required to operate. Hazards will  include severe and continuous vibration due to rail  traffic, immersion in water and snow, contact with ice,  weed killer formulations, diesel oils, lubrication oils,  oxalic acid and de‐icing fluids.  The range of rail clips required for each type of rail is  detailed below:  Flat Bottom Rail. BS 11 Section No 113A  a) Stock‐rail heater clip  b) Switch‐rail heater clip  c) Stock‐ or switch‐rail heater connection clip   


Switchpoint heating – Communication    4   

Introduction  

VärmeKabelTeknik

PROPOSAL FOR A SWITCHPOINT HEATING CABLING SYSTEM 

Bullhead Rail. BS 11 Section No 95 RHB  a) Stock‐ or switch‐rail heater clip  b) Switch‐rail heater clip (toe)  c) Stock‐ or switch‐rail heater connection clip  Flat Bottom Rail. UIC. 54A (Switched Diamonds  Only)  a) Stock‐rail heater clip  b) Stock‐rail heater connection clip  Flat Bottom Rail. UIC. 54B  a) Switch‐rail heater clip  b) Switch‐rail heater connection clip  The rail clips shall be suitable for the retention of  the  channels.  The rail clips and channels shall ensure that good  thermal contact is made between the heater and the  rail. It shall also permit the expansion and contraction of  the heater and the rail due to thermal effects.  Channels for Strip Heaters  Channels shall conform to SS 2333 or equal. Channels  shall be shaped so that they bring the heating element  as close as possible to the rail surface. The thickness of  the channel walls must be minimum 1.0mm in order for  the channels to have good stability.  4‐way connecting blocks are designed in such a way that  the four terminal blocks go between two sleepers.  Velox heating elements have short connection cables  with a cold tail of 20cm, the heated part depending on  the length of the switch rail.  As a standard, the cables for the stock‐rail elements are  0,5 – 0,7m longer than the ones for the switch‐rail  elements. It is important that these elements should be  0.5 – 0.7m longer as this will help the switch rail's two‐ end heating situation.  In order to get increased heat for the stretcher bars  there may be used stretcher bar heaters or – if extra  heat input is needed due to temperature, wind etc. – a  shorter element can be fixed to the inside of the stock  rail. These elements are connected at the end of the  stock rail by means of a female cord set.  Before placing the heating elements, the rail must be  cleaned. This can be easily done by hand with a steel  brush, or with a brush fitted to a drill.   

Installation Planning the switchpoint system.  There are many types of point, various suppliers or  manufacturers of points, and different lengths of points.  This makes some individual adaptation of the heating   system to the switches in question necessary.  In England there is a standard range of switches.  Experience shows that they have been equipped with  lengths of element as shown in the below table.  Point Type    AV  BV  CV  DV  EV  FV  SGV  GV  HV 

Length of Heater Required (m)  Stock Rail  Switch Rail 4.26  3.91  4.61  4.26  5.32  4.97  6.39  6.04  8.16  7.81  9.94  9.59  11.75 (6 + 5.75)  11.40 ( 6 + 5.40 13.85 (6 + 7.85)  13.50 (6 + 7.50 17.29 (8 + 9.29)  17.04 (8 + 9.04 The next table shows standard elements that are a close match.  Heaters & Lengths  II  Required  AV  4 x 4m  2 x 4 + 2x5m BV  4 x 5m  2 x 5 + 2x6m CV  4 x 5m  2 x 5.5 + 2x6.5m DV  4 x 6m  2 x 6 + 2x7m EV  8 x 4m  2 x 8 + 2x9m FV  8 x 5m  2x10 + 2x11m SGV  8 x 6m  2x12 + 2x13m GV  4 x 4m & 8 x 5m  2x14 + 2x15m HV  12 x 6m  2x18 + 2x19m It is important that the switch rail should have the  correct length. The stock rail shall be at least 0.5m  longer, i.e. passing the toe end of the switch rail with  0.5m or more. It is easy to cut the Velox cables to the  correct lengths.  Point Type 


VärmeKabelTeknik    

Switchpoint heating – Communication 5

Introduction  

PROPOSAL FOR A SWITCHPOINT HEATING CABLING SYSTEM 

Find the Correct Clip for Your Rail Profile It has proved difficult to find a clip that can be installed  everywhere. Normally, the foot of the stock rail is the  same size, 12mm approximately, regardless of the  profile of the switch rail.   We usually heat the whole moving part of the switch.  This can vary from 4m up to as long as 90m for high‐ speed switches. The most common sizes for Railway  switch rail are in the interval 10‐14m. The switch lengths  of the Metro and regional trains, light rail, are shorter,       4‐6m.  For larger switches, 8m and above, the thickness of the  switch rails is either 16‐18mm, 18‐20mm or 20‐22mm.  We have therefore made 4 sizes of switch‐rail clips, as a  standard. The cut‐out section in the rail of some  switches serves to make the switch rail more flexible.  You will find drawings of clips in the Clips Section of this  Catalogue.  Before installing, make sure you clean the surface of the  rail using a brush or the like. At the toe end, cleaning  may be difficult due to limited space, but try your best.  Heat transfer is improved when the surface is clean. 


Switchpoint heating – Communication    6   

VärmeKabelTeknik

System management / Yearly maintenance manual    The Velox Megapoint system is designed to give trouble    free service for a design life of 20 years.  All components  within the system have been chosen from well known  manufacturers and individually tested before use.   During this time, it is possible that there will be software  updates. These will be available from Velox.  We recommend a visual inspection of the system every  year.  The equipment should first be made safe by  isolating the incoming supply before inspection.  The  following should be checked: 

• • • • • • •

Lock/handle mechanism,  Door seals,  Water/dust ingress,  Cables securely in place,  Earth bond in good condition,  Heat damage,  No weather station damage (if weather station  fitted). 

• A manual bypass switch is provided in the cabinet  to switch on the point heating locally for test. 

• If back‐up battery is fitted this should then be  examinated for physical as well as electrical  damage.  Battery components should be inspected every  year.  Battery  The weather station, if installed, has a 9V lithium  battery. This battery shall be disposed of in accordance  with regulations in force at the time of disposal.  Replacement batteries can be bought from us or RS  Components or some such supplier. You can also use a  standard 9V battery, but be aware of the shorter life of  such a battery.  If battery back‐up is used for a computer in the cubicle,  this battery should be disposed of in accordance with  the regulations in force at the time of disposal.  Replacement batteries can be supplied by us or RS  Components or some such supplier.  In addition, the system should be remotely tested twice  a year. GSM/GPRS access to the system is by MCdialog  VNC protocols. During this test, any alarms should be  noted and the heating should also be set to operate.   The current levels can be monitored to ensure that all  heating elements are operational. After the test, the  controller settings should be returned to their original  state.  If the heating elements cause tripping of the  ELCB, the elements should be replaced.   

The Velox Megapoint utilises temperature sensors to  determine when the point heating should be switched  on or off.  Test Procedure   1. First, put the cubicle together.  2. If a weather station (option) is to be included,  mount the weather‐station mast.  3. Mount the antenna directly in the cubicle roof.  4. Install the transformer, if one is to be included.  5. Fit the MegaPoint panel.  6. Fit a DIN rail for computer and modem (and  weather station, if this is an option).  7. Connect computer and modem (and weather  station, if any) to the MegaPoint panel.  8. Connect 8‐core cable for heating cable to the  respective terminal blocks.  b) Heater or equal load should be applied.  9. Connect the temperature sensors to the respective  terminal blocks.  10. Connect the incoming power supply.  11. Put the main switch to ON.  12. Make sure the earth leakage circuit breakers are  switched on (turned upwards).  13. Make sure the circuit breakers are switched on  (turned upwards).  14. Make sure the test switches are in the "Automatic"  position  (turned upwards).  15. If all connections have been correctly made, the  modem pilot light should flash or have a fixed light,  depending on the model.  16. Start the computer.  17. The lights on the triacs should now begin to flash. If  the ambient temperature is below 3 degrees  centigrade, the lights will, after a while, change to  fixed red. At temperatures above 3 degrees  centigrade, the lights will instead go off.  18. In that case, you can either use MCdialogue to go in  and temporarily increase the desired value for the  installation  19. or do a manual test with the help of  the test  switches.  20. To test manually, put the test switch in the test   position (turned downwards) and test each channel  individually. This will also serve as a check of which  point, and which cable, is connected to each  particular channel.  21. After the manual test, be sure to put the test  switches back in the "Automatic" position (turned  upwards).  22. Fill in the form – test report.  23. Sign the test report located on the transparent  protection cover 


VärmeKabelTeknik    

Switchpoint heating – Communication 7

Notes    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................................................................  


Switchpoint heating – Communication    8   

VärmeKabelTeknik

Telephone: +46‐301‐418 40 – Email: info@vkts.se – Homepage: www.vkts.se   

Industrihuset

Södra Hedensbyn 43 

S‐430 64 HÄLLINGSJÖ 

S‐931 91 SKELLEFTEÅ 

Sweden

Sweden

Fax: +46‐301‐418 70 

Fax: +46‐910‐881 33   

Communication  

Communication between switches