Convertitore 3 kvcc / 600 Vcc per rotabili Trenitalia

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1 DIREZIONE TECNICA Identificazione n Esp. 01 Pagina 1 di 19 Viale Spartaco Lavagnini, FIRENZE Il presente documento è di proprietà di Trenitalia. Nessuna parte di questo documento può essere riprodotta, memorizzata, trasmessa in qualsiasi forma e/o con qualsiasi mezzo di registrazione salvo approvazione scritta di: TRENITALIA S.p.A. DIREZIONE TECNICA

2 Esp. Data Descrizione Redatto Verificato Approvato 00 04/07/2014 Nuova compilazione Lascialfari Rizzo Romano Lazzeri Nobili Grande 01 19/09/2014 Revisione A. Lazzeri S. Rizzo F. Romano Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 2 di 19

3 INDICE 1 OGGETTO CAMPO DI APPLICAZIONE NORME E DOCUMENTI DI RIFERIMENTO SISTEMA DI GESTIONE DEI REQUISITI REQUISITI REQUISITI GENERALI REQUISITI COSTRUTTIVI CONDIZIONI AMBIENTALI CARATTERISTICHE MECCANICHE CARATTERISTICHE DI INTERFACCIAMENTO MECCANICO CON IL ROTABILE COLLEGAMENTI ELETTRICI DI INTERFACCIA CON IL ROTABILE CONDIZIONI ELETTRICHE DI SERVIZIO Alimentazione in ingresso AT Uscita MT Alimentazione BT Rendimento Gestione del sovraccarico Protezioni elettriche DIAGNOSTICA REQUISITI COMPONENTI SICUREZZA ELETTRICA SICUREZZA CONTRO LE ESPLOSIONI PROTEZIONE AL FUOCO RUMORE ACUSTICO COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA REQUISITI DEL SOFTWARE REQUISITI DI AFFIDABILITÀ Profilo di missione Affidabilità Manutenibilità IDENTIFICAZIONE PROVE PROVE DI TIPO E DI SERIE DEI COMPONENTI E SOTTOASSIEMI PROVE DI TIPO E DI SERIE DEL CONVERTITORE COMPLETO Prove di tipo Prove di serie PROVE DI INTEGRAZIONE DEL CONVERTITORE SUL ROTABILE PROVE DI ESERCIZIO DOCUMENTAZIONE DOCUMENTAZIONE DA RILASCIARE NOTE SUL CONTENUTO DEI DOCUMENTI DI PROGETTO NOTE SUL CONTENUTO DEI DOCUMENTI DI PROVA Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 3 di 19

4 1 Oggetto Il presente documento definisce i requisiti di un convertitore statico CC/CC con funzione di chopper per l alimentazione di una rete a 600 Vcc per rotabili Trenitalia. Il convertitore è alimentato alla tensione nominale di 3 kvcc e 1,5 kvcc. Nelle attività di sviluppo del convertitore sono compresi: il rilievo dello stato dell arte sulle diverse tipologie di rotabili su cui il chopper deve essere utilizzato allo scopo di garantire la corretta integrazione del convertitore a bordo ed al fine di acquisire tutte le eventuali ulteriori informazioni necessarie per garantire la conformità alla presente specifica; lo sviluppo del convertitore e la sua validazione; l elaborazione e consegna a Trenitalia della documentazione richiesta da questa specifica e nei documenti e specifiche richiamate; l elaborazione e consegna della documentazione tecnica di progetto (inclusa quella di installazione e di collaudo di serie del convertitore a bordo del rotabile), di tutti i tools necessari per le attività manutentive e le verifiche funzionali e di quanto altro specificato all interno della presente documento ed in quelli richiamati o previsti dalla normativa applicabile; elaborazione e consegna della documentazione necessaria alla valutazione dell impatto sulla sicurezza in conformità alla normativa vigente e al mantenimento dell Autorizzazione alla Messa in Servizio del rotabile; l effettuazione di tutte le prove definite da questa specifica e nei documenti e specifiche cui si fa riferimento nella specifica stessa; le prestazioni di assistenza tecnica in garanzia e le eventuali attività di adeguamento tecnico a seguito di emergenti vizi di progettazione che si dovessero riscontrare durante l esercizio dei rotabili. Oltre a quanto riportato in maniera esplicita all interno del presente documento, il fornitore è comunque tenuto all'esecuzione di tutte le ulteriori prestazioni necessarie ed opportune affinché il convertitore sia perfettamente funzionante ed alimenti i carichi senza indurne malfunzionamenti, sia correttamente integrato nel rotabile, sia idoneo all'uso al quale è destinato ed alle sue condizioni di installazione, garantisca la sicurezza delle persone sia nelle fasi di esercizio dei rotabili che in manutenzione ed abbia, per tutto il periodo di vita tecnica degli stessi, le caratteristiche tecniche, prestazionali e di buon funzionamento specificate. 2 Campo di applicazione Il convertitore specificato tramite il presente documento può essere applicato sui rotabili Trenitalia per realizzare una rete di alimentazione dei carichi ausiliari a 600 Vcc. L integrazione del convertitore nelle varie tipologie di veicolo deve comunque essere valutata a livello di progetto di sistema del veicolo cui il convertitore è destinato. Il convertitore deve poter essere considerato come componente standard da poter utilizzare su altri rotabili in uso presso Trenitalia eventualmente con modifiche di tipo minimo, da apportare configurando opportunamente il convertitore da parte del Committente per le funzioni ed i parametri necessari. 3 Norme e documenti di riferimento Per quanto non specificato nel seguente documento, i convertitori in oggetto devono essere conformi ai requisiti contenuti nei documenti sotto elencati. Oltre alle norme cui si fa esplicito riferimento all interno del presente documento, il convertitore deve comunque essere progettato e costruito in conformità allo stato dell arte della tecnica e della tecnologia del settore ferroviario, alle prescrizioni di legge e alle norme nazionali e internazionali applicabili anche se non richiamate nella presente specifica, a tutte le ulteriori normative o disposizione necessarie per l autorizzazione alla messa in servizio. Per le norme suddivise in varie parti, qualora non sia espressamente indicata la parte cui si riferisce, deve intendersi il riferimento a tutte le parti della norma. Se non diversamente indicato, il fornitore deve utilizzare i documenti aventi l ultimo indice di revisione. Norme CEI CLC/TS CEI EN CEI EN Sistemi di convertitori per servizi ausiliari di bordo Compatibilità elettromagnetica: Generalità Compatibilità elettromagnetica: Materiale rotabile Apparecchiature Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 4 di 19

5 CEI EN CEI EN /A1/A2 CEI EN CEI EN CEI EN CEI EN CEI EN CEI EN CEI EN CEI EN CEI EN CEI EN CEI EN CEI EN CEI EN UNI CEI UNI EN UNI EN UNI 6900 UIC Fiche 533 UIC Fiche 550 UIC Fiche UNIFER U del 23/04/2013 Specifiche e Disegni TI ST TI Applicazioni ferroviarie, tranviarie, filotranviarie, metropolitane - Coordinamento degli isolamenti Parte 1: Requisiti base - Distanze in aria e distanze superficiali per tutta l'apparecchiatura elettrica ed elettronica Applicazioni ferroviarie, tranviarie, filotranviarie, metropolitane - Coordinamento degli isolamenti Parte 1: Requisiti base - Distanze in aria e distanze superficiali per tutta l'apparecchiatura elettrica ed elettronica Applicazioni ferroviarie, tranviarie, filotranviarie, metropolitane - Coordinamento degli isolamenti Parte 2: Sovratensioni e relative protezioni Applicazioni ferroviarie. Condizioni ambientali per le apparecchiature. Apparecchiature nel materiale rotabile Materiale rotabile Misure di protezione contro i pericoli di origine elettrica Equipaggiamenti elettronici utilizzati sul materiale rotabile Tensioni di alimentazione dei sistemi di trazione Applicazioni ferroviarie, tranviarie, filoviarie e metropolitane Prove del materiale rotabile dopo il completamento della costruzione e prima dell entrata in servizio Applicazioni ferroviarie, tranviarie, filoviarie e metropolitane - Alimentazione elettrica e materiale rotabile - Criteri tecnici per il coordinamento tra alimentazione elettrica (sottostazione) e materiale rotabile per ottenere l'interoperabilità Misura del livello dei campi magnetici generati dai dispositivi elettronici ed elettrici nell'ambiente ferroviario in riferimento all'esposizione umana Applicazioni ferroviarie, tranviarie, filoviarie e metropolitane Trasformatori e induttori di trazione sul materiale rotabile Gradi di protezione dalla penetrazione di solidi e liquidi per contenitori di apparecchiature elettriche Convertitori di potenza per rotabili Parte 1: Caratteristiche e metodi di prova Prove urti e vibrazioni di equipaggiamenti per rotabili ferroviari Condensatori per elettronica di potenza Linee guida per la protezione al fuoco dei veicoli ferroviari ed a via guidata Requisiti strutturali delle casse dei rotabili ferroviari-parte 1: locomotive e materiale rotabile per passeggeri Applicazioni ferroviarie Saldatura dei veicoli ferroviari e dei relativi componenti Acciai legati speciali inossidabili resistenti alla corrosione e al calore Norme per la messa a terra delle parti metalliche Power supply installations for passenger stock Power supply installations for passenger stock - Effect on electrical installations outside passenger coaches Progettazione, installazione, validazione e manutenzione di sistemi di rilevazione ed estinzione incendi destinati ai veicoli ferroviari Specifica tecnica per la fornitura dei flussi di dati per la gestione dei cataloghi figurati informatizzati di rotabili Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 5 di 19

6 ST TI ST TI ST TI ST TI ST DTLS.Spec.300 Disegno TI Norme per emissione fornitura documentazione tecnica dei rotabili o parti di essi Specifica generale per la fornitura di valvole fusibili A.T. per circuiti in c.c. Specifica dei calcoli fem di dimensionamento strutturale relativi alla applicazione di nuove apparecchiature/arredi Ristrutturazione rotabili -modello di relazione di calcolo fem Specifica tecnica di fornitura documentazione tecnico logistica di supporto formato cartaceo ed elettronico Convertitore 3 kvcc/600 Vcc per rotabili Trenitalia Dimensioni di ingombro 4 Sistema di gestione dei requisiti Il fornitore deve utilizzare in tutta la fase di sviluppo del progetto un sistema di gestione dei requisiti. Il sistema di gestione dei requisiti deve: a) tracciare in modo puntuale tutti i requisiti contrattuali (quelli previsti dalla seguente specifica e dai documenti richiamati, quelli previsti dalla normativa e dalle leggi applicabili) e gli ulteriori requisiti aggiuntivi definiti dal fornitore (ad esempio per applicazione di best practises o standard interni); b) dare evidenza di come i requisiti di cui al punto a) sono ulteriormente dettagliati, derivati ed allocati a livello di veicolo, a livello di sottosistema e componente (per il software fino anche ai requisiti di dettaglio del software da cui si possa derivare direttamente il codice sorgente); c) dare evidenza delle soluzioni tecniche e degli strumenti e delle verifiche progettuali (es. note di calcolo) tramite le quali si garantisce nelle differenti fasi di progetto la conformità ai requisiti; d) dare evidenza di come si garantisce la conformità ai requisiti di cui ai punti a) e b) attraverso le prove a livello di componente, sottoassieme, convertitore completo (isolato ed installato sul rotabile). L output documentale del sistema di gestione dei requisiti (di seguito denominato come rapporto di valutazione della conformità ), deve essere disponibile fin dalla fase iniziale del progetto, essere costantemente aggiornato secondo l evoluzione del progetto stesso ed essere strutturato secondo un format tabellare. 5 Requisiti 5.1 Requisiti generali Il convertitore deve poter essere installato nel sottocassa dei rotabili. Il convertitore deve essere dotato di un ingresso di alimentazione AT che consenta il funzionamento alla tensione nominale di 3 kvcc e 1,5 kvcc. La sorgente di alimentazione elettrica AT del rotabile è quella esistente costituita dalla linea REC a 3 kvcc esistente. Il convertitore deve essere dotato di un uscita in corrente continua alla tensione nominale di 600 Vcc utilizzata per l alimentazione dei servizi ausiliari del rotabile. Il carico da alimentare tramite la rete a 600 Vcc erogata dal convertitore può essere costituito, ad esempio, da: scaldiglie per il riscaldamento dell ambiente viaggiatori del rotabile; un inverter di potenza anche paragonabile a quella del chopper o da un insieme di inverter a frequenza fissa e/o variabile di potenza complessiva paragonabile a quelle del chopper, con partenza dei carichi alimentati dagli inverter contemporanea o cadenzata; convertitori caricabatterie per la ricarica delle batterie del rotabile e l alimentazione della rete a 24 Vcc. Il convertitore deve poter funzionare anche contemporaneamente ad un altro convertitore dello stesso tipo sullo stesso rotabile. Il convertitore deve poter funzionare anche contemporaneamente ad un altro convertitore di tipo diverso e di analoga potenza sullo stesso rotabile. Il convertitore deve poter funzionare in parallelo con altri convertitori dello stesso tipo per erogare energia sulla stessa rete, pertanto deve essere dotato di un sistema di regolazione che consenta una corretta ripartizione del carico, i parametri di regolazione devono poter essere configurabili. Il convertitore deve consentire il funzionamento regolare a regime, allo spunto e nelle fasi transitorie di tutte le apparecchiature alimentate. Il convertitore deve essere considerato come componente a sé stante indipendente dagli altri che implementa al suo interno tutto quanto necessario per il suo funzionamento (incluso controllo e diagnostica). Il convertitore deve essere sviluppato in modo da tollerare i transitori elettrici che si possono verificare nel sistema elettrico nelle differenti fasi, sequenze e modi di funzionamento garantendo la stabilità del proprio funzionamento ed Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 6 di 19

7 evitando di entrare in blocco temporaneo o permanente, anche in caso in cui si attivino protezioni o blocchi o guasti nei circuiti esterni al componente stesso, avendo tuttavia al tempo stesso un sistema di protezioni che impedisca che eventuali guasti esterni si propaghino all interno del convertitore e ne causino un danneggiamento. Il convertitore deve essere sviluppato in modo da non indurre malfunzionamenti sul resto del sistema né comportare condizioni di instabilità, blocchi, arresto di funzionamento, limitazione delle prestazioni degli altri convertitori e componenti. La qualità e le caratteristiche della tensione a 600 Vcc in uscita dal convertitore, anche in regime transitorio, devono essere tali da garantire la corretta alimentazione delle differenti tipologie di carico possibili, ad esempio convertitori largamente in uso nel settore industriale e non solo ferroviario. Il convertitore deve essere abilitato al funzionamento mediante un interruttore di comando posto sul quadro del rotabile a due posizioni. Con l interruttore in posizione INSERITO la conversione dell energia deve attivarsi automaticamente all'applicazione della tensione di alimentazione AT. Con l'interruttore nella posizione DISINSERITO la conversione dell energia deve disattivarsi o ne deve essere inibita l attivazione. Le commutazioni dell'interruttore di comando devono essere tracciate in diagnostica residente tramite eventi specifici. Non deve esistere alcun tipo di interfacciamento e scambio di informazioni fra il chopper ed il resto dei componenti (altri convertitori di carrozza, logica di veicolo, etc) relativamente agli aspetti funzionali e per la gestione delle protezioni. Il convertitore deve essere munito di dispositivo di autostarter atto a consentire l avviamento e il regolare funzionamento anche in caso d insufficienza, assenza o indisponibilità della tensione di batteria del rotabile. Il convertitore deve potersi avviare in presenza della sola tensione di alimentazione AT. Non devono essere previste batterie interne dedicate. La tensione di uscita a 600 Vcc deve essere garantita in un tempo inferiore ai 30 secondi. L'avvio del convertitore e la presenza di tensione entro i limiti funzionali sulla rete alimentata deve essere tracciato in diagnostica residente tramite un evento specifico. Il guasto del sistema autostarter deve essere tracciato in diagnostica residente tramite un evento specifico. Le funzioni del convertitore ed i suoi parametri (es. rampe di erogazione del 600 Vcc, tempi di erogazione del 600 Vcc a partire dalla presenza della tensione AT, parametri di regolazione, soglie e filtri temporali di protezione, soglie e filtri temporali di stop/start in base ai valori della tensione di linea, eccetera), tramite le quali regolare le condizioni di interfaccia con il resto del sistema e tramite le quali garantire l integrazione con gli altri componenti sul rotabile, devono essere configurabili in modo semplice da parte del Committente. 5.2 Requisiti costruttivi I materiali utilizzati devono essere conformi alle disposizioni legislative vigenti. 5.3 Condizioni ambientali Le condizioni ambientali di funzionamento sono definite dalla norma CEI EN classe di altitudine A1 e classe di temperatura T3. Non devono essere previsti flussi di aria di ventilazione che prelevano l aria di raffreddamento dall ambiente esterno. Il convertitore deve avere un grado di protezione minimo IP 67. Devono essere prese le opportune misure per garantire che il convertitore sia immune a condizioni ambientali avverse, quali ad esempio precipitazioni nevose, polvere metallica, getti d acqua da lavaggio sottocassa, infiltrazioni d acqua, etc. Devono essere adottate tutte le soluzioni tecniche necessarie per evitate avarie al convertitore a causa della condensazione dell umidità dell aria. Nelle condizioni ambientali specificate deve essere garantito il funzionamento regolare e le prestazioni richieste. 5.4 Caratteristiche meccaniche Il convertitore deve avere un peso inferiore a 300 kg. La cassa del convertitore deve essere realizzata in acciaio inox resistente alla corrosione. Le cerniere con i relativi perni, serrature, staffe mobili, ecc., ed in genere tutte le minuterie di fissaggio poste a contatto con l aria esterna e soggette a smontaggio devono essere realizzate in acciaio inox "X8 Cr Ni 19/10 UNI 6900". Le saldature devono essere conformi alla norma UNI EN I componenti di peso superiore a 25 kg devono essere muniti di appositi agganci per l'utilizzo d idonee attrezzature per la loro movimentazione. Il dimensionamento della struttura del convertitore e i relativi ancoraggi di fissaggio alla struttura del rotabile deve essere conforme ai requisiti della norma UNI EN per la categoria P-I. Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 7 di 19

8 Il dimensionamento degli ancoraggi di fissaggio del convertitore alla struttura del rotabile deve essere verificato e documentato in conformità alle specifiche TI e Il convertitore completo deve essere sottoposto alle prove di urto e vibrazioni in conformità alla norma CEI EN categoria 1, classe B. 5.5 Caratteristiche di interfacciamento meccanico con il rotabile Il convertitore deve essere applicato nel sottocassa del rotabile in posizione tale da rientrare nella sagoma limite del rotabile. Il convertitore deve essere dotato di punti di applicazione posizionati secondo il disegno TI Il convertitore deve avere un ingombro non superiore a quello rappresentato nel disegno TI Collegamenti elettrici di interfaccia con il rotabile L ingresso di alimentazione AT deve essere realizzato tramite una scatola di derivazione applicata alla cassa del convertitore secondo il dis. TI , al cui interno devono essere previsti 2 morsetti contrassegnati nel seguente modo: (+3 kvcc) Positivo dell ingresso 3 kvcc (-3 kvcc) Negativo dell ingresso 3 kvcc L uscita a 600Vcc deve essere realizzata tramite una scatola di derivazione applicata alla cassa del convertitore secondo il dis. TI , al cui interno devono essere previsti 2 morsetti contrassegnati nel seguente modo: (+600 Vcc) Positivo dell uscita 600 Vcc (-600 Vcc) Negativo dell uscita 600 Vcc Il cablaggio BT di ingresso/uscita verso il rotabile deve essere realizzato tramite un opportuno connettore BT posizionato come da dis. TI ; attraverso esso devono essere riportate le seguenti alimentazioni, informazioni e comandi da interfacciare con i circuiti del rotabile: Comando di accensione e spegnimento: 1 contatto pulito, chiuso in caso di comando di accensione. Segnalazione di incendio in atto: 1 contatto pulito, chiuso in caso di incendio in atto, mantenendo la segnalazione anche in condizione di convertitore disalimentato fino al successivo reset. Segnalazione di sovraccarico: 1 contatto pulito, chiuso in caso di sovraccarico. Segnalazione di blocco temporaneo: 1 contatto pulito, chiuso in caso di blocco temporaneo. Segnalazione di blocco permanente per cause interne: 1 contatto pulito, chiuso in caso di blocco permanente, mantenendo la segnalazione anche in condizione di convertitore disalimentato fino al successivo reset. Segnalazione di blocco permanente per cause esterne al convertitore (cortocircuito, sovraccarico): 1 contatto pulito, chiuso in caso di blocco permanente per cause esterne. La segnalazione deve essere mantenuta anche in condizione di convertitore disalimentato fino al successivo reset. Segnalazione di presenza tensione di uscita nel range di normale funzionamento: 1 contatto pulito, chiuso in caso di corretta alimentazione 600 Vcc. Segnalazione di presenza tensione di ingresso AT nel range di normale funzionamento: 1 contatto pulito, chiuso in caso di presenza tensione in ingresso. Interfaccia CAN (per funzioni di comando e controllo e diagnostica tramite il protocollo can-open) e Ethernet. Linea alimentazione BT 24 Vcc 5.7 Condizioni elettriche di servizio Alimentazione in ingresso AT Il convertitore deve funzionare alla tensione nominale di alimentazione di 3 kvcc e di 1,5 kvcc prelevata dalla condotta REC. Il campo di variazione della tensione è indicato nelle norme CEI EN A tensione di 3 kv deve essere considerata come tensione massima permanente (Umax1 della CEI EN 50163) 3,9 kvcc, mentre come tensione massima non permanente (Umax2 della CEI EN 50163) 4,2 kvcc. A tensione di 1,5 kvcc il convertitore deve poter funzionare nel campo di variazione della tensione di cui alla CEI EN50163 con potenza tale da sfruttare il dimensionamento termico del convertitore definito per il funzionamento a 3 kv. Qualora i limiti di tensione siano superati il convertitore deve proteggersi opportunamente e può arrestare il suo funzionamento con un blocco temporaneo da tracciare in diagnostica residente con un evento specifico, ma deve riavviarsi automaticamente al ripristino dell alimentazione AT entro il range di funzionamento specificato; sia il Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 8 di 19

9 ripristino della tensione nel range specificato che il riavvio del convertitore devono essere tracciati in diagnostica residente tramite eventi specifici. Il convertitore non deve subire danni a causa delle variazioni di tensione permanenti e/o transitorie, anche istantanee, e delle ripetute interruzioni (anche con presenza di tensioni transitorie negative) che possono essere presenti sulla tensione di alimentazione a causa di sezionamenti, variazioni di carico, interventi di organi di manovra e di protezione, difetti di captazione del pantografo, cortocircuiti, ecc. Variazioni della tensione di ingresso, all interno del suo range di variazione, non devono provocare variazioni della tensione di uscita. Allo scopo di limitare le sovracorrenti sulla condotta REC dovuta all inserzione contemporanea di più convertitori presenti sui rotabili in composizione al treno, il convertitore deve iniziare l avviamento con un ritardo casuale compreso tra 1 e 10 secondi. Il convertitore deve limitare la corrente di inserzione mediante opportune misure. Il convertitore, in aggiunta agli altri requisiti normativi, deve garantire il rispetto dei seguenti requisiti: Tenuta impulso atmosferico: kv Rigidità dielettrica tra circuito di ingresso AT e circuito di uscita MT e BT e massa:. 12 kveff - 50 Hz - 60s Massima sovratensione di ingresso provocata dal convertitore in seguito all interruzione del carico a potenza nominale:.. secondo norma CEI EN Armoniche di linea:.secondo Fiche UIC 550 considerando la possibile presenza di 2 convertitori su un singolo rotabile attivi contemporaneamente Uscita MT Il convertitore deve fornire in uscita una tensione continua a 600 Vcc. La variazione transitoria della tensione in uscita dal convertitore all atto dell inserzione o disinserzione di un qualsiasi carico o altra condizione transitoria, deve essere contenuta in modo da garantire la continuità di funzionamento del chopper e di tutte le apparecchiature che il chopper stesso alimenta. Il funzionamento in sovraccarico deve essere tracciato in diagnostica residente tramite un evento specifico. Il fornitore deve definire le caratteristiche di variazione statica e dinamica delle tensione in uscita (con rispettive soglie temporali e di tensione) in modo da garantire il rispetto dei requisiti della presente specifica. Devono comunque essere garantite le prestazioni e caratteristiche seguenti: Potenza di uscita nominale: 30 kw (rif. ad alimentazione a 3 kv) Tensione di uscita nominale:..600 Vcc Campo di variazione statico della tensione nominale:.+/-5% Campo di variazione dinamico della tensione nominale a seguito di transitori provocati da variazioni del carico e/o variazioni della tensione di alimentazione:... +/-10% Ondulazione della tensione: +/-2 % Sovraccarico transitorio: 150% per 60 secondi Tensione minima di uscita al di sopra della quale deve essere garantita l erogazione della potenza nominale: 570 V Tensione minima AT per cui si deve garantire l erogazione della potenza nominale.2 kv Alimentazione BT Il convertitore deve avere in ingresso anche un alimentazione ausiliaria BT alla tensione nominale di 24 Vcc prelevata dalle batterie del rotabile che deve essere utilizzata solo in caso di assenza della tensione AT. In caso di presenza di tensione AT l alimentazione BT dei circuiti interni del convertitore deve essere indipendente dalla alimentazione BT ausiliaria fornita dalla carrozza. La mancanza dell alimentazione ausiliaria a 24 Vcc, oppure una sovratensione, o una tensione fuori range, o una qualsiasi altra problematica, avaria, anomalia a tale interfaccia (compreso il cortocircuito esterno) non deve comportare alcuna limitazione o degrado delle funzionalità e prestazioni del convertitore. Il campo di variazione della tensione BT esterna è 16,8 36 Vcc, mentre la massima tensione in regime transitorio (0,1 sec.) che non deve dar luogo a malfunzionamenti è di 40 Vcc. La potenza BT assorbita dal convertitore in assenza di tensione di alimentazione AT deve essere minimizzata In assenza prolungata di tensione di alimentazione AT, con un valore di tempo configurabile, l assorbimento di potenza BT deve essere annullato. Con l interruttore di comando in posizione DISINSERITO la potenza BT assorbita deve annullarsi dopo il tempo necessario allo spegnimento del convertitore. Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 9 di 19

10 5.7.4 Rendimento Il rendimento del convertitore a tensione e carico nominali deve essere >95%. Il fornitore deve dichiarare il rendimento del convertitore in condizioni di carico nominale e con il 50% del carico alla tensione di nominale di 3 kvcc. Tali valori devono essere verificati in sede di prova di tipo Gestione del sovraccarico Il convertitore deve poter funzionare per un certo tempo anche in sovraccarico. La conformità a questo requisito deve essere garantita sfruttando i margini che derivano dal dimensionamento per il funzionamento continuativo alla potenza nominale. Dopo una prima fase in cui il convertitore deve erogare la corrente di sovraccarico mantenendo la tensione nominale di uscita, deve essere attuata la strategia di riduzione della corrente abbassando gradualmente la tensione di uscita secondo una curva da definirsi a cura del fornitore ed in ogni caso configurabile. Il funzionamento in sovraccarico deve essere tracciato in diagnostica residente tramite un evento specifico Protezioni elettriche Il sistema delle protezioni del convertitore deve essere sviluppato in modo da evitarne l intervento indebito, privilegiando la continuità del funzionamento, garantendo la prevenzione dei guasti ed evitandone la propagazione, minimizzando il degrado indotto dall intervento della protezione stessa. Le protezioni del convertitore devono essere sviluppate in modo da garantire il coordinamento delle stesse, selettività e gerarchia di intervento, anche con riferimento alle possibili protezioni presenti nel sistema esterno al convertitore stesso (es. interruttori automatici di protezione dei carichi), garantendo la massima disponibilità del convertitore ed assicurando l assenza di esclusioni e blocchi indebiti. Il convertitore deve essere dotato in ingresso sul polo positivo di alimentazione AT a 3 kvcc di protezione tramite fusibile interno al convertitore. Il fusibile deve intervenire esclusivamente per guasti interni al convertitore per i quali le protezioni di tipo attivo non sono sufficienti. I fenomeni transitori sulla linea di alimentazione non devono provocare l intervento del fusibile. Allo stesso modo l inserzione diretta del convertitore per tutto il campo di tensioni previste non deve provocare l intervento del fusibile di protezione. Il fusibile AT deve essere conforme alla specifica TI Il convertitore non deve essere dotato di organi elettromeccanici. L intervento del fusibile deve essere tracciato in diagnostica residente tramite un evento specifico. L uscita a 600 Vcc deve essere protetta dalle sovratensioni tramite apposita protezione in modo da contenere la tensione entro livelli idonei al dimensionamento dei circuiti stessi e per evitare potenziali eccessivi sulla rete di uscita. Sia l intervento che l avaria/indisponibilità del dispositivo di protezione dalle sovratensioni devono essere tracciati in diagnostica residente tramite eventi specifici. L avaria/indisponibilità del dispositivo di protezione dalle sovratensioni di uscita deve portare ad un blocco permanente. Il convertitore deve disporre delle protezioni necessarie al funzionamento in qualsiasi condizione operativa senza subire o provocare danneggiamenti di alcun tipo; tra le protezioni da prevedere devono essere incluse: sovraccarico in uscita; cortocircuito in uscita; cortocircuito in ingresso; tensione di ingresso fuori limite; tensione di uscita fuori limite; sovratensione di uscita; sovratemperatura dei componenti. Le protezioni del convertitore dovranno avere come conseguenza un blocco di tipo temporaneo o permanente. I blocchi temporanei devono comportare l interruzione momentanea del funzionamento del convertitore. Il convertitore deve riprendere automaticamente il normale funzionamento al cessare delle condizioni che hanno portato al blocco. I blocchi permanenti devono comportare l interruzione permanente del funzionamento del convertitore. Ogni guasto che, pur non compromettendo la funzionalità del convertitore, ha come conseguenza una limitazione delle condizioni di sicurezza o potenziali rischi deve avere come conseguenza un blocco permanente. 3 blocchi temporanei (per cause interne) del convertitore in 20 devono comportare il blocco permanente del convertitore. 1 blocco temporaneo per cause interne che persista per 5 senza consentire il ripristino del funzionamento del convertitore deve comportare un blocco permanente. Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 10 di 19

11 Il ripristino del funzionamento dei blocchi permanenti (ad esclusioni di quelli per cause esterne) deve essere effettuato tramite interfacciamento al convertitore con PC. Il ripristino del funzionamento dei blocchi permanenti per cause esterne deve essere effettuabile tramite pulsante sul convertitore e deve essere tracciato in diagnostica tramite evento specifico. In caso di cortocircuito sulla rete di uscita il convertitore deve funzionare in limitazione di corrente erogando per un tempo opportuno una corrente tale da consentire l intervento delle protezioni relative al carico in corto, carico di potenza anche paragonabile a quella del chopper (es. 2/3 della potenza nominale del chopper) Per garantire lo scatto delle protezioni del carico in corto il convertitore deve essere in grado di erogare ad esempio e come requisito minimo una corrente pari a 3 volte la sua corrente nominale secondo una caratteristica corrente/tempo da definire a cura del fornitore e comunque configurabile. Il convertitore deve tentare per 3 volte di provocare l intervento del dispositivo di protezione del carico in avaria dopodiché in caso di permanenza del cortocircuito deve andare in blocco permanente. Il funzionamento in limitazione di corrente deve essere tracciato in diagnostica residente tramite un evento specifico. La presenza di tensione di ingresso AT fuori dai limiti deve comportare un blocco temporaneo ripristinabile automaticamente al rientro della tensione nel range di funzionamento. L individuazione delle protezioni e le conseguenze delle protezioni sul sistema (inclusa la classificazione in protezioni temporanee e permanenti) dovranno risultare come output dell analisi FMECA che il fornitore deve sviluppare e rendere disponibile nella documentazione di progetto. L intervento di ogni protezione deve essere tracciato in diagnostica residente tramite un evento specifico per ogni protezione intervenuta. Allo stesso modo deve essere tracciato in diagnostica residente tramite evento specifico (es. blocco temporaneo convertitore, ecc.) ogni blocco temporaneo e permanente intervenuto ed il relativo intervento di reset. Nei dati ambientali degli eventi presenti in diagnostica deve essere inserito: il codice identificativo della protezione intervenuta ed ancora attiva; il codice identificativo della ultima protezione intervenuta anche se si è ripristinata; il codice identificativo della protezione che ha comportato il blocco permanente attivo; il codice identificativo della protezione che ha comportato il blocco temporaneo attivo; il codice identificativo della protezione che ha comportato l'ultimo blocco temporaneo anche se il blocco è stato ripristinato; il codice identificativo della protezione che ha comportato l'ultimo blocco permanente anche se il blocco è stato ripristinato. La documentazione di progetto deve riportare, in uno specifico documento ed in un format sintetico tabellare, per ogni protezione almeno le seguenti informazioni: codice identificativo della protezione ; tipo di protezione hardware o software; i trasduttori e le schede tramite cui vengono acquisite le grandezze che vengono elaborate per attivare la protezione; modulo software e scheda che attua la protezione; azioni che effettua il sistema di controllo del convertitore a seguito dell attivazione della protezione; stato in cui si porta il convertitore a seguito dell intervento della protezione; conseguenza della protezione in termini di blocco temporaneo e di blocco permanente; algoritmo, soglie di intervento, filtri temporali e condizioni di abilitazione della protezione e stato del convertitore in cui la protezione è attiva, numero di blocchi temporanei prima dell eventuale blocco permanente; durata del blocco e condizione di reset, specificando se la ripartenza è automatica in funzione di cosa o se è necessaria una azione manuale; evento diagnostico associato alla protezione; stato delle spie; guida operatore per la manutenzione. 5.8 Diagnostica Il convertitore deve disporre di una propria diagnostica residente. Il sistema diagnostico del convertitore deve rendere disponibili all esterno tramite interfaccia CAN ed Ethernet le informazioni sullo stato di funzionamento e le avarie del convertitore, deve inoltre rendere disponibili all esterno tramite interfacce di tipo a contatto pulito, finalizzate all attivazione di segnalazioni ottiche sul rotabile, le informazioni necessarie per il personale di bordo e di manutenzione. Sul convertitore devono essere residenti le seguenti spie di segnalazione: Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 11 di 19

12 blocco permanente; blocco permanente per cause esterne; incendio in atto. Tali segnalazioni devono essere gestite coerentemente con le uscite a contatto pulito definite nei paragrafi precedenti. L attivazione/disattivazione delle spie residenti sul convertitore deve essere diagnosticato attraverso eventi diagnostici specifici. Devono inoltre essere residenti interfacce USB e Ethernet. Interfacce USB/Ethernet, spie di segnalazione, pulsante di reset per blocco permanente (per causa esterna) devono essere applicati localmente sul convertitore in modo da garantire il grado di protezione e l ermeticità necessari garantendo comunque una facile accessibilità per il personale di manutenzione. Dall interfaccia USB deve poter essere scaricato il contenuto diagnostico del convertitore semplicemente inserendo una chiavetta USB. I dati diagnostici del convertitore devono identificare in modo univoco e diretto la LRU in avaria, l origine e la causa alla base del guasto o dell anormalità, indirizzando l azione da effettuare in ambito manutentivo. Devono essere tracciate in diagnostica residente tutte le protezioni del convertitore, tutti i blocchi temporanei e permanenti anche se dovuti a cause esterne (es. sovratensione o sotto tensioni di linea persistente), eventuali mancate partenze del convertitore, tutti i guasti. In diagnostica devono essere tracciati inoltre il rientro delle condizioni di attivazione degli eventi diagnostici (incluso ingresso/uscita dallo stato di sovraccarico e limitazione di corrente). I dati diagnostici devono essere memorizzati, in modo non volatile, in un apposita base dati all interno del convertitore, ed ogni evento diagnostico deve avere un suo codice sequenziale identificativo. I dati ambientali associati all evento diagnostico devono essere gli stessi per ogni evento diagnostico e devono contenere, oltre a quanto già riportato in altri punti del presente documento: tutti i dati, di tipo analogico disponibili al sistema di controllo (temperature, correnti, tensioni, e tutte le ulteriori grandezze acquisite dai trasduttori); tutti i dati di tipo digitale relativi ai segnali di input/output ed interfacce del convertitore e i segnali di input/output delle schede di controllo; tutti i dati relativi allo stato di attivazione delle protezioni; tutti i dati necessari a caratterizzare in modo specifico lo stato di funzionamento del convertitore e dei suoi stadi e sezioni (incluso i codici relativi allo stato delle macchine a stati o flowchart di funzionamento ed i dati ambientali relativi alle condizioni per le transizioni di stato); lo stato di attivazione delle spie. Gli eventi diagnostici devono essere corredati di più campioni temporali campionati con tempistica adeguata ed in numero tale (almeno 10 nell intorno dell evento centrale; numero di campioni temporali e intervalli di campionamento comunque configurabili via software) da consentire la ricostruzione, l interpretazione esaustiva del fenomeno occorso, lo stato di funzionamento del convertitore prima e dopo l attivazione della protezione o dell evento diagnostico in questione. Nella diagnostica deve essere registrato un evento diagnostico periodico (da generare ogni 10, parametro tuttavia configurabile) corredato con i dati ambientali propri degli altri eventi diagnostici. Deve essere presente nell aria di scarico dati la hit list degli eventi diagnostici che si sono attivati nei seguenti periodi: ultima settimana; ultimi 15 giorni; ultimo mese. In diagnostica devono essere memorizzati, all interno dei dati ambientali, inoltre: il tempo totale di funzionamento del convertitore; il tempo totale di erogazione della tensione in uscita dal convertitore; il numero di blocchi permanenti e temporanei con relativa statistica circa ogni singola protezione intervenuta; numero di reset effettuati; la configurazione software e hardware del convertitore; il valore dei parametri di configurazione del convertitore. In diagnostica devono inoltre essere tracciate tramite eventi specifici: le variazioni relative allo stato di presenza della tensione in ingresso e di tutti gli ulteriori comandi/consensi esterni al convertitore necessari per il suo funzionamento; le variazioni relative allo stato di funzionamento del convertitore. L intero contenuto della diagnostica del convertitore deve poter essere trasferito in modo continuo (senza necessità di effettuare modifiche al convertitore stesso) tramite collegamento Ethernet. Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 12 di 19

13 L invio di ogni evento diagnostico e dei relativi dati ambientali tramite Ethernet deve essere effettuato con un ritardo massimo di 30 rispetto alla generazione dell evento diagnostico. I dati inviati tramite ethernet non devono avere nessuna perdita di contenuto informativo rispetto alle informazioni diagnostiche e registrazione dei dati residenti e disponibili al singolo convertitore. Nell area di memoria disponibile per la diagnostica (che deve essere di almeno 30 GByte) devono poter essere memorizzate registrazione dei parametri di funzionamento e dei segnali di processo del convertitore, registrazioni opportunamente programmate tramite interfaccia ethernet da un operatore esterno e per le quali deve poter essere definito dall operatore oltre ai parametri ed ai segnali da registrare anche il tempo di campionamento. Le registrazioni ed informazioni diagnostiche presenti nell area di memoria non devono essere cancellabili, ma solo sovrascrivibili una volta raggiunto il limite di memoria. Per l area di scarico dati deve essere dedicata una area di 15 Gbyte. Fra le informazioni da rendere disponibili in modo continuo attraverso interfaccia ethernet devono essere previste le seguenti: tutti i dati ambientali associati ai diagnostici; stato di funzionamento del convertitore (in funzione, in blocco permanente, ecc.); codifica alfanumerica delle protezioni intervenute alla base dei blocchi del convertitore e degli altri diagnostici intervenuti; tutti i contatori interni, anche quelli definiti autonomamente dal fornitore; l energia totale (kwh) erogata; la potenza istantanea erogata; la tensione e la corrente di ingresso al convertitore; la tensione e la corrente di uscita dal convertitore; le temperatura interna del convertitore; le altre grandezze analogiche disponibili al controllo del convertitore. Attraverso l interfaccia Ethernet deve essere possibile per mezzo di collegamento a personal computer portatile: effettuare la programmazione delle registrazioni di cui sopra; effettuare lo scarico di tutta la base dati diagnostici, ivi comprese le registrazioni (tale funzione deve tuttavia essere disponibile anche tramite interfaccia USB); leggere e registrare in real-time tutti i parametri di funzionamento, i segnali di processo del convertitore, gli input e gli output analogici e digitali delle varie schede, i parametri che caratterizzano gli stati di funzionamento del convertitore e quanto altro precedentemente specificato;, programmare con l orario e la data desiderati l orologio di sistema; comandare prove in bianco ed effettuare verifiche funzionali (es. tramite lettura/forzatura delle modalità operative, di segnali e parametri, ingressi ed uscite, etc); effettuare tutte le ulteriori configurazioni cui si fa riferimento nel documento. Le interfacce CAN, Ethernet e USB devono essere accessibili in sicurezza, anche con presenza di tensione AT. Tutte le funzioni devono essere disponibili tramite una connessione Ethernet ed un comune browser. La comunicazione attraverso le interfacce su citate deve poter avvenire anche in assenza di tensione AT, prelevando quindi la necessaria energia dalla batteria del rotabile. Il protocollo di comunicazione ed il formato dei dati esportato tramite Ethernet devono essere pienamente documentati. L interfaccia USB deve essere idonea a pilotare semplici dispositivi di archiviazione rimovibili USB 2.0. Il dispositivo deve supportare il file system FAT32 (File Allocation Table) sui sistemi di archiviazione rimovibili; è gradito il supporto anche del formato EX-FAT. 5.9 Requisiti componenti I componenti del convertitore devono essere conformi alla loro specifica di requisiti, alle norme generali o di prodotto applicabili. I componenti devono essere impiegati in condizioni conformi alle proprie specifiche dei requisiti Sicurezza elettrica Devono essere adottate tutte le precauzioni e le soluzioni tecniche necessarie a garantire la protezione delle persone contro i pericoli di origine elettrica sia durante l esercizio sia durante le operazioni di manutenzione. Deve essere assicurata la conformità del convertitore alla norma CEI EN e UIC 533. I condensatori con tensione in banda III e IV devono essere dotati di circuito di scarica ridondato, in grado, dopo che l apparato sia stato disalimentato, di abbassare la tensione residua a 50 V in un tempo inferiore a quello Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 13 di 19

14 necessario all accesso al componente. L avaria del circuito di scarica, anche della singola ridondanza, deve essere diagnosticata. Sulle portelle di chiusura avvitate devono essere applicate opportune targhe monitorie di presenza tensione indicanti che la rimozione delle portelle deve avvenire previa esecuzione delle necessarie procedure di sicurezza (manovra del dispositivo manuale di sicurezza). Le targhe monitorie devono essere in materiale metallico, le indicazioni riportate devono essere resistenti alla corrosione e ai lavaggi sottocassa, l applicazione deve essere permanente mediante rivettatura. Tutte le parti metalliche che possono andare sotto tensione, anche in seguito a guasti, devono essere collegate a massa in conformità alla norma CEI EN e alla UIC Sicurezza contro le esplosioni Il convertitore deve essere realizzato in modo da garantire dal rischio di esplosioni, evitando fra l altro di installare componenti e materiali capaci di generare gas infiammabili o che possono provocare la formazione di miscele esplosive, e in ogni caso prevedendo soluzioni che ne contengano gli effetti in modo da scongiurare ogni pericolo per le persone e garantire la sicurezza Protezione al fuoco Le caratteristiche di protezione al fuoco devono essere conformi alla norma UNI CEI o in alternativa alla EN e al DM del 28 ottobre 2005 Sicurezza nelle gallerie ferroviarie ; il livello di rischio è LR3. Per la progettazione, installazione, validazione e manutenzione del sistema di rilevazione ed estinzione incendi richiesto dal DM di cui sopra, dovrà farsi riferimento al progetto di norma nazionale UNIFER U del 23/04/2013. Devono essere inoltre rispettate le ulteriori normative applicabili in termini di sicurezza e lotta al fuoco 5.13 Rumore acustico Il fornitore deve implementare tutte le soluzioni tecniche ed accorgimenti allo stato dell arte necessari a minimizzare il rumore emesso verso l interno e l esterno del veicolo Compatibilità elettromagnetica Il convertitore deve essere conforme alle norme CEI EN e CEI EN Il convertitore deve essere realizzato in modo tale che il suo funzionamento non sia influenzato dai campi elettromagnetici e/o disturbi provenienti dall'interno o dall'esterno del rotabile e in modo che, a sua volta, non produca campi elettromagnetici e/o disturbi che possono provocare malfunzionamenti alle altre apparecchiature di bordo e/o a quelle di terra o disturbi alle comunicazioni radio. In ogni caso devono essere rispettati i requisiti di legge e quelli imposti dal gestore dell infrastruttura, anche a livello di intero veicolo e di intero treno. Per quanto concerne l esposizione umana ai campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici devono essere applicate le modalità di verifica stabilite dalla norma CEI EN Requisiti del software Il software deve essere sviluppato e validato secondo le indicazioni dalla norma CEI EN e delle altre normative applicabili. Devono essere forniti tutti i manuali, le specifiche dei requisiti del software; specifiche di dettaglio del software, architettura del software, configurazione del software, lista di tutti i segnali, variabili e parametri del software e loro descrizione, allocazione dei moduli software alle singole schede, specifiche di prova funzionali del software che comprendano il test (anche a bordo del veicolo) di tutti i modi di funzionamento nelle differenti condizioni di esercizio, nominali e degradate e tutta la documentazione e gli strumenti necessari affinché il committente possa effettuare eventuali modifiche in autonomia. Il documento relativo alla configurazione software in caso di upgrading del software deve riportare per ogni modifica: funzioni o moduli software nuovi o modificati; le schede su cui questi moduli o queste funzioni sono implementate; le variazioni delle principali soglie, parametri, variabili, ecc. Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 14 di 19

15 5.16 Requisiti di affidabilità Profilo di missione La tipologia di servizio del rotabile sul quale il convertitore è installato è quella di rotabili adibiti a trasporto viaggiatori in servizio metropolitano, regionale o lunga percorrenza su linee a 3 kvcc o 1,5 kvcc. A scopo indicativo si consideri la durata di una missione (intervallo intercorrente tra due manutenzioni durante le quali vengono riparati i guasti eventualmente verificatesi) pari a 20 giorni. Si consideri, inoltre, che il rotabile effettua circa 330 giornate di servizio annue e che durante ogni giorno il convertitore funziona per circa 20 ore. La vita utile del convertitore deve essere almeno di 20 anni a partire dalla data di messa in servizio dello stesso. Il convertitore deve essere progettato per garantire le prestazioni ed i livelli di affidabilità, manutenibilità, disponibilità e sicurezza richiesti per l intero periodo di vita utile Affidabilità Il fornitore deve garantire per il convertitore un tempo medio tra i guasti critici di almeno ore. Per guasti critici in esercizio si intende: guasti/anomalie di funzionamento che comportano il blocco permanente; guasti/anomalie di funzionamento che comportano l impossibilità di erogare la tensione MT con le caratteristiche e le prestazioni riportate nella presente specifica; guasti/anomalie di funzionamento che comportano l effettuazione di un intervento manutentivo. Ognuno di questi contatori deve essere registrato nella diagnostica residente del convertitore, essere reso disponibile attraverso interfaccia Ethernet/USB. Il fornitore deve riportare il valore di MTBF di progetto nella specifica tecnica del componente, tale valore sarà il valore target da prendere a riferimento. Qualora il tempo medio tra i guasti critici sia inferiore all obiettivo prestabilito, oltre a quanto previsto dal contratto di fornitura, devono essere messe in atto tutte le azioni correttive e le modifiche che consentano di raggiungere l affidabilità prevista in esercizio Manutenibilità Il convertitore non deve richiedere interventi di manutenzione preventiva in sede di primo livello di manutenzione e può richiedere interventi di manutenzione preventiva in sede di secondo livello di manutenzione (secondo le scadenze di manutenzione ciclica del rotabile sul quale è applicato) con un numero di ore/uomo massimo di 12 ore. La manutenzione correttiva deve essere effettuata esclusivamente fuori opera, a fronte di opportuna segnalazione diagnostica del convertitore in avaria da rendere evidente al personale di bordo attraverso le interfacce digitali in uscita dal convertitore (connettore BT) ed al personale di manutenzione anche attraverso le segnalazioni luminose sul convertitore stesso. Non devono essere possibili blocchi permanenti o avarie/anomalie del convertitore che non siano diagnosticati e rilevabili da parte del personale di bordo e di manutenzione attraverso le interfacce e le segnalazioni su indicate. Il fornitore deve mettere in atto tutte le soluzioni tecniche da rendere il convertitore facilmente accessibile, minimizzando i tempi smontaggio e rimontaggio a bordo del veicolo e i tempi di riparazione/manutenzione a terra Identificazione Il convertitore deve riportare sul telaio o su un pannello frontale in modo ben visibile e non asportabile una targa sulla quale sono riportate almeno le indicazioni previste nella norma EN par La targa del convertitore deve anche riportare l indice di configurazione hardware del convertitore che deve caratterizzare in modo univoco la configurazione del convertitore stesso e dei suoi sottoassiemi, configurazione che deve essere riscontrabile nella documentazione del prodotto e nel documento di configurazione hardware. Ogni sottoassieme e componente sostituibile (LRU) deve essere contrassegnato da una targhetta indicatrice riscontrabile nella documentazione del prodotto. 6 Prove Il convertitore completo e i suoi componenti e sottoassiemi deve essere sottoposto alle prove previste dalla normativa e dalle leggi vigenti, a tutte le ulteriori prove richieste dalla presente specifica e tutte le ulteriori prove necessarie a validare i requisiti di progetto. Le prove devono inoltre dimostrare che il convertitore completo è in grado di fornire le prestazioni richieste ed è in grado di integrarsi e interfacciarsi correttamente con i circuiti e i carichi del rotabile senza alterarne il funzionamento. Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 15 di 19

16 Le differenti condizioni di funzionamento del convertitore devono essere verificati mediante prova di tipo. Le prove sono da suddividersi in: Prove di tipo e di serie dei componenti e sottoassiemi; Prove di tipo e di serie del convertitore completo isolato; Prove di integrazione del convertitore sul rotabile; Prove di esercizio. 6.1 Prove di tipo e di serie dei componenti e sottoassiemi I componenti ed i sottoassiemi del convertitore devono essere provati in conformità alla loro specifica dei requisiti, alle norme generali o di prodotto applicabili ed alla presente specifica. Devono essere effettuate inoltre tutte le prove descritte nella norma CEI EN par Prove di tipo e di serie del convertitore completo Le prove del convertitore completo devono essere effettuate con configurazione hardware e software del prodotto definita e rilasciata Prove di tipo Le prove di tipo devono essere eseguite sul primo convertitore della fornitura completo di ogni parte. Fra le prove da effettuare, devono essere incluse anche: a) tutte le prove richieste dalla norma UIC550, CEI EN ai par e ai par. 7.4, includendo le prove soggette ad accordo fra utilizzatore e costruttore e effettuando le prove anche nelle condizioni worst case e maggiormente stressanti per il convertitore; b) tutte le ulteriori prove previste dalla normativa e dalle leggi vigenti, le prove necessarie per la messa in esercizio del convertitore e le ulteriori prove previste per la verifica e validazione dei requisiti di progetto; c) le prove in condizioni termiche estreme (secondo i limiti di temperatura previsti dalla normativa). Il convertitore deve essere alimentato alla tensione nominale ed erogare il carico nominale per 3 ore. Durante la prove devono essere monitorate e registrate le principali grandezze elettriche e le temperature dei componenti elettrici ed elettronici critici. Al termine della prova e sempre nelle condizioni di temperatura ambiente specificate deve essere verificata la funzione autostarter, il riavvio del convertitore e la corretta alimentazione a carico nominale; d) tutte le prove necessarie per la validazione delle funzionalità del convertitore (fra cui le prove di validazione del software previste dalla CEI EN50155 e dalla ulteriore normativa applicabile) e per la verifica dell interfacciamento verso il rotabile. Queste prove includono fra le altre: o le prove per la verifica e validazione della funzionalità autostarter; o le prove per la verifica e la validazione dei requisiti diagnostici (verifica delle condizioni di attivazione di tutti gli eventi diagnostici, verifica della memorizzazione degli eventi diagnostici e dei relativi dati ambientali, verifica degli ulteriori requisiti di progetto di cui alla presente specifica e degli altri requisiti fissati dal fornitore; o le prove per la verifica della gestione di tutte le protezioni e delle condizioni che comportano blocchi temporanei o permanenti del convertitore (e dei suoi stadi/sezioni) o emissione diagnostici, verifica degli algoritmo e delle condizioni di attivazione, memorizzazione del relativo evento diagnostico, verifica della reazione del sistema a seguito della protezione stessa, verifica delle condizioni di reset con conseguente ripresa del funzionamento del convertitore, verifica delle condizioni di attivazione/disattivazione delle interfacce esterne e delle segnalazioni luminose residenti, etc. Devono essere verificati gli ulteriori requisiti di progetto di cui alla presente specifica e gli altri requisiti fissati dal fornitore. Il software di interfaccia con il convertitore cui si fa riferimento nel paragrafo relativo alla diagnostica deve avere tutte le potenzialità e caratteristiche necessarie per l effettuazione delle prove citate; o le prove per la verifica delle macchine a stati, diagrammi di flusso, gestione dei sezionatore/contattori, dei componenti e degli stadi/sezioni del convertitore, sequenze e modi di funzionamento del convertitore nelle differenti condizioni operative, sia in condizioni normali che degradate. Deve essere verificata inoltre la risposta del sistema alla variazione di tutti i possibili input sia in fase di avvio che di regime, le condizioni di variazione degli output, le eccezioni di funzionamento per cui pur in presenza dei relativi consensi in ingresso il convertitore non eroga tensione in uscita. Il software di interfaccia con il convertitore cui si fa riferimento nel paragrafo relativo alla diagnostica deve avere tutte le potenzialità e caratteristiche necessarie per l effettuazione delle prove citate; o le prove per la verifica della corretta individuazione del componente/sottoassieme guasto da parte del sistema diagnostico in seguito a simulazione delle avarie possibili; o le prove per la verifica del mantenimento dell integrità dei dati diagnostici a seguito di spegnimento Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 16 di 19

17 improvviso in assenza di tensione di batteria; o le prove relative alle funzionalità dell interfaccia Ethernet/CAN/USB del convertitore. e) prova di endurance del convertitore, da effettuare come ultima prova di tipo a convertitore isolato, che deve riprodurre una intera giornata di lavoro del convertitore ed in cui, secondo una procedura da definire, deve essere possibile fra l altro: o variare il carico erogato dal convertitore sulla uscita simulando l ambiente del rotabile nelle sue differenti condizioni di funzionamento (presa di carico, sovraccarico, cortocircuito, etc); o variare, interrompere, creare buchi di tensione sulla tensione di alimentazione del convertitore; o forzare l intervento delle protezioni o eventuali degradi del convertitore; o variare ulteriori condizioni di lavoro del convertitore; o stressare quanto più possibile il convertitore. Durante le prove devono essere registrate, anche attraverso il software di interfaccia con il convertitore, tutte le grandezza analogiche del convertitore (tensioni e correnti dei vari stadi, temperature dei punti critici e temperatura esterna), l evoluzione delle macchine a stati o dei diagrammi di flusso e tutti gli ulteriori segnali e parametri necessari a caratterizzare e monitorare completamente il convertitore e le sue condizioni operative Prove di serie Le prove di serie (prove individuali) devono essere effettuate su tutti i convertitori della fornitura completi di ogni parte. Fra le prove da effettuare, devono essere incluse anche tutte le prove richieste dalla norma CEI EN ai par e ai par Prove di integrazione del convertitore sul rotabile Le prove di integrazione sul rotabile devono essere effettuate una volta effettuate con esito positivo le prove di tipo a convertitore completo (con consegna dei relativi report). Le prove di integrazione sul rotabile includono prove statiche e prove in movimento. Tra le prove statiche devono essere previste: controllo visivo e dimensionale verificando l installazione meccanica ed elettrica del convertitore sul rotabile; prove funzionali (punto d) del paragrafo relativo alle prove di tipo a convertitore isolato nelle differenti condizioni di alimentazione AT e BT; prove di integrazione con gli altri sistemi di carrozza con verifica dei parametri e delle grandezze elettriche, incluso la prova del coordinamento delle protezioni del convertitore con quelle dei carichi di carrozza. Il software di interfaccia con il convertitore cui si fa riferimento nel paragrafo relativo alla diagnostica deve avere tutte le potenzialità e caratteristiche necessarie per l effettuazione delle prove citate. 6.4 Prove di esercizio Le prove di esercizio devono essere effettuate una volta effettuate con esito positivo le prove statiche di integrazione sul rotabile. Le prove di esercizio hanno lo scopo di verificare l affidabilità in esercizio del convertitore in condizioni di uso normali. Le prove di esercizio, della durata di 3 mesi, devono essere svolte equipaggiando almeno 4 carrozze con il convertitore e ponendole in esercizio commerciale. Durante la prove di esercizio, il convertitore deve essere equipaggiato dal fornitore con un sistema in grado di scaricare i dati diagnostici del convertitore a terra in modo continuo (tramite UMTS/GPRS) e tale da consentire il monitoraggio in real time del convertitore. Tali dati devono essere accessibili anche al Committente. Al termine del periodo di prove di esercizio deve essere prodotto dal fornitore un report che dimostri l assenza di anomalie, irregolarità o malfunzionamenti del convertitore e del rotabile; tale report deve essere corredato dai dati diagnostici del convertitore e supportato dall analisi dei dati diagnostici stessi nel periodo di prova. 7 Documentazione 7.1 Documentazione da rilasciare Il fornitore deve rendere disponibile almeno la seguente documentazione nelle seguenti fasi di progetto: Fase 1 : Progettazione preliminare e di sistema Specifica tecnica del convertitore del fornitore; Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 17 di 19

18 Specifica della descrizione tecnica e dei requisiti funzionali del convertitore (inclusi i requisiti funzionali del software); Specifiche dei componenti e sottoassiemi; Schema elettrico funzionale AT/MT/BT interno del convertitore; Schema elettrico delle interfacce di ingresso/uscita; Disegno di assieme dimensionale con indicazione delle interfacce elettriche e meccaniche; Analisi di affidabilità previsionale, FMECA con relativa associazione di protezioni e diagnostica; Rapporto di valutazione della conformità (output documentale del sistema di gestione dei requisiti); Elenco della documentazione (piano della documentazione) da rendere disponibile durante le fasi di progetto e dopo l effettuazione delle prove di esercizio, inclusa la documentazione del software; Elenco preliminare delle prove di tipo con riferimento, prova per prova, alla relativa specifica di prova. Fase 2 : Progettazione intermedia Aggiornamento della documentazione di cui al punto precedente; Specifiche di installazione ed esecuzione delle prove di serie per il collaudo e la verifica della corretta integrazione del convertitore sul rotabile; Specifiche funzionali delle schede elettroniche; Schema di configurazione del software e dell hardware; Documentazione del software; Rapporto di valutazione della conformità aggiornato (output documentale del sistema di gestione dei requisiti); Documentazione relativa alle verifiche di progetto (note di calcolo, simulazioni, etc); Specifiche delle prove previste con particolare riferimento alle specifiche di prova funzionali a convertitore isolato e alle prove di integrazione sul rotabile (incluse le specifiche di prova del software); Ulteriore documentazione prevista dal piano della documentazione. Fase 3 (a seguito superamento delle prove di tipo) Aggiornamento e congelamento della documentazione di cui ai punti precedenti; Analisi del rischio secondo regolamento europeo 352/09; Dossier tecnico per l autorizzazione alla messa in servizio del convertitore nel rispetto della Disp. RFI 30/2007; Report delle prova di tipo, incluso report delle prove di esercizio; Dichiarazione per la messa in esercizio del convertitore con rilascio definitivo della configurazione hardware e software; Rapporto di valutazione della conformità finale (output documentale del sistema di gestione dei requisiti); Tutta la documentazione di progetto prevista dal piano della documentazione; Elenco di composizione e distinta della documentazione di progetto; Tools (e relativo manuale di uso) per scarico ed analisi dati diagnostici, installazione software, forzatura parametri, configurazione parametri e funzioni e effettuazione di tutte le ulteriori funzioni richieste a specifica; Piano di manutenzione; Manuali di uso, manutenzione/riparazione e cataloghi delle parti di ricambio. La documentazione di progetto finale deve essere inoltre conforme alla ST TI per l inserimento nel sistema informatico GAD di Trenitalia. La documentazione di uso e manutenzione deve essere conforme alle ST TI DTLS.Spec.300 e ST La documentazione deve essere esaustiva e deve contenere tutte le informazioni tecniche, dimensionali, funzionali, di interfaccia elettrica e meccanica, di taratura e collaudo, necessarie a consentire la caratterizzazione tecnica, di applicazione e di intercambiabilità del convertitore e dei singoli componenti, oltre alla relativa revisione/riparazione. 7.2 Note sul contenuto dei documenti di progetto Si riportano di seguito alcuni requisiti sul contenuto della documentazione. la specifica tecnica del convertitore del fornitore deve riportare tutti i requisiti di progetto del convertitore di cui alla presente specifica con le ulteriori caratteristiche e requisiti di progetto definiti dal fornitore o richiesti dalla normativa applicabile (es. CEI EN , UIC550, etc); la specifica della descrizione tecnica e dei requisiti funzionali del convertitore deve contenere, oltre a quanto espressamente richiesto nella presente specifica, fra l altro: - architettura del convertitore riportando anche le funzioni dei singoli blocchi e componenti di potenza rappresentati, specificando i livelli di tensione in ingresso/uscita ai vari stadi, le funzioni in sintesi delle schede (di interfaccia, controllo). Nello schema di architettura di sistema devono essere evidenziati i differenti stadi di Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 18 di 19

19 conversione del convertitore, identificando e descrivendo i principali componenti di potenza, evidenziando le grandezze fisiche di misura e controllo (tensioni, correnti, temperature, ecc.) e le principali interfacce da e verso il veicolo; - descrizione dei modi di funzionamento in condizioni normali e degradate, incluso il funzionamento a potenza nominale e la gestione del sovraccarico; - descrizione delle sequenza di funzionamento (fase di avvio, fase di alimentazione dei carichi, fase di arresto), descrivendo quando vengono accesi e spenti i vari stadi del convertitore. La descrizione può essere fornita tramite una rappresentazione a macchina a stati in cui si identifichino i nodi, le condizioni di transizione (inclusi i tempi, livelli di tensione raggiunti, ecc.), per passare da un nodo all altro, le funzioni di uscita; - specifica delle interfacce sia esterne che interne. Questa sezione deve contenere la descrizione e l elenco delle condizioni che comportano l attivazione e la variazione delle uscite (analogiche e digitali) e la descrizione della reazione del sistema alla variazione degli ingressi; - descrizione della gestione delle protezioni (come richiesto nel paragrafo relativo alla gestione delle protezioni); - descrizione e requisiti del sistema diagnostico; - descrizione della manovra di sicurezza e relativo schema circuitale; il documento classico relativo alla FMECA deve essere integrato con le seguenti colonne aggiuntive: - protezione associata al modo di guasto; - evento diagnostico associato al modo di guasto; - sintomo del modo di guasto; - evidenze all operatore di manutenzione/pdb del modo di guasto; - riferimento all azione manutentiva da effettuare. 7.3 Note sul contenuto dei documenti di prova Le specifiche delle prove di tipo, di serie e di integrazione sul veicolo devono riportare almeno le seguenti informazioni: elenco delle prove da effettuare e dei documenti di riferimento; descrizione delle procedure di prova con l indicazione delle azioni e/o verifiche con elenco dei parametri, grandezze, segnali, diagnostici, stati da monitorare e registrare durante il test; criteri di accettazione per il superamento della prova; le procedure di prova relative alle prove di tipo (in particolare quelle relative agli aspetti funzionali a convertitore isolato e di integrazione sul rotabile) devono essere strutturate in forma di check-list o in modo equivalente, contenendo almeno i contenuti informativi di seguito indicati: Identificazione convertitore/componente in prova: Documento di riferimento: Requisito da provare: Condizioni iniziali, condizioni al contorno ed altre condizioni necessarie per l esecuzione del test: Configurazione hardware e software: Procedura di test: Esito Note 1 Azioni e/o verifiche con elenco dei parametri, grandezze, segnali, diagnostici, stati da monitorare e registrare durante il test con i relativi ok ko criteri di accettazione ok ko Data e luogo: I report delle prove di tipo, di serie e di integrazione sul veicolo devono riportare: la specifica/procedura di prova di riferimento; i parametri rilevati nella prova (con i riferimenti ai valori di riscontro e relative tolleranze); l esito della prova. La certificazione di collaudo del singolo convertitore deve riportare le seguenti indicazioni: numero di serie del convertitore collaudato; Configurazione hardware/software; specifica/procedura di prova; riferimento al report di prova e certificati di conformità alle seguente specifica. Codice identificazione: n Esp. 01 Pagina 19 di 19

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