I föregående artikel har en
redogörelse givits för de moderna byggnadsmetoder för uppförande
av fyrtorn direkt på havsbottnen, varigenom en sedan långliga
tider närd önskan om fasta fyrar som ersättning för
fyrskepp kunnat realiseras. De bottenfasta fyrarna komma givetvis i fråga
icke enbart då det gäller ersättning av fyrskepp; tack
vare att kostnaden för fyrar av detta slag blir relativt måttlig,
kunna värdefulla fyr- och mistsignalanläggningar nu uppföras
i sådana farvatten, där man tidigare blott haft lys- och ljudbojar
som yttre angöringspunkter .
 |
För fyringenjören är idealet
nått, när en fyranläggning »sköter sig själv».
Tyvärr torde detta mål ligga ganska avlägset - åtminstone
om man kräver anläggningar med mera avancerade prestationer.
Med de enkla gasfyrarna med öppen låga har AGA lyckats uppnå
en driftsäkerhet, som knappast lämnar något övrigt
att önska. Elektriciteten kan dock icke längre undvaras för
fyrar, där hög ljusstyrka är nödvändig. Man får
då välja mellan följande tre alternativ: kabelförbindelse
till fyren, ackumulatorbatteri för regelbundet utbyte i fyren, eget
kraftmaskineri i fyren. Det första alternativet är välbeprövat
och här avgjorda fördelar i de fall ledningsavståndet icke
blir för stort och bottenbeskaffenheten är lämplig för
kabelförläggning. Det andra alternativet med utbytesbatterier
har sin givna begränsning och kan i varje fall inte komma i fråga
för mera avlägsna fyrar, då man har behov av hög effekt
för fyrljus och mistsignalering. Det tredje alternativet har - i varje
fall i Norden - hitintills icke |
kommit till användning för
obemannade fyrar förrän i bör- jan av 1950-talet men synes
nu komma att tillämpas i större omfattning.
Vid den obemannade fyren Hällgrund,
som avhandlats i föregående artikel, sker elkraftförsörjningen
uteslutande med i fyren inrymda dieselmotordrivna genera- toraggregat,
som manövreras och kontrolleras helt med radio. Radiomanövrering
har med gott resultat använts tidigare i Sverige, nämligen sedan
1947, då fyren Utgrunden färdigställdes och försågs
med utrustning, huvudsakligen tillverkad av AGA.
Manövrering och tillsyn a v fyren
Hällgrund ombesörjes av personalen vid en lotsplats, belägen
på en liten ö närmare fastlandet, ca 3,5 sjömil från
fyren. Icke heller lotsplatsen är elektrifierad genom anslutning till
kraftnät, utan även här alst- ras elkraften lokalt med dieselmotorer
eller, då vindstyrkan är tillräcklig, med ett vindelverk.
Utrustning i fyren
Sammanfattningsvis finnes i fyren följande
utrustning:
Elkraftanläggning, omfattande två
33 hk dieselgeneratoraggregat för 230/130 V trefas växelström
samt start-, instrument- och kontrollutrustning för de båda
aggregaten. till varje generator är en likriktare ansluten för
batteriladdning.
Ackumulatorbatteri av alkalisk typ, 12
V, 1000 Ah, för start av dieselmotorerna samt för matning av
radioutrustning och reläapparatur .
Mistsignalanläggning , bestående
av en 4 enheters elektromagnetisk membran- sändare med tonfrekvensen
300 p/s.
Fyrljusapparatur, bestående av dels
en huvudfyr med 500 mm:s trumlins och växlare för antingen 35
liters dalénbrännare eller 500 W elektrisk glödlampa,
dels en mindre, i sektorer skärmad bifyr med 300 mm:s trumlins och
öppen acetylen- gaslåga.
Radio- och fjärrkontrollapparatur,
innefattande bl. a, följande dubblerade enheter: ultrakortvågsradioutrustning
(sändare och mottagare) , frekvensselektiva man- överreläer
med förstärkarsteg och hjälpreläer, reläer för
indikering av vissa till- stånd i fyren, tidkopplingsorgan för
in- och urkoppling av mottagare och sändare (bl. a. för kontroll
av radioförbindelsen mellan fyren och manöverplatsen) .
Elkraftanläggningen
Eftersom fyren Hällgrund är självförsörjande
i fråga om elkraften, är det en nöd- vändig förutsättning,
att elkraftanläggningen är synnerligen driftsäker. Utvecklingen
av den moderna dieselmotorn, jämsides med en högt driven teknik
beträffande automatisk start- och kontrollutrustning har möjliggjort
denna till synes djärva driftform. Det är uppenbart, att den
elektriska energien alstrad på detta sätt blir dyrare än
om kraften kunde erhållas från allmänt kraftnät.
Det har därför ansetts lämpligt, att elkraftalstringen i
fyren begränsas till att äga rum under ogynnsamma siktförhållanden,
då man har verkligt behov av hög ljusstyrka och därtill
mistsignalering. Under övriga förhållanden, d. v. s. övervägande
delen av tiden, användes gas för såväl huvudfyr som
bifyr.
Vilket som helst av de båda elverken
kan sättas i gång och stoppas genom man- övrer från
lotsplatsen; elverken kunna dock icke vara i gång samtidigt. Start
kan också ske helt automatiskt, för den händelse spänningen
på ackumulatorbatteriet sjunker till alltför lågt värde.
Dieselmotorerna (fabrikat Bolinder-Munktell)
ha utrustats med extra stora smörj- oljebehållare för att
utan risk kunna köras under så långa perioder som 800
á 1000 timmar. Kylanordningarna äro också speciella såtillvida,
att särskilda värme- växlare anordnats nedsänkta i
den vattenbassäng, som finns nederst i fyren och som står i
förbindelse med havsvattnet genom ett antal horisontella kanaler.
För att tillgodose motorernas behov
av förbränningsluft och för att bortföra deras strålningsvärme
finnes en fläkt, som blåser in friskluft i maskinrummet under
den tid motorerna äro i gång. Överskottsluften strömmar
ut genom en särskild trumma tillsammans med ventilationsluft från
den våning, där ackumulatorbatterierna och de två laddningslikriktarna
äro placerade. En särskild, mindre evakueringsfläkt bidrar
till att ge likriktarna den erforderliga kylningen och säkerställer
utsugningen av gaserna från batteriet.
De båda likriktarna - en för
vardera generatorn - äro av selentyp med strömbe- gränsning
och automatisk omställning till hålladdning vid fulladdat batteri.
Maximala laddningsströmstyrkan är ca 150 A vid 14 V.
Fyr- och mistsignalutrustningen
Som tidigare nämnts användes
i fyren vid klar väderlek endast gasljus, nämligen dalénljus
i huvudfyren och öppen acetylengaslåga i bifyren. Huvudfyren
har en
lampväxlare av ny konstruktion. Den är
uppbyggd i två vertikalt rörliga »våningar»,
den ena för dalénljus med 35 liters brännare och automatiskglöd-
nätsbytare för 8 glödnät, den andra för en elektrisk
lampa om 500 W, 130 V. Växlingen mellan dalénljus och elektriskt
ljus sker genom en vertikalrörelse, som åstadkommes på
elektrohydraulisk väg. Huvudfyrens ljusstyrka är 4200 cd vid
dalénljus och 18000 cd vid elektriskt ljus. Bifyren är endast
utrustad med en 15 liters brännare. Ljusstyrkan är 55 cd för
rött och ca 30 cd för grönt ljus. Mistsignalanläggningen
består av en 4 enheters riktad elektromagnetisk membransändare,
statiska frekvenstransformatorer, avstämningsorgan och instrumentering
samt karaktärgivare. Hela anläggningen är i elektriskt avseende
delad i två hälfter, vilka manövreras var för sig;
endast karaktärgivaren är gemensam. Denna del av anläggningen
är emellertid även den dubblerad på så sätt,
att en karaktärgivare är ansluten till vardera generatorn. Tonfrekvensen
är 300 p/s. I.judsändaren matas således med 150 p/s, d.
v. s. tredubbla generatorfrekvensen. Den till ljudsändaren inmatade
effekten är totalt ca 4,5 kW.
Manöver- och kontrollapparatur
Den radioutrustning som användes för
fjärrkontroll av fyren Hällgrund, är ultrakortvågsapparatur
av standardtyp för fartyg. Sändning och mottagning sker på
en och samma frekvens i bandet 156-174 Mc/s. Antennerna såväl
vid manöverplatsen som på fyren äro utförda för
vertikal polarisation och äro försedda med vertikala vinkelreflektorer.
I fyren är antennen delvis inbyggd i tornkroppen, varvid ett cylindriskt
segment av plastglas skyddar själva dipolantennen och reflektorns
inre delar mot isbeläggning o. d.
För manövrering av de båda
elverken och mistsignalanläggningen användes ett system, som
baseras på frekvensseparation. Varje manöver- totalt sex- motsvaras
av en låg frekvens inom området 8-14 p I s, som i sin tur modulerar
en för manöverkanalerna gemensam 400 p/s ton. För separationen
användas elektrodynamiska filter eller s. k. frekvensreläer av
en ny, av AGA utvecklad konstruktion. Den rörliga delen av ett sådant
filter består i princip av en kring en vertikalaxel i ett magnetfält
vridbar strömslinga, vilken utgör kopplingslänk mellan primär-
och sekundärkretsarna. Till sekundärkretsen kan endast transformeras
signaler av den frekvens, vartill den rörliga slingan är avstämd
och som sålunda bringar slingan att oscillera. Avstämningen
såväl som dämpningen injusteras med hjälp av förskjutbara
permanentmagneter. Den spänning, som vid slingans oscillation induceras
i sekundärkretsen, matas in på ena styrgallret hos en dubbeltriod.
Efter förstärkning i första trioddelen likriktas signalen
i den
Fig. 3. Manöver- och kontrollapparatur
vid manöverplatsen (lotsplatsen).
andra trioddelen, varvid anodströmmen
strypes vid inkommande signal. I anod- kretsen till vart och ett av de
sex rören - ett för varje frekvensrelä - finnes ett relä,
vilket i sin tur påverkar det organ, som skall manövreras. För
indikering av till- ståndet hos de olika anläggningsdelarna
i fyren användes ett impulskodsystem. Vid den kontroll av radioförbindelsen
mellan manöverplatsen och fyren, som automatiskt sker var 20:e minut
på initiativ från manöverplatsen, utgöres svarssig-
nalen från fyren av två impulser, såvida tillståndet
i fyren är normalt. Impulserna äro båda korta, om fyrens
ordinarie radio- och signalreläutrustning är i funktion samt
fyrens elverk nr 1 (egentligen dess startutrustning) är inkopplat
för att mot- taga startorder. Om reservradioutrustningen i fyren trätt
i funktion - vilket t. ex. skall ha skett om den normala kontrollsignalen
icke mottagits där inom rätt tid - blir den första av de
båda svarsimpulserna lång. Om elverk nr 2 är inkopplat
- vilket i så fall skett genom särskild manöver - blir
den andra av svarsimpulserna lång. Av de båda normala svarsimpulserna
ger sålunda den första besked om vilken av de två radioutrustningarna
som är i funktion; den andra impulsen ger besked om vilket elverk
som är redo för startorder eller är i drift.
Om fel av något slag skulle uppstå
i fyren, ökas antalet svarsimpulser vid förbindelsekontrollen
till sex, varav de fyra sista ge besked om arten av felet eller felen.
Särskiljningen sker även i detta fall genom impulsernas längd.
Långa impulser anger onormalt tillstånd, korta impulser normalt
tillstånd.
På manöverplatsen omsättas
svarsimpulserna via en reläväljare till optiska signaler med
indikeringslampor för de olika slagen av fel. Vid varje felindikering,
d. v. s. så snart sex svarsimpulser mottagas i stället för
två normalt, ringer dessutom en larmklocka. Förutom den kontroll
över fyranläggningen, som man får genom svarsimpulssystemet,
har man en viktig kontroll genom direkt överföring av de ljud,
som uppfångas av mikrofoner på olika ställen i fyren.
På detta sätt kontrol- leras mistsignalerna, och man hör
dessutom, om dieselmotorn arbetar eller om något av larmsignalorganen
ljuder. Vidare har denna radioöverföring möjliggjort kontroll
av förloppet vid laddning av batterierna. Detta sker på så
sätt, att laddningsströmmen från likriktaren passerar en
amperetimmätare, som försetts med en kontaktanordning, så
att mätarens roterande skiva under varje varv åstad- kommer
en knäpp i utsändningen. Ju tätare dessa knäppar höras
vid manöverplatsen, desto högre är laddningsströmstyrkan.
Då inga knäppar längre höras, är batteriet fulladdat.
Som förut nämnts sker kontroll av radioförbindelsen var
20:e minut, varvid svaret från fyren samtidigt ger besked om tillståndet
där.
Manövrering kan emellertid ske var 10:de
minut. Anledningen till att manövreringen icke kan ske när som
helst utan endast under bestämda minuter är, att radioutrustningen
i fyren förbrukar alltför hög effekt för att kunna
vara inkopplad ständigt. Det har därför ansetts nödvändigt
att låta inkoppling av mottagare och sändare ombesörjas
av tidkopplingsorgan. Styrningen sker med hjälp av en kontaktkronometer
på manöverplatsen.
Kronometern ger en impuls varje minut till
ett stegmatat programverk, som sålunda bestämmer sändning
och mottagning för manöverstationen. I fyren synkroniseras ett
programverk i och med mottagning av kontrollsignalen var 20:de minut.
Manöver- och kontrollfunktioner
Följande manövrer kunna utföras:
1. Nautofon 1 Till
2. Nautofon 2 Till
3. Start av elverk
4. Stopp av elverk (samtidigt Nautofon
1 och 2 Från)
5. Reserv
Var och en av dessa fem manövrer har
sin egen lågfrekvens, som modulerar den 400-periodiga manöversignalen.
Dessutom har förbindelsekontrollen sin egen lågfrekvens, också
den inom området 8-14 p/s.
Manöver nr 5, betecknad Reserv, användes
endast tillfälligt, t. ex. om man vill
släcka fyrljuset helt genom att stänga
av gastillförseln, när sjöfarten upphört för vintern
och man på grund av havsisen inte kan komma ut till fyren.Val av
elverk - nr 1 eller nr 2 - sker i samband med tillkopplingsmanöver
för nautofonanläggningen. Om nautofon 1 till- kopplas före
nautofon 2, innebär detta att elverk 1 inkopplas för att mottaga
startorder. Om nautofon 2 tillkopplas först, blir elverk 2 inkopplat.
Om startmanöver utföres utan att någon nautofon först
tillkopplats, t. ex. för batteriladdning, startas det aggregat som
senast varit i drift.
Följande indikeringar erhållas
med signallampor på manöverplatsen:
Radioutrustning: 1
eller 2
Elverk:
1 eller 2
Radioförbindelse:Normalt eller Avbrott
Funktionsfel: Elverk 1
Elverk 2
Onormal Onormal
Temperatur Spänning |
 |
 
Vid indikering för förbindelsefel
eller funktionsfel av något slag erhålles larmsignal med ringklocka
såväl i fyren som på manöverplatsen.
Nödmanövrering
Trots att radio- och manöverutrustningen
på manöverplatsen och i fyren är dubblerad, kan det inträffa,
att någon länk i förbindelsekedjan - totalt räknat
från manöverströmställarna fram till fyrens olika
anläggningsdelar och därifrån åter till manöverplatsens
kontrolltablå - kan bli avbruten. Tidkopplingsorganen, som äro
så viktiga för manöversystemets funktion, kunna svårligen
dubbleras med auto- matisk omkoppling.
För att man även i händelse
av ett sådant avbrott i förbindelsen, som icke beror på
fel i radioutrustningen utan i synkronismen, skall ha möjlighet till
kontakt med fyren, har man infört ett förenklat nödmanöversystem,
som träder i funktion vid totalt förbindelsefel, d. v. s. när
kontrollsignalerna icke mottagas i fyren, trots att växling av radioutrustning
har ägt rum.
I ett sådant fall startar automatiskt
det elverk som senast varit i gång, och mistsig- nalanläggningen
träder i funktion. Ett synkronmotordrivet programverk övertar
nu inkoppling av sändare och mottagare växelvis i fyren. Dessutom
skiftas fyrens båda radioutrustningar var tredje timme. Man har således
möjlighet att utföra manövrering och genom avlyssning kontrollera,
att manövern blivit verkställd, trots att synkroniseringen mellan
manöverplatsen och fyren är satt ur spel. Om man stoppar maskineriet
genom sådan nödmanövrering, står mottagaren i fyren
inkopplad ständigt ända tills startmanöver ånyo sker.
Strömförbrukningen blir av denna anledning högre än
normalt. Batteriet är dock tillräckligt stort för åtmin-
stone tre dygn; efter denna tid startas maskineriet automatisktigen.
Erfarenheter och framtidsplaner
Fyren Hällgrund togs i drift med sin
kompletta utrustning hösten 1953. Anläggningen har under den
tid den varit i bruk varit till synnerligen god hjälp för sjöfarten
och har rönt stor uppskattning.
Det är uppenbart, att en anläggning
av detta slag med så omfattande teknisk utrustning av komplicerat
slag icke kan förväntas vara helt utan »barnsjuk- domar».
Tack vare den genomgående dubbleringen samt metoden med automa- tisk
igångsättning vid fel i radioförbindelsen har antalet verkliga
driftavbrott varit få, och de ha varje gång varit kortvariga.
Den norrländska vintern har visat sig
innebära vissa påfrestningar för fyrens säkra funktion.
Nedisning av fyrtornet kan efter svåra vinterstormar nära nog
omöjliggöra tillträde till fyren för normala tillsynsarbeten.
För övrigt är det på grund av havsis under långa
perioder omöjligt att komma ut till fyren på annat sätt
än med helikop- ter. Detta sätt har hittills behövt användas
endast en gång, då den fotogeneldade centralvärmeanläggningen
i fyren hade råkat i olag och temperaturen därför blev
alltför låg för att dieselmotorerna skulle arbeta normalt.
Trots speciella elektriska värmeelement i nautofonens ljudöppningar
kan det vara svårt att hindra, att öpp- ningarna helt eller
delvis täppas igen av is. Detta problem synes dock vara på väg
att lösas på ett tillfredställande sätt.
Inom det svenska fyrväsendet är
man optimistiskt inställd till självförsörjande fyrar
av typen Hällgrund. Under nästa år skall en fyr av i huvudsak
samma typ vara fär- digställd, och ytterligare en sådan
anläggning är planerad. Driftskostnaderna ha visat sig tåla
en jämförelse med motsvarande kostnader för en fyr med kabelan-
slutning.
De avvikelser i förhållande
till fyren Hällgrund, som komma att ske beträffande den nu närmast
förestående fyranläggningen Kungsgrund äro icke stora.
En betydelsefull förbättring är dock, att radioutrustningen
skall utföras med en synner- ligen strömsnål mottagare,
som i fyren skall matas direkt från ackumulatorbatteriet (24 V) utan
omformare. Detta medför, att metoden med relativt korta och perio-
diskt upprepade inkopplingar i strömbesparande syfte för sändare
och mottagare kunnat frångås. I stället skola mottagarna
såväl i fyren som på manöverplatsen stå inkopplade
så gott som kontinuerligt, beredda att ta emot manöverimpulser
resp. felindikeringssignaler .
Det torde för övrigt icke dröja
länge, förrän ett mera allmänt allvändande av
tran- sistorer i stället för elektronrör kommer att medföra
betydande fördelar, som må hända omdanar hela fjärrkontrolltekniken
mot större enkelhet och driftsäkerhet. Det finns alltså
anledning till optimism, även om man inte skådar så långt
som till atomkraftens användning för fyrar .
|