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eb - Elektrische Bahnen Elektrobus-Projekt TOSA in Genf (Vorschau)

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www.<strong>eb</strong>-<strong>in</strong>fo.eu<br />

<strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong><br />

Elektrotechnik<br />

im Verkehrswesen<br />

B 2580<br />

1-2/2014<br />

Januar-F<strong>eb</strong>ruar<br />

Standpunkt<br />

Ralf Baumann, Berl<strong>in</strong>er Verkehrsbetri<strong>eb</strong>e<br />

Fokus<br />

Thema<br />

VDV-Ausschuss für elektrische Energieanlagen im Jahr 2013<br />

Verkehrs<strong>in</strong>frastruktur am Beispiel BVG<br />

Praxis<br />

<strong>Elektrobus</strong>-<strong>Projekt</strong> <strong>TOSA</strong> <strong>in</strong> <strong>Genf</strong><br />

<strong>Elektrische</strong> Lokomotiven bei DB Schenker Rail Deutschland<br />

Offshore-W<strong>in</strong>denergie für Europa und Deutschland<br />

Report<br />

IZBE/VDV-Symposium Sicherheit und Zulassung <strong>Elektrische</strong>r Bahnausrüstung<br />

<strong>Projekt</strong>e<br />

Übergangsstelle Chemnitz Hbf – Umsetzung verschiedener Regelwerke<br />

Fahrzeuge<br />

Obsoleszenz bei Schienenfahrzeugen aus Sicht der Betreiber<br />

<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

Störlichtbogenprüfungen bei Gleichstromschaltanlagen und deren Normung<br />

Lasttrenn- und Trennschalter für DC-Oberleitungsanlagen<br />

Erdung und Rückleitung<br />

Streustrombee<strong>in</strong>flussung von Stahlrohrleitungen durch Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen<br />

Tests von A2-Ableitern und von Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen für DC 750 V


Grundlagen zu <strong>Elektrische</strong>n Tri<strong>eb</strong>fahrzeugen<br />

und ihrer Energieversorgung<br />

Das Buch wendet sich an Studierende der elektrischen Energietechnik, der Regelungstechnik und<br />

des Masch<strong>in</strong>enbaus. Es gibt e<strong>in</strong>en Überblick über die Grundlagen der elektrischen Zugförderung<br />

und beschreibt schwerpunktmäßig die Drehstromantri<strong>eb</strong>stechnik. Danach wird die Energieversorgung<br />

der <strong>Bahnen</strong> (16 2/3 Hz, 50 Hz, GS) unter besonderer Berücksichtigung der Leistungselektronik<br />

und der Netzrückwirkungen behandelt.<br />

Die dritte Auflage berücksichtigt maßg<strong>eb</strong>liche Entwicklungen, die ihren Weg <strong>in</strong> die Bahnpraxis<br />

gefunden haben oder bald f<strong>in</strong>den werden. Dies betrifft besonders die Technik der permanenterregten<br />

Synchronmasch<strong>in</strong>en sowie des umrichtergeführten Mittelfrequenz-Transformators zum<br />

Ersatz des besonders bei der Bahnstromfrequenz 16 2/3 Hz sehr schweren Haupttransformators,<br />

neue Zweikraft- oder Hybrid-Fahrzeuge sowie die neue Topologie des Modularen Multilevel<br />

Converters (MMC) <strong>in</strong> der Bahnstromerzeugung 16 2/3 Hz.<br />

Andreas Steimel<br />

3. Auflage 2014, 416 Seiten, 170 x 240 mm<br />

Broschur mit <strong>in</strong>teraktivem eBook (Onl<strong>in</strong>e-Lesezugriff im MediaCenter)<br />

ISBN: 978-3-8356-7134-8<br />

Preis: € 57,–<br />

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH, Arnulfstr. 124, 80636 München<br />

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<strong>Elektrische</strong> Tri<strong>eb</strong>fahrzeuge und ihre Energieversorgung<br />

3. Auflage – ISBN: 978-3-8356-7134-8<br />

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dass ich vom DIV Deutscher Industrieverlag oder vom Vulkan-Verlag per Post, per Telefon, per Telefax, per E-Mail, nicht über <strong>in</strong>teressante, fachspezifische Medien und Informationsang<strong>eb</strong>ote <strong>in</strong>formiert und beworben werde.<br />

Diese Erklärung kann ich mit Wirkung für die Zukunft jederzeit widerrufen.


Standpunkt<br />

Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen<br />

und <strong>Elektrobus</strong>se – Partnerschaft<br />

statt Konkurrenz<br />

I<br />

m Jahr 1891 wurde <strong>in</strong> Halle an der Saale das<br />

erste deutsche, elektrisch betri<strong>eb</strong>ene Straßenbahnnetz<br />

eröffnet – und seitdem gibt es <strong>in</strong><br />

Deutschland Elektromobilität im öffentlichen<br />

Straßenverkehr. Dies sollte man sich immer <strong>in</strong> Er<strong>in</strong>nerung<br />

rufen, wenn man die Diskussionen zur Elektromobilität<br />

verfolgt. Und es waren die Gleichstrom-<br />

Nahverkehrsbahnen, die <strong>in</strong> vielfacher H<strong>in</strong>sicht die<br />

technische Entwicklung von elektrisch angetri<strong>eb</strong>en<br />

Verkehrsmittel vorangetri<strong>eb</strong>en haben.<br />

Aktuell könnten diese <strong>Bahnen</strong>, das heißt Straßen-,<br />

Stadt- und U-<strong>Bahnen</strong>, wieder e<strong>in</strong>en wichtigen<br />

Beitrag zur Umstellung des Busverkehrs weg<br />

von fossilen Kraftstoffen h<strong>in</strong> zur elektrischen Energie<br />

leisten. Insbesondere beim Aufbau der für den<br />

Betri<strong>eb</strong> von <strong>Elektrobus</strong>sen notwendigen (Lade-)<br />

Infrastruktur sollte auf die jahrzehntelange Erfahrung<br />

der Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen zurückgegriffen<br />

werden, da die „ideale“ Stromart für<br />

die Schnellladung der <strong>Elektrobus</strong>se Gleichstrom<br />

ist und bei diesen <strong>Bahnen</strong> das Wissen über diesen<br />

„besonderen Saft“ umfassend vorliegt. Es war daher<br />

für den VDV-Ausschuss für elektrische Energieanlagen<br />

(AEE) e<strong>in</strong>e Selbstverständlichkeit, im so<br />

genannten EBUS-Lenkungskreis des VDV nicht nur<br />

mitzuwirken, sondern auch, dass e<strong>in</strong> Vertreter des<br />

Ausschusses die Leitung der EBUS-Arbeitskreises<br />

„Infrastruktur“ übernimmt.<br />

Weiterh<strong>in</strong> können Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen<br />

die E<strong>in</strong>führung von <strong>Elektrobus</strong>-Systemen<br />

fördern, <strong>in</strong> dem die vorhandenen Fahrstromanlagen<br />

dieser <strong>Bahnen</strong> mitbenutzt werden. Konkret<br />

bieten sich zum Beispiel neu zu errichtende tangentiale<br />

Obus-L<strong>in</strong>ien an, deren Oberleitungen an<br />

den Kreuzungspunkten mit radialen Bahnstrecken<br />

dort mit Gleichstrom gespeist werden. Aber auch<br />

Batteri<strong>eb</strong>usse können an Bahnstrecken liegenden<br />

Endhaltestellen direkt aus der Oberleitung der<br />

Straßenbahn gespeist werden, wie es e<strong>in</strong> Beispiel<br />

<strong>in</strong> der Wiener Innenstadt zeigt. Damit ist praktisch<br />

bewiesen, dass die Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen<br />

und <strong>Elektrobus</strong>se tatsächlich Partner und ke<strong>in</strong>e<br />

Konkurrenten s<strong>in</strong>d.<br />

Auch auf der diesjährigen Fachtagung „<strong>Elektrische</strong><br />

Energieanlagen von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen“<br />

(6. und 7 F<strong>eb</strong>ruar 2014, Dresden) wird das<br />

Thema Elektromobiltät zu Diskussionen führen, auch<br />

wenn es diesmal ke<strong>in</strong> eigenständiger Themenblock<br />

ist. Dagegen werden auf der die Fachtagung begleitenden<br />

Ausstellung Produkte vorgestellt, die für<br />

die Lade<strong>in</strong>frastruktur für <strong>Elektrobus</strong>se unentbehrlich<br />

s<strong>in</strong>d, und damit wird diese Veranstaltung zum<br />

Pflichtterm<strong>in</strong> für die Mitarbeiter <strong>in</strong> Verkehrsunternehmen<br />

und Industrie, die sich mit <strong>Elektrobus</strong>-Systemen<br />

befassen.<br />

Ralf Baumann<br />

Direktor Infrastruktur<br />

Berl<strong>in</strong>er Verkehrsbetri<strong>eb</strong>e (BVG)<br />

Vorsitzender des VDV-Ausschusses für<br />

<strong>Elektrische</strong> Energieanlagen (AEE)<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

1


Inhalt<br />

1-2 / 2014<br />

<strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong><br />

Elektrotechnik<br />

im Verkehrswesen<br />

Standpunkt<br />

1 Ralf Baumann<br />

Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen<br />

und <strong>Elektrobus</strong>se – Partnerschaft statt<br />

Konkurrenz<br />

Fokus<br />

Thema<br />

4 Udo Stahlberg<br />

VDV-Ausschuss für elektrische Energieanlagen<br />

im Jahr 2013<br />

8 <br />

Verkehrs<strong>in</strong>frastruktur am Beispiel BVG<br />

Praxis<br />

10 <br />

<strong>Elektrobus</strong>-<strong>Projekt</strong> <strong>TOSA</strong> <strong>in</strong> <strong>Genf</strong><br />

14 <br />

<strong>Elektrische</strong> Lokomotiven bei DB Schenker<br />

Rail Deutschland<br />

16 <br />

Offshore-W<strong>in</strong>denergie für Europa und<br />

Deutschland<br />

Report<br />

Titelbild<br />

U-Bahnstation Am Hart <strong>in</strong> München<br />

© krappweis<br />

20 A. Albrecht<br />

IZBE/VDV-Symposium<br />

Sicherheit und Zulassung<br />

<strong>Elektrische</strong>r Bahnausrüstung


Limbach<br />

Oelsnitz<br />

Schönau<br />

Burgstädt<br />

Chemnitz Center<br />

Hutholz<br />

Altchemnitz<br />

Stollberg<br />

Mittweida<br />

Niederwiesa<br />

Hauptbahnhof<br />

Zentralhaltestelle<br />

Gablenz<br />

Bernsdorf<br />

Thalheim<br />

Flöha<br />

Annaberg-Buchholz<br />

Straßenbahn<br />

Straßenbahn, geplant<br />

DC 750 V (EBO)<br />

CM, Stufe 1<br />

CM, weitere Stufen<br />

Olbernhau<br />

Inhalt<br />

Hauptbeiträge<br />

<strong>Projekt</strong>e<br />

Unterwerk<br />

53 <br />

Erdung und Rückleitung<br />

24 Ha<strong>in</strong>ichen<br />

Korrosion<br />

Fahrschienen<br />

Korrosion<br />

Rohrleitung<br />

F. Schiffmann<br />

Übergangsstelle Chemnitz Hbf – Umsetzung<br />

verschiedener Regelwerke<br />

Transition po<strong>in</strong>t Chemnitz Ma<strong>in</strong> Station – application of<br />

various regulations<br />

Gare d’<strong>in</strong>terconnexion Chemnitz Hbf – mise en œuvre de<br />

diverses réglementations<br />

Fahrzeuge<br />

60 <br />

U. Bette, M. Menge<br />

Streustrombee<strong>in</strong>flussung von Stahlrohrleitungen<br />

durch Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen<br />

Effects of stray current on steel pipel<strong>in</strong>es caused by<br />

d.c. suburban tra<strong>in</strong>s<br />

Incidence des courants vagabonds issus des lignes<br />

de transport urba<strong>in</strong> à courant cont<strong>in</strong>u sur les<br />

conduites en acier<br />

30 <br />

G. Pedall<br />

Obsoleszenz bei Schienenfahrzeugen aus Sicht der Betreiber<br />

Obsolescence <strong>in</strong> railway vehicles from the operator’s perspective<br />

L‘obsolescence des véhicules sur rail du po<strong>in</strong>t de vue des exploitants<br />

<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

U. Bette, R. Göhler, V. H<strong>in</strong>richsen, H. L<strong>in</strong>gohr,<br />

B. Richter, S. Schneider<br />

Tests von A2-Ableitern und von Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen<br />

für DC 750 V<br />

Tests of A2-arresters and voltage limit<strong>in</strong>g<br />

systems for DC 750 V<br />

Essais de parasurtenseurs A2 et de systèmes<br />

limiteurs de tensions pour CC 750 V<br />

38 <br />

44 <br />

J. Beuchelt, J. Northe<br />

Störlichtbogenprüfungen bei Gleichstromschalt anlagen<br />

und deren Normung<br />

Internal arc test<strong>in</strong>g of D. C. switchgear and related<br />

standardization<br />

Les contrôles des arcs électriques parasites sur les <strong>in</strong>stallations<br />

de distribution à courant cont<strong>in</strong>u et leur normalisation<br />

Nachrichten<br />

66 Nachruf<br />

67 In eigener Sache<br />

67 <strong>Bahnen</strong><br />

68 Energie und Umwelt<br />

69 Medien<br />

70 Berichtigungen und Nachträge<br />

A. Döll<strong>in</strong>g, S. Leistner<br />

Lasttrenn- und Trennschalter für DC-Oberleitungsanlagen<br />

Switch disconnectors for DC overhead l<strong>in</strong>e <strong>in</strong>stallations<br />

Interrupteurs sectionneurs et disjoncteurs pour lignes<br />

aériennes de contact CC<br />

72 Impressum<br />

U3<br />

Term<strong>in</strong>e


Fokus Thema<br />

VDV-Ausschuss für elektrische<br />

Energieanlagen im Jahr 2013<br />

Der Ausschuss für elektrische Energieanlagen (AEE) des Verbandes Deutscher Verkehrsunternehmen<br />

(VDV) konnte im Jahr 2013 die Überarbeitung e<strong>in</strong>iger Publikationen entweder erfolgreich<br />

abschließen oder soweit voranbr<strong>in</strong>gen, dass sie zu Beg<strong>in</strong>n des Jahres 2014 <strong>in</strong> die Umfrage (Gelbdruckverfahren)<br />

gelangen können. Weiterh<strong>in</strong> wurden e<strong>in</strong> Sem<strong>in</strong>ar und e<strong>in</strong> Meisterfachgespräch<br />

durchgeführt sowie die nächste Fachtagung „<strong>Elektrische</strong> Energieanlagen von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen“<br />

vorbereitet.<br />

1 Oberleitungsanlagen<br />

Der Schwerpunkt der Arbeit des AEE-Unterausschusses<br />

(UA) Oberleitungsanlagen lag 2013 bei der<br />

Fertigstellung der neuen VDV-Schrift 580 „Isolierte<br />

Hubarbeitsbühnen für Arbeiten an Oberleitungsanlagen<br />

bis DC 1500V“ sowie bei der Überarbeitung<br />

der VDV-Schrift 551 „Oberleitungsmaste und Mastgründungen“.<br />

Anlass für die Erstellung der neuen VDV-Schrift<br />

580 war, dass der AEE nach diversen, <strong>in</strong>sbesondere<br />

elektrotechnischen Problemen mit auf Fahrzeugen<br />

montierten Hubarbeitsbühnen, unter anderem<br />

Turmwagen, festgestellt hat, dass derzeit ke<strong>in</strong> Regelwerk<br />

oder Ähnliches existiert, das elektrische<br />

Anforderungen sowohl an die Konstruktion als<br />

auch an den Betri<strong>eb</strong> dieser Fahrzeuge umfassend<br />

enthält. Infolge hat der AEE im März 2011 die VDV-<br />

Mitteilung 5005 „Hubarbeitsbühnen für Arbeiten<br />

an Oberleitungsanlagen bis DC 1 500 V“ veröffentlicht.<br />

Anschließend wurde mit der Erstellung e<strong>in</strong>er<br />

auf DIN VDE 0682-742 basierenden VDV-Schrift<br />

zum Thema begonnen, die sowohl Anforderungen<br />

an Hubarbeitsbühnen für Arbeiten bei Nahverkehrsbahnen<br />

als auch Prüfungen <strong>in</strong>sbesondere<br />

elektrischer Art beschreibt. Die Schrift hat die VDV<strong>in</strong>ternen<br />

Umfrage- und Genehmigungsverfahren<br />

erfolgreich durchlaufen und wird im Laufe des<br />

1. Halbjahres 2014 veröffentlicht.<br />

Das zweite große Vorhaben des AEE-UA Oberleitungsanlagen<br />

ist die Überarbeitung der VDV-Schrift<br />

551 „Oberleitungsmaste und Mastgründungen“.<br />

Ursprünglich sollte die vorhandene VDV-Schrift<br />

551 aus dem Jahr 1999 nur an den aktuellen Stand<br />

der Technik angepasst werden. Es zeigte sich aber<br />

schnell, dass sich <strong>in</strong> den vergangenen 14 Jahren<br />

sowohl die Normenlage als auch die gesetzlichen<br />

Regelungen h<strong>in</strong>sichtlich Maste erh<strong>eb</strong>lich geändert<br />

haben. Unter anderem wurde <strong>in</strong> Folge der EU-Bauprodukten-Richtl<strong>in</strong>ie<br />

89/106/EWG nach und nach<br />

nationale Normen im Bauwesen durch europäische<br />

Normen ersetzt, die auch unter der Bezeichnung<br />

Eurocode bekannt s<strong>in</strong>d. Im Jahr 2011 wurde<br />

dann die oben aufgeführte EU-Richtl<strong>in</strong>ie durch die<br />

Bauprodukte-Verordnung (EU) 305/2011 ersetzt,<br />

die wegen ihres Verordnungscharakters <strong>in</strong> allen<br />

EU-Mitgliedsstaaten ohne nationale Umsetzung <strong>in</strong><br />

Kraft trat. Wegen dieser erh<strong>eb</strong>lichen Veränderungen<br />

bei den Regelwerken wurde aus der Überarbeitung<br />

der VDV-Schrift 551 quasi e<strong>in</strong>e Neuerstellung,<br />

was sich im deutlich gewachsenen Umfang<br />

der Schrift von 18 auf 51 Seiten zeigt. Das für diese<br />

Schrift zuständige Arbeitsteam des AEE-UA Oberleitungsanlagen<br />

hat se<strong>in</strong>e Arbeit im Dezember 2013<br />

erfolgreich abgeschlossen, sodass für die „neue“<br />

VDV-Schrift 551 nach noch e<strong>in</strong>igen redaktionellen<br />

Arbeiten im Januar 2014 die Umfrage gestartet<br />

werden kann.<br />

Der AEE hat sich aber auch noch <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er anderen<br />

Art und Weise im Jahr 2013 mit dem Thema<br />

Masten <strong>in</strong>tensiv beschäftigen müssen. Nach e<strong>in</strong>em<br />

spektakulären Vorfall mit e<strong>in</strong>em Oberleitungsmast<br />

bei der Würzburger Straßenbahn im F<strong>eb</strong>ruar 2012<br />

wurde die Sicherheit von älteren Spannbetonmasten<br />

von Straßenbahn-Oberleitungen <strong>in</strong> Frage<br />

gestellt und der Austausch von Masten gefordert.<br />

Um die Diskussion wieder zu versachlichen, hat<br />

der AEE beschlossen, e<strong>in</strong> Gutachten bei e<strong>in</strong>em<br />

namhaften Experten auf dem G<strong>eb</strong>iet des Spannbetons,<br />

Prof. Dr.-Ing. Ulf Nürnberger, Stuttgart, <strong>in</strong><br />

Auftrag zu g<strong>eb</strong>en. Die Endfassung des Gutachtens<br />

liegt seit dem Jahreswechsel 2013/14 vor und sagt<br />

unter anderem aus, dass nur bestimmte Spannbetonmaste<br />

<strong>in</strong>sbesondere aus den frühen 1960er<br />

Jahren eventuell ausgetauscht werden müssten<br />

und es daher ke<strong>in</strong> Grund zu übereilten großen<br />

Tauschaktionen gibt.<br />

Vertreter des AEE-UA Oberleitungsanlagen s<strong>in</strong>d<br />

schon seit Jahren <strong>in</strong> der nationalen Normung tätig.<br />

Voraussichtlich ab dem Jahr 2014 wird der UA<br />

aber auch direkt <strong>in</strong> der europäischen Normung,<br />

das heißt im Bereich CENELEC/SC9XC Fixed Installations<br />

vertreten se<strong>in</strong>; konkret wird der UA<br />

Vertreter <strong>in</strong> die Work<strong>in</strong>g Group (WG) C13 Overhead<br />

Contact L<strong>in</strong>es entsenden, um die besonderen<br />

Belange der städtischen Schienenbahnen (Urban<br />

4 112 (2014) Heft 1-2


Thema Fokus<br />

TABELLE<br />

VDV-Schriften des VDV-Ausschusses für elektrische Energieanlagen (Stand Dezember 2013).<br />

Nummer Titel Stand<br />

501 Verr<strong>in</strong>gerung der Korrosionsgefahr durch Streuströme <strong>in</strong> Tunneln von<br />

Gleichstrombahnen mit Stromrückleitung über Fahrschienen<br />

Teil 1: Maßnahmen und Berechnungsgrundlagen<br />

Teil 2: Messverfahren<br />

Teil 3: Rechnermodell<br />

501 Reduction of the Corrosion Danger due to Stray Currents <strong>in</strong> Tunnels of DC<br />

Traction Systems with Return Current via Runn<strong>in</strong>g Rails<br />

Part 1: Provisions and Bases for Calculation<br />

Part 2: Measur<strong>in</strong>g Methods<br />

Part 3: Computer Model<br />

Ausgabe 04/1993<br />

Ausgabe 04/1993<br />

Ausgabe 09/1995<br />

Edition 04/1993<br />

Edition 04/1993<br />

Edition 09/1995<br />

504 Schienenisolierstöße Ausgabe 04/2013<br />

505 Aufbau und Schutzmaßnahmen von Gleichrichter-Unterwerken von<br />

Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen<br />

505 Design of and Protective Provisions for DC Rectifier Substations for DC Mass<br />

Transit Systems<br />

506 Aufbau und Schutzmaßnahmen von elektrischen Energieanlagen <strong>in</strong> Betri<strong>eb</strong>shöfen<br />

und Werkstätten von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen<br />

506 Design of and Protective Provisions for Electrical Power Installations <strong>in</strong><br />

Depots and Workshops for DC Mass Transit Systems<br />

507 Aufbau und Schutzmaßnahmen von elektrischen Energieanlagen an Strecken<br />

von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen<br />

507 Design of and Protective Provisions for Electrical Power Installations along<br />

DC Mass Transit L<strong>in</strong>es<br />

509 E<strong>in</strong>satz von Fehlerstrom(FI)-Schutzschaltungen <strong>in</strong> elektrischen Energieanlagen<br />

von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen<br />

509 Application of Residual Current Protective Circuits <strong>in</strong> Electrical Power Installations<br />

of DC Urban Rail Systems<br />

515 Kabel und Leitungen für die Stromversorgungsanlagen von Gleichstrom-<br />

Nahverkehrsbahnen und Obussen<br />

520 Schutz bei Überlast- und Kurzschlussstrom (Überstrom) von Fahrstromanlagen<br />

für Gleichstromanlagen<br />

520 Protection <strong>in</strong> case of Overload Current and Short-Circuit Current (Overcurrent)<br />

from Traction Current Systems for DC Traction Systems<br />

521 Energieversorgungsanlagen von Gleichstrombahnen mit rückspeisefähigen<br />

Fahrzeugen<br />

525 Überspannungsschutz für Fahrstromversorgungsanlagen von Gleichstrom-<br />

Nahverkehrsbahnen<br />

525 Overvoltage Protection for Traction Power Supply Systems of DC Urban Rail<br />

Systems<br />

535 Planung und Bau von Beleuchtungsanlagen im Gleisbereich von <strong>Bahnen</strong><br />

nach BOStrab<br />

Ausgabe 06/2005<br />

<strong>in</strong> Überarbeitung<br />

Edition 06/2005<br />

Ausgabe 06/2005<br />

<strong>in</strong> Überarbeitung<br />

Edition 06/2005<br />

Ausgabe 06/2005<br />

<strong>in</strong> Überarbeitung<br />

Edition 06/2005<br />

Ausgabe 10/2008<br />

Edition 10/2008<br />

Ausgabe 10/2008<br />

Ausgabe 02/1995<br />

<strong>in</strong> Überarbeitung<br />

Edition 02/1995<br />

Ausgabe 09/1997<br />

Ausgabe 06/2012<br />

Edition 06/2012<br />

Ausgabe 03/2010<br />

550 Oberleitungsanlagen für Straßen- und Stadtbahnen Ausgabe 04/2003<br />

550 Overhead Contact L<strong>in</strong>e Systems for Tramway and Light Rail Systems Edition 04/2003<br />

551 Oberleitungsmaste und Mastgründungen Ausgabe 02/1999<br />

<strong>in</strong> Überarbeitung<br />

560 <strong>Elektrische</strong> Weichenheizungen von Gleichstrombahnen Ausgabe 02/2013<br />

570 Rahmen-Dienstanweisung für Arbeiten an und <strong>in</strong> der Nähe von unter Spannung<br />

stehenden Fahrleitungsanlagen von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen<br />

580 Isolierte Hubarbeitsbühnen für Arbeiten an Oberleitungsanlagen bis DC<br />

1500 V<br />

Ausgabe 09/2011<br />

Neuerstellung<br />

Rail Systems) bei der Überarbeitung der EN 50119<br />

„Railway applications – Fixed <strong>in</strong>stallations – Electric<br />

traction overhead contact l<strong>in</strong>es“ e<strong>in</strong>zubr<strong>in</strong>gen;<br />

hierzu zählen unter anderem die Berücksichtigung<br />

von GFK-Bauteilen, Schl<strong>in</strong>genisolatoren<br />

und Wandankern.<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

5


Fokus Thema<br />

2 Stromversorgungsanlagen<br />

Die Anpassung der VDV-Schriften 505, 506 und<br />

507 an die aktuelle Version der EN 50122 war der<br />

Schwerpunkt der Arbeit des AEE-UA Stromversorgungsanlagen<br />

im Jahr 2013. Weiterh<strong>in</strong> konnte die<br />

VDV-Schrift über Schienenisolierstöße veröffentlicht<br />

sowie e<strong>in</strong> Sem<strong>in</strong>ar und e<strong>in</strong> Meisterfachgespräch<br />

durchgeführt werden.<br />

Die VDV-Schriften 505 „Aufbau und Schutzmaßnahmen<br />

von Gleichrichter-Unterwerken von<br />

Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen“, 506 „Aufbau<br />

und Schutzmaßnahmen von elektrischen Energieanlagen<br />

<strong>in</strong> Betri<strong>eb</strong>shöfen und Werkstätten von<br />

Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen“ und 507 „Aufbau<br />

und Schutzmaßnahmen von elektrischen<br />

Energieanlagen an Strecken von Gleichstrom-<br />

Nahverkehrsbahnen“ beschreiben die praktische<br />

Umsetzung der EN 50122 und dienen daher den<br />

für die Fahrstromversorgungs- sowie die Lichtund<br />

Kraftanlagen zuständigen Mitarbeitern der<br />

Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen als Leitfaden für<br />

ihre tägliche Arbeit. Mit der Veröffentlichung der<br />

überarbeiteten Fassung der EN 50119 im Herbst<br />

2011 war e<strong>in</strong>e Anpassung der oben genannten<br />

VDV-Schriften erforderlich geworden, da sich die<br />

„neue“ EN 50119 von der vorherigen Ausgabe<br />

<strong>in</strong>sbesondere durch e<strong>in</strong>e neue Gliederung unterscheidet,<br />

das heißt, fast alle Verweise <strong>in</strong> den VDV-<br />

Schriften waren ungültig geworden. Bei der Überarbeitung<br />

der VDV-Schriften wurden gleichzeitig<br />

auch Anregungen von VDV-Mitgliedsunternehmen<br />

und der Industrie mitberücksichtigt, sodass die<br />

neuen Ausgaben nicht nur normungstechnisch,<br />

sondern auch <strong>in</strong>haltlich wieder aktuell s<strong>in</strong>d. Es ist<br />

geplant, für diese Schriften nach letzten redaktionellen<br />

Korrekturen noch im 1. Halbjahr 2014 die<br />

Umfrage zu starten.<br />

Die im April 2014 veröffentlichte VDV-Schrift<br />

504 „Schienenisolierstöße“ ist e<strong>in</strong>e Neuerstellung<br />

und wurde vom AEE geme<strong>in</strong>sam mit den VDV-<br />

Fachausschüssen für Bahnbau sowie für Telematik<br />

und Informationssysteme erarbeitet. Sie befasst<br />

sich mit dem Aufbau, der Prüfung und der Instandhaltung<br />

von Schienenisolierstößen und betrachtet<br />

diese aus der Sicht des Oberbaus, der Zugsicherungstechnik<br />

und der Fahrstromversorgung. E<strong>in</strong><br />

wichtiger Punkt der Schrift ist die messtechnische<br />

Überprüfung der elektrischen Eigenschaften der<br />

Isolierstöße.<br />

Auch die Überarbeitung der VDV-Schrift 520<br />

„Schutz bei Überlast- und Kurzschlussstrom (Überstrom)<br />

von Fahrstromanlagen für Gleichstromanlagen“<br />

ist abgeschlossen, sodass die Schrift im Januar<br />

2014 <strong>in</strong> die Umfrage gelangen kann. Gegenüber<br />

der Vorgängerausgabe aus dem Jahr 1995 wurde sie<br />

H<strong>in</strong>weise zur Durchführung von Kurzschlussversuchen<br />

erweitert.<br />

Im F<strong>eb</strong>ruar 2013 fand <strong>in</strong> München e<strong>in</strong> Sem<strong>in</strong>ar<br />

und im Oktober 2013 <strong>in</strong> Köln das Meisterfachgespräch<br />

des AEE-UA „Stromversorgungsanlagen“<br />

statt. Während sich die erste Veranstaltung an die<br />

ganze Branche richtet und vorrangig der Information<br />

dient, soll das Meisterfachgespräch den<br />

Erfahrungsaustausch unter den verantwortlichen<br />

Fachkräften der Meister<strong>eb</strong>ene <strong>in</strong> den Verkehrsunternehmen<br />

fördern.<br />

In dem Sem<strong>in</strong>ar wurden die neuen VDV-Schriften<br />

des UA präsentiert sowie der E<strong>in</strong>satz von Conta<strong>in</strong>er-<br />

Unterwerken und Energiespeichern vorgestellt; es<br />

konnten über 40 Teilnehmer aus Verkehrsunternehmen,<br />

Industrie und Ingenieurbüros verzeichnet<br />

werden. Das Meisterfachgespräch hatte die Verm<strong>in</strong>derung<br />

von Streuströmen, den E<strong>in</strong>satz von Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen,<br />

die Umsetzung<br />

von Niederspannungs-Schutzkonzepte bei Bahnanlagen<br />

sowie die Durchführung von Kurzschlussberechnungen<br />

und -versuchen zum Thema. E<strong>in</strong> Höhepunkt<br />

für die 25 Teilnehmer der Veranstaltung war<br />

die Besichtigung der Energieversorgungsanlagen<br />

der Haltestelle Chlodwigplatz der sich im Bau bef<strong>in</strong>dlichen<br />

Kölner Nord-Süd-Stadtbahn.<br />

3 Weichenheizungen<br />

Die überarbeitete Ausgabe VDV-Schrift 560 wurde<br />

im F<strong>eb</strong>ruar 2014 veröffentlicht und ersetzt die aus<br />

dem Jahr 1996 stammende Ausgabe. Der Schwerpunkt<br />

der Überarbeitung lag bei e<strong>in</strong>er besseren<br />

Darstellung des Aufbaus, des elektrischen Anschlusses<br />

und der Anordnung der Weichenheizungen.<br />

Weiterh<strong>in</strong> wurden alle H<strong>in</strong>weise h<strong>in</strong>sichtlich<br />

der Steuerung und Regelung e<strong>in</strong>schließlich Fernbedienung<br />

und -überwachung dem aktuellen Stand<br />

der Technik angepasst. Um den Stand der Technik<br />

der elektrischen Weichenheizungen den für diese<br />

Betri<strong>eb</strong>smittel zuständigen Mitarbeitern der Verkehrsunternehmen<br />

vorzustellen, ist für Oktober<br />

2014 e<strong>in</strong> Sem<strong>in</strong>ar geplant.<br />

4 Blitz- und<br />

Überspannungsschutz<br />

Das gleichnamige Arbeitsteam (AT) des AEE führte<br />

im Juni 2013 wieder Messungen/Versuche mit DC-<br />

Überspannungsableitern und Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen<br />

auf dem Betri<strong>eb</strong>shof Remseck<br />

der Stuttgarter Straßenbahnen AG (SSB) durch [1].<br />

Insbesondere wurden die für die Funktion A2 gemäß<br />

VDV-Schrift 525 vorgesehenen Ableiter sowie die für<br />

die Funktion VLD-F gemäß EN 50122-1 vorgesehenen<br />

Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen geprüft.<br />

6 112 (2014) Heft 1-2


Thema Fokus<br />

Weiterh<strong>in</strong> begleitet das AT Blitzschutz die Arbeiten der<br />

WG C16 DC Surge Arresters des CENELEC/SC9XC. So<br />

s<strong>in</strong>d AT-Mitarbeiter <strong>in</strong> der WG aktiv und die deutschen<br />

Stellungnahmen zu den bisher fertiggestellten Teilen der<br />

EN 50526 wurden federführend zusammen mit den entsprechenden<br />

DKE-Gremien verfasst. Das AT kann es sich<br />

als Erfolg anrechnen, dass die VDV-Schrift 525 „Überspannungsschutz<br />

für Fahrstromversorgungsanlagen von<br />

Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen“ <strong>in</strong> vielfacher H<strong>in</strong>sicht<br />

das Vorbild für die europäische Normenreihe EN 50526<br />

darstellt. Selbstverständlich wird diese VDV-Schrift nach<br />

Veröffentlichung aller drei Teile der EN 50526 entsprechend<br />

der neuen Normenlage angepasst.<br />

5 Elektromobilität<br />

Der AEE beobachtet die unterschiedlichsten Aktivitäten<br />

<strong>in</strong> den Verkehrsunternehmen bei der E<strong>in</strong>führung von<br />

elektrisch angetri<strong>eb</strong>enen Bussen sehr aufmerksam. Besonders<br />

die Strategien für die Infrastruktur zur Ladung<br />

der Batterien f<strong>in</strong>den große Beachtung. Daher ist es<br />

nicht verwunderlich, dass AEE-Mitarbeiter die Leitung<br />

der Arbeitsgruppe Infrastruktur des VDV–Lenkungskreises<br />

EBUS übernommen hat. E<strong>in</strong> <strong>in</strong>teressanter Diskussionspunkt<br />

ist hierbei, wie weit die vorhandene DC-<br />

Infrastruktur der Fahrstromversorgung von Straßen-,<br />

Stadt- und U-<strong>Bahnen</strong> für die Batterieladung nicht nur<br />

von E-Bussen, sondern auch von anderen elektrisch angetri<strong>eb</strong>enen<br />

Verkehrsmitteln genutzt werden kann.<br />

6 Fachtagung <strong>Elektrische</strong><br />

Energieanlagen von Gleichstrom-<br />

Nahverkehrsbahnen<br />

Die sechste Fachtagung <strong>Elektrische</strong> Energieanlagen<br />

von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen wird am 6. und<br />

7. F<strong>eb</strong>ruar 2014 wieder <strong>in</strong> der Berufsgenossenschaftlichen<br />

Akademie für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz<br />

<strong>in</strong> Dresden stattf<strong>in</strong>den. Folgende Themenblöcke<br />

wurden festgelegt:<br />

• Arbeitsschutz – Rechte und Pflichten der verantwortlichen<br />

Elektrofachkraft (VEFK)<br />

• Lang anhaltende Stromausfälle und ihre Auswirkungen<br />

• Speichertechnologien<br />

• Maste für Oberleitungen und deren Gründungen<br />

• Erhöhung der Speisespannung der Fahrstromversorgung<br />

Die Vortragsveranstaltung der Fachtagung kann<br />

erstmalig <strong>in</strong> den neuen Räumlichkeiten der DGUV-<br />

Akademie stattf<strong>in</strong>den, sodass jetzt bis zu 500 Interessierte<br />

teilnehmen können. Weiterh<strong>in</strong> wird sich<br />

die Gestaltung der begleitenden Ausstellung von<br />

Firmen, die Produkte und Dienstleistungen für die<br />

Branche anbieten, e<strong>in</strong> wenig ändern; die Ausstellungsstände<br />

erhalten e<strong>in</strong> e<strong>in</strong>heitliches Design.<br />

7 Ausblick<br />

Der Ausschuss für elektrische Energieanlagen des VDV<br />

(AEE) wird <strong>in</strong> den nächsten Jahren se<strong>in</strong>e Arbeit noch<br />

europäischer ausrichten und daher mehr Mitarbeiter<br />

<strong>in</strong> die europäische Normung entsenden, um die Interessen<br />

der im VDV organisierten Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen<br />

schon bei der Erstellung der Normen<br />

aktiv zu vertreten. Das Thema Elektromobilität wird<br />

weiter an Bedeutung gew<strong>in</strong>nen und <strong>in</strong>folge wird der<br />

AEE se<strong>in</strong>e Kompetenz und Erfahrung auf dem G<strong>eb</strong>iet<br />

der elektrischen (Gleichstrom-)Anlagen speziell bei der<br />

Infrastruktur e<strong>in</strong>br<strong>in</strong>gen. Die vielen voraussichtlich im<br />

2. Halbjahr 2014 veröffentlichten, überarbeiteten und<br />

neuerstellten VDV-Schriften werden auf Sem<strong>in</strong>aren<br />

vorgestellt, um sowohl die Mitarbeiter der VDV-Mitgliedsunternehmen<br />

als auch der Industrie über deren<br />

Inhalt und praktischen Anwendung zu <strong>in</strong>formieren.<br />

Zusammengefasst bedeutet das, dass auch <strong>in</strong> den<br />

kommenden Jahren dem AEE die Arbeit nicht ausgeht.<br />

Udo Stahlberg, VDV<br />

Qualitäts-Produkte für den<br />

modernen Fahrleitungsbau<br />

Verb<strong>in</strong>dungs- und Abspannmuffen<br />

Fahrdrahtaufhängungen<br />

Klemmen/Spannschlösser<br />

Sicherheits- und Erdungsmaterial<br />

Streckentrenner<br />

Phasentrenner<br />

Isolatoren und Montagematerial<br />

Diverses Bahnwerkzeug<br />

Arthur Flury AG<br />

CH-4543 Deit<strong>in</strong>gen/Switzerland<br />

Tel 032 613 33 66 Fax 032 613 33 68<br />

www.aflury.ch <strong>in</strong>fo@aflury.ch<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

7


Fokus Thema<br />

Verkehrs<strong>in</strong>frastruktur am Beispiel BVG<br />

Der Rückstau bei Instandhaltung und Erneuerung der Verkehrs<strong>in</strong>frastruktur <strong>in</strong> Deutschland betrifft<br />

auch die Anlagen des ÖPNV <strong>in</strong> den Städten.<br />

TABELLE 1<br />

Fahrzeugezahlen und ausgewählte Anlagenmengen<br />

der BVG.<br />

Längen <strong>in</strong> km, Stand September 2013<br />

Fahrzeuge<br />

U-Bahnwagen<br />

Straßenbahnfahrzeuge<br />

Omnibusse<br />

Fähren<br />

Streckenlängen<br />

U-Bahnnetz<br />

Straßenbahnnetz<br />

Anlagen<br />

Gleislänge 1<br />

Stellwerke<br />

Gleichrichterwerke 1<br />

U-Bahnstationen<br />

Straßenbahnstationen<br />

Betri<strong>eb</strong>shöfe 1<br />

Werkstätten 1<br />

1<br />

U-Bahn und Straßenbahn zusammen<br />

1 240<br />

380<br />

≈1 300<br />

6<br />

146<br />

189<br />

≈800<br />

35<br />

122<br />

173<br />

≈800<br />

6<br />

7<br />

Die derzeit und <strong>in</strong> den nächsten Jahren deutschlandweit<br />

zur Verfügung stehenden Mittel reichen nicht aus, die<br />

stark beanspruchte Verkehrs<strong>in</strong>frastruktur <strong>in</strong> den Städten<br />

zu erhalten, zu erneuern oder gar zu erweitern. Der<br />

Verband Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV) attestiert<br />

dem ÖPNV <strong>in</strong> Deutschland aktuell rund 3 Mrd. EUR<br />

Sanierungsstau, der jährlich um 0,3 Mrd. EUR wächst.<br />

Damit fehlt den Verkehrsunternehmen die Grundlage,<br />

die notwendigen Investitionen <strong>in</strong> Erhalt und Neubau<br />

ihrer Anlagen mit den notwendigen Vorlaufzeiten zu<br />

planen. Der VDV hat deshalb zu e<strong>in</strong>er geme<strong>in</strong>samen<br />

Aktion aller Verkehrsbetri<strong>eb</strong>e aufgerufen.<br />

Im Rahmen dieser Kampagne gab es im September<br />

2013 e<strong>in</strong>en Presseterm<strong>in</strong> mit dem Unternehmen<br />

Berl<strong>in</strong>er Verkehrsbetri<strong>eb</strong>e (BVG), an dessen Beispiel die<br />

Probleme deutlich gemacht wurden.<br />

U-Bahn Berl<strong>in</strong> auf Viadukt (Foto: BVG/Lang).<br />

Tabelle 1 zeigt die Fahrzeugzahlen und den Umfang<br />

ausgewählter Infrastrukturanlagen der BVG. Bei den<br />

Letzteren wurden bisher für Instandhaltung, Erneuerung<br />

und Modernisierung rund 260 Mio. EUR/a e<strong>in</strong>gesetzt.<br />

Das Unternehmen hat damit <strong>in</strong> den letzten Jahren<br />

viel erreicht, muss aber weiterh<strong>in</strong> und sogar noch<br />

verstärkt <strong>in</strong> se<strong>in</strong>e Infrastrukur <strong>in</strong>vestieren (Tabelle 2).<br />

Um welche Beträge es dabei geht, veranschaulichen<br />

Tabelle 3 und folgendes Beispiel: Bis 2020<br />

sollen möglichst alle U-Bahnstationen beh<strong>in</strong>dertengerecht<br />

zugänglich werden. Der E<strong>in</strong>bau e<strong>in</strong>es Aufzuges<br />

kosten je nach Örtlichkeit 0,4 bis 3 Mio. EUR.<br />

Von 2000 bis 2012 wurden 75 Aufzüge e<strong>in</strong>g<strong>eb</strong>aut,<br />

TABELLE 3<br />

Investitionen je Kilometer Grund<strong>in</strong>standsetzung <strong>in</strong><br />

Mio. EUR.<br />

Hochbahnviadukt 35<br />

U-Bahntunnel 15<br />

U-Bahndoppelgleis 4<br />

Trambahndoppelgleis 5<br />

TABELLE 2<br />

Grundsanierungsprogramm Infrastruktur BVG.<br />

1 Bestand<br />

2 bis 2020 zu grundsanieren<br />

3 von 2 bis 2013 grundsaniert<br />

1 2 3<br />

U-Bahnstrecken km 146<br />

1 2<br />

53<br />

U-Bahnstationen 173 80 60<br />

Trambahnstrecken km 189 ≈110 ≈75<br />

Trambahnstationen ≈800 300 ≈260<br />

1<br />

Planung noch nicht abgeschlossen<br />

2<br />

davon 38 km Tunnel und 15 km Viadukt<br />

U-Bahn Berl<strong>in</strong> <strong>in</strong> Tunnelstation (Foto: BVG/Lambert).<br />

8 112 (2014) Heft 1-2


Thema Fokus<br />

für die weiteren 108 Aufzüge werden 170 Mio. EUR<br />

g<strong>eb</strong>raucht. Zu diesen durchschnittlich 24 Mio. EUR/a<br />

kommen dann noch 4 Mio. EUR/a Betri<strong>eb</strong>skosten<br />

und 9 Mio. EUR/a für Ersatz<strong>in</strong>vestitionen.<br />

Hiernach ist schon heute klar, dass die bisherigen<br />

Fördermittel mittel- und langfristig nicht ausreichen.<br />

Alle<strong>in</strong> für die notwendige Grunderneuerung<br />

der U-Bahnstrecken im Westteil der Stadt gibt es<br />

hohen Mehrbedarf. Für die nächsten si<strong>eb</strong>en Jahre,<br />

also bis 2020 benötigt die BVG 360 Mio. EUR/a, was<br />

abzüglich Eigenmittel 1,8 Mrd. EUR öffentliche Mittel<br />

erfordert. Davon s<strong>in</strong>d aber bisher nur 0,8 Mrd. EUR<br />

gesichert. Für die langfristigen Planungen bis 2030<br />

ergibt sich dann e<strong>in</strong>e Lücke von 3 Mrd. EUR. Für Straßenbahnhaltestelle (Foto: BVG/He<strong>in</strong>rich).<br />

Planungssicherheit und seriöse Bauvorbereitung<br />

braucht das Unternehmen klare Zusagen.<br />

Be Quelle: Pressemitteilung BVG vom 12. September 2013<br />

10 Jahre acrpsBestellung unter:<br />

Jubiläumsausgabe 10 Jahre acrps a.c. rail power supply<br />

Vorträge der Fachtagungen 2003-2011<br />

Mit ihrer diesjährigen <strong>in</strong>ternationalen Fachtagung feiert die acrps<br />

– a.c. rail power supply zehnjähriges Bestehen und blickt auf<br />

e<strong>in</strong>e erfolgreiche Entwicklung zurück.<br />

Grund für uns, anlässlich dieses Jubiläums die gesammelten<br />

Vorträge der Fachtagungen aus den Jahren 2003 – 2011 und<br />

damit das g<strong>eb</strong>allte Fachwissen zu Themenbereichen der Elektrotechnik<br />

im Verkehrswesen <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er hochwertigen Jubiläumsausgabe<br />

zu veröffentlichen.<br />

Das Buch ersche<strong>in</strong>t erstmals zur 6. acrps-Tagung am 07.03.2013<br />

mit e<strong>in</strong>er Auflage von 500 Exemplaren. (Buchformat: DIN-A4,<br />

Hardcover, Umfang: ca. 500 Seiten, farbig)<br />

Tel.: +49 201 82002-14<br />

Fax: +49 201 82002-34<br />

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€ 120,-<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

9


Fokus Praxis<br />

<strong>Elektrobus</strong>-<strong>Projekt</strong> <strong>TOSA</strong> <strong>in</strong> <strong>Genf</strong><br />

In <strong>Genf</strong> läuft e<strong>in</strong> Pilotbetri<strong>eb</strong> mit e<strong>in</strong>em neu entwickelten <strong>Elektrobus</strong>, der sich an dafür ausgerüsteten<br />

Haltestellen sehr schnell automatisch aufladen kann. Im nächsten Schritt soll e<strong>in</strong>e ganze Busl<strong>in</strong>ie so<br />

ausgerüstet und betri<strong>eb</strong>en werden.<br />

TABELLE 1<br />

Hauptdaten elektrischer Gelenkbus <strong>TOSA</strong>.<br />

Fahrzeugmaße<br />

Länge<br />

größte Breite<br />

größte Höhe<br />

Fahrzeugmasse<br />

leer<br />

voll besetzt<br />

Batterien<br />

Ladespannung DC<br />

Speichervermögen<br />

Masse<br />

m<br />

m<br />

m<br />

t<br />

t<br />

V<br />

kWh<br />

kg<br />

18,74<br />

2,55<br />

3,40<br />

20<br />

29<br />

500<br />

2 x 19<br />

2 x 520<br />

Antri<strong>eb</strong>sleistung kW 2 x 120<br />

Höchstgeschw<strong>in</strong>digkeit km/h 85<br />

Sitz- und Stehplätze 46 + 88<br />

TABELLE 2<br />

Partner im <strong>Projekt</strong> <strong>TOSA</strong>.<br />

Hauptgestalter<br />

TPG Transports Publics Genèvois<br />

OPI Office de Promotion des Industries et des Technologies<br />

SIG Services Industriels de Genève<br />

ABB Sécheron<br />

unterstützende Partner<br />

Carosserie HESS AG<br />

Palexpo<br />

Genève Aéroport<br />

République et canton de Genève<br />

Bundesamt für Energie (BFE)<br />

Bundesamt für Strassen (ASTRA)<br />

École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)<br />

Haute École Arc Ingénierie (HE-Arc)<br />

Haute école du paysage, d’<strong>in</strong>génierie et d’architecture de Genève (hepia)<br />

Ausgangslage<br />

Bei dem Bestr<strong>eb</strong>en, dieselbetri<strong>eb</strong>ene Busflotten <strong>in</strong><br />

den Städten wegen ihrer Nachteile durch andere<br />

Lösungen zu ersetzen, stößt man überall an E<strong>in</strong>schränlungen.<br />

Erdgas als Treibstoff kann e<strong>in</strong>e gewisse<br />

Entlastung br<strong>in</strong>gen, hat jedoch gleichfalls<br />

die grundsätzlichen Makel der Endlichkeit und der<br />

CO 2 -Emission.<br />

Die vor Ort sauberste Lösung ist re<strong>in</strong> elektrischer<br />

Betri<strong>eb</strong>. Der Trolley-Bus oder O-Bus braucht dafür<br />

zweipolige Oberleitungen, die besonders <strong>in</strong> Kreuzungsbereichen<br />

aufwändig <strong>in</strong> Bau und Instandhaltung<br />

s<strong>in</strong>d und mit ihren Tragwerken und punktuellen<br />

Speisekomponenten optisch nicht überall gefallen.<br />

Die Energiedichte von Dieselkraftstoff liegt bei<br />

umgerechnet 15 kWh/kg, diejenige von wiederaufladbaren<br />

Batterien trotz aller Fortschritte <strong>in</strong> ihrer<br />

Technik bei 0,3 kWh/kg. Re<strong>in</strong> batteri<strong>eb</strong>etri<strong>eb</strong>ene Busse<br />

müssen also Platz raubende und schwere Batterien<br />

mitführen, was tendenziell zu Lasten des Nutzraumes<br />

und des spezifischen Energi<strong>eb</strong>edarfs geht und<br />

somit den Aufwand bei Vorhaltung und Betri<strong>eb</strong> der<br />

Flotten erhöht.<br />

Bei diesen Relationen ist es e<strong>in</strong>e s<strong>in</strong>nvolle Komb<strong>in</strong>ation,<br />

den Aufwand bei den Batterien durch<br />

ständiges punktuelles Nachladen zu senken. L<strong>in</strong>ienbusse<br />

bieten dafür gute Voraussetzungen, weil<br />

sie im Unterschied zu Fahrzeugen des Individualverkehrs<br />

fest def<strong>in</strong>ierte Fahrwege mit planmäßigen<br />

Haltestellen haben.<br />

ABB hat dafür e<strong>in</strong>en vollelektrischen Gelenkbus<br />

entwickelt (Tabelle 1), dessen Energiespeicher sich<br />

an dafür ausgerüsteten Haltestellen <strong>in</strong> kürzester Zeit<br />

automatisch auflädt (Bild 1). Der <strong>Projekt</strong>name <strong>TOSA</strong><br />

steht e<strong>in</strong>erseits für Trolleybus Optimisation Système<br />

Alimentation, lässt sich aber auch mit den Namen der<br />

vier Hauptakteure verb<strong>in</strong>den (Tabelle 2).<br />

Systemmerkmale<br />

Bild 1:<br />

Elektro-Bus <strong>TOSA</strong> an Haltestelle mit Schnellladestelle <strong>in</strong> <strong>Genf</strong><br />

(Bilder 1 bis 5: ABB).<br />

Außer den immanenten Eigenschaften des elektrischen<br />

Betri<strong>eb</strong>es, geräuscharm und entlang der Strecke<br />

schadstofffrei zu se<strong>in</strong> sowie se<strong>in</strong>e Bremsenergie<br />

und sich erneuernde Energien nutzen zu können, hat<br />

das neu entwickelte System weitere Vorteile.<br />

10 112 (2014) Heft 1-2


Praxis Fokus<br />

Fahrzeugtechnik<br />

Der <strong>TOSA</strong>-Demonstrator ist e<strong>in</strong> dreiachsiger Gelenkbus<br />

mit zwei Treibradsätzen; alle anderen Hauptkomponenten<br />

sitzen auf dem Dach (Bild 2). Er hat<br />

nur zwei LTO-Speicherbatteriepakete wie <strong>in</strong> gängigen<br />

Elektro-Autos (Bild 3), die zehn Jahre lang halten<br />

sollen, das heißt bei 20 Jahren Nutzungsdauer der<br />

Busse nur e<strong>in</strong>mal gewechselt werden müssen. Ihr Betri<strong>eb</strong>sbereich<br />

geht von –40 bis +55 ºC. Fahrmotoren,<br />

Umrichter und Batterien s<strong>in</strong>d wassergekühlt.<br />

Streckentechnik<br />

Bild 2:<br />

Fahrzeug-Hauptkomponenten.<br />

1 Energieübertragungssystem<br />

2 Batteriepakete<br />

1<br />

4 4<br />

2<br />

3<br />

3 Traktions- und Hilfsbetri<strong>eb</strong>eumrichter<br />

4 Radsätze mit Fahrmotor<br />

Es gibt nur punktuelle Ladestellen. Die Energie wird mit<br />

mechanischem Kontakt übertragen, also mit hohem<br />

Wirkungsgrad, schnell und selbstverständlich sicher.<br />

Energiewirtschaft<br />

Das System kann am Tage Solarenergie nutzen, während<br />

klassische Elekrofahrzeuge typischerweise erst<br />

am Abend an die Ladestellen heimkehren.<br />

Stadtbild<br />

Es gibt ke<strong>in</strong>e Oberleitungen. Die Ladestellen s<strong>in</strong>d<br />

zweckmäßig <strong>in</strong> ausgewählte Haltestellen <strong>in</strong>tegriert,<br />

sodass es Gestaltungs- und <strong>in</strong> gewissen Grenzen Dispositionsmöglichkeiten<br />

gibt.<br />

Verkehrsführung<br />

Das System erlaubt e<strong>in</strong> flexibles L<strong>in</strong>ienmanagement.<br />

Insgesamt bietet sich also e<strong>in</strong>e heute so genannte<br />

nachhaltige Lösung, die <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Pilotprojekt <strong>in</strong> <strong>Genf</strong><br />

erprobt wird.<br />

Parameter<br />

Bild 3:<br />

Wassergekühlte LTO-Batteriepakete DC 500 V, 2 x 19 kWh.<br />

Die Ladevorgänge an Unterwegshaltestellen sollten<br />

sich ke<strong>in</strong>esfalls nachteilig auf den Fahrplan und auf<br />

die Reisegeschw<strong>in</strong>digkeit auswirken oder gar e<strong>in</strong>e<br />

größere Fahrzeugflotte erfordern. Ganz wesentlich<br />

war es also, die Ladedauer auf diejenige Zeit zu begrenzen,<br />

während der der Bus ohneh<strong>in</strong> für den Fahrgastwechsel<br />

hält, das s<strong>in</strong>d üblicher Weise 5 bis 25 s.<br />

Für <strong>Genf</strong> wurden dazu 15 s an Unterwegs- und 3 m<strong>in</strong><br />

an Endhaltestellen def<strong>in</strong>iert.<br />

Es gibt zwei Arten von Ladestationen, und zwar<br />

so genannte Flash-Stationen an ausgewählten Haltestellen<br />

entlang der Strecke für Schnellladung und<br />

Term<strong>in</strong>al-Stationen an den End- und Wendestellen.<br />

Beide werden aus dem örtlichen Netz 3 AC 400 V<br />

50 Hz versorgt, die Lade-Nennspannung ist DC 500.<br />

Die Schnellladestationen liefern kurze, leistungsstarke<br />

Energieschübe mit 40 kW x 15 s = 1,7 kWh.<br />

Weil solche Lastspitzen tariflich und netzbetri<strong>eb</strong>lich<br />

nachteilig wären, wird der Bedarf zunächst <strong>in</strong> das<br />

Laden von Superkondensatoren mit 50 kVA x 2,5 m<strong>in</strong><br />

= 2,1 kVAh gestreckt. Dazu s<strong>in</strong>d die Stationen mit<br />

steuerbaren Gleichrichtern ausgerüstet. Auf diese<br />

Weise können die Anschlüsse leistungsarm dimensioniert<br />

und bestellt werden. Die Speicher auf dem<br />

Bus werden also aus den Superkondensatoren geladen.<br />

Während längerer Busfolgezeiten bleiben diese<br />

ungeladen, wodurch sie weniger altern.<br />

Während des Fahrbetri<strong>eb</strong>s werden die Batterien<br />

beim Bremsen des Busses nachgeladen. Dies und<br />

die Schnellladungen reichen aber nicht aus, um<br />

sie immer wieder vollständig aufzuladen. Deshalb<br />

bekommt der Bus an den Endstationen längere Ladungen<br />

von 3 bis 4 m<strong>in</strong> bei 200 kW, also mit 10 bis<br />

13 kWh. Die Zeit sollte knapp gehalten werden, damit<br />

der Bus sich nicht nur nicht verspätet, sondern<br />

auch noch Verspätung aufholen kann. Die Term<strong>in</strong>alstationen<br />

haben Zwölf-Puls-Diodengleichrichter.<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

11


Fokus Praxis<br />

Die Ladevorrichtungen bestehen elektrisch aus<br />

e<strong>in</strong>em 3 m langen Deckenstromschienenpaar an<br />

der Haltestelle und e<strong>in</strong>em zweipoligen Kontaktmechanismus<br />

auf dem Busdach, der <strong>in</strong> der Querachse<br />

von 0 bis 55 cm verfahrbar ist und per Laser unter<br />

die Stromschiene positioniert wird (Bilder 4 und 5).<br />

Danach werden das zweipolige Kontaktstück angehoben<br />

und die Schienen e<strong>in</strong>geschaltet. Der ganze<br />

Vorgang dauert weniger als e<strong>in</strong>e Sekunde.<br />

Im Depot wird mit <strong>in</strong> der Regel 50 kW x 30 m<strong>in</strong><br />

= 25 kWh geladen. Hier wird der Bus per Kabel an<br />

e<strong>in</strong>e Ladestation angeschlossen, die im Übrigen elektrisch<br />

so aufg<strong>eb</strong>aut ist wie die am Term<strong>in</strong>al. Die dabei<br />

erreichte Vollladung der Batterien enthält dann<br />

auch den Bedarf für die Fahrt zur E<strong>in</strong>satzstrecke.<br />

Betri<strong>eb</strong>se<strong>in</strong>satz<br />

Bild 4:<br />

Kontaktapparat abgesenkt, von 0 bis 55 cm querverschi<strong>eb</strong>lich.<br />

Bild 5:<br />

Kontaktapparat positioniert und bei beg<strong>in</strong>nendem Anhub.<br />

Der <strong>TOSA</strong>-Bus fährt seit dem 60. UITP Weltkongress,<br />

der vom 26. bis 30. Mai 2013 <strong>in</strong> <strong>Genf</strong> stattfand, auf<br />

der 1,8 km langen Strecke zwischen Ausstellungsgelände<br />

Palexpo und Flughafen mit je e<strong>in</strong>er Ladestelle.<br />

Der Höhenunterschied beträgt 25 m und die Fahrt<br />

dauert 3 1 / 3 m<strong>in</strong>. Die Demonstrationsfahrten sollen<br />

noch bis zum Monatsende nach dem 84. Internationalen<br />

Auto-Salon vom 6. bis 16. März 2014 an<br />

bestimmten Werktagen stattf<strong>in</strong>den, allerd<strong>in</strong>gs ohne<br />

Gewähr wegen allfälliger Arbeiten <strong>in</strong> der Werkstatt<br />

oder anderweitiger Vorführungen.<br />

Das Demonstrationsmodell hat bisher fehlerfrei<br />

funktioniert und sich <strong>in</strong>zwischen so erfolgreich gezeigt,<br />

dass das Konzept nun für die Serienfertigung<br />

weiter entwickelt wird. Dabei soll <strong>in</strong> <strong>Genf</strong> e<strong>in</strong>e komplette<br />

Busl<strong>in</strong>ie zwischen Hospital und Flughafen mit<br />

50 m Höhenunterschied hergeichtet und mit elf<br />

18-m-Gelenkbussen betri<strong>eb</strong>en werden. Bergwärts<br />

sollen 7 von 18 Zwischenhaltestellen Schnellladestationen<br />

werden und auf e<strong>in</strong>er anderen Route talwärts<br />

5 von 19 Zwischenhaltestellen.<br />

Systemvergleich<br />

Bild 6<br />

Kontaktapparat <strong>in</strong> Deckenstromschienenpaar e<strong>in</strong>gerastet<br />

(Foto: Röhlig).<br />

Das <strong>Projekt</strong> <strong>TOSA</strong> stellt im Vergleich zu anderen Konzepten<br />

e<strong>in</strong>ige Merkmale besonders heraus.<br />

Gegenüber dem Trolleybus werden die durchgehenden<br />

komplizierten Oberleitungen vermieden<br />

und besonders die Störungen und Instandsetzungsarbeiten<br />

daran. Infrastrukturseitig ist <strong>TOSA</strong> flexibler,<br />

weil sich die dezentralen Ladeanlagen bei geänderter<br />

Verkehrsführung sehr e<strong>in</strong>fach umsetzen lassen.<br />

Gegenüber dem re<strong>in</strong>en Batteri<strong>eb</strong>us bleiben<br />

Platzzahlen und Fahrzeugmassen wie beim Diesel-<br />

Bus erhalten.<br />

Gegenüber <strong>in</strong>duktiven Ladesystemen entfallen<br />

aufwändige durchgehende Streckenausrüstungen,<br />

und die Energieverluste beim Laden s<strong>in</strong>d aufgrund<br />

der höheren Leistungsdichte der galvanischen Verb<strong>in</strong>dung<br />

deutlich ger<strong>in</strong>ger. Letztere macht auch<br />

alle Bedenken wegen elektromagnetischer Felder<br />

unbegründet.<br />

Be<br />

12 112 (2014) Heft 1-2


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Diese Erklärung kann ich mit Wirkung für die Zukunft jederzeit widerrufen.


Fokus Praxis<br />

<strong>Elektrische</strong> Lokomotiven bei DB<br />

Schenker Rail Deutschland<br />

Das deutsche Schienengüterverkehrsunternehmen der DB hat <strong>in</strong> den drei zurückliegenden Jahren<br />

se<strong>in</strong>en Lokomotivbestand bei den vier noch laufenden Altbaureihen weiter abgesenkt. H<strong>in</strong>zu gekommen<br />

ist e<strong>in</strong>e Kle<strong>in</strong>serie bewährter TRAXX-Lokomotiven für grenzüberschreitenden Verkehr.<br />

Vierspannungslokomotive Baureihe 186 von DB Schenker Rail Deutschland (Foto: Bombardier Transportation).<br />

TABELLE 1<br />

Aktiver Bestand elektrischer Lokomotiven bei DB Schenker Rail Deutschland<br />

jeweils am Jahresanfang.<br />

Fahrleitungsspannungen:<br />

1 AC 15 kV 16,7 Hz 3 DC 3 kV<br />

2 AC 25 kV 50 Hz 4 DC 1,5 kV<br />

Baureihe<br />

139<br />

140<br />

145<br />

151<br />

152<br />

155<br />

180<br />

185.1<br />

185.2<br />

186<br />

189<br />

Zahl<br />

2011<br />

11<br />

81<br />

79<br />

133<br />

170<br />

185<br />

10<br />

200<br />

185<br />

0<br />

90<br />

Zahl<br />

2014<br />

7<br />

42<br />

79<br />

90<br />

170<br />

138<br />

6<br />

200<br />

185<br />

20<br />

90<br />

Lieferjahre Fahrleitung Fahrmotoren<br />

1959–1960<br />

1957–1973<br />

1998–2000<br />

1973–1975<br />

1997–2001<br />

1974–1984<br />

1988<br />

2001–2004<br />

2005–2009<br />

2011<br />

2003–2005<br />

1<br />

1<br />

1<br />

1<br />

1<br />

1<br />

1, 3<br />

1, 2<br />

1, 2<br />

1, 2, 3, 4<br />

1, 2, 3, 4<br />

1AC<br />

1AC<br />

3AC<br />

1AC<br />

3AC<br />

1AC<br />

DC<br />

3AC<br />

3AC<br />

3AC<br />

3AC<br />

Summe, Anteil 3AC 1 144 1 027 63 %→72 %<br />

Seit der EB-Neugründung im Jahre 1925 (Abschnitt<br />

4 <strong>in</strong> [1]) gehörte, mit zeitbed<strong>in</strong>gten Unterbrechungen,<br />

zu den Pflichthemen der Zeitschrift e<strong>in</strong> jährlicher<br />

fundierter Bericht über den elektrischen Zugbetri<strong>eb</strong><br />

der staatseigenen deutschen Eisenbahn im<br />

Vorjahr. Selbstverständlich waren dabei stets auch<br />

die elektrischen Tri<strong>eb</strong>fahrzeuge mit ihren Beständen<br />

und deren Veränderungen zu behandeln.<br />

In den beiden zurückliegenden Jahren fehlten <strong>in</strong><br />

diesem Bericht die zuvor üblichen Tabellen mit den<br />

e<strong>in</strong>zelnen Bestandszahlen aller Baureihen (BR), was<br />

zu kritischer Nachfrage führte (<strong>eb</strong> 7/2012, S. 309).<br />

Für die Lokomotiven von DB Schenker Rail Deutschland<br />

konnten jetzt kurzfristig und problemlos der Anschluss<br />

an die zum Stand Anfang 2011 erschienenen<br />

Zahlen (Tabelle 6 <strong>in</strong> [2]) erstellt und damit auch die<br />

Veränderungen <strong>in</strong> den letzten drei Jahren nachgeführt<br />

werden (Tabelle 1).<br />

14 112 (2014) Heft 1-2


Praxis Fokus<br />

Die Bezugstabelle hatte als Gesamtbestand bei DB<br />

Schenker Rail 1 178 elektrische Lokomotiven ausgewiesen.<br />

Hierbei waren irrtümlich noch 20 Lokomotiven<br />

BR 182 mit addiert, die jedoch schon alle zu DB Regio<br />

übergegangen waren. Ferner ist nachträglich zur<br />

BR 185.2 der Bestand 199 zu berichtigen. Diese ungewöhnlich<br />

ersche<strong>in</strong>ende Zahl war dadurch entstanden,<br />

dass aus dem Beschaffungsvorgang über 200 Stück<br />

e<strong>in</strong>e Lokomotive zur BR 146 für DB Regio gewandelt<br />

worden war. Weitere 17 Stück waren jedoch gar<br />

nicht erst zum Besteller gekommen, sondern gleich zu<br />

DB SR Scand<strong>in</strong>avia. Umgekehrt waren drei zusätzliche<br />

Lokomotiven für e<strong>in</strong> geplantes Jo<strong>in</strong>t Venture mit Green<br />

Cargo, dem aus der Statens Järnvägar (SJ) hervorgegangenen<br />

schwedischen Güterverkehrsunternehmen,<br />

beschafft worden, die jedoch bei DB Schenker Rail<br />

Deutschland verbli<strong>eb</strong>en. Deren Bestand bei BR 185.2<br />

war also Anfang 2011 <strong>in</strong> Wirklichkeit nur 185 Stück.<br />

Mit den beiden Korrekturen erg<strong>eb</strong>en sich rückwirkend<br />

1 144 Lokomotiven als Bestand Anfang 2011,<br />

davon noch 420 aus den Alt-BR 139, 140, 151 und<br />

155 (Tabelle 1). Somit waren damals 63 % der Flotte<br />

rückspeisefähig.<br />

Im Laufe der Jahre 2011, 2012 und 2013 hat sich<br />

nichts grundsätzlich verändert. Die vier Alt-BR s<strong>in</strong>d<br />

auf 283 Stück, das heißt um e<strong>in</strong> Drittel geschrumpft,<br />

und bei den beiden Bo’Bo‘-BR 139 und 140 ist das<br />

kommende Ende wohl abzusehen. Sie unterscheiden<br />

sich übrigens nur dadurch, das erstere e<strong>in</strong>e elektrische<br />

Widerstandsbremse hat.<br />

Neu h<strong>in</strong>zugekommen ist 2011 die BR 186 mit 20<br />

Lokomotiven (Tabelle 2). Sie ist e<strong>in</strong>e Vierspannungsversion<br />

aus der Plattform TRAXX von Bombardier<br />

Transportation (BT), wo als F140 MS firmiert mit<br />

Zulassung auch für Frankreich und Belgien. In beträchtlicher<br />

Zahl ist sie bei europäischen Privatbahnen<br />

im E<strong>in</strong>satz, unter Anderem mit 10 Stück bei BLS<br />

TABELLE 2<br />

Kenndaten Bo‘Bo‘-Vierspannungslokomotive Baureihe<br />

186 von DB Schenker Rail Deutschland.<br />

Spurweite mm 1 435<br />

Länge über Puffer mm 18 900<br />

Dienstmasse t 85<br />

Anfahrzugkraft kN 300<br />

größte Traktionsleistung kW 5 600<br />

Höchstgeschw<strong>in</strong>digkeit km/h 140<br />

größte Elektrobremsleistung 1 kW 5 600<br />

größte Elektrobremskraft 2 kN 240<br />

1<br />

<strong>in</strong> AC-Netzen, <strong>in</strong> DC-Netzen nur 2 600 kW<br />

2<br />

<strong>in</strong> fremden Netzen fallweise niedriger<br />

Cargo als BR 486 und mit 45 Stück bei Euro Cargo<br />

Rail (ECR), e<strong>in</strong>er Tochter von DB Schenker Rail. Deren<br />

Gesamtbestand ist damit auf 1 027 Lokomotiven<br />

gesunken, also <strong>in</strong> den drei Jahren um gesamt 9 %,<br />

und der rückspeisefähiger Anteil an dieser Flotte ist<br />

dabei auf 72 % gewachsen.<br />

Bestellt s<strong>in</strong>d aus dem Rahmenvertrag der DB mit<br />

BT über 450 Lokomotiven 110 Stück als Zweifrequenzversion<br />

BR 187 (<strong>eb</strong> 5/2013, S. 330).<br />

Be<br />

Anmerkung: Es ist erwünscht, dass der Personenverkehr<br />

der DB se<strong>in</strong>e entsprechenden Zahlen und Fakten<br />

<strong>eb</strong>enso unkompliziert beisteuert.<br />

[1] Behmann, U.: 110 Jahre <strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> im<br />

Spiegel der Zeitgeschichte. <strong>in</strong>. <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 111<br />

(2013), H. 8-9, S. 476–496.<br />

[2] NN: <strong>Elektrische</strong>r Betri<strong>eb</strong> bei der Deutschen Bahn im<br />

Jahre 2010. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 109 (2011), H. 1-2,<br />

S. 3–49.<br />

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH<br />

Arnulfstraße 124<br />

80636 München<br />

Ihr direkter Weg zur Redaktion<br />

<strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong><br />

Elektrotechnik<br />

im Verkehrswesen<br />

Dr.-Ing. Steffen Röhlig<br />

E-Mail: redaktion-<strong>eb</strong>@di-verlag.de<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

15


Fokus Praxis<br />

Offshore-W<strong>in</strong>denergie für Europa und<br />

Deutschland<br />

In der Nordsee arbeitet jetzt die erste DC-Hochspannungsübertragung für W<strong>in</strong>denergie mit voller<br />

Leistung und für zwei weitere s<strong>in</strong>d die Offshore-Riesenplattformen <strong>in</strong>stalliert.<br />

TABELLE 1<br />

Offshore-W<strong>in</strong>dkraftleistung Europa <strong>in</strong> GW.<br />

Urquelle: European W<strong>in</strong>d Energy Association (EWEA), Stand 30. Juni 2013<br />

<strong>in</strong> Betri<strong>eb</strong> im Bau genehmigt Summe<br />

Großbritannien 3,3 1,5 2,4 7,2<br />

Deutschland 0,2 2,9 6,3 9,4<br />

Niederlande 0,2 0,2 2,7 3,1<br />

Dänemark 1,3 0 80 km<br />

2<br />

bei DC-Übertragung ohne dezentrale Plattformen für AC-Bündelung<br />

3<br />

an gesamter Landesversorgung angestr<strong>eb</strong>t<br />

Im Sommer 2013 waren <strong>in</strong> Europa als Offshore-<br />

W<strong>in</strong>dkraftleistung<br />

• 5,5 GW <strong>in</strong> Betri<strong>eb</strong><br />

• 5,1 GW im Bau<br />

• 19,0 GW genehmigt<br />

Mit allen Vorbehalten können also rund 30 GW als<br />

mehr oder weniger bald zu erwartend gelten. Tabelle<br />

1 zeigt farblich abgestuft die verschiedenen<br />

Schwerpunkte dabei. Seit dem Stichtag hat es <strong>in</strong>zwischen<br />

Verschi<strong>eb</strong>ungen von im Bau nach <strong>in</strong> Betri<strong>eb</strong><br />

und von genehmigt nach im Bau geg<strong>eb</strong>en.<br />

Mit 130 GW wird e<strong>in</strong> Vielfaches von 30 GW als<br />

geplant benannt (Tabelle 2). Die Zahlen können<br />

bestimmt nur e<strong>in</strong>en E<strong>in</strong>druck von den angedachten<br />

Größenordnungen g<strong>eb</strong>en, denn es ist abzuwarten<br />

wie sich die D<strong>in</strong>ge entwickeln werden. Die aktuelle<br />

politische Situation und Diskussion <strong>in</strong> Deutschland<br />

zeigt, wie schnell sich etwas ändern kann.<br />

Beim Bewerten der Absolutwerte muss man mit<br />

bedenken, wie groß die nutzbaren Meeresg<strong>eb</strong>iete<br />

der e<strong>in</strong>zelnen Länder s<strong>in</strong>d und welche Energiequellen<br />

sie sonst haben, zum Beispiel Norwegen <strong>in</strong> Form<br />

überreichlicher Wasserkraft im Lande.<br />

Zu den beiden Schwerpunktländern Großbritannien<br />

und Deutschland stehen <strong>in</strong> Tabelle 3 e<strong>in</strong>ige Vergleichszahlen.<br />

Als Standardgrößen und pauschale Volllaststunden<br />

für W<strong>in</strong>dturb<strong>in</strong>en werden genannt:<br />

• 2,3 MW und 3,6 MW im B<strong>in</strong>nenland mit<br />

3 000 h/a und auf küstennahem Festland mit<br />

4 000 h/a,<br />

• 3,6 und 6,0 MW auf küstennahem Festland mit<br />

4 000 h/a und küstenfern auf See mit 5 000 h/a.<br />

Bild 1 und Tabelle 4 zeigen Lage und Daten der<br />

bisher genehmigten und verg<strong>eb</strong>enen deutschen<br />

Großprojekte für Hochspannungs-Gleichstromübertragungen<br />

(HGÜ), mit denen die Energie von den<br />

W<strong>in</strong>dparks zum Festland übertragen werden soll.<br />

Davon war BorW<strong>in</strong> 1 schon term<strong>in</strong>gerecht Ende<br />

2009 am Netz, jedoch gab es als Kuriosum noch ke<strong>in</strong>en<br />

angeschlossenen W<strong>in</strong>dpark; ansonsten bestand<br />

<strong>in</strong> den letzten Jahren eher die umgekehrte Situation.<br />

Der zugehörige Park BARD Offshore 1 war erst Ende<br />

2010 mit Teilleistung <strong>in</strong> Betri<strong>eb</strong> und ist es ab August<br />

2013 mit voller Leistung. Für die HGÜ DolW<strong>in</strong> 1 und<br />

HelW<strong>in</strong> 1 wurden die Offshore-Plattformen im Au-<br />

16 112 (2014) Heft 1-2


Praxis Fokus<br />

Bild 1:<br />

Genehmigte HGÜ-Pionierprojekte <strong>in</strong> der deutschen ausschließlichen Wirtschaftszone (Tabelle 4) (Grafik: Siemens).<br />

gust 2013 aufgestellt (<strong>eb</strong> 12/2013, Seite 793), und<br />

das Jahr 2014 soll e<strong>in</strong> Schwerpunkt der weiteren<br />

Schritte se<strong>in</strong>.<br />

Verzögerungen um e<strong>in</strong> oder zwei Jahre bei Bau<br />

und Installation e<strong>in</strong>iger der Offshore-Plattformen<br />

zeigen: Offenkundig hatte man die Aufgabe erh<strong>eb</strong>lich<br />

unterschätzt. H<strong>in</strong>ter den Kulissen kl<strong>in</strong>gen<br />

durchaus auch schon Zweifel an, ob die HGÜ wirklich<br />

die alle<strong>in</strong> <strong>in</strong> Frage kommende Lösung war.<br />

Zwar verweisen alle drei Auftragnehmer auf ihre<br />

weltweiten Erfahrungen beim Bau vieler HGÜ, allerd<strong>in</strong>gs<br />

bisher nur an Land. Die Instandhaltung<br />

der Anlagen, meist normwidrig Wartung genannt,<br />

lassen sie sich <strong>in</strong> großem Umfang übertragen.<br />

TABELLE 4<br />

Genehmigte deutsche HGÜ-Pionierprojekte für<br />

Offshore-W<strong>in</strong>dparks.<br />

Stand August 2013 (Bild 1).<br />

1 Abkürzungen kennzeichnen Lage bei oder vor Borkum,<br />

Dollart, Helgoland und Sylt<br />

2 Leistung <strong>in</strong> MW<br />

3 Auftragnehmer<br />

4 Inbetri<strong>eb</strong>nahme<br />

BorW<strong>in</strong> 1<br />

DolW<strong>in</strong> 1<br />

DolW<strong>in</strong> 2<br />

HelW<strong>in</strong> 1<br />

BorW<strong>in</strong> 2<br />

SylW<strong>in</strong> 1<br />

HelW<strong>in</strong> 2<br />

1 2 3 4<br />

400<br />

800<br />

900<br />

576<br />

800<br />

864<br />

690<br />

ABB<br />

1<br />

2010<br />

2014/15<br />

2015<br />

Siemens 2014<br />

2014<br />

2014<br />

2015<br />

DolW<strong>in</strong> 3 900 Alstom 2017<br />

BorW<strong>in</strong> 3<br />

BorW<strong>in</strong> 4<br />

900<br />

900<br />

noch nicht<br />

verg<strong>eb</strong>en<br />

1 wegen Verzögerungen beim W<strong>in</strong>dpark mit Teil- und erst<br />

2013 mit Vollleistung von See zum Land<br />

Bild 2:<br />

HGÜ-Ventilpakete <strong>in</strong> landseitiger Umrichterstation (Foto: ABB).<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

17


Fokus Praxis<br />

Bild 3:<br />

Schema W<strong>in</strong>denergieübertragung mit DC-Hochspannung (Grafik: Alstom).<br />

blau Übertragungen mit 3 AC 50 Hz<br />

grün Übertragung mit 2 DC<br />

rot Grenzentfernung für AC-Übertragung<br />

Die Übertragungsspannung ist ±150 kV bei Bor-<br />

W<strong>in</strong> 1 und ±250 kV bei HelW<strong>in</strong> 1. Nach e<strong>in</strong>er Zwischenstufe<br />

mit ±300 kV s<strong>in</strong>d <strong>in</strong>zwischen e<strong>in</strong>heitlich<br />

900 MW und ±320 kV festgelegt; diese Spannung<br />

wird bei DolW<strong>in</strong> 1 erstmals benutzt. Erst danach kann<br />

an e<strong>in</strong>e Standardisierung der riesigen HGÜ-Plattformen<br />

gedacht werden, die bisher E<strong>in</strong>zelfertigungen<br />

s<strong>in</strong>d (<strong>eb</strong> 1-2/2014, S. 68). Bild 2 vermittelt e<strong>in</strong>en E<strong>in</strong>druck<br />

von den Dimensionen der unterzubr<strong>in</strong>genden<br />

Komponenten aus n x 10 3 gestapelten IGBT. Bei der<br />

zugehörigen Offshore-Station besteht das ganze Gehäuse<br />

aus rostfreiem Stahl.<br />

Das Grundkonzept der drei Auftragnehmer<br />

enthält übere<strong>in</strong>stimmend auf See zunächst gruppenweise<br />

AC-Umspannstationen und dann die<br />

AC/DC-Umrichterstation (Bild 3); dieser doppelte<br />

Offshore-Aufwand wäre bei Übertragung mit 3 AC<br />

16 2 / 3 Hz vermieden [1; 2]. Die Bedeutung des roten<br />

Pfeiles <strong>in</strong> dem Bild wird <strong>in</strong> der zugehörigen Präsentation<br />

so erklärt: „Ab etwa 80 km Kabellänge<br />

ist HGÜ als Technik zw<strong>in</strong>gend“, und <strong>in</strong> auffälliger<br />

Übere<strong>in</strong>stimmung nennen die beiden Wettbewerber<br />

exakt dieselbe Zahl. Hierbei ist überall weggelassen,<br />

dass dies nur für die Frequenz 50 Hz stimmt<br />

und dass mit 16 2 / 3 Hz e<strong>in</strong> Vielfaches davon möglich<br />

ist (Bild 4 <strong>in</strong> [1]).<br />

Das Bild 3 blendet auch aus, dass bei allen <strong>Projekt</strong>en<br />

die DC-Kabel noch um beträchtliche Längen an<br />

Land weitergeführt werden, wie <strong>in</strong> Bild 1 zu sehen<br />

ist. Bei BorW<strong>in</strong> 1 s<strong>in</strong>d das noch 75 km nach 125 km<br />

unter See und bei HelW<strong>in</strong> 1 noch 45 km nach rund<br />

75 km unter See. Sonst wehren sich die Netzbetreiber<br />

stets heftig mit guten Argumenten gegen unnötige<br />

Kabel- statt Freileitungsstrecken.<br />

N<strong>eb</strong>en den großen HGÜ-<strong>Projekt</strong>en laufen auch<br />

noch kle<strong>in</strong>ere. So hat ABB kürzlich den belgischen<br />

Offshore-W<strong>in</strong>dpark Thornton Bank mit 325 MW Leistung<br />

angeschlossen und macht das derzeit mit dem<br />

110-MW-Park Nordergründe nördlich von Wangerooge,<br />

<strong>in</strong> beiden Fällen mit rund 30 km Seekabel plus<br />

ganz wenige Kilometer Landkabel 3 AC 150 kV 50 Hz<br />

direkt an Umspannwerke auf dem Festland. Auch<br />

Siemens benennt zwei solche <strong>Projekt</strong>e, mit 270 und<br />

576 MW, <strong>in</strong> Großbritannien. Für solche dezentralen<br />

Anlagen weiter seewärts bietet sich die 16 2 / 3 -Hz-<br />

Technik an und sollte möglichst rasch mit e<strong>in</strong>em Pilotprojekt<br />

ihre Eignung und ihre Vorteile beweisen.<br />

Laut Tabelle 2 steht h<strong>in</strong>ter den aktuellen <strong>Projekt</strong>en<br />

für Deutschland noch das Dreifache an Leistung<br />

und europaweit sogar das Vierfache. Es gibt also reiche<br />

Anwendungsfelder für das Alternativkonzept zur<br />

HGÜ [1]; e<strong>in</strong>e Denkpause bei der deutschen Energiewendepolitik<br />

kann das noch befördern.<br />

Be<br />

Quellen: Präsentationen und Pressemitteilungen von ABB,<br />

Siemens und Alstom.<br />

[1] Bahntechnik 16 2 / 3 Hz als Alternative zur HGÜ beim<br />

Übertragen der W<strong>in</strong>denergie (Rezension). In: <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> 111 (2013), H. 6-7, S. 436–347.<br />

[2] Dreiphasiges 16,7-Hz-System für die Übertragung von<br />

offshore-W<strong>in</strong>denergie (Rezension). In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

111 (2013), H. 11, S. 697–698.<br />

18 112 (2014) Heft 1-2


Wechselstrom-Zugbetri<strong>eb</strong><br />

<strong>in</strong> Deutschland<br />

Band 1: Durch das mitteldeutsche Braunkohlerevier –<br />

1900 bis 1947<br />

Vor mehr als 100 Jahren legten weitsichtige<br />

Techniker wie Gustav Wittfeld den Grundste<strong>in</strong><br />

für den Aufbau e<strong>in</strong>es elektrischen Zugbetri<strong>eb</strong>s<br />

mit E<strong>in</strong>phasen-Wechselstrom <strong>in</strong> Preußen – es<br />

war der Beg<strong>in</strong>n e<strong>in</strong>er unvergleichlichen Erfolgsgeschichte.<br />

Dieser Band beschreibt die Pionierarbeit<br />

der ersten Jahre – von der F<strong>in</strong>anzierung<br />

bis zur Inbetri<strong>eb</strong>nahme erster Teststrecken, über<br />

die schwere Wieder<strong>in</strong>betri<strong>eb</strong>nahme <strong>in</strong> den Zwanzigern<br />

und die kurze Blütezeit <strong>in</strong> den Dreißigerjahren,<br />

bis h<strong>in</strong> zur Phase des Wiederaufbaus und<br />

der folgenden Demontage nach dem zweiten<br />

Weltkrieg.<br />

P. Glanert / T. Scherrans / T. Borbe / R. Lüderitz<br />

1. Auflage 2010, 258 Seiten mit CD-ROM,<br />

Hardcover<br />

www.di-verlag.de<br />

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Band 2: Elektrisch <strong>in</strong> die schlesischen Berge – 1911 bis 1945<br />

Band 3: Die Deutsche Reichsbahn, Teil 1 – 1947 bis 1960<br />

Die Technik mit E<strong>in</strong>phasen-Wechselstrom sollte<br />

ihre Tauglichkeit auch unter schwierigen topografischen<br />

Bed<strong>in</strong>gungen unter Beweis stellen.<br />

Die im Rieseng<strong>eb</strong>irgsvorland verlaufende Teststrecke<br />

Lauban – Königszelt wies alle Eigenschaften<br />

e<strong>in</strong>er G<strong>eb</strong>irgsbahn auf. Nachdem die<br />

Mittel zur Elektrisierung dieser Bahnstrecke<br />

genehmigt waren, begann e<strong>in</strong>e stürmische Entwicklung,<br />

die durch den ersten Weltkrieg unterbrochen<br />

wurde. In den zwanziger Jahren wurde<br />

das Engagement fortgesetzt, das letztlich zum<br />

Erfolg der elektrischen Traktion <strong>in</strong> Deutschland<br />

beigetragen hat.<br />

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Bereits 1947 beschäftigte sich die DR mit<br />

dem Gedanken zur Wiederelektrifizierung des<br />

demontierten elektrischen Streckennetzes. 1950<br />

folgten dann konkrete Schritte, die nach Verhandlungen<br />

mit der UdSSR <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Staatsvertrag<br />

endeten. E<strong>in</strong>en sofortigen Wiederaufbau<br />

des Demontagegutes verh<strong>in</strong>derten der Zustand<br />

von Lokomotiven und Anlagen sowie DDR<strong>in</strong>terne<br />

Streitereien über das anzuwendende<br />

Bahnstromsystem. Trotzdem gelang es 1955 den<br />

elektrischen Zugbetri<strong>eb</strong> wieder aufzunehmen.<br />

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Diese Erklärung kann ich mit Wirkung für die Zukunft jederzeit widerrufen.


Fokus Report<br />

IZBE/VDE-Symposium<br />

Sicherheit und Zulassung elektrischer<br />

Bahnausrüstungen<br />

Bereits zum vierten Male seit 2007 lud das Innovationszentrum Bahntechnik Europa (IZBE) e.V. <strong>in</strong><br />

Zusammenarbeit mit dem Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (VDE)<br />

zum Symposium „Sicherheit und Zulassung elektrischer Bahnausrüstungen“ e<strong>in</strong>, das vom 28. bis 29.<br />

November 2013 <strong>in</strong> Dresden stattfand. An der Veranstaltung nahmen über 150 Interessenten teil. Die<br />

Tagung wurde mit e<strong>in</strong>em Grußwort des Sächsischen Staatsm<strong>in</strong>isters für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr,<br />

Sven Morlock, überbracht durch die M<strong>in</strong>isterialdirigent<strong>in</strong> Barbara Meyer, eröffnet.<br />

Der erste Vortragsblock stand unter dem Motto „Zulassungsstrategien<br />

<strong>in</strong> Gegenwart und Zukunft“.<br />

Ralf Schwe<strong>in</strong>sberg, Vizepräsident des Eisenbahn-<br />

Bundesamtes (EBA), beschri<strong>eb</strong> <strong>in</strong> se<strong>in</strong>em Beitrag<br />

„Aktuelles aus der Rechtsprechung für europäische<br />

<strong>Bahnen</strong>“ die acht Stufen mit rechtlichen Grundlagen<br />

und Richtl<strong>in</strong>ien sowie Prüfungsumfang und Resultaten,<br />

aus denen e<strong>in</strong>mal das Europäische Eisenbahnhaus<br />

errichtet werden soll. Die Zusammenlegung<br />

der Technische Spezifikationen (TSI) für Hochgeschw<strong>in</strong>digkeitsverkehr<br />

und konventionelle Eisenbahnen<br />

bedeutet die Ausweitung des Geltungsbereiches<br />

der TSI, die per Verordnung erlassen werden. Es s<strong>in</strong>d<br />

Common Safety Methods (CSM), also e<strong>in</strong> Sicherheitsmanagementsystem,<br />

bei Eisenbahnverkehrsunternehmen<br />

(EVU) und bei Eisenbahn<strong>in</strong>frastrukturbetri<strong>eb</strong>en<br />

(EIB) zu etablieren. Der Vortrag schloss mit e<strong>in</strong>er<br />

Darstellung des vierten Eisenbahnpaktes, dessen<br />

technischer Teil auf den Weg g<strong>eb</strong>racht wurde und<br />

mit dessen Anwendung ab 2017/18 gerechnet wird.<br />

Rolf Assenmacher und Sven Redenbach von Alstom<br />

referierten über das Thema „Die Tri<strong>eb</strong>zug-Plattform<br />

LINT – Erfahrungen aus der Zulassung nach neuer<br />

TEIV“. Sie stellten die frühzeitige Beteiligung der<br />

Gutachter im Prozess als Vorteil heraus, wenn auch<br />

im Nachgang zwischen verschiedenen Mitarbeitern<br />

der Zulassungsbehörde unterschiedliche Auffassungen<br />

über das Aussehen von Dokumenten bestanden.<br />

Die <strong>in</strong> der Verwaltungsvorschrift für die Genehmigung<br />

zur Inbetri<strong>eb</strong>nahme von Eisenbahnfahrzeugen<br />

(VV IBG) aufgeführten Checklisten wurden als<br />

hilfreich bezeichnet, auch wenn sie teilweise Redundanzen<br />

enthalten. Die Anzahl der notwendigen<br />

Nachweisdokumente hat sich nach der Darstellung<br />

der Referenten an Hand der Fahrzeugplattform LINT<br />

gegenüber der Vorgängerplattform verdreifacht. Als<br />

e<strong>in</strong> besonderer Aufwand wurde der Nachweis der<br />

Zulassungsbed<strong>in</strong>gungen für die Torsionsschw<strong>in</strong>gungen<br />

genannt, auf die im übrigen Europa ke<strong>in</strong>e derartige<br />

Aufmerksamkeit gerichtet ist.<br />

Das Thema „Anwendung SIRF auf Fahrzeug BOStrab“<br />

wurden im Vortrag von Sven Kle<strong>in</strong> (Stadler Rail)<br />

und Prof. Dr. Arnd Stephan (TU Dresden) behandelt.<br />

Sie legten die Erg<strong>eb</strong>nisse e<strong>in</strong>er Studienarbeit dar, die<br />

den Vergleich der beiden Zulassungswelten nach<br />

der Eisenbahn-Bau- und Betri<strong>eb</strong>sordnung (EBO)<br />

und nach der Verordnung über den Bau und Betri<strong>eb</strong><br />

der Straßenbahnen (BOStrab) zum Inhalt hatte.<br />

Oftmals werden <strong>in</strong> Fahrzeugen beider Bereiche<br />

gleiche Komponenten verbaut, sodass frühzeitig im<br />

Entwicklungsprozess Synergieeffekte bei der Nachweisführung<br />

funktionaler Sicherheit genutzt werden<br />

könnten. Es wurden die Inhalte und Grundlagen der<br />

Sicherheitsrichtl<strong>in</strong>ie Fahrzeuge (SIRF) vorgestellt.<br />

Demgegenüber stehen die Anforderungen der Technischen<br />

Aussichtsbehörden für den BOStrab-Bereich,<br />

der <strong>in</strong> e<strong>in</strong>igen Punkten mehr Interpretationsspielraum<br />

durch weniger Vorgaben lässt. Es bestehen <strong>in</strong><br />

vielen Fahrzeugfunktionen gleiche Sicherheitsanforderungen<br />

zwischen SIRF und BOStrab, <strong>in</strong> wenigen<br />

ist die BOStrab strenger h<strong>in</strong>sichtlich der Anforderungen,<br />

<strong>in</strong> vielen jedoch die SIRF, die deswegen auch<br />

nicht zum Standard im BOStrab-Bereich werden sollte,<br />

wie die Vortragenden betonten.<br />

Den zweiten Vortragsblock mit dem Titel Zulassung<br />

im europäischen Kontext eröffnete Thomas<br />

Gehr<strong>in</strong>ger vom Eisenbahn-Bundesamt mit dem<br />

Vortrag „EBA-Ansatz zur Anwendung der CSM für<br />

elektrische Infrastruktur“. Er stellte neue Überwachungsverfahren<br />

auf Grund der Verschmelzung<br />

von transeuropäischen Netzen (TEN) und Nicht-<br />

TEN-Strecken <strong>in</strong> den neuen TSI vor, die zur CSM<br />

Supervision führen. Es werden demnach Überwachungsschwerpunkte<br />

g<strong>eb</strong>ildet, die nach e<strong>in</strong>em risiko-<br />

und störungsorientierten Ansatz es der Behörde<br />

auch mit begrenzten Personalmitteln erlauben, das<br />

Sicherheits-Managementsystem (SMS) <strong>in</strong> den EVU<br />

und EIB zu überwachen. Es wurden Checklisten zur<br />

Überprüfung bestehender Anlagen erstellt, die e<strong>in</strong>e<br />

Datenbank speisen und später auf die Anwendung<br />

zu errichtender Anlagen erweitert werden.<br />

Stephan Glöckner und Jan-Thomas Walther (DB<br />

Energie) stellten die „Anwendung der CSM-RA aus<br />

Sicht des Betreibers DB Energie“ vor. Sie betonten,<br />

20 112 (2014) Heft 1-2


Report Fokus<br />

dass e<strong>in</strong> schlanker Prozess angestr<strong>eb</strong>t wurde, <strong>in</strong> dem<br />

möglichst ke<strong>in</strong>e Schleifen durchlaufen werden sollten.<br />

Zunächst s<strong>in</strong>d die Anlagen dah<strong>in</strong>gehend e<strong>in</strong>zuordnen,<br />

ob sie überhaupt CSM-relevant s<strong>in</strong>d, also der<br />

Nähe des rollenden Rades zuzuordnen s<strong>in</strong>d. Dies ist<br />

für Fahrleitungsanlagen, Anlagen der Rückstromführung<br />

und Erdung sowie Anlagen der Traktionsenergieerzeugung<br />

und –verteilung immer zu bejahen.<br />

Anhand der Oberleitungsspannungsprüfe<strong>in</strong>richtung<br />

(OLSP) wurde beispielhaft die Behandlung e<strong>in</strong>es<br />

Anlagenteils beschri<strong>eb</strong>en, der nicht Bestandteil der<br />

TS 50562 ist und für den auch ke<strong>in</strong> Referenzsystem<br />

vorhanden ist, sondern der e<strong>in</strong>e neue Komponente<br />

und e<strong>in</strong>e signifikante Änderung des bestehenden<br />

Systems darstellt und damit e<strong>in</strong>e explizite Risikoabschätzung<br />

erfordert.<br />

Dr. Ra<strong>in</strong>er Gruber (Siemens) stellte <strong>in</strong> se<strong>in</strong>em Vortrag<br />

e<strong>in</strong>en „Vergleich der Zulassung von Umrichtern<br />

im Bereich des EBA, der Landesbehörde und <strong>in</strong><br />

Schweden“ an. Am Beispiel der Anforderungen an<br />

die Spanungsqualität von Umrichtern <strong>in</strong> den Ländern<br />

USA, Deutschland, Österreich und Schweden<br />

konnten bereits deutliche Unterschiede bei diesem<br />

Parameter aufgezeigt werden. So s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> Schweden<br />

viel größere gesamte harmonische Verzerrung (total<br />

harmonic distortion, THD) zulässig, da dort die Spannung<br />

durch anschnittgesteuerte Tri<strong>eb</strong>fahrzeuge e<strong>in</strong>e<br />

große Abweichung von der Grundschw<strong>in</strong>gung aufweist.<br />

Er stellte auch die verschiedenen geforderten<br />

Messorte und Anordnungen für den Nachweis des<br />

E<strong>in</strong>flusses des Umrichters heraus.<br />

Der lange Weg zu e<strong>in</strong>er „Bahnschaltanlage nach<br />

Norm – E<strong>in</strong>e für Alle – Erfahrungen bei der Zulassung<br />

<strong>in</strong> den Ländern mit 16,7-Hz-<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung“<br />

wurde von Jens Northe und Matthias Schmalz<br />

(Balfour Beatty Rail) dargestellt. Die Umsetzung des<br />

verständlichen Wunsches des Herstellers, mit e<strong>in</strong>er<br />

standardisierten Schaltanlage für 15 kV den gesamten<br />

Markt der elektrischen <strong>Bahnen</strong> mit 16,7 Hz zu<br />

bedienen, begann 2004 zunächst mit der Erstellung<br />

von Lastenheften. Es stellte sich schnell heraus, dass<br />

die Anforderungen der <strong>Bahnen</strong>ergieversorgungsnetzbetreiber<br />

durchaus sehr unterschiedlich s<strong>in</strong>d<br />

und bei unh<strong>in</strong>terfragter Erfüllung aller Forderungen<br />

Überdimensionierung die Folge gewesen wäre. Während<br />

<strong>in</strong> Schweden, Norwegen und Österreich nur<br />

e<strong>in</strong>e Betreiberzulassung möglich war, da es <strong>in</strong> diesen<br />

Ländern ke<strong>in</strong>e Behördenzulassung gibt, wurden e<strong>in</strong>e<br />

EBA- und e<strong>in</strong>e Betreiber-Zulassung <strong>in</strong> Deutschland<br />

sowie e<strong>in</strong>e Zulassung des Schweizer Bundesamtes<br />

für Verkehr (BAV) und e<strong>in</strong>e Betreiberzulassung <strong>in</strong> der<br />

Schweiz angestr<strong>eb</strong>t. Es konnte e<strong>in</strong> vere<strong>in</strong>heitlichtes<br />

Lastenheft für D-A-CH erreicht werden.<br />

Axel Schuppe (Verband der Bahn<strong>in</strong>dustrie <strong>in</strong><br />

Deutschland (VDB) e. V.) gab <strong>in</strong> se<strong>in</strong>em Vortrag „Neues<br />

Modell für die Fahrzeugzulassung (Vollbahn)“<br />

zunächst e<strong>in</strong>en Überblick über den Bahnmarkt <strong>in</strong><br />

Deutschland. Er stellte die Erg<strong>eb</strong>nisse der Runden<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

Blick <strong>in</strong> den Tagungsraum im Internationalen Kongresszentrum Dresden (Fotos: IZBE).<br />

Tische vor, deren erstes Erg<strong>eb</strong>nis das Handbuch Eisenbahnfahrzeuge<br />

war, welches 2012 mit gesetzlichen<br />

Änderungen zur Zulassungspraxis e<strong>in</strong>herg<strong>in</strong>g.<br />

Vergehen bislang im Durchschnitt 41,1 Monate von<br />

der Ausschreibung e<strong>in</strong>er Verkehrsleistung bis zur<br />

Betri<strong>eb</strong>saufnahme neuer Züge, wovon 27,3 Monate<br />

die Zeit zwischen Auftragserteilung an den<br />

Hersteller und Betri<strong>eb</strong>sbeg<strong>in</strong>n markieren, so sollen<br />

nach den Erg<strong>eb</strong>nissen des zweiten Runden Tisches<br />

diese Zeiten deutlich s<strong>in</strong>ken. In e<strong>in</strong>em Memorandum<br />

of Understand<strong>in</strong>g (MoU) haben sich die Beteiligten<br />

auf Änderungen im Ablauf des Zulassungsprozesses<br />

gee<strong>in</strong>igt, die im E<strong>in</strong>stieg privater Organisationen bei<br />

der Prüfung <strong>in</strong> 20 von 24 Fachg<strong>eb</strong>ieten und der neuen<br />

Typzulassung mündeten. Die vollständige Umsetzung<br />

der EU-Richtl<strong>in</strong>ie 2008/57/EG über die Interoperabilität<br />

der Eisenbahnen <strong>in</strong> der Geme<strong>in</strong>schaft<br />

<strong>in</strong> die Eisenbahn-Interoperabilitätsverordnung (EIV)<br />

und das Allgeme<strong>in</strong>e Eisenbahngesetz (AEG) sollte<br />

als Gesetzesvorlage bis Ende 2013 vorliegen. Zum<br />

Schluss se<strong>in</strong>er Ausführungen gab Axel Schuppe e<strong>in</strong>en<br />

Ausblick auf den technischen Aspekt des vierten Eisenbahnpaktes<br />

der EU, mit dessen Verabschiedung<br />

nicht vor 2015 und dessen Umsetzung <strong>in</strong> nationales<br />

Recht nicht vor 2018 gerechnet wird.<br />

In der anschließenden Podiumsdiskussion, die<br />

unter dem Motto „Woh<strong>in</strong> führt die Zulassungswende?“<br />

stand, diskutierten Axel Schuppe, Claudia<br />

Horn vom Bundesm<strong>in</strong>isterium für Verkehr, Bau und<br />

Stadtentwicklung (BMVBS), Ralf Schwe<strong>in</strong>sberg, Dr.<br />

Thomas Erpenbeck (DB Systemtechnik) und Michael<br />

Rüffer als Vertreter e<strong>in</strong>es Mitgliedsunternehmens<br />

des Verbandes Deutscher Verkehrsunternehmen<br />

(VDV) unter der Moderation von Prof. Dr. Arnd Stephan.<br />

Die po<strong>in</strong>tierte Frage von Prof. Stephan, ob<br />

man es mit e<strong>in</strong>er „Zulassungswende“ zu tun habe,<br />

verne<strong>in</strong>te Ralf Schwe<strong>in</strong>sberg. Se<strong>in</strong>er Me<strong>in</strong>ung nach<br />

handelt sich eher um e<strong>in</strong>e Fortentwicklung des Zu-<br />

21


Fokus Report<br />

Teilnehmer der Podiumsdiskussion.<br />

lassungsprozesses, bei der Sicherheitsprüfungen<br />

nunmehr an Prüforganisationen außerhalb des<br />

EBA abgeg<strong>eb</strong>en werden. Das bisher angewandte<br />

und bewährte Vier-Augen-Pr<strong>in</strong>zip wird auch <strong>in</strong><br />

den geänderten Prozessen beibehalten. Claudia<br />

Horn fasste die Erg<strong>eb</strong>nisse des ersten und zweiten<br />

Runden Tisches im BMVBS zusammen, welche<br />

die „Zulassungswende“ erst ermöglicht haben<br />

und bestehende Zulassungshemmnisse abbauen<br />

sollten. So ist durch das Handbuch Eisenbahnfahrzeuge<br />

die Serienzulassung erleichtert worden.<br />

Nach Axel Schuppe ist zu prüfen, ob es Interoperabilitätsanforderungen<br />

für e<strong>in</strong> Fahrzeug gibt oder<br />

nicht. E<strong>in</strong>heitliche Märkte s<strong>in</strong>d anzustr<strong>eb</strong>en, um die<br />

Wettbewerbsfähigkeit im <strong>in</strong>termodalen Verkehr zu<br />

verbessern. Dr. Thomas Erpenbeck sieht für die DB<br />

Systemtechnik die Chance, unter den geänderten<br />

Bed<strong>in</strong>gungen die Benannten Stellen (Notified Body,<br />

NoBo), Benannten beauftragten Stellen (Designated<br />

Body, DeBo) und Sicherheitsbewertungsstellen<br />

(Assessment Body, AssBo) zu besetzen, da die Kompetenzen<br />

dazu <strong>in</strong> se<strong>in</strong>em Hause vorhanden seien.<br />

E<strong>in</strong>en Interessenskonflikt bei der Zusammenarbeit<br />

mit den anderen DB-Töchtern verne<strong>in</strong>te er dabei.<br />

Die Veränderungen im Zulassungsprozess bezeichnet<br />

er als „Mauerfall“, da den privaten Prüforganisationen<br />

erweiterte Rechte zugestanden werden.<br />

Michael Rüffer vom VDV betonte, das auf Grund der<br />

Inselnetze im BOStrab-Bereich e<strong>in</strong> weniger tiefes<br />

Regelwerk und <strong>in</strong>sgesamt weniger Experten vorhanden<br />

seien. Mehr Standardisierung hielt er auch<br />

<strong>in</strong> diesem Bereich für wünschenswert, die aber<br />

nicht mit vergrößertem Aufwand e<strong>in</strong>hergehen dürfe,<br />

da <strong>Bahnen</strong> nach BOStrab <strong>in</strong> direkter Konkurrenz<br />

zum weniger reglementierten Bussektor stehen.<br />

Der zweite Veranstaltungstag begann mit e<strong>in</strong>em<br />

Themenblock unter dem Motto „Lösungsansätze<br />

jenseits der klassischen Bahnsystemtechnik“.<br />

Zu Beg<strong>in</strong>n stellte Andreas Huber (Technische Universität<br />

Dresden) se<strong>in</strong> „Energiespeichermanagement<br />

im Bahnsystem“ vor. Es g<strong>in</strong>g hierbei um das Verhalten<br />

mehrerer Energiespeicher <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em DC-Bahnsystem<br />

und die Frage, ob damit auch e<strong>in</strong> sicherer und<br />

zuverlässiger Betri<strong>eb</strong> möglich ist, wenn als Führungsgröße<br />

im System lediglich die Fahrleitungsspannung<br />

zur Verfügung steht. Er führte aus, dass die Modellierung<br />

e<strong>in</strong>es solchen Speichers zur Untersuchung<br />

der dynamischen Effekte auf mikroskopischer Ebene<br />

durch Nachbildung der Halbleiterschalter und der<br />

passiven Elemente <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Berechnungsprogramm<br />

für elektrische Netze möglich ist, aber dan<strong>eb</strong>en <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em<br />

makroskopischen Modell auch die Nachbildung<br />

mit Übertragungsfunktionen ausreichend se<strong>in</strong> kann.<br />

E<strong>in</strong>e Analyse der Schw<strong>in</strong>gungen, die am Ende e<strong>in</strong>es<br />

Fahrzeugbrems-/Speicherladevorganges auftraten,<br />

führten auf die Optimierungsansätze: Reduktion der<br />

m<strong>in</strong>imalen Totzeit, Sollwertglättung und optimierte<br />

Messwertabtastung für e<strong>in</strong>en schw<strong>in</strong>gungsarmen<br />

Speichere<strong>in</strong>satz. E<strong>in</strong>e Bee<strong>in</strong>trächtigung der Stabilität<br />

des <strong>Bahnen</strong>ergieversorgungssystems durch die Speicher<br />

konnte nicht festgestellt werden.<br />

Die „Umsetzung verschiedener Regelwerke am<br />

Beispiel e<strong>in</strong>er Verknüpfung im Bereich TEN-konventionell<br />

mit dem Straßenbahnnetz“ am Beispiel der<br />

derzeitigen Umbaumaßnahmen des Chemnitzer<br />

Hauptbahnhofes wurde von Frank Schiffmann (SIG-<br />

NON) vorgestellt. In Chemnitz entsteht e<strong>in</strong>e weitere<br />

Verb<strong>in</strong>dung des Eisenbahnnetzes mit dem Chemnitzer<br />

Straßenbahnnetz. Pr<strong>in</strong>zipiell s<strong>in</strong>d auch nach der<br />

EU-Richtl<strong>in</strong>ie 2008/57/EG über die Interoperabilität<br />

der Eisenbahnen <strong>in</strong> der Geme<strong>in</strong>schaft Ausnahmen<br />

von der TSI für begrenzte Netze und lokal begrenzten<br />

Fahrzeuge<strong>in</strong>satz nach wie vor möglich. Dazu s<strong>in</strong>d<br />

e<strong>in</strong>e Analyse der Planungsansätze mit e<strong>in</strong>em Regelwerksvergleich,<br />

e<strong>in</strong>e Analyse der Betri<strong>eb</strong>s- und Fehlerfälle<br />

und die Klärung von Eigentumszugehörigkeiten,<br />

betri<strong>eb</strong>lichen Zuständigkeiten und der Instandhaltung<br />

notwendig. E<strong>in</strong>e frühzeitige Abstimmung der<br />

Beteiligten, im konkreten Fall DB <strong>Projekt</strong>Bau, DB<br />

Netz, DB Energie und CVAG, und die Vermeidung<br />

von Sonderlösungen wurden als vorteilhaft genannt.<br />

Dr. Thomas Dreßler (RailConCert Dreßler) berichtete<br />

über die „Konformitätsbewertung von Energiemesssystemen“.<br />

So formuliert die TSI LOC und PAS im<br />

Anhang D Anforderungen an e<strong>in</strong>e Energiemessfunktion<br />

und e<strong>in</strong>e Datenverarbeitungsfunktion für das Teilsystem<br />

Fahrzeuge. Die Def<strong>in</strong>ition des Energiemesssystems<br />

ist jedoch im Teilsystem Energie enthalten. Damit<br />

entsteht e<strong>in</strong> Zuständigkeitsproblem bei der Bewertung<br />

des Energiemesssystems. Das Eichgesetz ist mittlerweile<br />

nicht mehr zuständig. Die Typprüfung wird nach<br />

prEN 50463 durchgeführt, obwohl diese Norm nur als<br />

Entwurf existiert. Das Ziel besteht zunächst dar<strong>in</strong>, für<br />

e<strong>in</strong> möglichst e<strong>in</strong>faches Gerät mit wenigen Funktionen<br />

e<strong>in</strong> Zertifikat zu erhalten, das dann durch weitere Elemente<br />

erweitert werden soll.<br />

22 112 (2014) Heft 1-2


Report Fokus<br />

Der letzte Themenblock fasste Vorträge zum Thema<br />

„Zusammenspiel von Fahrzeug und Infrastruktur“<br />

zusammen.<br />

Um die „Sicherheit und Zulassung neuer Oberleitungskomponenten“<br />

g<strong>in</strong>g es im ersten Vortrag<br />

von Dr. André Döll<strong>in</strong>g (Siemens). Die Umsetzung des<br />

EN-50126-konformen Sicherheitsprozesses nach der<br />

TS 50562 und <strong>in</strong> E<strong>in</strong>klang mit der CSM RA wurde an<br />

Hand konkreter Beispiele mit unterschiedlicher Wahl<br />

des Grundsatzes der Riskoakzeptanz dargestellt.<br />

Nach den anerkannten Regeln der Technik wurde<br />

unter anderem e<strong>in</strong> neuer Trennschalter für 25 kV mit<br />

silbergraphitbeschichteten Kontakten zugelassen.<br />

Nach dem Pr<strong>in</strong>zip Ähnlichkeit mit e<strong>in</strong>em Referenzsystem<br />

wurden neue Oberleitungsbauarten und e<strong>in</strong><br />

neuer Erdungsschalter für die automatisierte Fahrleitungserdung<br />

<strong>in</strong> Anlehnung an EN 50152-2 zugelassen.<br />

Für die sichere Schalterstellungsmeldung<br />

für Erdungsschalter war h<strong>in</strong>gegen e<strong>in</strong>e explizite Risikoabschätzung<br />

erforderlich. Die Überführung der<br />

TS 50 562 <strong>in</strong> e<strong>in</strong>e EN wird durch die aktive Teilnahme<br />

des Herstellers an der Normungsarbeit forciert.<br />

Dr. Jörg Heland (DB Systemtechnik) und Malte<br />

T<strong>in</strong>ter (Alstom) referierten über die „Zulassungsstrategie<br />

für das Zusammenwirken Stromabnehmer/<br />

Oberleitung am Beispiel des neuen ET1440“. Dieser<br />

Zug stellt die Weiterentwicklung der 440er-Plattform<br />

dar, allerd<strong>in</strong>gs mit geänderter Kopfform, anderen<br />

Fahrzeuglängen und Betri<strong>eb</strong> bis zur Vierfachtraktion<br />

von drei-, vier- und fünfteiligen E<strong>in</strong>heiten mit entsprechend<br />

geänderten Stromabnehmerabständen.<br />

Beim Hersteller wurde e<strong>in</strong>e entwicklungsbegleitende<br />

Absicherung der Zulassungsfähigkeit etabliert.<br />

H<strong>in</strong>sichtlich der Kontaktkraft und des maximalen<br />

Fahrdrahtanhubs ergäbe sich e<strong>in</strong>e sehr große Anzahl<br />

zu prüfender Komb<strong>in</strong>ationen der Stromabnehmerabstände<br />

im Zugverband. Mittels Simulation der<br />

numerischen Strömungsmechanik (CFD-Simulation,<br />

computational fluid dynamics) wurde das Kontaktkraftverhalten<br />

modelliert und die kritischsten Konfigurationen<br />

identifiziert. Anhand von Messungen<br />

weniger ausgewählter Konfigurationen konnten die<br />

Simulationen validiert werden. Dabei wurden Abstandsklassen<br />

von Stromabnehmerabständen g<strong>eb</strong>ildet,<br />

um die Anzahl möglicher Varianten s<strong>in</strong>nvoll<br />

e<strong>in</strong>zuschränken. Die CFD-Simulation soll die notwendigen<br />

Messfahrten für den Zulassungsprozess<br />

der neuen Plattform auf e<strong>in</strong> M<strong>in</strong>imum begrenzen.<br />

Im letzten Vortrag der Tagung plädierten Franz<br />

Kurzweil (ÖBB Infrastruktur) und Gerhard Hofbauer<br />

(SIGNON) <strong>in</strong> ihrem Beitrag „TSI ENE – Stromabnehmer<br />

als Schnittstelle und Wechselwirkung zwischen<br />

Oberleitung und Tri<strong>eb</strong>fahrzeugen, die Eurowippe<br />

als Chance für die Umsetzung des <strong>in</strong>teroperablen<br />

Eisenbahnverkehrs“ für die konsequente Anwendung<br />

des e<strong>in</strong>heitlichen Stromabnehmers <strong>in</strong> Europa.<br />

Sie warnten davor, bleibende Ausnahmeregeln zur<br />

1 600-mm-Eurowippe <strong>in</strong>nerhalb der TSI bestehenzulassen<br />

und damit das Ziel der Interoperabilität<br />

aufzuweichen. Mit Beispielen wurde die Umsetzung<br />

der baulichen Vorgaben der Eurowippe auf die verschiedenen<br />

zertifizierten ÖBB-Oberleitungsbauarten<br />

anhand der Kosten dargestellt. So sei die Fahrleitungserrichtung<br />

für die Eurowippe bei optimierter<br />

Bauausführung durchschnittlich nur um etwa 4 %<br />

teurer als bei der herkömmlichen. Sie biete aber<br />

auch Vorteile, <strong>in</strong> dem der freizuhaltende Raum für<br />

die Oberleitung kle<strong>in</strong>er wird.<br />

Andreas Albrecht, Dresden<br />

E<strong>in</strong>ige Vorträge werden <strong>in</strong> loser Folge <strong>in</strong> <strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> als Aufsatz ersche<strong>in</strong>en.<br />

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112 (2014) Heft 1-2<br />

23


<strong>Projekt</strong>e<br />

Übergangsstelle Chemnitz Hbf –<br />

Umsetzung verschiedener Regelwerke<br />

Frank Schiffmann, Dresden<br />

Die Übergangsstelle Chemnitz Hauptbahnhof mit Verknüpfung von Bahnstrecken des TEN-konventionell-Netzes<br />

mit e<strong>in</strong>em Straßenbahnnetz erfordert die Umsetzung verschiedener Regelwerke. Durch<br />

die betri<strong>eb</strong>liche Übergangsstelle wird das so genannte Chemnitzer Modell erweitert, welches durchgehende<br />

Verb<strong>in</strong>dungen aus dem Innenstadtbereich <strong>in</strong> das Umland ermöglicht.<br />

TRANSITION POINT CHEMNITZ MAIN STATION – APPLICATION OF VARIOUS REGULATIONS<br />

The transition po<strong>in</strong>t Chemnitz Ma<strong>in</strong> Station l<strong>in</strong>k<strong>in</strong>g railway l<strong>in</strong>es of the TEN-conventional network<br />

with a light-rail vehicle system requires the application of various regulations. The operational transition<br />

po<strong>in</strong>t extends the so-called Chemnitz Model which makes direct connections between the<br />

<strong>in</strong>ner-city areas and the surround<strong>in</strong>g countryside possible.<br />

GARE D’INTERCONNEXION CHEMNITZ HBF – MISE EN ŒUVRE DE DIVERSES RÉGELEMENTATIONS<br />

L’aménagement de la gare centrale de Chemnitz (Hbf) en gare d’<strong>in</strong>terconnexion de lignes du réseau<br />

conventionnel RTE-T et d’un réseau de tramway nécessite la mise en œuvre de diverses réglementations.<br />

Cet aménagement permettra le développement du « modèle de Chemnitz » qui crée un réseau<br />

de liaisons sans rupture de charge entre le centre-ville et les environs.<br />

1 E<strong>in</strong>führung<br />

In über 175 Jahren entwickelte sich der schieneng<strong>eb</strong>undene<br />

Verkehr sowohl im Fernbahn- als auch im Nahverkehrsbereich<br />

stetig fort. Aus vere<strong>in</strong>zelten Strecken<br />

standen <strong>in</strong> Abhängigkeit der topographischen Möglichkeiten<br />

und E<strong>in</strong>zugsg<strong>eb</strong>iete Verkehrsnetze. Bis <strong>in</strong> die<br />

1980er Jahre erfolgte die Entwicklung der Eisenbahnen<br />

stark national geprägt, obwohl Übergänge zwischen<br />

den e<strong>in</strong>zelnen Staaten möglich waren und mit E<strong>in</strong>führung<br />

des Trans Europ Express-Verkehrs <strong>in</strong> 1957 zunächst<br />

rege durch Reisende genutzt wurden. Die wachsenden<br />

Möglichkeiten der Nutzung des Flugverkehrs und die<br />

stetige Entwicklung der Individualmotorisierung seit<br />

den 1950er Jahren stellten aber alle schieneng<strong>eb</strong>undenen<br />

Verkehrssysteme vor neue Herausforderungen.<br />

Im Jahr 1991 wurde e<strong>in</strong>e Richtl<strong>in</strong>ie zur Entwicklung<br />

der Eisenbahnunternehmen der Geme<strong>in</strong>schaft [1]<br />

durch die Europäische Wirtschaftsgeme<strong>in</strong>schaft (EWG)<br />

e<strong>in</strong>geführt. Der Verkehrsmarkt sollte zur Stärkung der<br />

B<strong>in</strong>nenmärkte zusammenwachsen und generell die<br />

Leistungsfähigkeit des Eisenbahnnetzes gestärkt werden.<br />

Bereits fünf Jahre später wurden die Leitl<strong>in</strong>ien für<br />

e<strong>in</strong> transeuropäischen Verkehrsnetzes verabschiedet.<br />

Somit waren die Grundlagen für e<strong>in</strong> Transeuropäisches<br />

Verkehrsnetz (TEN-T) gelegt. Bis heute erfolgte e<strong>in</strong>e<br />

zyklische Fortschreibung der europäischen Vorgaben.<br />

Für den Bereich der Eisenbahnen wird dabei <strong>in</strong> zwei<br />

Kernnetze des TEN-T unterschieden. Dies s<strong>in</strong>d die Netze<br />

für den Hochgeschw<strong>in</strong>digkeitsverkehr und den so<br />

genannten konventionellen Eisenbahnverkehr. Historisch<br />

ist diese Trennung <strong>in</strong> derart zu begründen, das<br />

zunächst die Entwicklung von grenzüberschreitenden<br />

Schnellfahrstrecken und Korridoren im Vordergrund<br />

stand und später die Stärkung des Güterverkehrs und<br />

e<strong>in</strong>e Anb<strong>in</strong>dung der neuen Hochgeschw<strong>in</strong>digkeitsstrecken<br />

an das Flächennetz sich als zw<strong>in</strong>gend erforderlich<br />

offenbarten. H<strong>in</strong>zu kamen die Def<strong>in</strong>ition der<br />

Güterverkehrskorridore A bis F und e<strong>in</strong>e Strategie zur<br />

Anb<strong>in</strong>dung von Seehäfen als Warenumschlagsorte für<br />

die <strong>in</strong>ternationale Logistik zwischen den Kont<strong>in</strong>enten.<br />

Diese Korridorstrecken stehen im direkten Zusammenhang<br />

mit der E<strong>in</strong>führung von ERTMS (European Rail<br />

Traffic Management Systems) das n<strong>eb</strong>en dem europäischen<br />

Zugsicherungssystem ETCS (European Tra<strong>in</strong><br />

Control System) und dem für die Anforderungen der<br />

Eisenbahnen angepassten GSM-R (Global System for<br />

Mobile Communications – Rail(way)) auch den ETML<br />

(European Traffic Management Layer) enthält.<br />

Zur Attraktivitätssteigerung sollen Verkehrsnetze<br />

verknüpft und deren grundsätzlichen Leistungs- und<br />

Ausrüstungsparameter standardisiert werden. Der<br />

Schwerpunkt lag im Schienenverkehr bisher auf den<br />

grenzüberschreitenden Personen- und Güterverkehr.<br />

2 Verknüpfung von Straßen- und<br />

Eisenbahnverkehr<br />

Neue Zielkonzepte be<strong>in</strong>halten aber primär e<strong>in</strong>e Beschleunigung<br />

des Personennah- und Fernverkehrs. Vor-<br />

24 112 (2014) Heft 1-2


<strong>Projekt</strong>e<br />

zugsweise sollen die täglichen privaten oder geschäftlichen<br />

Reisen im Schienenverkehr verbessert werden. Für<br />

den schieneng<strong>eb</strong>undenen Verkehr werden somit verstärkt<br />

Eisenbahn- und Straßenbahnnetze zusammengeführt.<br />

In e<strong>in</strong>er kundenoptimalen Lösung entfallen Umsteigevorgänge<br />

durch die übergreifende Nutzung der<br />

Fahrwege mittels geeigneten Mehrsystemfahrzeugen.<br />

Dieser Ansatz greift auf erste E<strong>in</strong>führungen bereits vor<br />

mehreren Jahrzenten zurück. Beispielsweise kann der<br />

komb<strong>in</strong>ierte Straßen- und Eisenbahnverkehr der Städte<br />

We<strong>in</strong>heim, Mannheim und Heidelberg angeführt werden.<br />

Als schmalspurige Bahn fand hier bereits aufbauend<br />

auf ersten Streckenentwicklungen im Jahr 1887 seit<br />

1956 e<strong>in</strong> elektrischer R<strong>in</strong>gbetri<strong>eb</strong> im S<strong>in</strong>ne e<strong>in</strong>er Eisenbahn<br />

gemäß der Eisenbahn-Bau- und Betri<strong>eb</strong>sordnung<br />

für Schmalspurbahnen (ESBO) [2] statt.<br />

Weitere praktische Lösungen f<strong>in</strong>den sich seit E<strong>in</strong>führung<br />

des Karlsruher Modells <strong>in</strong> verschiedenen Ausprägungen<br />

<strong>in</strong> Deutschland, so auch <strong>in</strong> Kassel und Saarbrücken.<br />

Klassisch werden entsprechend angepasste<br />

Straßenbahnfahrzeuge auch für Fahrten im Normalspureisenbahnnetz<br />

genutzt. Voraussetzung dafür ist n<strong>eb</strong>en<br />

der gleichen Spurweite auch e<strong>in</strong>e entsprechende Traktions-<br />

und Zugsicherungsausrüstung der Fahrzeuge. Es<br />

s<strong>in</strong>d somit Mehrspannungsfahrzeuge aus verschiedenen<br />

Anforderungen notwendig. Der „klassische“ Betri<strong>eb</strong> erfolgt<br />

mit Fahrzeugen die sowohl im Netz mit AC 15 kV<br />

16,7 Hz und <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Netz mit DC 600 oder DC 750 V<br />

verkehren können. Alternativ wurden auch als Vere<strong>in</strong>fachung<br />

bestehende Eisenbahnstrecken mit DC 750 V<br />

elektrifiziert. Beispiele hierfür s<strong>in</strong>d die Albtalbahn bei<br />

Karlsruhe, Strecken um Kassel oder die Pilotstrecke des<br />

Chemnitzer Modells Chemnitz Süd – Stollberg (Bild 1).<br />

Als Besonderheit können auch Verknüpfungen mit<br />

Schmalspureisenbahnnetzen die <strong>in</strong> Dampf- oder Dieseltraktion<br />

betri<strong>eb</strong>en werden genannt werden. Charakteristisch<br />

ist hier der gleichzeitige Verkehr von Straßenbahnfahrzeugen<br />

<strong>in</strong> Nordhausen auf dem Netz der Harzer<br />

Schmalspurbahnen zu nennen. In weiteren Städten erfolgt<br />

die Komb<strong>in</strong>ation mittels Nutzung geme<strong>in</strong>samer<br />

Dreigleis<strong>in</strong>frastrukturen wie <strong>in</strong> Zwickau oder auch der<br />

Übergang von elektrifizierten Stadtbahnnetz auf e<strong>in</strong>zelne<br />

nicht elektrifizierte Strecken im Umland von Kassel.<br />

An den Schnittstellen von Straßen- und Eisenbahnnetzen<br />

treffen n<strong>eb</strong>en unterschiedlichen Betreibern<br />

mit <strong>in</strong>ternen Regelwerken auch verschiedene<br />

hoheitliche Regelungen und zuständige Behörden<br />

aufe<strong>in</strong>ander (Bild 2).<br />

3 Verknüpfungsstelle<br />

Chemnitz Hbf<br />

3.1 Randbed<strong>in</strong>gungen<br />

Bild 1:<br />

Pilotstrecke Chemnitz Süd – Stollberg, Variobahnen im Bahnhof Pfaffenha<strong>in</strong><br />

(Foto: Röhlig, 2004).<br />

Die Planung von Übergangsstellen zwischen den<br />

Netzen erfordert die Berücksichtigung und Integration<br />

verschiedener Vorgaben im Bereich Energie<br />

e<strong>in</strong>schließlich Fahrleitung, der Leit- und Sicherungstechnik<br />

sowie Erdung und Rückleitung. Im Zusammenspiel<br />

mit weiteren Gewerken, beispielsweise<br />

dem Oberbau, s<strong>in</strong>d zudem räumlich abweichende<br />

Übergangsorte und -bereiche zu beachten. Die<br />

Übergangsstellen müssen die verschiedenen Anforderungen<br />

der Betri<strong>eb</strong>sweisen, an den Lichtraum,<br />

das Schienenprofil und der technischen Anlagen<br />

berücksichtigen.<br />

E<strong>in</strong>e derartige Konstellation war für das Vorhaben<br />

Übergangsstelle Chemnitz Hauptbahnhof (Hbf)<br />

zu berücksichtigen. Die Übergangsstelle vom Straßenbahnnetz<br />

der Chemnitzer Verkehrs-Aktiengesellschaft<br />

(CVAG) auf die Strecken der DB Netz AG<br />

ist der erste Schritt der Realisierung des Chemnitzer<br />

Modells nach mehr als zehn Jahren Betri<strong>eb</strong> e<strong>in</strong>er Pilotstrecke<br />

nach Stollberg. In Anlehnung an das Karlsruher<br />

Modell sollen regionale L<strong>in</strong>ien direkt mit dem<br />

Stadtzentrum verknüpft werden. Der planmäßige<br />

Betri<strong>eb</strong> auf der Pilotstrecke f<strong>in</strong>det auf e<strong>in</strong>er modernisierten<br />

Eisenbahnstrecke statt, die aber an die Anforderungen<br />

e<strong>in</strong>es signalisierten Straßenbahnbetri<strong>eb</strong>s<br />

umg<strong>eb</strong>aut wurde. Der dort vorhandene Übergang<br />

<strong>in</strong> Altchemnitz zeichnet sich durch e<strong>in</strong>fache Betri<strong>eb</strong>sverhältnisse<br />

aus. Weiterer Verkehr außerhalb der<br />

Fahrten der Mehrsystemfahrzeuge f<strong>in</strong>det nicht statt.<br />

Eisenbahn<br />

• AEG<br />

• EBO, ESO<br />

• VDV-Schriften<br />

• Betreiberregelwerke<br />

Bild 2:<br />

Übersicht zu Regelwerken.<br />

Straßenbahn<br />

• BOStrab, Signalbuch<br />

• TR EA<br />

• VDV-Schriften<br />

• Betreiberregelwerke<br />

Ú Unterschiede u. a. <strong>in</strong> Betri<strong>eb</strong>sweisen, Lichtraum,<br />

Schienenprofil, Bremsanforderungen und M<strong>in</strong>destfahrdrahthöhen<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

25


<strong>Projekt</strong>e<br />

Limbach<br />

Burgstädt<br />

Chemnitz Center<br />

Schönau<br />

Mittweida<br />

Niederwiesa<br />

Hauptbahnhof<br />

Zentralhaltestelle<br />

Gablenz<br />

Ha<strong>in</strong>ichen<br />

Flöha<br />

Straßenbahn<br />

Straßenbahn, geplant<br />

DC 750 V (EBO)<br />

CM, Stufe 1<br />

CM, weitere Stufen<br />

Systemtrennstelle maßg<strong>eb</strong>end. Die entsprechende<br />

TSI ENE für das konventionelle Netz wurde während der<br />

Entwurfsplanungsphase veröffentlicht. Diese Spezifikation<br />

ist unter Berücksichtigung der Erweiterung durch die<br />

Entscheidung 2012/464/EU [6] weiterh<strong>in</strong> gültig n<strong>eb</strong>en<br />

der entsprechenden TSI ENE für das Hochgeschw<strong>in</strong>digkeitsnetz.<br />

Die transversale TSI ENE bef<strong>in</strong>det sich derzeit<br />

<strong>in</strong> der F<strong>in</strong>alisierung und wird die entsprechenden aktuellen<br />

TSI ENE <strong>in</strong> naher Zukunft ablösen.<br />

Hutholz<br />

Altchemnitz<br />

Bernsdorf<br />

3.2 Konzeption – Studie und Entwurfsplanung<br />

Oelsnitz<br />

Stollberg<br />

Thalheim<br />

Olbernhau<br />

Annaberg-Buchholz<br />

Bild 3:<br />

Zielkonzept Chemnitzer Modell (CM) – Darstellung Stufe 1 (Grafik: SIGNON, nach<br />

www.chemnitzer-modell.de).<br />

Nach Eröffnung der Verknüpfungsstelle sollen <strong>in</strong><br />

der ersten Ausbaustufe (Chemnitzer Modell – Stufe 1)<br />

erstmals eigens dafür beschaffte Straßenbahnfahrzeuge<br />

auf den Strecken der DB Netz die Städte Mittweida,<br />

Ha<strong>in</strong>ichen und Burgstädt anb<strong>in</strong>den. Geplant<br />

s<strong>in</strong>d weitere Ausbaustufe mittels Verknüpfungsstelle<br />

<strong>in</strong> Chemnitz Süd und der Anb<strong>in</strong>dung der Eisenbahnstrecke<br />

nach Thalheim, dem Bau e<strong>in</strong>er Straßenbahnstrecke<br />

nach Niederwiesa e<strong>in</strong>schließlich Übergang auf<br />

das Eisenbahnnetz, die Verlängerung der Pilotstrecke<br />

und abschließend die Anb<strong>in</strong>dung des Ortes Limbach-<br />

Oberfrohna an das Schienennetz (Bild 3).<br />

N<strong>eb</strong>en dem Aspekt e<strong>in</strong>en Übergang zwischen den<br />

Betri<strong>eb</strong>sweisen der Eisenbahn-Bau- und Betri<strong>eb</strong>sordnung<br />

(EBO) [3] und der Verordnung über den Bau<br />

und Betri<strong>eb</strong> der Straßenbahnen (BOStrab) [4] herzustellen<br />

waren beg<strong>in</strong>nend von Regelungen für das<br />

TEN-T weitere Regelwerke und Betri<strong>eb</strong>sprozesse umzusetzen.<br />

Die E<strong>in</strong>b<strong>in</strong>dung <strong>in</strong> e<strong>in</strong>en bestehenden Bahnhof<br />

mit Hauptstrecken und zukünftig zentralisierter<br />

Bedienung durch die Betri<strong>eb</strong>szentrale der DB Netz <strong>in</strong><br />

Leipzig stellte e<strong>in</strong>e zusätzliche Herausforderung dar.<br />

Zunächst kann für den Bereich Chemnitz Hbf festgehalten<br />

werden, dass sich dieser nur mit e<strong>in</strong>zelnen Streckengleisen<br />

im Bereich TEN-T konventionell bef<strong>in</strong>det.<br />

Dies s<strong>in</strong>d die Streckengleise <strong>in</strong> der Relation Dresden –<br />

Hof sowie e<strong>in</strong>zelne durchgehende Bahnhofsgleise. Die<br />

Verknüpfungsstelle bef<strong>in</strong>det sich im Bereich der Stumpfgleise<br />

der Bahnhofshalle. Somit waren nur für die Ausrüstung<br />

der Oberleitungsanlage Aspekte der Technischen<br />

Spezifikation für die Interoperabilität des Teilsystems<br />

Energie (TSI ENE) [5] zu berücksichtigen. Insbesondere<br />

waren Anforderungen an die Gestaltung des Oberleitungsübergangs<br />

und die Errichtung e<strong>in</strong>er elektrischen<br />

Die bereits vorhandenen Planungsunterlagen wurden<br />

unter Beachtung e<strong>in</strong>er stetigen Fortschreibung der Regelwerke<br />

und steigender Anforderungen im Zuge der<br />

Wiederaufnahme der planerischen Aktivitäten im Jahr<br />

2010 als nicht ausreichend e<strong>in</strong>gestuft. Für die Umsetzung<br />

wurde somit e<strong>in</strong> zweistufiger Planungsprozess<br />

als zweckmäßig erachtet. Aufbauend auf e<strong>in</strong>er Studie<br />

zur Verknüpfungsstelle wurden die Entwurfs- und später<br />

die Ausführungsplanung erarbeitet.<br />

Die Studie be<strong>in</strong>haltete n<strong>eb</strong>en detaillierten Vorgaben<br />

der Ausrüstungsgewerke schwerpunktmäßig e<strong>in</strong>e betri<strong>eb</strong>liche<br />

und technische Konzeption aufbauend auf<br />

der EBO und der BOStrab. Dabei wurden Referenzszenarien<br />

zum Nachweis gleicher Sicherheit und Funktion<br />

entwickelt und Betri<strong>eb</strong>sfälle <strong>in</strong>klusive von Störungs- und<br />

Fehlerfällen beschri<strong>eb</strong>en. Die Behandlung der e<strong>in</strong>zelnen<br />

betri<strong>eb</strong>lichen Abläufe dient dabei der grundlegenden<br />

Abstimmung mit den späteren Betreibern und den<br />

Genehmigungsbehörden. Technisch wurde der E<strong>in</strong>satz<br />

von bereits zugelassenen Komponenten vorgesehen.<br />

Separate anlagenspezifische Lösungen als auch Zulassungsverfahren<br />

sollten vermieden werden.<br />

Aus der Studie ergaben sich für die Ausgestaltung<br />

der baulichen Anlagen <strong>eb</strong>enso Anforderungen. So<br />

wurde im Erg<strong>eb</strong>nis e<strong>in</strong>e viergleisige Anb<strong>in</strong>dung im<br />

Verknüpfungsbereich def<strong>in</strong>iert und Planungsparameter<br />

zu Gleisabständen und Bahnsteigzugängen<br />

ermittelt. Die vier Gleise gliedern sich <strong>in</strong> zwei Übergabegleise<br />

zwischen den Bereichen der EBO und BO-<br />

Strab ergänzt durch zwei Gleise für den ausschließlichen<br />

Straßenbahnbetri<strong>eb</strong>. Zusammenfassend wurde<br />

e<strong>in</strong> Systemkonzept der technischen Anlagen der Sicherungstechnik<br />

und der Systemtrennstelle auf Basis<br />

von Längen- und Beschleunigungsanforderungen<br />

typischer Fahrzeuge entwickelt (Bilder 4 und 5).<br />

Darauf aufbauend wurde <strong>in</strong> der Entwurfsplanung<br />

gemäß den Vorgaben der Studie die Planung vertieft.<br />

Begleitend fanden wiederum Abstimmungen statt. E<strong>in</strong><br />

Erfordernis von unternehmens<strong>in</strong>ternen Genehmigungen<br />

(UiG) oder Zustimmungen im E<strong>in</strong>zelfall (ZiE) durch das<br />

Eisenbahn-Bundesamt war nicht geg<strong>eb</strong>en. Für den späteren<br />

Betri<strong>eb</strong> war die Detailfestlegung zu Eigentumsund<br />

Betri<strong>eb</strong>sgrenzen notwendig. Kle<strong>in</strong>ere Anpassungen<br />

wurden im Planungsverlauf vorgenommen.<br />

26 112 (2014) Heft 1-2


<strong>Projekt</strong>e<br />

3.3 Technische Anlagen<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

DB AG<br />

elektrische<br />

Systemtrennstelle<br />

Bild 4:<br />

Übersicht Verknüpfungsstelle (Grafik: SIGNON).<br />

gelb – EBO-Bereich (sicherungstechnisch und betri<strong>eb</strong>lich, andere Anlagen abweichend)<br />

Die eisenbahntechnischen Anlagen können <strong>in</strong> die<br />

Bereiche gemäß EBO und BOStrab unterteilt werden.<br />

Schwerpunktmäßig s<strong>in</strong>d technische Anlagen<br />

zu errichten, die e<strong>in</strong> elektrisches Fahren ermöglichen<br />

sowie e<strong>in</strong>en gesicherten Zug- und Straßenbahnbetri<strong>eb</strong><br />

gewährleisten.<br />

Im Bereich der BOStrab wird eigens e<strong>in</strong> neues<br />

Gleichrichterunterwerk errichtet. Die Fahrleitungsanlage<br />

wird als E<strong>in</strong>fachfahrleitung <strong>in</strong> der für die CVAG<br />

üblichen Bauweise ausgeführt. Innerhalb der Bahnhofshalle<br />

wurden Joche errichtet, um die Bahnsteige<br />

frei von Oberleitungsmasten gestalten zu können<br />

(Bild 6). Die unter Berücksichtigung der EN 50367<br />

[7] geplante Systemtrennstelle gewährleistet den<br />

Übergang auf die Kettenwerksoberleitung Re200 der<br />

DB Netz mit entsprechendem Wechsel von Gleichauf<br />

Wechselspannung. Im neutralen Bereich kann<br />

manuell Gleichspannung zugeschaltet werden, um<br />

etwaig liegeng<strong>eb</strong>li<strong>eb</strong>ene Fahrzeuge <strong>in</strong> Richtung des<br />

Straßenbahnnetzes herausfahren zu können. Die Systemtrennstelle<br />

verfügt zusätzlich über beleuchtete<br />

und überwachte Schaltzeichen. Diese Ausführung ist<br />

e<strong>in</strong> Kompromiss um die Besonderheit des Übergangs<br />

zu würdigen. Gemäß den Vorgaben der Eisenbahn-<br />

Signalordnung (ESO) [8] sowie den Regelwerken der<br />

DB Netz AG und CVAG wäre dies nicht erforderlich.<br />

Die sicherungstechnischen Stelle<strong>in</strong>heiten im Bereich<br />

der EBO werden als Anlagen der DB Netz <strong>in</strong><br />

das im Zuge der Umbauten im Knoten Chemnitz errichtete<br />

ESTW-A Chemnitz Hbf <strong>in</strong>tegriert. Die Bedienung<br />

des Bahnhofs Chemnitz Hbf erfolgt seit der Inbetri<strong>eb</strong>nahme<br />

des ESTW Ende Oktober 2011 aus der<br />

Betri<strong>eb</strong>szentrale Leipzig. Drei Weichen werden für die<br />

Übergangsstelle <strong>in</strong> das ESTW-A <strong>in</strong>tegriert, wovon e<strong>in</strong>e<br />

Weiche lediglich e<strong>in</strong>e Schutzfunktion besitzt. Zusätzlich<br />

wird e<strong>in</strong>e eigene Weichenheizstation <strong>in</strong>stalliert.<br />

Im Straßenbahnbereich werden für die neu zu errichtenden<br />

Anlagen Weichensteuerungen, Fahrsignalanlagen<br />

und Reisendensicherungsanlagen errichtet.<br />

Für die Zufahrtsweichen <strong>in</strong> die Übergabegleise wird<br />

e<strong>in</strong>e Weichenstellung vom Tri<strong>eb</strong>fahrzeug nur für die<br />

Mehrsystemfahrzeuge ermöglicht. Die Weichen erhalten<br />

e<strong>in</strong>e abweisende Grundstellung. Straßenbahnen<br />

verfügen nicht über e<strong>in</strong>e notwendige Telegrammkennung,<br />

um die Weichen umzustellen. Somit ist gewährleistet,<br />

dass im regulären Betri<strong>eb</strong> ke<strong>in</strong> Straßenbahnfahrzeug<br />

<strong>in</strong> die Übergabegleise e<strong>in</strong>fahren kann.<br />

N<strong>eb</strong>en Fahrgast<strong>in</strong>formationsanlagen auf den<br />

Bahnsteigen s<strong>in</strong>d weitere Anlagen für die Betri<strong>eb</strong>sführung<br />

notwendig. Der Übergang des Fahrens auf<br />

Sicht im Straßenbahnnetz auf Fahren im Raumabstand<br />

<strong>in</strong> der Eisenbahn bed<strong>in</strong>gt auch e<strong>in</strong>e Übergabe<br />

<strong>in</strong> der Betri<strong>eb</strong>sführung. Für die Übernahme der<br />

Fahrzeuge als Zugfahrt im Bereich des ESTW ist e<strong>in</strong>e<br />

Zugnummerne<strong>in</strong>wahl analog der E<strong>in</strong>fahrt aus e<strong>in</strong>gleisigen<br />

N<strong>eb</strong>enstrecken notwendig. Für die Zugnummerne<strong>in</strong>wahl<br />

wird e<strong>in</strong>e eigene ZN-E<strong>in</strong>wahlstelle<br />

geplant. Die E<strong>in</strong>gabe erfolgt hier nicht durch e<strong>in</strong>en<br />

örtlichen Bediener sondern mittels der zugelassenen<br />

E<strong>in</strong>wahl per SMS. Die Bedienhandlungen werden<br />

direkt vom Tri<strong>eb</strong>fahrzeugführer ausgeführt. N<strong>eb</strong>en<br />

der E<strong>in</strong>wahl e<strong>in</strong>es Zuges ist vorbereitend auch die<br />

E<strong>in</strong>wahl des nächsten Zugs möglich.<br />

Das Übergabegleis <strong>in</strong> Richtung der DB Netz ist für<br />

zwei e<strong>in</strong>zelne Züge oder e<strong>in</strong>e Doppeltraktion ausgelegt.<br />

Dies betrifft sowohl die Bahnsteiglänge als<br />

auch die E<strong>in</strong>wahl per Zugnummer. Somit können<br />

auch wechselnde Betri<strong>eb</strong>skonzepte optimal abgewickelt<br />

werden. Die E<strong>in</strong>fahrt <strong>in</strong> Richtung des Straßenbahnbereichs<br />

ist <strong>eb</strong>enfalls durch zwei Züge möglich.<br />

Nach E<strong>in</strong>fahrt des ersten Zugs an die Bahnsteigkante<br />

des Übergabegleises kann e<strong>in</strong>e folgende E<strong>in</strong>fahrt gestellt<br />

werden. Als Bed<strong>in</strong>gung gilt die Auflösung der<br />

zuvor gestellten E<strong>in</strong>fahrzugstraße <strong>in</strong>klusive e<strong>in</strong>em<br />

Sicherheitsabstand analog e<strong>in</strong>em Durchrutschweg.<br />

Dieser wird abweichend zu regulären Fahrstraßen<br />

planmäßig befahren und stellt somit e<strong>in</strong>e besondere<br />

Anforderung an den Zeitpunkt der Auflösung der<br />

E<strong>in</strong>fahrzugstraße nach Befahrung des Zielgleises.<br />

Zusätzlich s<strong>in</strong>d Rangierfahrstraßen <strong>in</strong> und aus beiden<br />

Übergabegleisen e<strong>in</strong>gerichtet.<br />

3.4 Aktueller Baufortschritt<br />

Bahnhofshalle Chemnitz Hbf<br />

Bahnsteig 5/6 DB AG<br />

Bahnsteig CM<br />

Bahnsteig<br />

Straßenbahn/CM<br />

Bahnsteig Straßenbahn<br />

Mitte 2011 begannen erste Bauvorbereitungsmaßnahmen<br />

gefolgt von den Arbeiten am bestehenden<br />

Bahnhofsg<strong>eb</strong>äude um die Gleistrassen zu errichten.<br />

Seit F<strong>eb</strong>ruar 2013 f<strong>in</strong>den bereits Straßenbahnfahrten<br />

aus Richtung Straße der Nationen <strong>in</strong> die Bahnsteighalle<br />

statt. Somit ist bereits e<strong>in</strong> Umstieg zwischen<br />

Straßen- und Eisenbahn <strong>in</strong>nerhalb des Bahnhofs<br />

Chemnitz Hbf möglich (Bild 6). Ende 2013 wurden<br />

Bahnhofsvorplatz<br />

Straße der Nationen<br />

27


<strong>Projekt</strong>e<br />

Bild 5:<br />

Systemkonzept der technischen Anlagen (Grafik: ELBAS).<br />

am Bahnhofsvorplatz die Verzweigungsweichen <strong>in</strong><br />

Richtung Systemtrennstelle e<strong>in</strong>g<strong>eb</strong>aut.<br />

Im Jahr 2014 werden <strong>in</strong>sbesondere die Außenanlagen<br />

fertiggestellt. E<strong>in</strong>e erste Betri<strong>eb</strong>saufnahme<br />

mit Zweisystemfahrzeugen für elektrischen Straßenbahn-<br />

und Eisenbahnbetri<strong>eb</strong> <strong>in</strong> Dieseltraktion ist<br />

unter der Voraussetzung vorhandener zugelassener<br />

Fahrzeuge für Ende 2014 vorgesehen.<br />

Bild 6:<br />

Bahnhofshalle Chemnitz Hbf nach Teilfertigstellung (Foto: Schiffmann).<br />

vorn Streckengleise <strong>in</strong> Richtung Systemtrennstelle, im Bild zu erkennen s<strong>in</strong>d die Joche für<br />

die Aufhängung der Oberleitung<br />

E<strong>in</strong> durchgehend elektrischer Betri<strong>eb</strong> unter Nutzung<br />

der Systemtrennstelle ist bisher nicht datiert.<br />

4 Fazit<br />

Die Ausgestaltung der Verknüpfungsstelle Chemnitz<br />

Hbf stellte neue Anforderungen im Vergleich<br />

zu bisherigen Vorhaben. Insbesondere die zentrale<br />

Bedienung im Bereich der DB Netz sowie die bestehenden<br />

räumlichen Verhältnisse erforderten e<strong>in</strong>e<br />

kompakte Lösung.<br />

Als Rückblick auf die gewonnen <strong>Projekt</strong>erfahrungen<br />

ist abschließend festzuhalten:<br />

• Die Verknüpfung von Eisen- und Straßenbahnnetzen<br />

im Randbereich der TSI ist weiterh<strong>in</strong><br />

möglich.<br />

• Regelungen müssen pragmatisch angewendet<br />

werden.<br />

• Lösungsansätze s<strong>in</strong>d mit allen Partnern frühzeitig<br />

abzustimmen.<br />

• Sonderlösungen sollten vermieden werden.<br />

Nach mehr als zehn Jahren erfolgreichen Betri<strong>eb</strong> auf<br />

der Pilotstrecke stellen der avisierte Betri<strong>eb</strong>sbeg<strong>in</strong>n<br />

an der Verknüpfungsstelle Chemnitz Hbf und die<br />

daraus zu gew<strong>in</strong>nenden Erfahrungen e<strong>in</strong>e wichtige<br />

Basis für e<strong>in</strong>en weiteren erfolgreichen Ausbau des<br />

Chemnitzer Modells dar.<br />

28 112 (2014) Heft 1-2


<strong>Projekt</strong>e<br />

Literatur<br />

[1] Richtl<strong>in</strong>ie 91/440/EWG des Rates vom 29. Juli 1991<br />

zur Entwicklung der Eisenbahnunternehmen <strong>in</strong> der Geme<strong>in</strong>schaft.<br />

In: Amtsblatt der europäischen Union L 237<br />

vom 24.8.1991, S. 25–28.<br />

[2] Eisenbahn-Bau und Betri<strong>eb</strong>sordnung für Schmalspurbahnen<br />

(ESBO) vom 25. F<strong>eb</strong>ruar 1972. In: Bundesgesetzblatt<br />

1972 I, S. 269 – 287, zuletzt geändert durch<br />

Artikel 2 der Verordnung vom 25. Juli 2012, veröffentlicht<br />

im Bundesgesetzblatt 2012 I S. 1703–1705.<br />

[3] Eisenbahn-Bau- und Betri<strong>eb</strong>sordnung (EBO) vom 8. Mai<br />

1967. In: Bundesgesetzblatt 1967 II, S. 1563 – 1603,<br />

zuletzt geändert durch Artikel 1 der Verordnung vom<br />

25. Juli 2012, veröffentlicht im Bundesgesetzblatt 2012<br />

I S. 1703–1705.<br />

[4] Verordnung über den Bau und Betri<strong>eb</strong> der Straßenbahnen<br />

(Straßenbahn-Bau- und Betri<strong>eb</strong>sordnung – BOStrab)<br />

vom 11. Dezember 1987. In: Bundesgesetzblatt<br />

1987 I, S. 2648 – 2666, zuletzt geändert durch Artikel 1<br />

der Verordnung vom 8. November 2007, veröffentlicht<br />

im Bundesgesetzblatt 2007 I S. 2569–2570.<br />

[5] Beschluss 2011/274/EU der Kommission vom 26. April<br />

2011 über die technische Spezifikation für die Interoperabilität<br />

des Teilsystems „Energie“ des konventionellen<br />

transeuropäischen Eisenbahnsystems. In: Amtsblatt der<br />

Europäischen Union L 126 vom 14.5.2011, S. 1–52.<br />

[6] Beschluss 2012/464/EU der Kommission vom 23. Juli<br />

2012 zur Änderung der Entscheidungen 2006/861/EG,<br />

2008/163/EG, 2008/164/EG, 2008/217/EG, 2008/231/<br />

EG, 2008/232/EG und 2008/284/EG sowie der Beschlüsse<br />

2011/229/EU, 2011/274/EU, 2011/275/EU,<br />

2011/291/EU und 2011/314/EU über technische Spezifikationen<br />

für die Interoperabilität. In: Amtsblatt der<br />

Europäischen Union L 217 vom 14.8.2012, S. 20–45.<br />

[7] EN 50367:2012: Bahnanwendungen – Zusammenwirken<br />

der Systeme – Technische Kriterien für das Zusammenwirken<br />

zwischen Stromabnehmer und Oberleitung<br />

für e<strong>in</strong>en freien Zugang.<br />

[8] Eisenbahn-Signalordnung 1959 (ESO 1959) <strong>in</strong> der im<br />

Bundesgesetzblatt Teil III, Gliederungsnummer 933-6,<br />

veröffentlichten bere<strong>in</strong>igten Fassung, zuletzt geändert<br />

durch Artikel 498 der Verordnung vom 31. Oktober<br />

2006 (BGBl. I S. 2407).<br />

AUTORENDATEN<br />

Dipl.-Ing. Frank Schiffmann (30),<br />

Studium Verkehrs<strong>in</strong>genieurwesen an der<br />

Fakultät Verkehrswissenschaften „Friedrich<br />

List“ der Technischen Universität<br />

Dresden mit Spezialisierung Verkehrstelematik<br />

– Verkehrssicherungstechnik;<br />

von 2006 bis 2012 Diplomand und <strong>Projekt</strong><strong>in</strong>genieur<br />

bei der ELBAS SCHWEIZ<br />

AG; seit 2013 Pr<strong>in</strong>cipal Consultant<br />

bei der ELBAS GmbH, jetzt SIGNON<br />

Deutschland GmbH, und Sachverständiger<br />

bei der Inspektionsstelle der TÜV<br />

SÜD Rail GmbH.<br />

Adresse: SIGNON Deutschland GmbH,<br />

Königsbrücker Straße 34, 01099,<br />

Dresden, Deutschland;<br />

Fon: +49 351 82992-39, Fax: -45;<br />

E-Mail: frank.schiffmann@signon-group.<br />

com<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

29


Fahrzeuge<br />

Obsoleszenz bei Schienenfahrzeugen<br />

aus Sicht der Betreiber<br />

Günter Pedall, München<br />

Der Anteil der Elektronik <strong>in</strong> modernen Schienenfahrzeugen hat mittlerweile e<strong>in</strong>en Wert von rund<br />

40 % erreicht. Die kürzer werdende L<strong>eb</strong>enszeit und die enge zeitliche Verfügbarkeit elektronischer<br />

Komponenten bee<strong>in</strong>flussen erh<strong>eb</strong>lich den Betri<strong>eb</strong> und die Instandhaltung von Schienenfahrzeugen.<br />

Betreiber und Werkstätten müssen auf diese Herausforderung mit geeigneten Maßnahmen rasch reagieren.<br />

Es gilt, Fahrzeugstillstände <strong>in</strong>folge mangelnder Ersatzteile zu vermeiden und e<strong>in</strong>em Anstieg<br />

der Instandhaltungskosten entgegenzuwirken.<br />

OBSOLESCENCE IN RAILWAY VEHICLES FROM THE OPERATOR’S PERSPECTIVE<br />

The share of electronics <strong>in</strong> modern railway vehicles has reached an amount of about 40 % by now.<br />

The shorter service life and the short-term availability of electronic components have a substantial<br />

impact on the operation and ma<strong>in</strong>tenance of railway vehicles. Operators and workshops have to<br />

respond to this challenge rapidly by tak<strong>in</strong>g appropriate measures. It is essential to avoid vehicle<br />

standstills caused by lack<strong>in</strong>g spare parts and to counteract an <strong>in</strong>crease of the ma<strong>in</strong>tenance costs.<br />

L’OBSOLESCENCE DE VÉHICULES SUR RAIL DU POINT DE VUE DES EXPLOITANTS<br />

La part de l’électronique dans les véhicules sur rail modernes a atte<strong>in</strong>t entre temps près de 40 %.<br />

La durée de vie toujours plus courte et la disponibilité étroite des composants électroniques <strong>in</strong>fluencent<br />

considérablement l’exploitation et la ma<strong>in</strong>tenance des véhicules sur rail. Les exploitants<br />

et les ateliers doivent réagir rapidement à ces <strong>in</strong>cidences par des mesures appropriées, qui visent<br />

notamment à éviter l’immobilisation des véhicules par manque de pièces de rechange et parer à une<br />

augmentation des coûts de ma<strong>in</strong>tenance.<br />

1 E<strong>in</strong>führung<br />

In nahezu allen Bereichen des täglichen L<strong>eb</strong>ens hat<br />

sich die Elektronik <strong>in</strong> den letzten zwei bis drei Jahrzehnten<br />

massiv etabliert. Immer neue Produkte mit<br />

sche<strong>in</strong>bar verbesserten Eigenschaften und erweiterten<br />

Funktionen drängen auf den Markt. Die Innovationszyklen<br />

werden, <strong>in</strong>sbesondere <strong>in</strong> der Kommunikationstechnik,<br />

immer kürzer und damit auch die<br />

Nutzungszeiten. Die Gesellschaft akzeptiert mehr<br />

oder weniger notgedrungen, dass elektronische Geräte<br />

im Bedarfsfall meist nicht mehr reparabel s<strong>in</strong>d<br />

und <strong>in</strong> Gänze entsorgt werden müssen.<br />

Der Siegeszug der Elektronik und die explosionsartige<br />

Ausweitung der Halbleiter<strong>in</strong>dustrie haben leider<br />

auch Betri<strong>eb</strong> und Instandhaltung von Schienenfahrzeugen<br />

bee<strong>in</strong>flusst. Der Anteil der Elektronik <strong>in</strong> modernen<br />

Schienenfahrzeugen hat stark zugenommen<br />

und steigt weiter an. Bei den <strong>in</strong> diesem Bereich e<strong>in</strong>gesetzten<br />

Elektronikkomponenten handelt es sich <strong>in</strong><br />

der Regel um Standardware, die für <strong>in</strong>dustrielle oder<br />

konsumorientierte Massenprodukte entwickelt wurde.<br />

Bahnspezifische Alternativbauteile s<strong>in</strong>d weder<br />

vorhanden noch zu erwarten, da die Bahn<strong>in</strong>dustrie<br />

im globalen Halbleitermarkt als Auftragg<strong>eb</strong>er ke<strong>in</strong>e<br />

Bedeutung hat. Ihr Umsatzanteil lag hier bereits vor<br />

Jahren bei nur wenigen %-Punkten. Folglich werden<br />

mangels ausreichender Nachfrage bahnspezifische<br />

Halbleiterprodukte auf dem Markt kaum ang<strong>eb</strong>oten,<br />

sodass die Bahn<strong>in</strong>dustrie auf diejenigen Komponenten<br />

festgelegt ist, die gerade erhältlich s<strong>in</strong>d.<br />

Und hier beg<strong>in</strong>nt das Dilemma: Während Fahrzeuge<br />

aufgrund der Anforderungen an die mechanische Konstruktion<br />

<strong>in</strong>sgesamt auf e<strong>in</strong>e L<strong>eb</strong>ensdauer von mehreren<br />

Jahrzehnten ausgelegt werden müssen, veraltet ihre<br />

ohneh<strong>in</strong> nicht langl<strong>eb</strong>ige Elektronik <strong>in</strong>nerhalb weniger<br />

Jahre. Elektronische Bauelemente werden aufgrund der<br />

rapide fortschreitenden Entwicklung heute immer rascher<br />

obsolet, das heißt, ihre Ersatzbeschaffung im Bedarfsfall<br />

kann bereits nach wenigen Betri<strong>eb</strong>sjahren zum<br />

Problem werden. Für die Betreiber der Fahrzeuge wird<br />

daher die Aufgabe, ihre Fahrzeugflotte betri<strong>eb</strong>sbereit<br />

zu halten, zu e<strong>in</strong>er zunehmenden Herausforderung,<br />

bei gleichzeitig steigendem Kostendruck.<br />

Im Jahre 2012 hat der Internationale Verband der<br />

Nahverkehrsbetri<strong>eb</strong>e (UITP), Unterausschuss Metro,<br />

Roll<strong>in</strong>g Stock, <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er Umfrage zum Thema Obsoleszenz<br />

erkundet, <strong>in</strong>wieweit die Betri<strong>eb</strong>e von der Problematik<br />

betroffen s<strong>in</strong>d und hierzu Aktivitäten angedacht<br />

oder bereits e<strong>in</strong>geleitet haben. Intention war<br />

auch, die Sensibilität für dieses wichtige Thema zu<br />

wecken und zu verstärken.<br />

30 112 (2014) Heft 1-2


Fahrzeuge<br />

2 Obsoleszenz-Erfahrungsstand<br />

bei den Fahrzeugbetreibern<br />

2.1 E<strong>in</strong>fluss des Alters der Fahrzeuge<br />

2.1.1 Altfahrzeuge<br />

H<strong>in</strong>sichtlich der Obsoleszenz-Thematik ist es s<strong>in</strong>nvoll,<br />

Schienenfahrzeuge <strong>in</strong> drei Altersklassen e<strong>in</strong>zuteilen.<br />

Fahrzeuge mit 30 und mehr Jahren s<strong>in</strong>d durch<br />

konventionelle Antri<strong>eb</strong>stechnik mit Kommutatormasch<strong>in</strong>en<br />

und e<strong>in</strong>er Schaltwerksteuerung mit mechanischen<br />

und elektromechanischen Bauelementen<br />

gekennzeichnet. Anfallende Reparaturen s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> der<br />

Regel unproblematisch, weil Austauschelemente<br />

noch erhältlich s<strong>in</strong>d oder funktionskompatibel relativ<br />

e<strong>in</strong>fach nachg<strong>eb</strong>aut werden können. Von Obsoleszenz-Auswirkungen<br />

ist diese Fahrzeuggruppe <strong>in</strong>soweit<br />

kaum betroffen.<br />

Komplexe Elektronik f<strong>in</strong>det sich oft nur <strong>in</strong> nachgerüsteten<br />

Kommunikations- und Zugsicherungse<strong>in</strong>richtungen<br />

im Umfang von rund 5 % des ursprünglichen<br />

Fahrzeugpreises; deren Komponenten können<br />

jedoch relativ unproblematisch durch funktionskompatible<br />

Bauteile ersetzt werden.<br />

2.1.2 Fahrzeuge mittleren Alters<br />

Fortschritte auf dem Halbleitersektor machten es<br />

erstmals möglich, Fahrzeuge traktionstechnisch<br />

stufenlos zu steuern, und zwar im AC-Bereich mit<br />

Phasen-Anschnittsteuerung und im DC-Bereich mit<br />

Choppersteuerung. Im Zeitraum von 1980 bis 1995<br />

setzte sich die Drehstromantri<strong>eb</strong>stechnik durch.<br />

Parallel mit dem E<strong>in</strong>satz von Leistungshalbleitern<br />

im Antri<strong>eb</strong>sstrang kam es auch zu e<strong>in</strong>em Wechsel <strong>in</strong><br />

der Antri<strong>eb</strong>s- und Fahrzeugsteuerung h<strong>in</strong> zu rechnerbasierter<br />

Technik. Die Steuerelektronik, erstmals<br />

aus <strong>in</strong>tegrierten und softwar<strong>eb</strong>asierten Systemen,<br />

war noch diskret und/oder <strong>in</strong> CMOS-Technik aufg<strong>eb</strong>aut.<br />

Bezogen auf den Beschaffungspreis liegt der<br />

Anteil der Elektronik bereits bei rund 20 %.<br />

Die Elektronik <strong>in</strong> dieser Fahrzeuggruppe ist mit<br />

aktuell rund 25 Jahren E<strong>in</strong>satzzeit am längsten <strong>in</strong><br />

Betri<strong>eb</strong> und daher am umfangreichsten von der<br />

Obsoleszenz-Problematik betroffen. Die Reparatur<br />

ihrer Komponenten verursacht Kostensteigerungen<br />

mit zunehmender Tendenz, <strong>in</strong>sbesondere bei Subsystemen,<br />

aber auch bei Stromrichtern, Steuergeräten<br />

des Antri<strong>eb</strong>s und der Leittechnik. Es ist zu befürchten,<br />

dass wegen nicht mehr erhältlicher Bauteile Reparaturen<br />

nur noch begrenzte Zeit möglich se<strong>in</strong> werden.<br />

Als Abhilfe bleibt nur e<strong>in</strong> umfassendes und damit<br />

teures technisches Redesign des gesamten Antri<strong>eb</strong>sstranges<br />

und der Steuerungstechnik oder e<strong>in</strong>e „Kanibalisierung“<br />

e<strong>in</strong>zelner Fahrzeuge unter Verzicht<br />

auf Nutzung ihrer Restl<strong>eb</strong>ensdauer. Die Fahrzeuge<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

dieser Gruppe weisen daher aktuell das höchste Risiko<br />

auf, was den Erhalt ihrer Betri<strong>eb</strong>sfähigkeit und<br />

die Kosten angeht.<br />

2.1.3 Moderne Fahrzeuge<br />

Die Elektronik hielt ab Ende des 20. Jahrhunderts<br />

auch bei Schienenfahrzeugen massiv E<strong>in</strong>zug. In den<br />

modernsten, maximal 15 Jahre alten Fahrzeugen<br />

mit Drehstrom-Antri<strong>eb</strong>stechnik wurden immer mehr<br />

Funktionen und Subsysteme elektronisch unterstützt.<br />

Es werden hoch<strong>in</strong>tegrierte Elektronikbaugruppen,<br />

SMD-Technik und Multilayerplat<strong>in</strong>en, e<strong>in</strong>gesetzt.<br />

Nahezu alle Prozesse verlaufen softwaregestützt unter<br />

Verwendung von Bussystemen.<br />

Der Elektronikanteil, auf rund 40 % des Fahrzeugpreises<br />

angestiegen, ist kaum noch zu steigern; umso<br />

kritischer wird sich die Obsoleszenz-Thematik <strong>in</strong> e<strong>in</strong>igen<br />

Jahren darstellen. Aktuelle Erfahrungen mit ausgesprochenen<br />

Abkündigungen [1] lassen erwarten,<br />

dass bereits nach drei bis acht Jahren die Obsoleszenz<br />

große Probleme bereiten wird. Damit weisen<br />

die modernsten Fahrzeuge bereits jetzt <strong>eb</strong>enfalls e<strong>in</strong><br />

hohes Risiko auf, zudem mit ansteigendem Trend.<br />

Bild 1 zeigt die drei unterschiedlichen U-Bahn-Baureihen<br />

der Münchener Verkehrsgesellschaft (MVG).<br />

2.2 Erg<strong>eb</strong>nisse der UITP-Umfrage<br />

Die Umfrage ergab, dass die angefragten Betri<strong>eb</strong>e<br />

rund zur Hälfte im Fahrzeugbestand bereits 60 % bis<br />

100 % moderne Fahrzeuge haben. Sie s<strong>in</strong>d also <strong>in</strong><br />

weiten Teilen bereits von der Obsoleszenz-Proble-<br />

Bild 1:<br />

Die drei Generationen der Münchner U-Bahn-Fahrzeuge: In der Mitte die MVG-Baureihe<br />

A mit derzeit noch fast 180 E<strong>in</strong>heiten im Alter von 30 bis über 40 Jahren, l<strong>in</strong>ks die <strong>eb</strong>enfalls<br />

zweiteilige und im Schnitt schon 25 Jahre alte Baureihe B mit rund 60 Stück sowie<br />

die etwa zehnjährige Baureihe C mit 18 sechsteiligen Zügen (Bilder 1, 2 und 4: MVG).<br />

31


Fahrzeuge<br />

1<br />

2<br />

<strong>Projekt</strong>start<br />

3<br />

4<br />

5<br />

Vergabe<br />

E<strong>in</strong>bau<br />

Prototyp<br />

2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020<br />

6<br />

Bild 2:<br />

Veranschaulichung des Zeitbedarfs für die Erneuerung elektronischer Fahrzeug-Komponenten<br />

bei angenommenem Start <strong>in</strong> 2013.<br />

1 Abstimmung <strong>in</strong>tern<br />

2 Sondierung<br />

3 Erstellung <strong>Projekt</strong>handbuch, Genehmigungsprozess<br />

4 Erstellung des Lastenheftes<br />

5 Ausschreibung mit Verhandlung<br />

6 Konstruktionsphase<br />

7 Testphase<br />

8 Erstellung der Änderungs-Auswirkungs-Analyse (ÄAA)<br />

9 Prozess Zulassung/Abnahme<br />

10 Serienumbau, Herbeiführung der E<strong>in</strong>satzbereitschaft<br />

8<br />

7<br />

matik betroffen, wenngleich <strong>in</strong> noch unterschiedlicher<br />

Ausprägung. Diese wird <strong>in</strong> den nächsten Jahren<br />

deutlich zunehmen, <strong>in</strong> dem Umfang, wie Altfahrzeuge<br />

reparaturanfälliger werden und durch moderne<br />

Fahrzeuge, also mit e<strong>in</strong>em höheren Elektronikanteil<br />

ersetzt werden.<br />

Die sich weiter verkürzende L<strong>eb</strong>ensdauer der elektronischen<br />

Komponenten wird von allen Betri<strong>eb</strong>en<br />

bestätigt und als kritisch betrachtet. Dies resultiert<br />

auch daraus, dass zunehmend Komponenten der<br />

Unterhaltungselektronik verwendet werden, die<br />

nicht als ideale Technologie für langl<strong>eb</strong>ige Güter wie<br />

Schienenfahrzeuge angesehen wird.<br />

Aus Sicht der Instandhaltung und der Sicherstellung<br />

der Verfügbarkeit von Fahrzeugen gibt es konkrete<br />

Wünsche und Anregungen an die Hersteller<br />

von Schienenfahrzeugen und elektronischer Komponenten.<br />

Kritisiert wird das Fehlen von Standards für<br />

elektronische E<strong>in</strong>richtungen und Software sowie e<strong>in</strong>e<br />

derzeit erst ansatzweise zu erkennende Bereitschaft<br />

zu mehr herstellerübergreifender Zusammenarbeit.<br />

Die Obsoleszenz hat sich zwischenzeitlich zwar als<br />

ernstzunehmendes Problem und zunehmendes Risiko<br />

bei den Herstellern etabliert; ob jedoch die Thematik<br />

bei der Entwicklung neuer elektronischer Komponenten<br />

bereits ausreichend berücksichtigt wird,<br />

ist aus Sicht der Betri<strong>eb</strong>e nach wie vor offen. Es besteht<br />

hier die zunehmende Sorge, dass aufgrund der<br />

9<br />

Zulassung und<br />

Serienumbau<br />

10<br />

2021<br />

Abhängigkeiten zwischen Hersteller und Betreiber<br />

<strong>in</strong> der Folge der Abkündigung von Bauteilen bereits<br />

nach wenigen Jahren zw<strong>in</strong>gend umfassende und damit<br />

sehr teure Redesign-Maßnahmen anfallen. Ähnliches<br />

gilt für die e<strong>in</strong>gesetzte Software. Hier fürchten<br />

durchweg alle Betri<strong>eb</strong>e, dass im Bedarfsfall nach etlichen<br />

Jahren zwar Quellcodes und Programmierregeln<br />

noch verfügbar se<strong>in</strong> werden, jedoch nicht mehr<br />

die Fachkräfte, die damit arbeiten können.<br />

Kostspielig und zeitaufwendig wird die Instandhaltung,<br />

wenn der reguläre Austausch e<strong>in</strong>es Bauteils<br />

nicht mehr möglich und ke<strong>in</strong>e e<strong>in</strong>baukompatible<br />

Komponente erhältlich ist. Dann muss das betroffene<br />

Gerät komplett neu entwickelt, erprobt, meistens behördlich<br />

zugelassen und letztendlich g<strong>eb</strong>aut werden.<br />

Voraussetzung hierfür ist, dass Dokumentation und<br />

Schnittstellenbeschreibung vollständig vorliegen,<br />

was eher nicht zu unterstellen ist. Der hierfür anzusetzende<br />

Zeitbedarf ist beträchtlich; wie aus Bild 2<br />

ersichtlich, können hier mehrere Jahre vergehen.<br />

E<strong>in</strong> hohes Risiko sehen die Betri<strong>eb</strong>e dar<strong>in</strong>, dass<br />

die Hersteller immer noch fast ausschließlich auf<br />

ihre firmen<strong>in</strong>ternen Lösungen setzen. Herstellerübergreifende<br />

Kooperationen wären seitens der<br />

Kunden erwünscht, dah<strong>in</strong>gehende Aktivitäten s<strong>in</strong>d<br />

allerd<strong>in</strong>gs derzeit nicht erkennbar. Folglich fehlen<br />

auch Standards für elektronische E<strong>in</strong>richtungen<br />

auf Schienenfahrzeugen, was e<strong>in</strong>hellig als erh<strong>eb</strong>liches<br />

Problem angesehen wird. Auch ist ke<strong>in</strong>e<br />

Bereitschaft der Hersteller erkennbar, sich bei der<br />

e<strong>in</strong>gesetzten Elektronik an e<strong>in</strong>en bestehenden Industriestandard<br />

anzunähern, wie beispielsweise im<br />

Kraftfahrzeugsektor erfolgt.<br />

E<strong>in</strong>e <strong>in</strong>tensivere Zusammenarbeit der Betri<strong>eb</strong>e untere<strong>in</strong>ander<br />

und mit den Herstellern ist e<strong>in</strong>helliges<br />

Anliegen der Betri<strong>eb</strong>e und wird angesichts der wachsenden<br />

Risiken für unabd<strong>in</strong>gbar gehalten.<br />

2.3 Analyse der Umfrage-Erg<strong>eb</strong>nisse<br />

Zusammengefasst stellen sich die Herausforderungen<br />

bei Hard- und Software folgendermaßen dar:<br />

• Der Innovationszyklus der Produkte der Halbleiter<strong>in</strong>dustrie<br />

liegt im Schnitt bei e<strong>in</strong> bis zwei<br />

Jahren; Abkündigungen erfolgen rasch, neue<br />

Bauteile s<strong>in</strong>d oft nicht abwärts kompatibel.<br />

• Die Obsoleszenz-Problematik verhält sich umgekehrt<br />

proportional zum Alter der Fahrzeuge;<br />

je jünger und „moderner“ das Fahrzeug, desto<br />

schneller s<strong>in</strong>d Komponenten abgekündigt.<br />

• E<strong>in</strong>e besondere Problematik stellen unzureichende<br />

Dokumentationen und Baugruppen mit<br />

implementierter Software dar.<br />

• Seitens der Hersteller liegen oft unzureichende<br />

Angaben über L<strong>eb</strong>ensdauer und Verfügbarkeit<br />

von Komponenten vor, detaillierte Dokumentationen<br />

s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> der Regel nicht vorhanden.<br />

32 112 (2014) Heft 1-2


Fahrzeuge<br />

• Zugesicherte Ersatzteillieferungen gibt es nur für<br />

maximal zehn Jahre und auch nur für e<strong>in</strong>en Teil<br />

der Komponenten.<br />

• Preisentwicklung der Ersatzteile ist meist völlig offen.<br />

• Die Möglichkeiten zu Reparatur oder Ersatz<br />

haben sich gravierend verschlechtert; e<strong>in</strong>e<br />

umfangreichere und damit längere E<strong>in</strong>lagerung<br />

von Bauteilen ist ke<strong>in</strong>e dauerhafte Lösung, da die<br />

Teile trotzdem altern.<br />

• Pflege von Software ist oft noch kritischer als<br />

mangelnde Verfügbarkeit der Hardware, da<br />

spezifisches Wissen oft nur bei e<strong>in</strong>zelnen Experten<br />

vorliegt, deren Verfügbarkeit auf Dauer nicht<br />

gesichert ist.<br />

• Es existieren unterschiedliche Software-Plattformen<br />

aufgrund firmenspezifischer Lösungen,<br />

historischer Entwicklungen sowie sicherheitsrelevanter<br />

Anwendungen.<br />

• Portierung älterer Software auf moderne HW-<br />

Plattformen ist problematisch und nicht immer<br />

realisierbar.<br />

• Zugang der Betreiber auf Quellcode kann zwar<br />

vere<strong>in</strong>bart werden, br<strong>in</strong>gt aber faktisch nichts, da<br />

Wissen zur Bearbeitung fehlt.<br />

2.4 Behördliche Zulassung und Abnahme<br />

Schienenfahrzeuge des Nahverkehrs unterliegen entweder<br />

den Regelungen der Eisenbahn-Bau- und Betri<strong>eb</strong>sordnung<br />

(EBO) oder der Betri<strong>eb</strong>sordnung der<br />

Straßenbahnen (BOStrab). Beide Verordnungen verlangen<br />

im Falle sicherheitsrelevanter Änderungen deren<br />

behördliche Zulassung beziehungsweise Abnahme. So<br />

bestimmt § 62 (1) der BOStrab: „Neue oder geänderte<br />

Betri<strong>eb</strong>sanlagen und Fahrzeuge dürfen außer zur Ermittlung<br />

der G<strong>eb</strong>rauchsfähigkeit nur <strong>in</strong> Betri<strong>eb</strong> genommen<br />

werden, wenn die Technische Aufsichtsbehörde<br />

sie abgenommen hat. Dies gilt nicht für Änderungen,<br />

die sich nicht auf die Betri<strong>eb</strong>ssicherheit auswirken; im<br />

Zweifelsfall entscheidet die Aufsichtsbehörde.“<br />

Die damit verbundenen Prozeduren erfordern<br />

aufgrund der zunehmenden Komplexität und der<br />

Vernetzung der Komponenten untere<strong>in</strong>ander immer<br />

mehr Aufwand, und zwar sowohl h<strong>in</strong>sichtlich des<br />

Umfangs an beizubr<strong>in</strong>genden Unterlagen und Gutachten<br />

als auch des Zeitbedarfs. Außerdem kommen<br />

sie bei Ersatzlösungen für e<strong>in</strong>e ausgefallene Komponente<br />

schnell <strong>in</strong> Betracht, da im Gesamtkontext oft<br />

sicherheitsrelevante Themen berührt werden.<br />

Auf der anderen Seite steigen mit der Komplexität<br />

e<strong>in</strong>er Komponente auch die Ansprüche an die Zulassung<br />

und Abnahme. Die Verknüpfung von Komponenten<br />

über Bussysteme erschwert die E<strong>in</strong>grenzung<br />

der Bereiche, für die e<strong>in</strong>e behördliche Überprüfung<br />

erforderlich wird. Muss dann noch Software angepasst<br />

werden, ist e<strong>in</strong>e Zulassung/Abnahme fast immer<br />

komplett neu notwendig.<br />

3 Konsequenzen, Aktivitäten<br />

und weiteres Vorgehen für<br />

Betreiber/Instandhalter<br />

3.1 Grundsätze<br />

Grundsätzlich liegt es <strong>in</strong> der Verantwortung der<br />

Hersteller, bei der Konstruktion und im Rahmen der<br />

Produktpflege auch darauf zu achten, dass die Fahrzeuge<br />

über ihre beträchtliche L<strong>eb</strong>ensdauer h<strong>in</strong>weg<br />

<strong>in</strong>standgehalten werden können. Allerd<strong>in</strong>gs ist dabei<br />

firmen<strong>in</strong>tern e<strong>in</strong> Interessenskonflikt naturgemäß nie<br />

auszuschließen, nämlich ob es besser sei, Neufahrzeuge<br />

zu liefern als Ersatzteile zu verkaufen.<br />

Für die Betreiber ist es daher unabd<strong>in</strong>gbar, sich<br />

e<strong>in</strong>e eigene Me<strong>in</strong>ung zu bilden, um mit dem <strong>in</strong>dustriellen<br />

Partner auf „gleicher Höhe“ diskutieren und<br />

verhandeln zu können. Die Abhängigkeit von nur<br />

e<strong>in</strong>em Partner könnte sonst dazu führen, dass nicht<br />

immer e<strong>in</strong>e im S<strong>in</strong>ne der Betri<strong>eb</strong>e technisch optimale<br />

und kostengünstige Lösung für e<strong>in</strong> Problem entwickelt<br />

wird. Generell sollten daher die Betri<strong>eb</strong>e eigene<br />

Aktivitäten ergreifen und kont<strong>in</strong>uierlich ausbauen.<br />

Basis aller Aktivitäten ist der Aufbau eigenen Knowhows<br />

und e<strong>in</strong>es Obsoleszenz-Management-Systems.<br />

3.2 Eigene Personal- und Fachkompetenz<br />

Die Vorhaltung von Fachkompetenz h<strong>in</strong>sichtlich der<br />

e<strong>in</strong>gesetzten Elektronikkomponenten und, sofern<br />

möglich, der verwendeten Software ist Voraussetzung<br />

für jede eigene Aktivität. Daher müssen die<br />

erforderlichen Ressourcen mit e<strong>in</strong>em Kosten- und<br />

Personalbudget geg<strong>eb</strong>en se<strong>in</strong>, und zwar sowohl<br />

fachlich als auch personell. Jeder Betri<strong>eb</strong> sollte entsprechend<br />

se<strong>in</strong>er Größe und f<strong>in</strong>anziellen Möglichkeit<br />

Fachpersonal bereitstellen, das dieses Thema als<br />

Kernkompetenz versteht und bearbeitet. Auf e<strong>in</strong>e<br />

sorgfältige Ausbildung und permanente Fortbildung<br />

ist zu achten. Je höher die eigene Fachkompetenz<br />

ausg<strong>eb</strong>ildet ist, umso fundierter kann e<strong>in</strong> Obsoleszenz-Management-System<br />

aufg<strong>eb</strong>aut werden und<br />

umso schneller werden Erfolge sichtbar.<br />

3.3 Obsoleszenz-Management-System<br />

Um die Instandhaltung und damit E<strong>in</strong>satzbereitschaft<br />

von Schienenfahrzeugen trotz eventueller<br />

Obsoleszenz dauerhaft zu akzeptablen Kosten zu sichern,<br />

s<strong>in</strong>d Ansätze sowohl kurz- als auch mittel- bis<br />

langfristiger Perspektive zu wählen.<br />

Kurzfristig gilt es, e<strong>in</strong>bau- und funktionskompatible<br />

elektronische Bauteile und Komponenten im erforderlichen<br />

Umfang vorzuhalten, um bei Ausfällen sofort<br />

reagieren zu können. Mittel- bis langfristig ist zu<br />

ermitteln, wie sich die Verfügbarkeit dieser Teile dar-<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

33


Fahrzeuge<br />

stellen wird und wann voraussichtlich Komponenten<br />

weder durch Austausch verfügbar noch reparabel<br />

se<strong>in</strong> werden. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse<br />

s<strong>in</strong>d dann Basis für langfristig angelegte umfangreiche<br />

Redesign- und Erneuerungsprogramme.<br />

Analog zu den vorhandenen Qualitäts-Management-Systemen<br />

sollte jeder Betri<strong>eb</strong> für das Thema<br />

Obsoleszenz die <strong>in</strong>ternen Prozesse und Verfahren <strong>in</strong><br />

ähnlicher Weise def<strong>in</strong>ieren. E<strong>in</strong> Obsoleszenz-Management-System<br />

sollte folgende Aktivitäten enthalten:<br />

• Basis muss e<strong>in</strong>e vertiefte Beobachtung des<br />

eigenen Fahrzeugparks und der verwendeten<br />

Komponenten se<strong>in</strong>. Ausgehend vom aktuellen<br />

Zustand der Fahrzeuge, der auftretenden Schäden<br />

und der vertieften Analyse von Störungen<br />

und deren Ursachen ergibt dies den aktuellen<br />

Sachstand, differenziert <strong>in</strong> die e<strong>in</strong>zelnen Serien.<br />

• Genaue Auflistung der Halbleiter und Bauelemente,<br />

die obsolet werden könnten, e<strong>in</strong>schließlich<br />

deren Verbrauch, Lagerbestand und<br />

Wiederbeschaffungszeit. Def<strong>in</strong>ition von Schwellenwerten<br />

zur Überwachung von Verbrauch und<br />

Lagerbestand.<br />

• Größter Wert ist auf e<strong>in</strong>e vollständige und<br />

durchgängige Dokumentation zu legen. Erst die<br />

genaue Kenntnis über die e<strong>in</strong>gesetzten Komponenten<br />

ermöglicht e<strong>in</strong>e erfolgreiche Suche nach<br />

kompatiblen Bauelementen.<br />

• Möglichst qualifizierte Abschätzung, wie lange<br />

der Hersteller die jeweiligen elektronischen Komponenten<br />

und Baugruppen noch liefern oder<br />

Baugruppen noch reparieren kann.<br />

• Permanente Beobachtung des Marktes, geg<strong>eb</strong>enenfalls<br />

unter E<strong>in</strong>schaltung externer spezialisierter<br />

Dienstleister; Ziel ist, von Abkündigungen<br />

schnellstmöglich zu erfahren.<br />

• Def<strong>in</strong>ition des vorzuhaltenden Ersatzteilbestands,<br />

abhängig von den jeweiligen Lieferzeiten und<br />

der Lagerfähigkeit; Kauf von Restbeständen <strong>in</strong><br />

angemessenem Umfang bei Abkündigungen,<br />

Vorsicht jedoch bei längerer E<strong>in</strong>lagerung von<br />

Halbleitern, da diese trotzdem altern.<br />

• Festlegung des Umfangs der eigenen Reparaturkompetenz;<br />

im Bereich der Leistungshalbleiter s<strong>in</strong>d<br />

eigene Reparaturen meist s<strong>in</strong>nvoll und machbar,<br />

Baugruppen der Steuerungs- und Informationstechnik<br />

weisen h<strong>in</strong>gegen e<strong>in</strong>e hohe Integrationsdichte<br />

auf, was Eigenreparaturen oft ausschließt.<br />

• Internet-Suche nach kompatiblen Ersatztypen,<br />

geg<strong>eb</strong>enenfalls <strong>in</strong> Zusammenarbeit mit der<br />

Industrie oder externer Dienstleister; E<strong>in</strong>satz<br />

von Simulations-Software zur Ermittlung und<br />

Prüfung alternativer Produkte. Bei Leistungshalbleitern<br />

werden nach Abkündigung des Orig<strong>in</strong>als<br />

teilweise Ersatzkomponenten ang<strong>eb</strong>oten; diese<br />

müssen jedoch e<strong>in</strong>bau- und funktionskompatibel<br />

se<strong>in</strong>, wobei sich gerade Letzteres oft nur durch<br />

Versuche ermitteln lässt.<br />

• H<strong>in</strong>sichtlich der e<strong>in</strong>gesetzten Software ist zu prüfen,<br />

ob eigene Kenntnisse vorhanden s<strong>in</strong>d oder<br />

aufg<strong>eb</strong>aut werden können.<br />

• Vere<strong>in</strong>barungen und Kooperationen zu Entwicklung<br />

und Bau funktionskompatibler Komponenten;<br />

soweit der frühere Hersteller hierfür ausfällt, kann<br />

der Nachbau von funktionskompatiblen Komponenten<br />

durch Spezialfirmen versucht werden;<br />

dieser Markt wird <strong>in</strong> Zukunft sicherlich wachsen.<br />

• Erarbeitung e<strong>in</strong>er Langfrist-Strategie unter<br />

Berücksichtigung der Restlaufzeit der Fahrzeuge<br />

mit Festlegung, wann welche Komponenten <strong>in</strong><br />

welchem Umfang zu erneuern s<strong>in</strong>d und ob geg<strong>eb</strong>enenfalls<br />

e<strong>in</strong>e Fahrzeugserie e<strong>in</strong>em kompletten<br />

technischen Redesign zu unterziehen ist.<br />

• Sorgfältige Untersuchung, bei welchen Komponentenerneuerungen<br />

e<strong>in</strong>e behördliche Überprüfung<br />

durch e<strong>in</strong>e erneute Zulassung/Abnahme<br />

erforderlich wird; der hierfür erforderliche<br />

Zeitbedarf ist <strong>in</strong> die Erneuerungsstrategie mit<br />

e<strong>in</strong>zubeziehen.<br />

3.4 Zusammenarbeit und gegenseitiger<br />

Erfahrungsaustausch<br />

Naturgemäß steht die Zusammenarbeit mit dem<br />

Fahrzeuglieferanten an erster Stelle. Sie sollte grundsätzlich<br />

als enge Kooperation angelegt, aber nicht<br />

ausschließlich se<strong>in</strong>. Die großen Systemhäuser s<strong>in</strong>d gezwungen,<br />

umfangreiche Obsoleszenz-Aktivitäten zu<br />

betreiben, alle<strong>in</strong> schon wegen des Marktes der Neufahrzeuge.<br />

H<strong>in</strong>sichtlich der Betreuung der Kunden öffnet<br />

sich e<strong>in</strong> neues, vielleicht lukratives Marktsegment.<br />

Zur Beherrschung der Obsoleszenz-Problematik<br />

offeriert die Industrie <strong>in</strong>zwischen umfassende Kooperationsverträge,<br />

die dem Kunden alle eigenen<br />

Aktivitäten ersparen. Sie erzielt, da diese Verträge<br />

langfristig angelegt se<strong>in</strong> müssen, daraus regelmäßige<br />

E<strong>in</strong>nahmen und sichert sich Absatzmärkte für die<br />

Zukunft. Unbestritten profitiert der Kunde vom umfangreichen<br />

Know-how des Industriepartners und<br />

dessen Ressourcen. Nachteilig daran ist jedoch, dass<br />

er praktisch ke<strong>in</strong>en E<strong>in</strong>fluss auf die Aktivitäten hat<br />

und dem Anbieter nahezu vollständig ausgeliefert<br />

ist, auch f<strong>in</strong>anziell.<br />

E<strong>in</strong> derartiger Kooperationsvertrag kostet Geld,<br />

ohne dass sofort e<strong>in</strong> unmittelbarer Nutzen zu sehen<br />

ist. Ob sich das gewünschte Erg<strong>eb</strong>nis, der Zugriff auf<br />

günstige und rechtzeitig bereitstehende Ersatzprodukte,<br />

im Bedarfsfall dann auch e<strong>in</strong>stellt, ist nicht<br />

garantiert. Hier spielen n<strong>eb</strong>en technischen auch<br />

hersteller<strong>in</strong>terne Aspekte e<strong>in</strong>e Rolle. Zudem ist auch<br />

nicht auszuschließen, dass Unternehmen bestimmte<br />

Fertigungsbereiche e<strong>in</strong>stellen, Vere<strong>in</strong>barungen<br />

langfristig nicht aufrechterhalten oder gar ganz vom<br />

Markt verschw<strong>in</strong>den. Der Abschluss e<strong>in</strong>es derartigen<br />

Vertrages ist daher gut zu überlegen.<br />

34 112 (2014) Heft 1-2


Fahrzeuge<br />

Die Betreiber und Schienenfahrzeug-Werkstätten,<br />

<strong>in</strong>sbesondere kle<strong>in</strong>ere Unternehmen, sollten sich daher<br />

nach weiteren Kooperationen umsehen, da sie <strong>in</strong><br />

der Regel <strong>in</strong> ihren Kapazitäten begrenzt s<strong>in</strong>d und die<br />

Obsoleszenz-Thematik oft nicht mit der gewünschten<br />

Intensität bearbeiten können. E<strong>in</strong>e <strong>in</strong>tensive und<br />

regelmäßige Zusammenarbeit der Betri<strong>eb</strong>e auf nationaler<br />

und möglichst auch <strong>in</strong>ternationaler Ebene ist<br />

daher dr<strong>in</strong>gend anzuraten. Alle<strong>in</strong> e<strong>in</strong> regelmäßiger<br />

Austausch über Informationen zu Liefermöglichkeiten<br />

und aktuellen Abkündigungen von Halbleiterelementen<br />

erbr<strong>in</strong>gt für den e<strong>in</strong>zelnen Betri<strong>eb</strong> bereits<br />

e<strong>in</strong>en großen Nutzen. Dan<strong>eb</strong>en s<strong>in</strong>d auch Kooperationen<br />

bei Beschaffung und Lagerung von Halbleitern<br />

sowie der Reparatur defekter Komponenten<br />

möglich und s<strong>in</strong>nvoll.<br />

E<strong>in</strong>e weitere Quelle zur Informationsgew<strong>in</strong>nung<br />

stellen nationale und <strong>in</strong>ternationale Vere<strong>in</strong>igungen<br />

dar, die sich gezielt dem Obsoleszenz-Thema<br />

widmen. Beispielhaft sei hier auf die regelmäßigen<br />

Treffen der Component Obsolescence Groups <strong>in</strong> vielen<br />

Ländern h<strong>in</strong>gewiesen, bei denen sich Hersteller,<br />

Betreiber und spezialisierte Dienstleister regelmäßig<br />

austauschen [1].<br />

3.5 Beschaffung von Neufahrzeugen<br />

Bild 3:<br />

In Auftrag bef<strong>in</strong>dliche neue Baureihe C2 für die MVG; Zug-Design <strong>in</strong><br />

Fotomontage im Bahnhof Fröttman<strong>in</strong>g im Münchner Norden (Quelle:<br />

N+P Industrial Design/MVG).<br />

Die Erfahrungen mit den Bestandsfahrzeugen sollten<br />

<strong>in</strong> die Lastenhefte von Neufahrzeugen (Bild 3) e<strong>in</strong>fließen,<br />

damit diese von den gewonnenen Erkenntnissen<br />

profitieren. Die Forderung nach e<strong>in</strong>em umfassenden<br />

Obsoleszenz-Management über die gesamte<br />

Fahrzeug-L<strong>eb</strong>ensdauer h<strong>in</strong>weg gehört bereits <strong>in</strong> die<br />

Ausschreibungsunterlagen. Im Kaufvertrag ist zudem<br />

die spätere Umsetzung festzulegen mit Angabe, wie<br />

der Erfüllungsgrad messbar überprüft werden kann.<br />

Damit derartige Vere<strong>in</strong>barungen auch greifen, sollte<br />

die E<strong>in</strong>haltung der Zusagen mit Pönalen/Strafzahlungen<br />

belegt werden, sodass der Lieferant dieses<br />

Thema mit dem erforderlichen Nachdruck verfolgt.<br />

Ferner ist mit dem Hersteller bei Abschluss des<br />

Kaufvertrages verb<strong>in</strong>dlich zu regeln, für welchen<br />

Zeitraum, möglichst zehn Jahre oder mehr, elektronische<br />

Ersatzteile erhältlich s<strong>in</strong>d. Nach Möglichkeit<br />

s<strong>in</strong>d für den betreffenden Zeitraum auch die Preise<br />

für die Ersatzteile fest zu vere<strong>in</strong>baren.<br />

In der Regel wird sich die Industrie allerd<strong>in</strong>gs aus<br />

durchaus nachvollziehbaren Gründen weigern, über<br />

e<strong>in</strong>en längeren Zeitraum derartige Vere<strong>in</strong>barungen<br />

zu treffen, da die Kosten kaum kalkulierbar s<strong>in</strong>d und<br />

die Preise folglich mit hohen Risikozuschlägen belegt<br />

werden müssten. Hier gilt es, e<strong>in</strong>en tragfähigen<br />

Kompromiss zwischen dem Interesse des Kunden<br />

und dem Risiko der Industrie zu erzielen.<br />

H<strong>in</strong>sichtlich der Entwicklung der Instandhaltungskosten<br />

s<strong>in</strong>d e<strong>in</strong>e Kalkulation der technologi<strong>eb</strong>ed<strong>in</strong>gten<br />

zusätzlichen Kosten sowie Strategien zu deren M<strong>in</strong>imierung<br />

mit Präsentation strategischer und technischer<br />

Lösungen e<strong>in</strong>zufordern. Hierzu gehört auch e<strong>in</strong>e Risikobewertung<br />

der e<strong>in</strong>gesetzten Baugruppen und der voraussichtlichen<br />

Entwicklung ihrer Verfügbarkeit.<br />

3.6 Forderungen an die Industrie<br />

Die gemachten Erfahrungen mit Obsoleszenz und<br />

der Zusammenarbeit mit der Industrie <strong>in</strong> den letzten<br />

Jahren s<strong>in</strong>d mannigfaltig und unterschiedlich.<br />

In Summe ist seitens der Instandhaltung von Schienenfahrzeugen<br />

e<strong>in</strong>e deutliche Skepsis vorhanden,<br />

was die Zusagen über Aktivitäten der Industrie zur<br />

Beherrschung von Obsoleszenz betrifft. Es bleibt e<strong>in</strong><br />

umfangreicher Forderungskatalog an die Hersteller:<br />

• E<strong>in</strong>haltung geg<strong>eb</strong>ener Zusagen, <strong>in</strong>sbesondere<br />

h<strong>in</strong>sichtlich zeitnaher Lieferung von Ersatzteilen,<br />

Reparatur von Komponenten, Preisgestaltung<br />

• proaktive Produktpflege: mit der Entwicklung<br />

von Ersatzbaugruppen beg<strong>in</strong>nen, bevor Bauteile<br />

abgekündigt werden, e<strong>in</strong>deutige Nachweise zur<br />

Kompatibilität g<strong>eb</strong>en<br />

• Aufbau der Technik <strong>in</strong> klar abgegrenzte Funktionsbaugruppen,<br />

Def<strong>in</strong>ition und Offenlegung der<br />

Schnittstellen zwischen den e<strong>in</strong>zelnen Komponenten<br />

• Nachweis e<strong>in</strong>es Obsoleszenz-Management-Systems,<br />

E<strong>in</strong>beziehung der Sublieferanten<br />

• umfassende und detaillierte Dokumentation<br />

sowohl bei den Komponenten, der verwendeten<br />

Halbleiter als auch der e<strong>in</strong>gesetzten Software<br />

• Verfügbarkeit der Software sichern, Expertenwissen<br />

erhalten und nachhaltig sichern, Regelungen<br />

bezüglich des Zugriffs auf den Quellcode treffen<br />

• Obsoleszenz <strong>in</strong> Verb<strong>in</strong>dung mit Zulassung/Abnahme<br />

sehen, erhöhten Aufwand und Zeitbedarf<br />

berücksichtigen, für diesen Zeitraum zusätzlich<br />

zum langen Konstruktionsprozess Normänderungen<br />

berücksichtigen<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

35


Fahrzeuge<br />

5 Ausblick<br />

Bild 4:<br />

Umrichter als Beispiel für obsoleszenz-bed<strong>in</strong>gten Ersatz e<strong>in</strong>er Elektronikkomponente.<br />

• verlässliche und belastbare Aussagen zur Verfügbarkeit<br />

von Ersatzteilen und den Reparaturmöglichkeiten<br />

sowie zur Preisentwicklung<br />

• kont<strong>in</strong>uierlicher Informationsaustausch über<br />

aktuelle Entwicklungen und Abkündigungen mit<br />

Kunden und <strong>in</strong>nerhalb der Industrie<br />

• mehr Kooperation <strong>in</strong>nerhalb der Schienenfahrzeug<strong>in</strong>dustrie,<br />

e<strong>in</strong>heitliche Plattform anstr<strong>eb</strong>en<br />

• Im Zuge der Normungsarbeit Belange der<br />

BO-Strab-<strong>Bahnen</strong> berücksichtigen, nur <strong>in</strong>soweit<br />

mit EBO-<strong>Bahnen</strong> vermengen, wo dies<br />

auch S<strong>in</strong>n ergibt.<br />

Wegen der Obsoleszenz-Problematik werden die<br />

Fahrzeugbetreiber spätestens mit Abstellung der<br />

letzten Altfahrzeuge Mühe haben, die elektronischen<br />

Komponenten ihrer Fahrzeuge funktionsbereit zu erhalten.<br />

Gel<strong>in</strong>gen kann dies wegen deren ger<strong>in</strong>gen<br />

L<strong>eb</strong>ensdauer auf ke<strong>in</strong>en Fall für e<strong>in</strong>e Nutzungszeit<br />

von rund 40 Jahren. Daher ist absehbar, dass jedes<br />

neu beschaffte Fahrzeug während se<strong>in</strong>er Nutzungszeit<br />

zum<strong>in</strong>dest e<strong>in</strong>mal e<strong>in</strong> umfangreiches technisches<br />

Redesign mit Komplett-Erneuerung se<strong>in</strong>er elektronischen<br />

Komponenten durchlaufen muss.<br />

Obsoleszenz wird die Instandhaltung der Schienenfahrzeuge<br />

verteuern. In welchem Umfang, hängt<br />

vom Verhalten der Industrie und Betreiber ab. Um<br />

die Konkurrenzfähigkeit des Schienenverkehrs zu<br />

wahren, muss es geme<strong>in</strong>sames Bestr<strong>eb</strong>en se<strong>in</strong>, die<br />

Mehrkosten zu m<strong>in</strong>imieren. Dazu ist Voraussetzung,<br />

dass alle Beteiligten eng und kooperativ zusammenarbeiten.<br />

Die Öffentlichkeit wird jedenfalls ke<strong>in</strong> Verständnis<br />

für höhere Fahrpreise aufgrund der Obsoleszenz-Thematik<br />

aufbr<strong>in</strong>gen.<br />

Literatur<br />

[1] Gerber, C.: Obsoleszenz-Management – langfristige Sicherung<br />

der Fahrzeugverfügbarkeit. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

111 (2013), H. 10, S. 579–585.<br />

4 Obsoleszenz-Aktivitäten bei<br />

der MVG<br />

Als Betreiber e<strong>in</strong>er stattlichen Flotte von Straßenbahnzügen<br />

und U-Bahn-Fahrzeugen unterschiedlichen<br />

L<strong>eb</strong>ensalters <strong>in</strong> der Stadt München und <strong>in</strong>s<br />

Umland ist die MVG von der Obsoleszenz-Problematik<br />

massiv betroffen. Um die E<strong>in</strong>satzbereitschaft<br />

der Fahrzeuge zu sichern, war es <strong>in</strong> der letzten Zeit<br />

bereits <strong>in</strong> mehreren Bereichen notwendig, durch gezielte<br />

Maßnahmen Obsoleszenz-Auswirkungen zu<br />

umgehen. E<strong>in</strong>ige dieser Maßnahmen (Bild 4) s<strong>in</strong>d<br />

bereits abgeschlossen, e<strong>in</strong>e Reihe weiterer Aktivitäten<br />

bef<strong>in</strong>det sich <strong>in</strong> der Bearbeitung oder <strong>in</strong> der Planung<br />

oder im Untersuchungsstadium. Es bestätigt sich,<br />

dass verursacht durch die Fahrzeug-Obsoleszenz die<br />

Aufwendungen für die Instandhaltung steigen.<br />

Beispiele für Obsoleszenz-Aktivitäten der MVG<br />

werden zu geg<strong>eb</strong>ener Zeit <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em ergänzenden<br />

Beitrag geschildert und kommentiert werden.<br />

AUTORENDATEN<br />

Dipl.-Ing. Günter Pedall (63),<br />

Studium der Elektrotechnik an der TU<br />

München; nach Referendariat mit zweiter<br />

Staatsprüfung ab 1982 <strong>in</strong> verschiedenen<br />

Funktionen bei der Deutschen<br />

Bundesbahn tätig; seit 1991 bei den<br />

Stadtwerken München, Münchner<br />

Verkehrsgesellschaft, aktuell als Betri<strong>eb</strong>sleiter<br />

und Chef der Münchener U-Bahn;<br />

Mitarbeit <strong>in</strong> nationalen und <strong>in</strong>ternationalen<br />

Gremien.<br />

Adresse: Münchner Verkehrsgesellschaft<br />

mbH, Emmy-Noether-Str. 2,<br />

80992 München, Deutschland;<br />

Fon:+49 89 2191-2310, Fax: -2304;<br />

E-Mail: pedall.guenter@swm.de<br />

36 112 (2014) Heft 1-2


Wechselstrom-Zugbetri<strong>eb</strong><br />

<strong>in</strong> Deutschland<br />

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Band 1: Durch das mitteldeutsche<br />

Braunkohlerevier – 1900 bis 1947<br />

E<strong>in</strong>e e<strong>in</strong>zigartige, chronologische Beschreibung der Entwicklung der<br />

Tri<strong>eb</strong>fahrzeuge, Bahnstromversorgungs- und Fahrleitungsanlagen<br />

sowie des Werkstättenwesens dieser Zeit<br />

Vor mehr als 100 Jahren legten weitsichtige Techniker wie Gustav<br />

Wittfeld den Grundste<strong>in</strong> für den Aufbau e<strong>in</strong>es elektrischen Zugbetri<strong>eb</strong>s<br />

mit E<strong>in</strong>phasen-Wechselstrom <strong>in</strong> Preußen – es war der Beg<strong>in</strong>n<br />

e<strong>in</strong>er unvergleichlichen Erfolgsgeschichte. Dieser Band beschreibt<br />

die Pionierarbeit der ersten Jahre – von der F<strong>in</strong>anzierung bis zur<br />

Inbetri<strong>eb</strong>nahme erster Teststrecken, über die schwere Wieder<strong>in</strong>betri<strong>eb</strong>nahme<br />

<strong>in</strong> den Zwanzigern und die kurze Blütezeit <strong>in</strong> den Dreißigerjahren,<br />

bis h<strong>in</strong> zur Phase des Wiederaufbaus und der folgenden<br />

Demontage nach dem zweiten Weltkrieg.<br />

Dieses Werk veranschaulicht e<strong>in</strong> Stück Zeitgeschichte und beschreibt<br />

die Zusammenhänge zwischen den technischen, wirtschaftlichen sowie<br />

gesellschaftlichen und politischen Entwicklungen dieser Epoche.<br />

P. Glanert / T. Scherrans / T. Borbe / R. Lüderitz<br />

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45039 Essen<br />

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Widerrufsrecht: Sie können Ihre Vertragserklärung <strong>in</strong>nerhalb von zwei Wochen ohne Angabe von Gründen <strong>in</strong> Textform (z.B.<br />

Brief, Fax, E-Mail) oder durch Rücksendung der Sache widerrufen. Die Frist beg<strong>in</strong>nt nach Erhalt dieser Belehrung <strong>in</strong> Textform.<br />

Zur Wahrung der Widerrufsfrist genügt die rechtzeitige Absendung des Widerrufs oder der Sache an die Vulkan-Verlag GmbH,<br />

Versandbuchhandlung, Huyssenallee 52-56, 45128 Essen.<br />

✘<br />

Ort, Datum, Unterschrift<br />

PAWZD12013<br />

Nutzung personenbezogener Daten: Für die Auftragsabwicklung und zur Pflege der laufenden Kommunikation werden personenbezogene Daten erfasst und gespeichert. Mit dieser Anforderung erkläre ich mich damit e<strong>in</strong>verstanden, dass ich<br />

vom DIV Deutscher Industrieverlag oder vom Vulkan-Verlag per Post, per Telefon, per Telefax, per E-Mail, nicht über <strong>in</strong>teressante, fachspezifische Medien und Informationsang<strong>eb</strong>ote <strong>in</strong>formiert und beworben werde.<br />

Diese Erklärung kann ich mit Wirkung für die Zukunft jederzeit widerrufen.


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

Störlichtbogenprüfungen bei<br />

Gleichstromschaltanlagen und deren<br />

Normung<br />

Julian Beuchelt, Jens Northe, Offenbach<br />

Störlichtbögen <strong>in</strong> Schaltanlagen s<strong>in</strong>d äußerst unwahrsche<strong>in</strong>lich, jedoch nie auszuschließen. Derzeit<br />

wird e<strong>in</strong> Anhang zur EN 50123-6 erarbeitet, der die für Gleichstromschaltanlagen bisher fehlenden<br />

Anforderungen festlegt. Durchgeführte Prüfungen zeigen die Notwendigkeit solcher Festlegungen.<br />

INTERNAL ARC TESTING OF D. C. SWITCHGEAR AND RELATED STANDARDISATION<br />

Fault arcs <strong>in</strong> switchgear assemblies are a very rare <strong>in</strong>cident but may never be excluded. An amendment<br />

to EN 50123-6 is presently under preparation to provide not yet <strong>in</strong>cluded requirements for<br />

d. c. switchgear assemblies. Several tests conducted support the need of such specifications.<br />

LES CONTRÔLES DES ARCS ÉLECTRIQUES PARASITES SUR LES INSTALLATIONS DE DIS-TRIBUTION À<br />

COURANT CONTINU ET LEUR NORMALISATION<br />

Si les arcs électriques parasites dans les <strong>in</strong>stallations de distribution sont extrêmement rares, on ne<br />

peut jamais les exclure totalement ; Une annexe à la norme EN 50123-6 est actuellement en cours<br />

d’élaboration pour déf<strong>in</strong>ir les exigences qui manquaient jusqu’ici pour les <strong>in</strong>stallations de distribution<br />

à courant cont<strong>in</strong>u. Les contrôles effectués montrent la nécessité d’établir de telles dispositions.<br />

1 E<strong>in</strong>führung<br />

Viele erweiterte Anforderungen an die technische<br />

Sicherheit von Produkten und Anlagen haben die<br />

Erhöhung der Personensicherheit zum Ziel. Dies gilt<br />

auch für die Sicherheit des Bedienpersonals <strong>in</strong> abgeschlossenen<br />

elektrischen Betri<strong>eb</strong>sstätten bei sehr<br />

seltenen und außergewöhnlichen Ereignissen.<br />

Die aktuelle Normungsarbeit im Bereich der<br />

Gleichstromschaltanlagen zur <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

trägt dieser Tatsache durch die Erweiterung<br />

der bestehenden EN 50123-6 [1] Rechnung. In e<strong>in</strong>em<br />

Anhang B mit der Bezeichnung „Verfahren für<br />

die Prüfung unter Störlichtbogenbed<strong>in</strong>gungen“ [2]<br />

werden aktuell die Anforderungen an und Testbed<strong>in</strong>gungen<br />

für solche Prüfungen erarbeitet. Die vorhandenen<br />

Normen für Störlichtbogenprüfungen an<br />

dreiphasigen Anlagen aus dem Bereich der Niederspannungsschaltanlagen<br />

[3] oder Mittelspannungsschaltanlagen<br />

[4] s<strong>in</strong>d für Gleichstromschaltanlagen<br />

nicht anwendbar, da <strong>in</strong> ihnen vorrangig der dreipolige<br />

Kurzschluss betrachtet wird. E<strong>in</strong>e für Gleichstromschaltanlagen<br />

passende Norm hilft hier deutlich, um<br />

im Zusammenhang mit den zunehmend geforderten<br />

Gefährdungsanalysen und Sicherheitsnachweisen<br />

qualifizierte Aussagen tätigen zu können.<br />

Im Folgenden wird der derzeitige Stand des Normungsprojekts<br />

CENELEC PR 23568 [5] und erste<br />

Erfahrungen mit entsprechenden Prüfungen vorgestellt.<br />

Die gezeigten Bilder wurden bei Störlichtbogenprüfungen<br />

aufgenommen. Deren Auswirkungen<br />

wurden bewusst für die Prüfung herbeigeführt und<br />

waren ke<strong>in</strong>e Folge von Fehlfunktionen. Die Qualität<br />

und Sicherheit sowohl der Schaltfelder als auch der<br />

Betri<strong>eb</strong>smittel, <strong>in</strong>sbesondere Leistungsschalter, waren<br />

stets e<strong>in</strong>wandfrei.<br />

2 Von der Idee zur Anpassung<br />

der Norm<br />

Das Zusammentreffen von Experten im Rahmen von<br />

Verbandsarbeit, Messen und Kongressen bildet die<br />

ideale Plattform für den Erfahrungsaustausch zwischen<br />

Betreibern und Herstellern. Häufig gibt es<br />

Diskussionen über technische und betri<strong>eb</strong>liche Rahmenbed<strong>in</strong>gungen<br />

und führt hierdurch zu Ideen zur<br />

Standardisierung.<br />

Auf Grund der besonderen Anforderungen des<br />

Bahnbetri<strong>eb</strong>s existiert für Gleichstromschaltanlagen<br />

der <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung die spezifische Produktnorm<br />

EN 50123-6. Diese gibt sehr detailliert Auslegungs-<br />

und Prüfvorschriften für deren Gestaltung. H<strong>in</strong>sichtlich<br />

des Verhaltens bei Störlichtbögen macht die<br />

Norm jedoch nur vage Angaben, <strong>in</strong> dem sie fordert,<br />

„dass unter Druck entweichende Gase oder Dämpfe<br />

den Bedienenden nicht gefährden“ dürfen ([6], Abschnitt<br />

6.6.3). E<strong>in</strong> Nachweis durch e<strong>in</strong>e Prüfung wird<br />

nicht gefordert. Die vorhandenen Normen für Stör-<br />

38 112 (2014) Heft 1-2


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

lichtbogenprüfungen von Niederspannungsschaltanlagen<br />

EN 60439-1, Beiblatt 2 und Hochspannungsschaltanlagen<br />

EN 62271-200 s<strong>in</strong>d jedoch nicht für die<br />

Prüfung von Gleichstromschaltanlagen anwendbar.<br />

Dem folgend wurde im April 2011 e<strong>in</strong> Vorschlag<br />

für e<strong>in</strong> neues Normungsvorhaben zusammen mit e<strong>in</strong>em<br />

ersten Entwurf zu e<strong>in</strong>er Änderung (Amendment)<br />

der bestehenden Norm EN 50123-6 über die Deutsche<br />

Kommission Elektrotechnik Informationstechnik<br />

(DKE) beim Europäischen Komitee für Elektrotechnische<br />

Normung CENELEC e<strong>in</strong>gereicht.<br />

Der Vorschlag wurde von CENELEC angenommen<br />

und als <strong>Projekt</strong> 23568 im Unterkomitee SC9XC der Arbeitsgruppe<br />

WG18 zur Bearbeitung zugeteilt. Bei den<br />

halbjährlich durchgeführten Sitzungen des SC9XC,<br />

<strong>in</strong> denen die Sprecher der Nationalen Komitees (NC)<br />

vertreten s<strong>in</strong>d, werden alle aktuellen Normungsprojekte<br />

und -vorschläge koord<strong>in</strong>iert. Für die vorbereitende<br />

Diskussion <strong>in</strong> den jeweiligen Ländern müssen zu<br />

behandelnde Dokumente allerd<strong>in</strong>gs bereits zwei Monate<br />

vor e<strong>in</strong>er Sitzung e<strong>in</strong>gereicht werden.<br />

Durch e<strong>in</strong>en öffentlichen Call for Experts wurden <strong>in</strong>teressierte<br />

Fachleute aufgerufen, sich bei ihren NCs zu<br />

melden und sich an der Erarbeitung des Anhangs zu<br />

beteiligen. So fanden sich sechs Experten aus Deutschland,<br />

England, Frankreich und Italien für die Ausarbeitung<br />

des Normentwurfs <strong>in</strong> der Arbeitsgruppe zusammen.<br />

Im Jahr 2012 entstand aus dem e<strong>in</strong>gereichten<br />

Entwurf <strong>in</strong> drei Arbeitssitzungen, jeweils e<strong>in</strong>e <strong>in</strong><br />

Deutschland, Frankreich und Großbritannien, die Vorlage<br />

für den sogenannten Committee Draft (CD). Nach<br />

der Übersetzung wurde dieser im März 2013 <strong>in</strong> den<br />

drei offiziellen Sprachversionen Englisch, Französisch<br />

und Deutsch <strong>in</strong> die Fünf-Monats-Umfrage (5MP) geg<strong>eb</strong>en.<br />

Bei dieser Umfrage ist es jedem <strong>in</strong> den CENELEC-<br />

Mitgliedsländern möglich, den CD <strong>in</strong>haltlich zu prüfen<br />

und technische sowie redaktionelle Kommentare an<br />

das jeweilige NC zu senden. Diese bündeln die Kommentare<br />

ihres Landes und g<strong>eb</strong>en e<strong>in</strong> entsprechendes<br />

Votum, wie die Arbeit fortgesetzt werden soll, an die<br />

CENELEC. Die Erg<strong>eb</strong>nisse der Umfrage, die gesammelten<br />

Kommentare und das Votum der Nationalen Komitees<br />

liegen seit Anfang August vor – 13 Kommentare<br />

aus zwei Ländern sowie 20 Ja-Stimmen bei 14 Enthaltungen<br />

für e<strong>in</strong>e Fortsetzung des Normungsprojektes.<br />

Die Arbeitsgruppe muss nun die erhaltenen Kommentare<br />

bewerten, <strong>in</strong> den Normentwurf e<strong>in</strong>arbeiten<br />

und den Schlussentwurf bis Mitte März 2014 an das<br />

SC9XC senden. Bei der kommenden Koord<strong>in</strong>ierungssitzung<br />

des SC9XC im Mai 2014 wird dann entschieden,<br />

ob der Schlussentwurf als Committee Draft for<br />

Vote (CDV) angenommen und <strong>in</strong> die Zwei-Monats-<br />

Abstimmung (2MV) gesendet wird. Bei dieser Umfrage<br />

meldet jedes NC, ob es der Veröffentlichung<br />

des Entwurfs als Norm zustimmt, es s<strong>in</strong>d nur noch redaktionelle<br />

Kommentare möglich. Mit der Veröffentlichung<br />

der Änderung der EN 50123-6 als deutsche<br />

Norm (DIN) ist somit erst Anfang 2015 zu rechnen.<br />

Auf Grund der vielen formalen E<strong>in</strong>zelschritte,<br />

wie beispielsweise den zwei öffentlichen Umfragen,<br />

dauert es sehr lange, bis e<strong>in</strong> Normungsprojekt abgeschlossen<br />

werden kann. Das Verfahren ermöglicht<br />

jedoch alle berechtigten Interessen angemessen zu<br />

berücksichtigen und verh<strong>in</strong>dert von E<strong>in</strong>zel<strong>in</strong>teressen<br />

diktierte, technische Vorgaben.<br />

3 Technischer H<strong>in</strong>tergrund<br />

3.1 Störlichtbögen<br />

3.1.1 Def<strong>in</strong>ition<br />

E<strong>in</strong> Lichtbogen ist e<strong>in</strong> heißes Gas (Plasma), bei dem<br />

ionisierte Atome oder Moleküle vorhanden s<strong>in</strong>d. Von<br />

e<strong>in</strong>em Störlichtbogen spricht man dann, wenn dieser<br />

ungewollt <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>er elektrischen E<strong>in</strong>richtung<br />

auftritt und e<strong>in</strong>en ungewünschten, jedoch sehr<br />

gut leitenden Kanal zwischen Anlagenteilen herstellt.<br />

Dem entsprechend wurde <strong>in</strong> den Normenentwurf<br />

die Begriffsdef<strong>in</strong>ition „3.1 Störlichtbogen – Lichtbogen<br />

im Innern e<strong>in</strong>er Schaltanlage <strong>in</strong>folge e<strong>in</strong>es Fehlers<br />

zwischen aktiven Teilen und/oder zwischen aktiven<br />

und leitfähigen Teilen“ aufgenommen.<br />

3.1.2 Entstehung<br />

Der Grund für e<strong>in</strong>en Störlichtbogen liegt immer <strong>in</strong><br />

e<strong>in</strong>er unzulässigen Herabsetzung der Isolationsfestigkeit<br />

<strong>in</strong>nerhalb der Schaltanlage, mit der Folge e<strong>in</strong>es<br />

elektrischen Überschlags. Ursache hierfür können<br />

• Isolationsdefekte bei E<strong>in</strong>baugeräten oder Leitungen,<br />

• Folgefehler, wie beispielsweise Schalterversagen,<br />

• Insekten und Kle<strong>in</strong>tiere <strong>in</strong> der Schaltanlage, vor<br />

allem <strong>in</strong> tropischen und subtropischen Ländern<br />

e<strong>in</strong> Problem und<br />

• Fehler bei Instandhaltungsarbeiten<br />

se<strong>in</strong>. So unwahrsche<strong>in</strong>lich Störlichtbögen s<strong>in</strong>d, so<br />

können sie pr<strong>in</strong>zipiell zu jedem Zeitpunkt auftreten.<br />

Auch gibt es Phasen zum Beispiel bei Wiederzuschaltungen<br />

nach Revisionsarbeiten, bei denen dies wahrsche<strong>in</strong>licher<br />

ist als im ungestörten Betri<strong>eb</strong>.<br />

3.1.3 Verhalten und Auswirkungen<br />

E<strong>in</strong> Störlichtbogen stellt e<strong>in</strong>en Stromfluss dar und<br />

wird hauptsächlich von elektromagnetischen Kräften<br />

bee<strong>in</strong>flusst. Es gibt auch vernachlässigbare thermische<br />

E<strong>in</strong>flüsse. Von se<strong>in</strong>em ursächlichen Fehlerort<br />

wird sich der Störlichtbogen von der E<strong>in</strong>speisequelle<br />

zum Beispiel dem E<strong>in</strong>speisefeld weg bewegen und<br />

schließlich <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em von dieser Quelle entfernten<br />

Bereich brennen, bis der Fehlerstrom abgeschaltet<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

39


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

Gleichrichter<br />

E<strong>in</strong>speise-<br />

Rückleitungs-<br />

Trennschalterfeld<br />

Strecke<br />

1<br />

Strecke<br />

2<br />

Strecke<br />

3<br />

Strecke<br />

4<br />

Bild 1:<br />

Pr<strong>in</strong>zipschaltbild als Beispiel e<strong>in</strong>er Schaltanlage (alle Grafiken und Fotos: Balfour Beatty Rail).<br />

wird. Wirken mehrere E<strong>in</strong>speisequellen <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er Anlage<br />

gleichzeitig, zum Beispiel mehrere Leistungsschalter-E<strong>in</strong>speisefelder,<br />

wird der Störlichtbogen im<br />

Bereich der sich aufh<strong>eb</strong>enden Kräfte verweilen.<br />

Bild 1 verdeutlicht das Verhalten bei e<strong>in</strong>seitiger<br />

E<strong>in</strong>speisung mit e<strong>in</strong>em Pr<strong>in</strong>zipschaltbild, dabei läuft<br />

e<strong>in</strong> im Sammelschienenraum des Streckenfeldes 1<br />

<strong>in</strong>itiierter Störlichtbogen (rot) immer zur Endwand<br />

des Streckenfeldes 4 (gelb), wenn die Sammelschienenräume<br />

zwischen den Feldern nicht e<strong>in</strong>zeln geschottet<br />

s<strong>in</strong>d.<br />

In Bild 2 wird e<strong>in</strong>e Störlichtbogenprüfung gezeigt,<br />

bei der dieses Verhalten unbeabsichtigt beobachtet<br />

werden konnte. Vor der Anlage stehen Indikatoren<br />

mit „leicht entzündlichem“, schwarzem Baumwolltuch.<br />

Diese repräsentieren das Bedienpersonal<br />

und dürfen während des Versuchs nicht entzündet<br />

werden. E<strong>in</strong>e Störlichtbogenprüfung e<strong>in</strong>es anderen<br />

Schottraums war im zweiten Schaltfeld von rechts<br />

vorbereitet. Für e<strong>in</strong>en vere<strong>in</strong>fachten Zugang war die<br />

vorgesehene Schutzmaßnahme (verstärkte Seitenwand)<br />

bei diesem Versuch nicht montiert. Bei der<br />

Prüfung gelangten ionisierte Gase <strong>in</strong> den Sammelschienenraum<br />

und der dort entstehende Lichtbogen<br />

wanderte durch die elektrodynamischen Kräfte <strong>in</strong><br />

das Außenfeld.<br />

Dieser Versuch zeigt e<strong>in</strong>drucksvoll die Folgen e<strong>in</strong>es<br />

seitlichen Austritts heißer Gase und Partikel aus<br />

e<strong>in</strong>er Schaltanlage. E<strong>in</strong> möglicher Personenschaden<br />

beim Aufenthalt direkt n<strong>eb</strong>en der Anlage lässt sich<br />

leicht erahnen. E<strong>in</strong>e e<strong>in</strong>fache metallische Seitenwand<br />

ist e<strong>in</strong> Konstruktionsmerkmal, das <strong>in</strong> vielen Bestandsanlagen<br />

und auf dem Markt ang<strong>eb</strong>otenen Anlagen<br />

zu f<strong>in</strong>den se<strong>in</strong> dürfte.<br />

Bei e<strong>in</strong>em Störlichtbogen entsteht e<strong>in</strong>e Personengefährdungen<br />

im Wesentlichen durch<br />

• den Austritt von heißen Gase und Partikel<br />

––<br />

beim Durchbrennen der äußeren Kapselung<br />

(wie <strong>in</strong> Bild 2) sowie<br />

––<br />

bei vorhandene Öffnungen wie geöffneten<br />

Türen,<br />

• herumfliegende Teile und<br />

• Qualm und Abgase nach dem Ereignis.<br />

In geschlossenen Schotträumen führt die Lichtbogenenergie<br />

zu e<strong>in</strong>em schlagartigen Druckanstieg<br />

und e<strong>in</strong>er hohen mechanischen Beanspruchung<br />

der äußeren Kapselung. Die Druckfestigkeit ist bei<br />

Mittelspannungsschaltanlagen von wesentlicher Bedeutung<br />

für die Störlichtbogenfestigkeit e<strong>in</strong>er Anlage.<br />

Bei Gleichstromschaltanlagen trifft dies nur für<br />

komplett gekapselte Anlagen mit Dachblechen zu.<br />

Bei oben offenen Schaltanlagen ist die Druckbeanspruchung<br />

im Leistungsschalterraum und im Sammelschienenraum<br />

vernachlässigbar.<br />

Das Entstehen von Qualm und Abgasen ist <strong>in</strong><br />

Bild 3 deutlich zu erkennen. Die Aufnahme entstand<br />

im Anschluss an e<strong>in</strong>e Störlichtbogenprüfung. Sie<br />

macht deutlich, warum es wichtig ist, e<strong>in</strong> G<strong>eb</strong>äude<br />

nach e<strong>in</strong>em solchen Ereignis erst wieder zu betreten,<br />

wenn der Raum sorgfältig gelüftet wurde. Der<br />

Rauch enthält unterschiedliche Rückstände aus der<br />

Verbrennung von Kunststoffen und Metallen und ist<br />

gesundheitsschädlich.<br />

3.2 Ziel der Normerweiterung<br />

Bild 2:<br />

Austritt e<strong>in</strong>es Störlichtbogens bei e<strong>in</strong>er Prüfung mit e<strong>in</strong>facher<br />

Seitenwand.<br />

Viele der Vorgaben der EN 50123-6 haben Personensicherheit<br />

zum Ziel, <strong>in</strong> dem beispielsweise Anforderungen<br />

an die Isolationskoord<strong>in</strong>ation und die Zugänglichkeit<br />

aktiver Teile benannt werden. Es zeigt<br />

sich jedoch, dass auch bei sorgfältigster Auslegung<br />

<strong>in</strong>nere Fehler nicht mit Sicherheit ausgeschlossen<br />

werden können. Es ersche<strong>in</strong>t somit empfehlenswert,<br />

Maßnahmen festzulegen, die auch <strong>in</strong> diesem Falle<br />

40 112 (2014) Heft 1-2


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

die Auswirkungen und damit die Personengefährdung<br />

begrenzen.<br />

Anhang B benennt deshalb zuerst <strong>in</strong> B.1 die<br />

Motivation für die E<strong>in</strong>führung der zusätzlichen<br />

Forderungen:<br />

„Die unten beschri<strong>eb</strong>ene Prüfung dient<br />

• der Überprüfung der Tauglichkeit der Schaltanlage<br />

zur Begrenzung des Risikos körperlicher<br />

Schäden von Personen,<br />

• dem Nachweis der Wirksamkeit der mechanischen<br />

Konstruktion beim Schutz von Personen<br />

bei e<strong>in</strong>em Störlichtbogen.“<br />

Durch die erfolgreiche Durchführung der Prüfungen<br />

zeigt der Hersteller, dass er se<strong>in</strong>e Anlage h<strong>in</strong>sichtlich<br />

dieses Aspekts nach den allgeme<strong>in</strong> anerkannten<br />

Regeln der Technik ausgeführt hat und se<strong>in</strong>er<br />

Sorgfaltspflicht beim Inverkehrbr<strong>in</strong>gen der Anlage<br />

nachkommt.<br />

3.3 Störlichtbogenprüfungen nach<br />

Anhang B<br />

Der erarbeitete Normentwurf orientiert sich<br />

an den <strong>in</strong> EN 62271-200 und <strong>in</strong>sbesondere <strong>in</strong><br />

DIN EN 60439-1 VDE 0660-500 Beiblatt 2 [3] beschri<strong>eb</strong>enen<br />

Verfahren. Dabei wurden die Anforderungen<br />

entsprechend angepasst sowie Ausführungsbestimmungen<br />

konkretisiert.<br />

Deutlich wird dies zum Beispiel bei der Festlegung<br />

<strong>in</strong> Abschnitt B.2 den Bemessungs-Kurzschlussstrom<br />

unter Störlichtbogenbed<strong>in</strong>gungen (I Narc )<br />

gleich zu setzen dem Bemessungs-Erdfehlerstroms<br />

I Ncwe . Dies berücksichtigt die zwei unterschiedlichen<br />

Szenarien beim Aufbau von Gleichstrombahnenergieversorgungen<br />

mit:<br />

• kle<strong>in</strong>en Erdfehlerströmen bei gegenüber Erde<br />

isolierter Gleisrückleitung und<br />

• großen Erdfehlerströmen bei zum<strong>in</strong>dest temporärer<br />

direkter Verb<strong>in</strong>dung zwischen Gleis und<br />

Erde wie z.B. beim E<strong>in</strong>satz von schnellen Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen.<br />

Bild 3:<br />

Rauchentwicklung nach e<strong>in</strong>em Störlichtbogenversuch im IPH Berl<strong>in</strong>.<br />

Die Anforderungen an die Prüfanordnung werden<br />

<strong>in</strong> Abschnitt B.3 benannt. Dabei werden der Aufbau<br />

des Prüfl<strong>in</strong>gs beschri<strong>eb</strong>en und M<strong>in</strong>destanforderungen<br />

an die Gleichstromspannungsquelle gestellt. Als<br />

Prüfspannung wird die Bemessungsspannung U Ne<br />

und als Prüfdauer 150 ms festgelegt. Die Dauer von<br />

150 ms ist ausreichend um Mittelspannungs-Leistungsschalter<br />

als speisende Quelle sicher auszuschalten.<br />

Die Zeit wurde bei anderen Praxisversuchen mit<br />

Ausschaltung der Mittelspannungsschalter über den<br />

Gerüstschlussschutz ermittelt.<br />

Abschnitt B.4 spezifiziert die „Durchführung der<br />

Prüfung“ und stellt <strong>in</strong> B.4.2 die erforderlichen E<strong>in</strong>zelprüfung<br />

klar: „Jeder Schottraum der die Bahnspannung<br />

be<strong>in</strong>haltet, muss <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er typischen Konfiguration<br />

getestet werden. An folgenden Orten<br />

müssen Prüfungen mit Zündung e<strong>in</strong>es Störlichtbogens<br />

durchgeführt werden:<br />

• Hauptsammelschiene zum nächsten geerdeten Teil;<br />

• Kabelanschluss zum nächsten geerdeten Teil;<br />

• Leistungsschalter oder Trennschalter zum nächsten<br />

geerdeten Teil.<br />

Der zu prüfende Schottraum und der Ort der Zündung<br />

des Störlichtbogens <strong>in</strong> diesem Schottraum<br />

müssen im Stromkreis möglichst weit von der E<strong>in</strong>speisung<br />

entfernt se<strong>in</strong>.“<br />

Abschnitt B.5 benennt für die „Beurteilung der<br />

Prüfung“ fünf Kriterien, die alle zu erfüllen s<strong>in</strong>d. Sie<br />

lassen sich unter den Aspekten<br />

• ke<strong>in</strong> Öffnen der Türen und Abdeckungen,<br />

• ke<strong>in</strong> Durchbrennen der äußeren Umhüllung<br />

unterhalb e<strong>in</strong>er Höhe von 2 000 mm,<br />

• ke<strong>in</strong> Herausschleudern von Objekten,<br />

• ke<strong>in</strong> Entzünden der Indikatoren und<br />

• Durchgängigkeit der Erdung auch nach der<br />

Prüfung<br />

zusammenfassen.<br />

Abschließend legt Abschnitt „B.6 Prüfbericht“ die<br />

dar<strong>in</strong> erforderlichen Informationen fest.<br />

3.4 Fehlerstrom bei Störlichtbögen<br />

Wie im vorherigen Kapitel benannt, berücksichtigt<br />

die Festlegung des Bemessungs-Kurzschlussstroms<br />

unter Störlichtbogenbed<strong>in</strong>gungen (I Narc ) <strong>in</strong><br />

Abschnitt B.2 <strong>in</strong>direkt die möglichen Erdungsverhältnisse.<br />

Dieses soll im Folgenden näher beleuchtet<br />

werden.<br />

In Unterwerken und Bahnsystemen ohne Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtung<br />

(VLD) fließt der<br />

Fehlerstrom (Bild 4a) über das Gerüst auf die<br />

Potential-Ausgleichschiene. Diese ist mit der Bau-<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

41


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

a<br />

L+<br />

b<br />

L+<br />

U> I> U><br />

I><br />

L-<br />

L-<br />

Rückleitung<br />

Rückleitung<br />

VLD<br />

0,5 ... 1,0 Ω<br />

1,5 ... 2,0 Ω<br />

0,5 ... 1,0 Ω<br />

1,5 ... 2,0 Ω<br />

Erde<br />

Erde<br />

Bild 4:<br />

Vergleich der Fehlerstromkreise.<br />

a herkömmlicher Gerüstschluss<br />

b mit VLD<br />

werkserde verbunden, der Erdübergangswiderstand<br />

beträgt hier typisch 1,5 bis 2 Ω. Um den<br />

Stromkreis zu schließen muss der Strom über das<br />

Erdreich zurück <strong>in</strong> das Gleis mit e<strong>in</strong>em typischen<br />

Bettungswiderstand von 0,5 bis 1 Ω fließen. Beides<br />

begrenzt den Fehlerstrom e<strong>in</strong>es <strong>in</strong>neren Störlichtbogens<br />

• bei DC 600/750 V auf ~200 A bis 450 A und<br />

• bei DC 1 500 V auf ~500 A bis 900 A.<br />

Damit s<strong>in</strong>d die zu erwartenden Schäden ger<strong>in</strong>g.<br />

Beim E<strong>in</strong>satz schnell ansprechender Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen<br />

wie VLD-O bzw.<br />

VLD-F, beide Formen nachfolgend als VLD-x bezeichnet<br />

(Bild 4b), wird die Auswirkung e<strong>in</strong>es<br />

Störlichtbogens durch e<strong>in</strong>e direkte Verb<strong>in</strong>dung<br />

zwischen PE und Rückleitung (Gleis) verschärft.<br />

Somit ist der volle Kurzschlussstrom des Unterwerks<br />

möglich.<br />

Nimmt man den unbee<strong>in</strong>flussten Dauerkurzschlussstrom<br />

e<strong>in</strong>es Gleichrichterunterwerks mit<br />

20 kA bis 50 kA an, so ist der Fehlerstrom ungefähr<br />

um den Faktor 100 höher als <strong>in</strong> herkömmlichen<br />

Anlagen. Das Joule-Integral I 2 t der Fehlerenergie ist<br />

damit um den Faktor 10 000 höher. Dieser ungünstigste<br />

Fall mit dem größten Fehlerstrom entsteht,<br />

wenn e<strong>in</strong>e VLD-x im gleichen Betri<strong>eb</strong>sraum wie die<br />

Gleichstromschaltanlage mit e<strong>in</strong>er kurzen, direkten<br />

Verb<strong>in</strong>dung aufgestellt und an die Rückleitung angeschlossen<br />

wird.<br />

Auch unter dem Aspekt des Personenschutzes<br />

ist der günstigere Aufstellungsort e<strong>in</strong>es VLD-x im<br />

Gleisbereich. Dort ist e<strong>in</strong> gleichzeitiges Berühren<br />

geerdeter Teile und des aktiven Rückstromkreises<br />

im Gegensatz zum elektrischen Betri<strong>eb</strong>sraum jederzeit<br />

möglich.<br />

Beim E<strong>in</strong>satz von A2-Ableitern mit e<strong>in</strong>er Ansprechspannung<br />

von 300 V führt e<strong>in</strong> Störlichtbogen<br />

sehr wahrsche<strong>in</strong>lich zum Ansprechen und<br />

somit zu e<strong>in</strong>er <strong>in</strong>direkten Verb<strong>in</strong>dung des Rückleiters<br />

mit der Bauwerkserde. Die zu erwartenden<br />

Fehlerströme werden höher se<strong>in</strong> als bei e<strong>in</strong>em<br />

isolierten Rückleitungssystem jedoch auf Grund<br />

der Ableiter-Restspannung weit niedriger als beim<br />

E<strong>in</strong>satz e<strong>in</strong>es VLD-x.<br />

4 Ausblick<br />

Störlichtbögen <strong>in</strong> Gleichstromschaltanlagen der<br />

<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> deutschen Anlagen<br />

äußerst selten e<strong>in</strong>getreten. Bis jetzt s<strong>in</strong>d, glücklicherweise,<br />

auch ke<strong>in</strong>e Personenschäden bekannt.<br />

Im Ausland s<strong>in</strong>d vor allem durch Insekten und<br />

Kle<strong>in</strong>tiere verursachte (seltene) Störlichtbögen bekannt,<br />

sodass Betreiber hier oft <strong>in</strong> den Ausschreibungen<br />

e<strong>in</strong>en verm<strong>in</strong> proof (Insekten-/Schädl<strong>in</strong>gsschutz)<br />

fordern, um das Risiko zu m<strong>in</strong>imieren.<br />

Unabhängig von der Erarbeitung des Anhang B<br />

zur EN 50123-6 wurde auch die VDE 0100-731 [7]<br />

überarbeitet. Sie wird voraussichtlich im F<strong>eb</strong>ruar<br />

2014 als gültige Norm veröffentlicht.<br />

Laut Anwendungsbereich der VDE 0100-731 gilt<br />

diese Norm „… für die Planung und Errichtung von<br />

elektrischen Anlagen und Anlagenteilen <strong>in</strong> begehbaren<br />

abgeschlossenen elektrischen Betri<strong>eb</strong>sstätten.<br />

…“ und somit auch für die Gleichstromschaltanlagen<br />

<strong>in</strong> Gleichrichterunterwerken.<br />

Diese Norm fordert verschiedenste Schutzmaßnahmen,<br />

um e<strong>in</strong>e Personengefährdung <strong>in</strong> abgeschlossenen<br />

Betri<strong>eb</strong>sräumen mit Niederspannungsund<br />

Mittelspannungsschaltanlagen auszuschließen.<br />

Dabei werden unter „731.420 Schutzmaßnahmen …<br />

gegen thermische Auswirkungen“ festgelegt. Mit der<br />

Gültigkeit dieser deutschen Norm erhalten die optionalen<br />

Störlichtbogenprüfungen gemäß Anhang B<br />

zur EN 50123-6 e<strong>in</strong>e größere Bedeutung als Nachweis<br />

der Sicherheit der e<strong>in</strong>gesetzten Betri<strong>eb</strong>smittel.<br />

Prüfungen, die vor der Veröffentlichung des Anhangs<br />

zur EN 50123-6 durchgeführt wurden, verlieren nicht<br />

ihre Gültigkeit, die Übere<strong>in</strong>stimmung mit der oder<br />

Abweichungen zur Norm müssen jedoch für e<strong>in</strong>en<br />

Sicherheitsnachweis e<strong>in</strong>deutig dargestellt werden.<br />

42 112 (2014) Heft 1-2


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

Literatur<br />

[1] EN 50123-6:2003: Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen;<br />

Gleichstromschalte<strong>in</strong>richtungen – Teil 6: Gleichstrom-Schaltanlagen.<br />

[2] EN 50123-6:2003/prAA:2013: Bahnanwendungen –<br />

Ortsfeste Anlagen; Gleichstromschalte<strong>in</strong>richtungen –<br />

Teil 6: Gleichstrom-Schaltanlagen.<br />

[3] DIN EN 60439-1 VDE 0660-500 Beiblatt 2:2009: Niederspannungs-Schaltgerätekomb<strong>in</strong>ationen<br />

– Teil 1:<br />

Typgeprüfte und partiell typgeprüfte Komb<strong>in</strong>ationen –<br />

Technischer Bericht: Verfahren für die Prüfung unter<br />

Störlichtbogenbed<strong>in</strong>gungen.<br />

[4] EN 62271-200:2012: Hochspannungs-Schaltgeräte und<br />

-Schaltanlagen – Teil 200: Metallgekapselte Wechselstrom-Schaltanlagen<br />

für Bemessungsspannungen über<br />

1 kV bis e<strong>in</strong>schließlich 52 kV.<br />

[5] CENELEC: Project 23568: EN 50123-6:2003/prAA:2013:<br />

http://www.cenelec.eu/dyn/www/f?p=104:110:44024<br />

38944624607::::FSP_PROJECT,FSP_LANG_ID:23568,25<br />

[6] prEN 50123-6:1994: Bahnanwendungen – Ortsfeste<br />

Anlagen – Gleichstromschaltgeräte – Teil 6: Gleichstromschaltgeräte-Komb<strong>in</strong>ationen.<br />

[7] E VDE 0100-731:2013: Errichten von Niederspannungsanlagen<br />

– Teil 7-731: Anforderungen für Betri<strong>eb</strong>sstätten,<br />

Räume und Anlagen besonderer Art – Abgeschlossene<br />

elektrische Betri<strong>eb</strong>sstätten.<br />

AUTORENDATEN<br />

Dipl.-Ing. (FH) Julian Beuchelt (39);<br />

Studium der <strong>Elektrische</strong>n Energietechnik<br />

an der Fachhochschule Frankfurt,<br />

Abschluss 2000; bis 2006 <strong>Projekt</strong>ierungs<strong>in</strong>genieur<br />

Stationsleittechnik; 2006<br />

bis 2007 Mitarbeiter im Bereich digitaler<br />

DC-Schutzgeräte (TracFeed ® DCP); seit<br />

2008 Produktmanager DC bei Balfour<br />

Beatty Rail GmbH; Mitarbeiter CENELEC<br />

SC9XC, WG C18.<br />

Adresse: Balfour Beatty Rail GmbH,<br />

Frankfurter Str. 111, 63067 Offenbach,<br />

Deutschland;<br />

Fon: +49 69 30859-772, Fax: -493;<br />

E-Mail: julian.beuchelt@bbrail.com<br />

Dipl.-Ing. (TU) Jens Northe (51), VDE,<br />

Studium der <strong>Elektrische</strong>n Energietechnik<br />

an der Technischen Universität Darmstadt,<br />

Abschluss 1989; bis 1999 tätig<br />

im Bereich Vertri<strong>eb</strong> und <strong>Projekt</strong>leitung<br />

für statische Bahnstromumrichter; bis<br />

2001 System<strong>in</strong>genieur für Wechselstromanlagen,<br />

bis 2008 Produktmanager für<br />

Wechselstromanlagen zur Bahnstromversorgung;<br />

bis 2010 Leiter Fachgruppe<br />

Produktmanagement; bis 2012 Leiter<br />

Fachgruppe Konstruktion <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung;<br />

seit 2013 Leiter Fachgruppe<br />

Entwicklung <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung bei<br />

Balfour Beatty Rail GmbH; Convenor IEC<br />

MT62505 sowie CENELEC SC9XC WG18,<br />

Mitglied des DKE-UK 351.2.<br />

Adresse: wie l<strong>in</strong>ks;<br />

Fon: +49 69 30859-535, Fax: -493;<br />

E-Mail: jens.northe@bbrail.com<br />

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH<br />

Arnulfstraße 124<br />

80636 München<br />

Ihr direkter Weg zur Redaktion<br />

<strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong><br />

Elektrotechnik<br />

im Verkehrswesen<br />

Dr.-Ing. Steffen Röhlig<br />

E-Mail: redaktion-<strong>eb</strong>@di-verlag.de<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

43


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

Lasttrenn- und Trennschalter für<br />

DC-Oberleitungsanlagen<br />

André Döll<strong>in</strong>g, Sonja Leistner, Erlangen<br />

Die Trennschalter der Reihe Sicat 8WL6134 der Siemens AG s<strong>in</strong>d Lasttrennschalter für DC-Oberleitungen<br />

mit Spannungen bis 3 kV nach EN 50123-4. Sie wurden 2005 auf der Basis der neuesten europäischen<br />

Normen gestaltet und geprüft und 2012 weiterentwickelt. Wesentliche Merkmale s<strong>in</strong>d<br />

verbesserte Lichtbogenhörner und wartungsarme Kontakte. Viele Bahnbetreiber <strong>in</strong> aller Welt setzen<br />

diese Schalter <strong>in</strong> ihren Anlagen e<strong>in</strong>.<br />

SWITCH DISCONNECTORS FOR DC OVERHEAD LINE INSTALLATIONS<br />

The switch gear type Sicat 8WL6134 of Siemens AG are switch disconnectors for DC overhead contact<br />

l<strong>in</strong>e <strong>in</strong>stallations with voltages up to 3 kV accord<strong>in</strong>g to EN 50123-4. In 2005, they were designed<br />

and tested based on most recent European standards. In 2012, these switches were re-eng<strong>in</strong>eered<br />

by improved light<strong>in</strong>g horns and low ma<strong>in</strong>tenance contact pieces. Many Railway Operators all over<br />

the world make use of these disconnectors.<br />

INTERRUPTEURS SECTIONNEURS ET DISJONCTEURS POUR LIGNES AÉRIENNES DE CONTACT CC<br />

Les disjoncteurs de la série Sicat 8WL6134 de Siemens SA sont des <strong>in</strong>terrupteurs-sectionneurs pour<br />

lignes aériennes de contact CC avec des tensions jusqu’à 3 kV conformément à EN 50123-4. Ils ont<br />

été conçus et contrôlés en 2005 sur la base des dernières normes européennes et développés en<br />

2012. Les pr<strong>in</strong>cipales caractéristiques sont des cornes d’arc améliorées et des contacts sans entretien.<br />

Beaucoup d’exploitants ferroviaires dans le monde entier utilisent ces disjoncteurs.<br />

1 E<strong>in</strong>führung<br />

1.1 H<strong>in</strong>tergrund<br />

Die Bus<strong>in</strong>ess Unit Rail Electrification der Siemens AG<br />

überarbeitete beg<strong>in</strong>nend 2012 ihre Schaltgeräte für<br />

DC-Oberleitungsanlagen mit Nennspannungen bis<br />

3 kV durch technische Verbesserungen, zum Beispiel<br />

wartungsarme Kontakte.<br />

Die Schalter der Serie Sicat 8WL6134 (Bild 1) s<strong>in</strong>d<br />

Trennschalter oder Lasttrennschalter der Kategorie III<br />

nach EN 50123-4 [1] und für Nennströme bis 4 kA<br />

freigeg<strong>eb</strong>en. Im H<strong>in</strong>blick auf die Belastbarkeit beim<br />

E<strong>in</strong>satz als Lasttrennschalter wurden diese Grundtypen<br />

durch veränderte Lichtbogenhörner weiter verbessert.<br />

Bei Kurzschlussabschaltung durch die speisenden<br />

Leistungsschalter spätestens nach 100 ms<br />

erfüllen die Ausführungen mit verbesserten Lichtbogenhörnern<br />

die Teilanforderungen für die Kategorie<br />

V nach EN 50123-4.<br />

1.2 Aufgaben und Verwendung<br />

Trennschalter trennen und verb<strong>in</strong>den <strong>in</strong> Fahrleitungsanlagen<br />

aller Art Speis<strong>eb</strong>ereiche und Schaltgruppen<br />

elektrisch und werden vorwiegend last-<br />

Bild 1:<br />

DC-3-kV-Trennschalter ohne Erdkontakt Sicat 8WL6134-4<br />

(alle Fotos: Siemens).<br />

1 Hauptkontakt mit Kontaktmesser<br />

und -feder<br />

2 Anschlusslasche<br />

3 Lichtbogenhörner<br />

4 Stützisolatoren<br />

Sicat 8WL3088-8A<br />

5 Grundplatte<br />

6 Schwenkh<strong>eb</strong>el<br />

44 112 (2014) Heft 1-2


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

frei betätigt. Im geöffneten Zustand zeigen sie<br />

e<strong>in</strong>e sichtbare Trennstrecke, die Voraussetzung zur<br />

Durchführung von Instandhaltungsarbeiten ist. Bei<br />

Gleichspannungsanlagen <strong>in</strong> Tunneln, bei denen<br />

ke<strong>in</strong> lastfreies E<strong>in</strong>- und Ausschalten und ke<strong>in</strong> Anordnen<br />

der Schaltelemente außerhalb des Tunnels<br />

möglich s<strong>in</strong>d, sollten Lasttrennschalter mit Lichtbogenlöschkammern<br />

oder DC-Schnellschalter verwendet<br />

werden.<br />

Trennschalter s<strong>in</strong>d an E<strong>in</strong>speisungen <strong>in</strong> die<br />

Oberleitung und <strong>in</strong> Parallelführungen zu Streckentrennungen<br />

und -trennern angeordnet. Bei<br />

E<strong>in</strong>speisungen <strong>in</strong> Ladegleise oder Instandhaltungswerkstätten<br />

werden die Schalter meist mit<br />

Erdkontakten zum Bahnerden der Oberleitungen<br />

ausgerüstet. Trennschalter der Serie 8WL6134<br />

können <strong>in</strong> speziellen Ausführungsformen auch als<br />

Erdungstrennschalter verwendet (Bild 2) und <strong>in</strong><br />

automatisierten Erdungsanlagen wie Sicat AES [2]<br />

e<strong>in</strong>gesetzt werden, die nach dem Freischalten die<br />

Oberleitung sicher erden.<br />

Trennschalter werden weit überwiegend elektrisch<br />

angetri<strong>eb</strong>en und ferngesteuert. Die Schalterfernantri<strong>eb</strong>e<br />

Sicat 8WL62463; -44; -53; -54 [3]<br />

s<strong>in</strong>d mechanisch mit den Trennschaltern über e<strong>in</strong><br />

Gestänge verbunden und übertragen die e<strong>in</strong>geleitete<br />

Kraft über den gesamten Schalthub verlustfrei<br />

an die Schaltelemente. Handbetätigte Schaltgeräte<br />

unterscheiden sich von motorbetri<strong>eb</strong>enen nur<br />

<strong>in</strong> der Art der Krafte<strong>in</strong>br<strong>in</strong>gung von Hand anstatt<br />

duch Motoren.<br />

2 Anforderungen<br />

2.1 Anlagen- und umweltbed<strong>in</strong>gte<br />

Anforderungen<br />

Gemäß EN 50123-4 s<strong>in</strong>d Gleichstrom-Lasttrennschalter<br />

der Serie Sicat 8WL6134 für Freiluftanlagen<br />

vorgesehen und realisieren e<strong>in</strong>e sichtbare<br />

Trennstelle. Umweltbed<strong>in</strong>gte Anforderungen s<strong>in</strong>d<br />

<strong>in</strong> EN 50125-2 [4] und EN 50119 [5] enthalten. In<br />

EN 50123-4 wird h<strong>in</strong>sichtlich der Bemessungswerte<br />

für Spannungen auf EN 50163 [6], EN 50123-1<br />

[7], EN 50124-1 [8] und h<strong>in</strong>sichtlich Ströme auf<br />

EN 50123-1 [7] sowie h<strong>in</strong>sichtlich Prüfanforderungen<br />

auf EN 62271-1 [9] und EN 62271-102 [10]<br />

verwiesen. Die weiteren anlagen- und umweltbed<strong>in</strong>gten<br />

Anforderungen s<strong>in</strong>d:<br />

• universelle Verwendbarkeit für alle bei DC-<strong>Bahnen</strong><br />

vorkommenden Spannungen und Ströme<br />

• Eignung für die Umg<strong>eb</strong>ungstemperaturen –<br />

40 bis + 45 °C und Eisansätze bis 10 mm Dicke<br />

• Unempf<strong>in</strong>dlichkeit gegen Vandalismus<br />

• Montagefreundlichkeit durch ger<strong>in</strong>ges Gewicht<br />

und bruchsichere Werkstoffe<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

Bild 2:<br />

Erdungsschalter Sicat 8WL6134-2 mit <strong>in</strong>tegrierter E<strong>in</strong>laufüberwachung Sicat 8WL6144-7D<br />

(SIL 1) an der Versuchsstrecke ENUBA2 <strong>in</strong> Groß-Dölln.<br />

1 Kontakt für Oberleitungsanschluss L+<br />

2 Kontakt für Oberleitungsanschluss L-<br />

3 Kontakt für Erdverb<strong>in</strong>dung<br />

• M<strong>in</strong>derung der L<strong>eb</strong>enszykluskosten gegenüber<br />

bisherigen Oberleitungstrenn- und Leistungstrennschaltern<br />

durch wartungsarme Kontaktsätze<br />

• hohe Verfügbarkeit und Betri<strong>eb</strong>szuverlässigkeit<br />

Die hier beschri<strong>eb</strong>enen Trennschalter eignen sich<br />

für alle klimatischen und elektrischen Bed<strong>in</strong>gungen,<br />

zeichnen sich durch kurze Lieferzeiten, ger<strong>in</strong>ge Fertigungs-<br />

und Lagerkosten sowie feste Vorgaben für die<br />

Planung der Anlagen, die Errichtung und Instandhaltung<br />

aus. Die gegen Vandalismus unempf<strong>in</strong>dlichen<br />

Verbundisolatoren der Serie Sicat 8WL3088 [11] tragen<br />

zu betri<strong>eb</strong>ssicheren Schaltzuständen ohne Unterbrechungen<br />

des Zugbetri<strong>eb</strong>s bei.<br />

45


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

Bild 3:<br />

DC-3-kV-Trennschalter Sicat 8WL6134-3, montiert <strong>in</strong> Fahrdrahthöhe<br />

seitlich am Mast.<br />

1 Trennschalter<br />

2 Zwischenisolation für Realisierung e<strong>in</strong>er doppelten Isolation<br />

3 Speisekabel (vom Unterwerk)<br />

4 Speisekabel (zur Fahrleitung)<br />

5 GFK-Gestänge ohne Schnellöffner<br />

2.1 <strong>Elektrische</strong> Anforderungen<br />

Aus den aufgeführten Normen und Vorgaben der Bahnverwaltungen<br />

lassen sich die elektrischen Parameter für<br />

e<strong>in</strong>e universelle Auslegung von DC-Anlagen ableiten:<br />

• Nennspannung U n 3 kV<br />

• Bemessungsspannung U Ne 3,6 kV<br />

• Bemessungs-Isolationsspannung U Nm 4,8 kV<br />

• Bemessungs-Stoßspannung U Ni zur Erde 40 kV<br />

und über die Trennstrecke 48 kV<br />

• Bemessungs-Stehwechselspannung, beregnet,<br />

U a zur Erde 18,5 kV und über die Trennstrecke<br />

22,2 kV<br />

• Bemessungs-Kurzzeitstrom I Ncw 40 kA oder 50 kA<br />

• Kurzzeitstromdauer: bis 250 ms<br />

Die Bandbreite des Bemessungs-Betri<strong>eb</strong>sstroms I Ne<br />

reicht heute von 2 kA bei Straßenbahnen bis h<strong>in</strong> zu 4 kA<br />

bei Metros und erfordert zum Leiten des Stroms unterschiedliche<br />

Kontaktsätze zum Beispiel aus Kupfer mit<br />

unterschiedlichen Oberflächenbeschichtungen. Je nach<br />

Betri<strong>eb</strong>sstrom s<strong>in</strong>d eigene Kontaktsätze erforderlich.<br />

Bei der Instandhaltung oder <strong>in</strong> Notfällen kann es<br />

erforderlich se<strong>in</strong>, die Oberleitung ohne Betätigung<br />

der Leistungsschalter spannungsfrei zu schalten.<br />

Das kann dazu führen, dass e<strong>in</strong> Trennschalter geöffnet<br />

werden muss, obwohl der Kontakt noch Strom<br />

führt. Um diesen Strom dennoch zuverlässig und<br />

ohne Beschädigung der Kontakte zu trennen, werden<br />

an den Kontakten Lichtbogenhörner angeordnet,<br />

die den Strom <strong>in</strong> diesen Fällen über e<strong>in</strong>en Lichtbogen<br />

führen und schließlich unterbrechen. Dies<br />

führt abhängig von der Stromstärke und Anzahl der<br />

Schaltungen zu Verschleiß und begrenzt die Ausschaltstrombelastbarkeit.<br />

Trennschalter mit diesen<br />

Eigenschaften werden <strong>in</strong> EN 50123-4 als Lasttrennschalter<br />

der Klasse II, III oder IV kategorisiert. Der<br />

Lichtbogen wird zwischen beiden Hörnern durch<br />

die Thermik nach oben abgelenkt. Bei der seitlichen<br />

Anordnung der Trennschalter am Mast (Bild 3) besteht<br />

dabei die Gefahr des Überspr<strong>in</strong>gens des Lichtbogens<br />

zum Mast mit Kurzschlusse<strong>in</strong>leitung. Lassen<br />

sich Ausschaltungen bei Stromfluss nicht ausschließen,<br />

ist der Schalter <strong>in</strong> ausreichendem Abstand zum<br />

Mast oder auf der nicht überbauten Mastspitze anzuordnen<br />

(Bild 4). Der notwendige Abstand e<strong>in</strong>es<br />

Lasttrennschalters zu geerdeten Teilen hängt von<br />

der Stromstärke und der Fahrleitungsspannung ab.<br />

So ist die Lichtbogensäule im Fall der Kontakttrennung<br />

und Löschung über die Lichtbogenhörner für<br />

gleiche Stromstärken bei 3 kV rund dreimal höher<br />

als bei 0,75 kV. Zum Vermeiden solcher Lichtbögen<br />

ist besonders bei handbetätigten Trennschaltern auf<br />

e<strong>in</strong> umsichtiges Schalten zu achten.<br />

Trennschalter zum Längs- oder Querkuppeln von<br />

Schaltgruppen können auch unter Last geschaltet<br />

werden. Die Belastung ist dabei umso größer je größer<br />

die Spannungsdifferenz ist. Daher tragen auch <strong>in</strong><br />

diesem Fall die Lichtbogenhörner den E<strong>in</strong>schaltstrom<br />

und führen den eventuell entstehenden Schaltlichtbogen<br />

bis zum Verlöschen. Trennschalter mit diesen<br />

Eigenschaften werden nach EN 50123-4 als Lasttrennschalter<br />

der Klasse III oder IV kategorisiert.<br />

Es kann vorkommen, dass e<strong>in</strong>e spannungsführende<br />

Oberleitung unbeabsichtigt auf e<strong>in</strong>e neutrale<br />

oder geerdete Fahrleitung geschaltet wird. In letzterem<br />

Fall wird über die Lichtbogenhörner e<strong>in</strong> Kurzschluss<br />

ausgelöst. Bei den typischen Ausschaltzeiten<br />

der speisenden Leistungsschalter kle<strong>in</strong>er rund 100 ms<br />

würde der Kurzschlussstrom bei Trennschaltern der<br />

Serie Sicat 8WL6134 nur über die Lichtbogenhörner<br />

fließen und den Hauptkontakt nicht belasten. Erst<br />

bei längeren Ausschaltzeiten der Leistungsschalter<br />

über 250 ms könnte der Kurzschlussstrom auch über<br />

46 112 (2014) Heft 1-2


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

den Hauptkontakt fließen und diesen geg<strong>eb</strong>enenfalls<br />

beschädigen. Trennschalter mit diesen Eigenschaften<br />

erfüllen <strong>in</strong> Verb<strong>in</strong>dung mit den Leistungsschaltern<br />

Teilanforderungen der Klasse V nach EN 50123-4.<br />

2.3 Mechanische und betri<strong>eb</strong>liche<br />

Anforderungen<br />

Die mechanischen Anforderungen an Gleichstrom-<br />

Trennschalter lassen sich aus dem elektrischen Zugbetri<strong>eb</strong><br />

ableiten:<br />

• Schaltbarkeit durch Hand- und Schalterfernantri<strong>eb</strong>e<br />

mit 200 mm Schalthub, 0,8 bis 1,8 kN<br />

Schaltkraft und typischerweise 1 bis 100 Schaltspielen<br />

pro Jahr<br />

• Kompatibilität zu vorhandenen Schaltgestängen,<br />

zu Anordnungen mit bis drei Schaltern, Traversen<br />

und Materialien<br />

• Unempf<strong>in</strong>dlichkeit gegen Transportbelastungen<br />

• ger<strong>in</strong>ges Gewicht<br />

• Austauschbarkeit von Verschleißteilen gegen<br />

Ersatzteile vor Ort<br />

Für den Ersatz und die Integration der verbesserten<br />

Trennschalter <strong>in</strong> bestehende Anlagen war es notwendig,<br />

Schalthub, Schaltkräfte und Schnittstellengeometrie<br />

beizubehalten. Die verwendeten Werkstoffe<br />

waren entsprechend den Umg<strong>eb</strong>ungsbed<strong>in</strong>gungen<br />

zu wählen und müssen mit den Werkstoffen der<br />

Oberleitung kompatibel se<strong>in</strong>.<br />

In manchen E<strong>in</strong>satzsituationen wird die genannte<br />

Schalthäufigkeit deutlich überschritten. In Systemwechselbahnhöfen,<br />

Waschstraßen und Instandhaltungshallen<br />

können mit bis zu 50 Betätigungen je<br />

Tag erreicht werden, was e<strong>in</strong>e hohe Verschleißbeständigkeit<br />

<strong>in</strong>sbesondere der Kontaktsätze erfordert.<br />

Weitere günstige Eigenschaften der Trennschalter<br />

wie ger<strong>in</strong>ges Gewicht, e<strong>in</strong>fache Montage und Instandhaltbarkeit<br />

werden von den Betreibern erwartet<br />

und entscheiden über die Akzeptanz der Geräte.<br />

Die E<strong>in</strong>lauftiefe des Schaltmessers <strong>in</strong> den Kontakt<br />

von e<strong>in</strong>g<strong>eb</strong>auten Schaltern muss über das Gestänge<br />

oder den Schalterantri<strong>eb</strong> e<strong>in</strong>gestellt werden können.<br />

Bei dem isolierenden GFK-Gestänge Sicat 8WL6230-<br />

6B wird diese Forderung durch Verschi<strong>eb</strong>en des Gelenkstücks<br />

mit dem oberen Schrägrohr erfüllt.<br />

3 Gestaltung und Eigenschaften<br />

der weiterentwickelten<br />

Lasttrennschalter<br />

3.1 Aufbau und Varianten<br />

Bild 4:<br />

DC-3-kV-Trennschalter Sicat 8WL6134-2, montiert auf Mastspitze<br />

mit Schalterfallleitung als Oberleitungsanschluss.<br />

Ausgehend von den im Abschnitt 2 dargestellten<br />

Anforderungen wurden für die universelle E<strong>in</strong>setzbarkeit<br />

zwei Grundtypen von DC-Oberleitungs-Lasttrennschaltern<br />

entwickelt:<br />

• Trennschalter mit Anschlüssen an beweglichen<br />

Kontakten mit und ohne Erdkontakt (Bild 5) oder<br />

<strong>in</strong> Tandem-Ausführung (Bild 6)<br />

• Trennschalter mit Anschlüssen am feststehenden<br />

Kontakt mit und ohne Erdkontakt (Bild 1)<br />

Auf e<strong>in</strong>er Grundplatte aus Edelstahl s<strong>in</strong>d die Stützisolatoren<br />

befestigt, die den festen Kontakt tragen.<br />

Dieser ist über W<strong>in</strong>kel mit den Isolatoren fixiert<br />

und ausgerichtet. Der bewegliche Kontakt mit den<br />

Kontaktmessern ist über e<strong>in</strong>en Stützisolator am<br />

Schwenkh<strong>eb</strong>el montiert, der drehbar gelagert ist<br />

und dessen Achse mit der Grundplatte verschraubt<br />

wird. Anschlusslaschen für die Kabelanschlüsse s<strong>in</strong>d<br />

abhängig von der Ausführung am festen und/oder<br />

beweglichen Kontakt befestigt. Optional wird über<br />

e<strong>in</strong> U-Profil der Erdkontakt mit der Stütze an der<br />

Grundplatte angeordnet.<br />

Mit diesen Grundtypen lassen sich alle g<strong>eb</strong>räuchlichen<br />

Anwendungsfälle abdecken. Trennschalter mit<br />

Anschlüssen an beweglichen Kontakten dienen zur<br />

e<strong>in</strong>fachen oder doppelten E<strong>in</strong>speisung, zur Koppelschaltung<br />

von neutralen Abschnitten und/oder zur<br />

Erdung von Streckenabschnitten. Mit dem Tandem-<br />

Schalter Sicat 8WL6134-2A (Bild 6) lässt sich unter<br />

Verwendung e<strong>in</strong>es Koppelmechanismus beider beweglicher<br />

E<strong>in</strong>zelkontakte e<strong>in</strong> Dreistellungstrenner<br />

mit den Stellungen EIN, NEUTRAL und GEERDET realisieren.<br />

Damit wird e<strong>in</strong>e Verb<strong>in</strong>dung der E<strong>in</strong>speisung<br />

mit der Erde unmöglich.<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

47


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

3.2 Gestaltung<br />

Maße und Kompatibilität<br />

Bild 5:<br />

DC-3-kV-Trennschalter mit Erdkontakt, Anschlüsse am beweglichen<br />

Kontakt, Sicat 8WL6134-0C.<br />

1 Trennschalter<br />

2 Erdkontakt mit Erdkontaktstütze<br />

3 Drehw<strong>in</strong>kelsensore<strong>in</strong>heit Sicat 8WL6136-0 für E<strong>in</strong>laufüberwachung<br />

Die Grundmaße der Basiskonstruktion aus dem<br />

Jahr 2005 wurden durch die Überarbeitung nur<br />

unwesentlich verändert. Die Schnittstellen für die<br />

mechanische Befestigung und die Anschlüsse zum<br />

Beispiel der Schaltergestänge wurden beibehalten,<br />

um die Kompatibilität mit den Vorgängerversionen<br />

sicherzustellen.<br />

Vere<strong>in</strong>heitlicht wurden jedoch die Anschlussfahnen<br />

für die Kabelanschlüsse mit gleichem Lochabstand<br />

und ger<strong>in</strong>gerer Breite. Damit ist es möglich,<br />

bis zu drei Trennschalter an e<strong>in</strong>em Mast anzubauen.<br />

Die Geometrie der Lichtbogenhörner wurde<br />

verändert. Bei E<strong>in</strong>satz der Trennschalter <strong>in</strong> Stadtund<br />

Straßenbahnanlagen mit 600 bis 750 V Nennspannung<br />

wird durch umsichtiges Schalten <strong>in</strong> der<br />

Regel ke<strong>in</strong> oder nur e<strong>in</strong> ger<strong>in</strong>ger Betri<strong>eb</strong>sstrom<br />

e<strong>in</strong>- oder ausgeschaltet. In Verb<strong>in</strong>dung mit <strong>in</strong>nerstädtischen<br />

Forderungen nach unauffälligen Fahrleitungen<br />

werden die Trennschalter daher <strong>in</strong> der<br />

Regel <strong>in</strong> Fahrdrahthöhe am Mast befestigt. Daher<br />

wurde die Abbrandlänge der Lichtbogenhörner reduziert.<br />

Auch diese Lichtbogenhörner erlauben das<br />

Ausschalten des Schalternennstromes. Das Löschen<br />

des Lichtbogens ist abhängig von der Stromstärke,<br />

der Fahrleitungsspannung und der Schaltzeit.<br />

Diese und der resultierende Abbrand an den Lichtbogenhörnern<br />

reduzieren sich, wenn im Schaltergestänge<br />

der Schnellöffner Sicat 8WL6231-8A e<strong>in</strong>g<strong>eb</strong>aut<br />

ist (Bild 7).<br />

Kontaktsätze<br />

Bild 6:<br />

DC-3-kV-Trennschalter mit Erdkontakt, Anschlüsse am beweglichen Kontakt,<br />

Tandem-Ausführung Sicat 8WL6134-2A.<br />

1 Trennschalter mit zwei beweglichen Schaltkontakten und festem<br />

Mittenanschluss<br />

2 Erdkontakt mit Erdkontaktstütze<br />

Trennschalter mit Anschlüssen am festen Kontakt<br />

s<strong>in</strong>d für höhere Ströme mit starrem Kabelanschluss<br />

und höheren Anschlussquerschnitten und größere<br />

Kabelanzahl konzipiert. Der Kontakt wird lediglich<br />

durch das bewegliche Kontaktmesser getrennt, wodurch<br />

sich die Schaltkräfte reduzieren.<br />

Geometrie, Aufbau und Anschlüsse der Kontakte<br />

haben sich über viele Jahre bewährt und wurden<br />

beibehalten. Sie wurden bereits <strong>in</strong> den Vorgängerversionen<br />

Sicat 8WL6114 und 8WL6104 mit Porzellanisolatoren<br />

verwendet. Diese s<strong>in</strong>d zwar langl<strong>eb</strong>ig<br />

und zuverlässig, müssen aber regelmäßig gere<strong>in</strong>igt<br />

und gefettet werden.<br />

Um die zulässige Grenztemperatur der Kontakte<br />

und damit die Strombelastbarkeit zu erhöhen, wurden<br />

die Kupferkontakte mit 20 µm Schichtdicke versilbert.<br />

E<strong>in</strong> Fetten dieser Kontakte von Zeit zu Zeit<br />

war erforderlich.<br />

Um das Fetten zu vermeiden, wurde e<strong>in</strong>e Silberbeschichtung<br />

mit e<strong>in</strong>gelagerten Grafitpartikeln entwickelt,<br />

die e<strong>in</strong>e Selbstschmierung bewirkt, ohne<br />

die Kontakteigenschaften zu bee<strong>in</strong>trächtigen. Die<br />

G<strong>eb</strong>rauchsdauer der Kontakte wird damit erh<strong>eb</strong>lich<br />

verbessert. Die positiven Erfahrungen mit silbergraphitierten<br />

Kontakten bei der AC-Trennschalterserie<br />

Sicat 8WL6144 [12] begründeten die Entscheidung,<br />

diese Beschichtungsart statt der bisherigen Hartsil-<br />

48 112 (2014) Heft 1-2


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

berbeschichtung auch bei DC-Schaltern zu verwenden.<br />

Erfahrungen mit solchen silbergraphitierten<br />

Schaltkontakten s<strong>in</strong>d aus anderen Anwendungen bei<br />

Siemens seit vielen Jahrzehnten bekannt. Damit kann<br />

auf e<strong>in</strong> Fetten der Kontakte verzichtet werden. Die<br />

Aufwendungen für Instandhaltung reduzieren sich<br />

deutlich. Die Trennschalter s<strong>in</strong>d damit wartungsarm.<br />

Lichtbogenhörner<br />

Bei vielen Gleichstromanlagen, <strong>in</strong>sbesondere im<br />

Fernverkehr, kann umsichtiges Schalten nicht stattf<strong>in</strong>den<br />

wegen der kürzeren Zugfolgen, der längeren<br />

Schaltgruppen und Speiseabschnitte. Dafür werden<br />

Lasttrennschalter der Kategorie III oder höher nach<br />

DIN EN 50123-4 gefordert. Deshalb wurden für den<br />

E<strong>in</strong>satz an Trennschaltern der Serie Sicat 8WL6134<br />

neue Lichtbogenhörner entwickelt, die <strong>in</strong> Verb<strong>in</strong>dung<br />

mit e<strong>in</strong>em Schaltergestänge mit Schnellöffner<br />

den dreifachen Nennstrom bei der Bemessungsspannung<br />

e<strong>in</strong>- und ausschalten können. Durch die Spitzen<br />

der Lichtbogenhörner aus Wolframkupfer oder<br />

e<strong>in</strong>er ODS-Kupferlegierung (ODS, Oxide dispersion<br />

strengthened/Oxid-Dispersionsverfestigt) wird der<br />

Abbrand gegenüber E-Kupfer deutlich reduziert. Die<br />

Trennschalter können damit unter den genannten<br />

Bed<strong>in</strong>gungen mehrfach betätigt werden. Die verbesserten<br />

Lichtbogenhörner s<strong>in</strong>d für die Trennschalter<br />

der Serie Sicat 8WL6134 nachrüstbar und erlauben<br />

die Verwendung des Schalters als Lasttrennschalter.<br />

3.3 E<strong>in</strong>laufüberwachung<br />

Bild 7:<br />

DC-3-kV-Trennschalter mit Anschlüssen am feststehenden Kontakt<br />

Sicat 8WL6134-3 und GFK-Schaltergestänge mit Schnellöffner<br />

Sicat 8WL6231-8A.<br />

1 Trennschalter<br />

2 Zwischenisolation zur Realisierung e<strong>in</strong>er doppelten<br />

Isolation<br />

3 GFK-Gestänge mit Schnellöffner Sicat 8WL6231-8A<br />

E<strong>in</strong>e E<strong>in</strong>laufüberwachung Sicat DMS [13] für Trennschalter<br />

der Serie Sicat 8WL6134 besteht aus e<strong>in</strong>er<br />

Sensor- und e<strong>in</strong>er Magnete<strong>in</strong>heit, die an alle Trennschalter<br />

montierbar und nachrüstbar ist (Bild 8). Die<br />

Hauptkomponenten Sensor und Magnet werden<br />

über Befestigungsw<strong>in</strong>kel mit der Grundplatte und<br />

dem Schwenkh<strong>eb</strong>el verschraubt. Das Sensorkabel<br />

wird zugentlastet der im Schalterfernantri<strong>eb</strong> <strong>in</strong>tegrierten<br />

oder externen Auswertee<strong>in</strong>heit zugeführt.<br />

Durch die konstruktiv festgelegte Drehbewegung<br />

des Schwenkh<strong>eb</strong>els kann zuverlässig auf die E<strong>in</strong>lauftiefe<br />

des Kontaktmessers oder auch auf die Luftstrecke<br />

geschlossen werden.<br />

4 Typprüfungen und<br />

Betri<strong>eb</strong>serprobung<br />

Zum Nachweis der E<strong>in</strong>haltung der normativen Anforderungen<br />

wurden im Zuge der Produktentwicklung<br />

alle Typprüfungen nach EN 50123-4 durchgeführt<br />

und bestanden. Die mechanischen Prüfungen<br />

Bild 8:<br />

E<strong>in</strong>laufüberwachung Sicat 8WL6136-0 für DC-3-kV-Trennschalter.<br />

1 Trennschalter<br />

2 Magnete<strong>in</strong>heit<br />

3 Sensore<strong>in</strong>heit<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

49


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

wurden im vom Deutschen Kalibrierdienst (DKD)<br />

zertifizierten Siemens-Fahrleitungslabor <strong>in</strong> Ludwigshafen<br />

durchgeführt. Gegenstand waren Maß- und<br />

Funktionskontrolle, Messung der Schaltkräfte und<br />

Schalthäufigkeitsprüfung mit m<strong>in</strong>destens 3 000<br />

Schaltspielen.<br />

Die stromlos durchgeführten Schalthäufigkeitsprüfungen<br />

führten zu nur m<strong>in</strong>imalem Verschleiß<br />

an den Kontakten. Die Schaltkräfte bli<strong>eb</strong>en bei den<br />

Ausführungen mit beweglichen Anschlüssen unter<br />

0,8 kN, während sie bei der Ausführung mit festen<br />

Kontakten aufgrund der konstruktiv und strombed<strong>in</strong>gt<br />

höheren Kontaktanzahlen bis 1,8 kN betragen<br />

können.<br />

Zu den elektrischen Typprüfungen zählen dielektrische,<br />

Kurzzeitstrom- und Erwärmungsprüfungen<br />

sowie der Nachweis der E<strong>in</strong>- und Ausschaltstrombelastbarkeit.<br />

Die dielektrischen Prüfungen wiesen<br />

die Spannungsfestigkeit für unterschiedliche Spannungsformen<br />

wie Wechselspannung, Stoßspannung<br />

und die Bed<strong>in</strong>gungen trocken und nass sowie für die<br />

Schaltzustände nach. Die Anforderungen nach Abschnitt<br />

2 wurden übertroffen.<br />

Kurzschlussprüfungen wurden unter realistischen<br />

E<strong>in</strong>satzbed<strong>in</strong>gungen durchgeführt. Dies betraf im<br />

Wesentlichen die Leitungsanschlüsse und typische<br />

Montageanordnungen an den Masten. Die im Kurzschlussfall<br />

auftretende Steilheit der Stromanstiege<br />

führt zur Kraftwirkung auf Zuleitungen und Kontakte,<br />

die sich dadurch ändern könnten. Im unabhängigen,<br />

durch DATech akkreditierten Typprüflabor<br />

wurde für die Schalter m<strong>in</strong>destens 40 kA Kurzzeitbelastbarkeit<br />

für m<strong>in</strong>destens 250 ms nachgewiesen.<br />

Prüfungen der E<strong>in</strong>- und Ausschaltstrombelastbarkeit<br />

wurden für die Lasttrennschalter Sicat 8WL6134<br />

bei der Bemessungsspannung m<strong>in</strong>destens bis<br />

Nennstrom durchgeführt. Mit den im Abschnitt 3.2<br />

genannten längeren Lichtbogenhörnern mit lichtbogenresistenten<br />

Spitzen kann die zulässige Belastung<br />

bis auf das Dreifache des Nennstromes erhöht werden.<br />

Zusätzlich wurde für diese Konfiguration die<br />

Kurzschlusse<strong>in</strong>schaltbelastbarkeit ermittelt. Versuche<br />

bis 50 kA und 100 ms Kurzschlussstromdauer führten<br />

zwar zu e<strong>in</strong>er Verformung der Lichtbogenhörner,<br />

aber zu ke<strong>in</strong>er Beschädigung des Hauptkontakts.<br />

Durch das langsame E<strong>in</strong>laufen der Kontaktmesser<br />

wird der Kurzschluss über die Lichtbogenhörner gezündet,<br />

während der Hauptkontakt noch offen ist.<br />

Durch diese Zeitbegrenzung läuft der Hauptkontakt<br />

nach der vorgelagerten Stromabschaltung ohne<br />

Strombelastung e<strong>in</strong>. E<strong>in</strong>e längere Kurzschlussflussdauer<br />

wurde nicht geprüft, da der Leistungsschalter<br />

derart hohe Kurzschlussströme regelmäßig b<strong>in</strong>nen<br />

20 ms ausschaltet. Die Leistungsschalter schalten erst<br />

nach e<strong>in</strong>igen Sekunden entweder direkt oder über<br />

Prüfwiderstände im Lastkreis zu. In diesem Zeitpunkt<br />

ist der Hauptkontakt geschlossen und kann e<strong>in</strong>en<br />

eventuellen Kurzschluss sicher tragen.<br />

Zum Nachweis der angestr<strong>eb</strong>ten Vereisungskategorie<br />

waren Vereisungsprüfungen nach EN 62271-<br />

102 durchzuführen. Sowohl das E<strong>in</strong>- als auch das<br />

Ausschalten waren bis 10 mm Eisstärke möglich.<br />

Nach Abschluss der Typprüfungen und Freigabe<br />

des Produkts folgten weltweit Betri<strong>eb</strong>serprobungen<br />

und Zulassungen bei Bahnbetreibern <strong>in</strong> Europa,<br />

Nord- und Südamerika und Asien <strong>in</strong> unterschiedlichen<br />

Bahnstromarten und Umg<strong>eb</strong>ungsbed<strong>in</strong>gungen.<br />

5 Kundennutzen und<br />

Anwendungsmerkmale<br />

Bis Ende 2013 wurden rund 2 400 Trennschalter<br />

der Serie Sicat 8WL6134 ausgeliefert. Die e<strong>in</strong>fache,<br />

robuste Ausführung führte zu ke<strong>in</strong>en Mängeln und<br />

Reklamationen.<br />

Die wesentlichen Eigenschaften und Merkmale<br />

dieser Schaltgeräte s<strong>in</strong>d:<br />

• universell e<strong>in</strong>setzbare Baureihe mit und ohne<br />

Erdkontakt für alle üblichen DC-Bahnspannungen,<br />

Betri<strong>eb</strong>s- und Kurzschlussströme<br />

• Kompatibilität mit gängigen Schaltertraversen,<br />

Schaltergestängen und Schaltantri<strong>eb</strong>en mit<br />

200 mm Schalthub<br />

• Wartungsarmut durch fettfreie Kontaktsätze mit<br />

Silbergraphitbeschichtung und dauerhaft selbstschmierenden<br />

Eigenschaften<br />

• erhöhte Stromtragfähigkeit und Umweltresistenz<br />

durch versilberte Kontakte<br />

• Ausführungen ohne E<strong>in</strong>- und Ausschaltvermögen<br />

entsprechend der Kategorie I nach EN 50123-4<br />

• Ausführungen, die E<strong>in</strong>- und Ausschaltvermögen<br />

entsprechend der Kategorie III nach EN 50123-4<br />

besitzen<br />

• Ausführungen mit speziellen Lichtbogenhörnern,<br />

die E<strong>in</strong>- und Ausschaltvermögen entsprechend der<br />

Kategorie III oder IV nach EN 50123-4 und <strong>in</strong> Verb<strong>in</strong>dung<br />

mit Kurzschlussschnellabschaltung auch<br />

Teilanforderungen der Kategorie V erfüllen<br />

• hohe elektrische Durchschlagfestigkeit und<br />

Kriechstrombelastbarkeit durch große Luftstrecken<br />

und Kriechwege mit der Vergleichszahl der<br />

Kriechwegbildung CTI ≥ 600 (CTI, Comparative<br />

Track<strong>in</strong>g Index), der Überspannungskategorie<br />

OV 4 mit Blitzstoßspannung U Ni größer 40 kV und<br />

300 mm Kriechweg nach EN 50124-1<br />

• lange L<strong>eb</strong>ensdauer durch korrosionsbeständige<br />

Werkstoffe sowie Schmutz abweisende und dauerhaft<br />

hydrophobe Oberflächen der Isolatoren<br />

• Montagefreundlichkeit und Vandalismusresistenz<br />

durch bruchsichere Isolatoren<br />

• Konstruktion, Fertigung und Prüfung nach den<br />

neuesten <strong>in</strong>ternationalen Normen<br />

• E<strong>in</strong>laufüberwachung Sicat DMS kann e<strong>in</strong>g<strong>eb</strong>aut<br />

oder nachgerüstet werden<br />

50 112 (2014) Heft 1-2


<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

In der onl<strong>in</strong>e erhältlichen Produkt<strong>in</strong>formation [14]<br />

für die Serie Sicat 8WL6134 s<strong>in</strong>d die technischen Eigenschaften<br />

zusammengefasst.<br />

Vorrangige E<strong>in</strong>satzg<strong>eb</strong>iete der Trennschalter<br />

Sicat 8WL6134 waren bisher Fahrleitungen der<br />

Straßen- und Stadtbahnen bis 1,5 kV und Industri<strong>eb</strong>ahnen<br />

bis DC 3 kV. In Ländern mit DC-Bahnstromversorgungen<br />

größer DC 1,5 kV für ausgedehnte<br />

Fernbahnen mit größeren Unterwerksabständen<br />

und Traktionsleistungen dom<strong>in</strong>iert die Forderung<br />

nach dem E<strong>in</strong>satz von DC-Leistungsschaltern. Aufgrund<br />

der konstruktiven Veränderungen der Lichtbogenhörner<br />

und der Typprüfungen der E<strong>in</strong>- und<br />

Ausschaltstrombelastbarkeit können die Schaltgeräte<br />

der Reihe Sicat 8WL6134 auch als Lasttrennschalter<br />

<strong>in</strong> solchen Bahnanlagen e<strong>in</strong>gesetzt werden.<br />

Literatur<br />

[1] EN 50123-4: Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen;<br />

Gleichstrom-Schalte<strong>in</strong>richtungen – Teil 4: Freiluft-Gleichstrom-Lasttrennschalter,<br />

-Trennschalter und<br />

-Gleichstrom-Erdungsschalter.<br />

[2] Döll<strong>in</strong>g, A.; Focks, M.; Gumberger, G.: Fahrleitungserdung<br />

– automatisiert mit Sicat ® AES. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

111 (2013), H. 3, S. 172–184.<br />

[3] http://w3.siemens.com/smartgrid/global/de/produktesysteme-loesungen/bahnelektrifizierung/fahrleitungen/<br />

Documents/8WL6243ff_PI_121_00.pdf.<br />

[4] EN 50125-2:2010-11: Bahnanwendungen – Umweltbed<strong>in</strong>gungen<br />

für Betri<strong>eb</strong>smittel – Teil 2: Ortsfeste elektrische<br />

Anlagen.<br />

[5] EN 50119:2010-05: Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen<br />

– Oberleitungen für den elektrischen Zugbetri<strong>eb</strong>.<br />

[6] EN 50163:2005-07: Bahnanwendungen – Speisespannungen<br />

von Bahnnetzen.<br />

[7] EN 50123-1:2003-12: Bahnanwendungen – Ortsfeste<br />

Anlagen; Gleichstrom-Schalte<strong>in</strong>richtungen – Teil 1: Allgeme<strong>in</strong>es.<br />

[8] EN 50124-1:2006-04: Bahnanwendungen – Isolationskoord<strong>in</strong>ation<br />

– Teil 1: Grundlegende Anforderungen<br />

– Luft- und Kriechstrecken für alle elektrischen und elektronischen<br />

Betri<strong>eb</strong>smittel.<br />

[9] EN 62271-1:2009-08: Hochspannungs-Schaltgeräte<br />

und -Schaltanlagen – Teil 1: Geme<strong>in</strong>same Bestimmungen.<br />

[10] EN 62271-102:2012-06: Hochspannungs-Schaltgeräte<br />

und -Schaltanlagen – Teil 102: Wechselstrom-<br />

Trennschalter und –Erdungsschalter.<br />

[11] http://w3.siemens.com/smartgrid/global/de/produktesysteme-loesungen/bahnelektrifizierung/fahrleitungen/<br />

Documents/8WL3088_PI_104_00.pdf.<br />

[12] http://w3.siemens.com/smartgrid/global/de/<br />

bahnelektrifizierung/fahrleitungen/Documents/8WL6134_<br />

PI_250_00.pdf.<br />

[13] Döll<strong>in</strong>g, A.: Schalterstellungsmeldung Sicat ® DMS. In:<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 111 (2013), H. 12, S. 770–776.<br />

[14] http://w3.siemens.com/smartgrid/global/de/<br />

bahnelektrifizierung/fahrleitungen/Documents/8WL6144_<br />

PI_110_00.pdf.<br />

AUTORENDATEN<br />

Dr.-Ing. André Döll<strong>in</strong>g (34), Studium<br />

des Verkehrs<strong>in</strong>genieurwesens an der TU<br />

Dresden, 2003 bis 2007 wissenschaftlicher<br />

Mitarbeiter und Promotion an der Fakultät<br />

Verkehrswissenschaften „Friedrich List“,<br />

Professur für elektrische <strong>Bahnen</strong>. Seit 2007<br />

tätig bei Siemens AG, bis 2012 im Bereich<br />

Entwicklung von Fahrleitungskomponenten<br />

und -systemen, jetzt Produktportfolio<br />

Manager im Bereich Bahnelektrifizierung/Fahrleitung.<br />

Außerdem seit 2008<br />

beziehungsweise 2009 Lehrbeauftragter<br />

für Fahrleitungen an der TU Dresden und<br />

Bahnelektrifizierung an der Technischen<br />

Hochschule Nürnberg.<br />

Adresse: Siemens AG, IC SG RE PI,<br />

Mozartstr. 33b, 91052, Erlangen,<br />

Deutschland;<br />

Fon: +49 9131 7-23740, Fax: 7-21393;<br />

E-Mail: andre.doell<strong>in</strong>g@siemens.com<br />

Dipl.-Ing. Sonja Leistner (38), Studium<br />

der Werkstoffwissenschaften an der<br />

Universität Erlangen-Nürnberg. Seit 2002<br />

tätig bei Siemens AG im Bereich Entwicklung<br />

von Fahrleitungskomponenten und<br />

-systemen, leitet unterschiedliche FuE-<br />

<strong>Projekt</strong>e unter anderem auf den G<strong>eb</strong>ieten<br />

Schaltgeräte und Bahnisolatoren.<br />

Adresse: Siemens AG, IC SG RE PI<br />

CPO, Mozartstr. 33b, 91052, Erlangen,<br />

Deutschland;<br />

Fon: +49 9131 7-20267, Fax: 7-21393;<br />

E-Mail: sonja.leistner@siemens.com<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

51


www.elpro.de<br />

STROM FÜR DIE BAHN<br />

PLANUNG · ENTWICKLUNG · PROJEKTIERUNG<br />

FERTIGUNG · MONTAGE · INBETRIEBNAHME<br />

schlüsselfertiger Anlagen und Komponenten für den öffentlichen<br />

Personennahverkehr und die Hauptbahnen:<br />

▪<br />

▪<br />

▪<br />

▪<br />

▪<br />

Gleichrichterunterwerke bis DC 1500 V<br />

Schnellschaltmodul SSM DC 1000 V<br />

Kle<strong>in</strong>- und Schienentrenner DC 1000 V, DC 3,6 kV<br />

Normschaltanlagen AC 110/15 kV - 16,7 Hz<br />

Infrastrukturprojekte für die DB AG<br />

▪ Umrichterwerke 50/16,7 Hz<br />

▪ MS-/NS-Stromversorgungsanlagen<br />

GmbH<br />

Bahnstromanlagen<br />

Marzahner Straße 34<br />

13053 Berl<strong>in</strong><br />

Tel.: +49 30 9861 2253


Erdung und Rückleitung<br />

Streustrombee<strong>in</strong>flussung von<br />

Stahlrohrleitungen durch Gleichstrom-<br />

Nahverkehrsbahnen<br />

Ulrich Bette, Wuppertal; Manfred Menge, Berl<strong>in</strong><br />

Fahrschienen von Gleichstrombahnen s<strong>in</strong>d gemäß EN 50122-2 gegenüber Erde zu isolieren, sodass<br />

der austretende Streustrom im zeitlichen Mittel 2,5 mA/m je Gleis nicht überschreitet. Hierdurch wird<br />

sichergestellt, dass an den Schienen und deren Befestigungen während der üblichen Nutzungsdauer<br />

ke<strong>in</strong>e Korrosionsschäden auftreten. Diese Vorgehensweise berücksichtigt jedoch nicht die mögliche<br />

Streustromkorrosion an im Erdboden verlegten Metall<strong>in</strong>stallationen. Die Berechnung des M<strong>in</strong>destabstandes<br />

derartiger Installationen zu Gleichstrombahnen wird vorgestellt.<br />

EFFECTS OF STRAY CURRENT ON STEEL PIPELINES COUSED BY D.C. SUBURBAN TRAINS<br />

Drive rails of d.c. traction systems are to be isolated from earth as specified <strong>in</strong> EN 50122-2 so that<br />

the aris<strong>in</strong>g stray current will not exceed 2.5 mA/m per rail over the averaged time. This will ensure<br />

that damage from corrosion does not occur on the rails and their attachments dur<strong>in</strong>g the usual useful<br />

life. However, this approach does not consider the possible stray current corrosion on the metal<br />

<strong>in</strong>stallations laid <strong>in</strong> the ground. The calculation of the m<strong>in</strong>imum distance of such <strong>in</strong>stallations to the<br />

d.c. traction systems will be presented.<br />

INCIDENCE DES COURANTS VAGABONDS ISSUS DES LIGNES DE TRANSPORT URBAIN À COURANT<br />

CONTINU SUR LES CONDUITES EN ACIER<br />

Les rails de lignes à courant cont<strong>in</strong>u doivent être isolés de la terre conformément à EN 50122-2 de sorte<br />

que les courants vagabonds ne dépassent pas en moyenne dans le temps 2,5 mA/m par voie. Cette disposition<br />

garantit que les rails et leurs fixations ne sont pas attaqués par la corrosion pendant la durée<br />

normale d’utilisation. Toutefois, ce procédé ne tient pas compte de la possibilité d’une corrosion provoquée<br />

par les courants vagabonds sur les <strong>in</strong>stallations métalliques posées dans le sol. L’article présente le<br />

calcul de la distance m<strong>in</strong>imum entre de telles <strong>in</strong>stallations et les lignes de transport à courant cont<strong>in</strong>u.<br />

1 E<strong>in</strong>leitung<br />

Durch den Betri<strong>eb</strong> von Gleichstrombahnen entstehen<br />

Schienenpotentialänderungen, die <strong>in</strong> Abhängigkeit<br />

vom Ableitungsbelag Gleis/Erde e<strong>in</strong>en entsprechend<br />

hohen Stromübertritt <strong>in</strong> den Erdboden, den so genannten<br />

Streustrom, zur Folge haben. In Bereichen, <strong>in</strong> denen<br />

das Schienenpotential sich <strong>in</strong> positiver Richtung ändert,<br />

fließt Streustrom aus den Gleisen. In Bereichen, <strong>in</strong> denen<br />

sich das Schienenpotential <strong>in</strong> negativer Richtung<br />

ändert, tritt der Streustrom wieder <strong>in</strong> die Gleise e<strong>in</strong>. Ist<br />

der M<strong>in</strong>uspol der <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung an die Fahrschienen<br />

angeschlossen, tritt Streustrom verstärkt im<br />

Bereich der Unterwerke <strong>in</strong> die Gleise e<strong>in</strong> (Bild 1).<br />

Auf se<strong>in</strong>em Weg durch den Erdboden kann e<strong>in</strong><br />

Teil des Streustroms <strong>in</strong> Rohrleitungen, Kabelschirme,<br />

Erdungsanlagen oder Stahlbetonbauwerke übertreten.<br />

An den Stellen, an denen der Streustrom aus<br />

diesen Installationen wieder austritt, bewirkt er e<strong>in</strong>en<br />

Materialabtrag von 9,13 kg/(A ∙ a) bei Stahl,<br />

10,4 kg/(A ∙ a) bei Kupfer, 10,7 kg/(A ∙ a) bei Z<strong>in</strong>k<br />

und 34 kg/(A ∙ a) bei Blei.<br />

Zur Verr<strong>in</strong>gerung von Streuströmen und deren<br />

nachteilige Wirkung wird <strong>in</strong> EN 50122-2 [1] gefordert,<br />

den aus den Fahrschienen von Gleichstrombahnen<br />

austretenden Streustrom im zeitlichen Mittel<br />

auf 2,5 mA/m je Gleis zu begrenzen. Um dieses<br />

sicherzustellen, müssen die Fahrschienen gegenüber<br />

Unterwerk<br />

Korrosion<br />

Korrosion<br />

Bild 1:<br />

Korrosion durch Streuströme (Grafik und Bilder: TAW/Bette).<br />

Fahrschienen<br />

Rohrleitung<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

53


Erdung und Rückleitung<br />

U 1-2<br />

600<br />

mV<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

0 10 20 30 40 50 60 70 80 m 100<br />

a<br />

Erde elektrisch isolierend e<strong>in</strong>g<strong>eb</strong>aut werden. Bei der<br />

Planung neuer Strecken wird daher empfohlen, die<br />

mittlere Schienenpotentialänderung <strong>in</strong> positiver<br />

Richtung beispielsweise durch Simulationsrechnung<br />

zu bestimmen und aus dem berechneten Wert sowie<br />

dem oben genannten auf die Länge bezogenen<br />

Streustromaustritt den zulässigen Ableitungsbelag<br />

Gleis/Erde zu berechnen. Bei bestehenden Strecken,<br />

deren Gleise erneuert werden sollen, kann die positive<br />

Schienenpotentialänderung vorab messtechnisch<br />

ermittelt und anschließend der auf Dauer zulässige<br />

Ableitungsbelag berechnet werden. Hierdurch wird<br />

sichergestellt, dass <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>er Nutzungsdauer<br />

von m<strong>in</strong>destens 25 Jahren ke<strong>in</strong>e Korrosionsschäden<br />

an den Gleisen e<strong>in</strong>schließlich der Schienenbefestigungen<br />

auftreten.<br />

Bild 2:<br />

Potentialgradient e<strong>in</strong>er zweigleisigen Strecke.<br />

I' 2,5 mA/m je Gleis<br />

ρ 100 Ωm<br />

blau<br />

Schienen-Potentialgradient<br />

2 Streustrombee<strong>in</strong>flussung von<br />

Installationen aus Metall<br />

U 1-2<br />

600<br />

mV<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

TABELLE 1<br />

Zulässige Potentialverschi<strong>eb</strong>ung <strong>in</strong> positiver Richtung [2].<br />

Werkstoff<br />

der Anlage<br />

Spezifischer<br />

Widerstand des<br />

Elektrolyten ρ<br />

Ωm<br />

Maximale positve<br />

Potentialverschi<strong>eb</strong>ung<br />

∆U<br />

(mit IR-Anteil)<br />

mV<br />

Maximale positve<br />

Potentialverschi<strong>eb</strong>ung<br />

∆U<br />

(ohne IR-Anteil)<br />

mV<br />

Stahl, Gusseisen > 200 300 20<br />

Stahl, Gusseisen 15 bis 200 1,5 x ρ* 20<br />

Stahl, Gusseisen < 15 20 20<br />

Blei 1 x ρ*<br />

Stahl <strong>in</strong> Beton 200<br />

* ρ <strong>in</strong> Ωm<br />

0<br />

0 10 20 30 40 50 60 70 80 m 100<br />

a<br />

Bild 3:<br />

Potentialgradient und zulässige Potentialverschi<strong>eb</strong>ung gemäß EN 50162.<br />

I' 2,5 mA/m je Gleis<br />

blau Schienen-Potentialgradient<br />

ρ 100 Ωm<br />

rot zulässige Bee<strong>in</strong>flussung nach<br />

EN 50162<br />

Wird als Beispiel e<strong>in</strong>e Rohrleitung mit e<strong>in</strong>er isolierenden<br />

Außenumhüllung betrachtet, die die Gleise mit<br />

e<strong>in</strong>er Erdüberdeckung von 1 m (M<strong>in</strong>destabstand gemäß<br />

EN 50122-2) unterquert, so können Streuströme<br />

nur dann <strong>in</strong> die Rohrleitung übertreten, wenn<br />

die Rohrleitung im E<strong>in</strong>flussbereich der Gleise e<strong>in</strong>e<br />

Fehlstelle <strong>in</strong> der Außenumhüllung aufweist. Bef<strong>in</strong>det<br />

sich die Fehlstelle außerhalb des E<strong>in</strong>flussbereichs der<br />

Gleise, kann e<strong>in</strong>e unzulässige Bee<strong>in</strong>flussung nicht<br />

mehr auftreten. Bild 2 zeigt den Verlauf des Schienenpotentialgradienten<br />

(Schienenspannungstrichter)<br />

<strong>in</strong> Querrichtung zu den Gleisen. Hierbei wurde<br />

e<strong>in</strong>e zweigleisige Strecke betrachtet, deren auf die<br />

Länge bezogener Gesamtstreustromaustritt 5 mA/m<br />

beträgt. Weiterh<strong>in</strong> wurde angenommen, dass der<br />

Streustrom gleichmäßig aus den vier Fahrschienen<br />

austritt und der spezifische Bodenwiderstand<br />

100 Ωm beträgt. Als Bezugserde wurde aufgrund<br />

praktischer Erfahrungen e<strong>in</strong> Punkt <strong>in</strong> 100 m Entfernung<br />

angenommen. Der im Bild 2 dargestellte Verlauf<br />

ergibt sich aus der Überlagerung der Potentialgradienten<br />

der vier Fahrschienen.<br />

EN 50162 [2] beschreibt Schutzmaßnahmen<br />

gegen Streustromkorrosion und gibt für nicht kathodisch<br />

geschützte Installationen zulässige Werte<br />

für die Potentialverschi<strong>eb</strong>ung <strong>in</strong> positiver Richtung<br />

an (Tabelle 1). Während bei Stahlbeton e<strong>in</strong>e Bee<strong>in</strong>flussung<br />

von maximal +200 mV zulässig ist, hängt<br />

sie bei Stahl<strong>in</strong>stallationen vom spezifischen Bodenwiderstand<br />

ab. Für spezifische Bodenwiderstände<br />

von 15 Ωm < ρ ≤ 200 Ωm errechnet sich die zulässige<br />

Potentialverschi<strong>eb</strong>ung nach folgender Größengleichung:<br />

U = 1,5<br />

(1)<br />

54 112 (2014) Heft 1-2


Erdung und Rückleitung<br />

mit<br />

ΔU<br />

ρ<br />

zulässige Potentialverschi<strong>eb</strong>ung <strong>in</strong> positiver<br />

Richtung <strong>in</strong> mV,<br />

spezifischer Bodenwiderstand <strong>in</strong> Ωm.<br />

600<br />

mV<br />

500<br />

Bezogen auf e<strong>in</strong>en spezifischen Bodenwiderstand<br />

von 100 Ωm errechnet sich die zulässige Potentialverschi<strong>eb</strong>ung<br />

zu 150 mV. In Bild 3 ist dieser für Stahl<strong>in</strong>stallationen<br />

zulässige Grenzwert zusammen mit dem<br />

Verlauf des Potentialgradienten wiedergeg<strong>eb</strong>en. Der<br />

Schnittpunkt beider Graphen ergibt sich bei 37,5 m.<br />

Das heißt, dass Stahl<strong>in</strong>stallationen wie Rohrleitungen<br />

<strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Abstand beiderseits der Bahntrasse von bis zu<br />

37,5 m durch Streuströme unzulässig bee<strong>in</strong>flusst werden<br />

können, wenn <strong>in</strong> der Außenumhüllung der Rohrleitung<br />

e<strong>in</strong>e Fehlstelle vorliegt, obwohl die Gleise gemäß<br />

EN 50122-2 ordnungsgemäß verlegt worden s<strong>in</strong>d.<br />

An dieser Stelle ist anzumerken, dass der zulässige<br />

auf die Länge bezogene Streustromaustritt von<br />

2,5 mA/m je Gleis auch nur gewährleisten soll, dass<br />

an den Fahrschienen und den Schienenbefestigungen<br />

ke<strong>in</strong> Nutzungsausfall <strong>in</strong>folge von Streustromkorrosion<br />

<strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>er Nutzungsdauer von 25 bis<br />

30 Jahren auftritt. Ebenso verh<strong>in</strong>dert der genannte<br />

M<strong>in</strong>destabstand von 1 m direkte ungewollte Verb<strong>in</strong>dungen<br />

zwischen den Fahrschienen und anderen<br />

Stahl<strong>in</strong>stallationen und ermöglicht dem Rohrleitungsbetreiber<br />

mit vertretbaren Mitteln Korrosionsschutzmaßnahmen<br />

zu treffen.<br />

Bei der Planung neuer Stadt- oder Straßenbahntrassen<br />

und bei geplanten Umbaumaßnahmen ist<br />

die mögliche Bee<strong>in</strong>flussung von Rohrleitungen und<br />

anderen Stahl<strong>in</strong>stallationen e<strong>in</strong> wesentliches Thema.<br />

Von besonderem Interesse ist die Frage nach dem<br />

Zusammenhang zwischen Streustromaustritt und<br />

M<strong>in</strong>destabstand zwischen Fahrschienen und Rohrleitung.<br />

3 Auf die Länge bezogener<br />

Streustromaustritt und<br />

M<strong>in</strong>destabstand<br />

Die <strong>in</strong> den Bildern 2 und 3 dargestellten Verläufe der<br />

Potentialgradienten wurden durch Überlagerung der<br />

Potentialgradienten von vier e<strong>in</strong>zelnen Fahrschienen<br />

ermittelt. Hierbei beschreibt der Abstand a den<br />

Abstand zwischen Rohrleitung und der nächstgelegenen<br />

Fahrschiene. Um den Zusammenhang zwischen<br />

Streustromaustritt und dem M<strong>in</strong>destabstand<br />

<strong>in</strong> e<strong>in</strong>facher Weise beantworten zu können, wird die<br />

zweigleisige Strecke zunächst durch e<strong>in</strong>en Ersatzleiter<br />

nachg<strong>eb</strong>ildet. Der Potentialgradient dieser Ersatztrasse<br />

errechnet sich zu:<br />

U = I ' ges<br />

(ln(100 + 0,5 s)<br />

ln(a + 0,5 s))(2)<br />

U 1-2<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

0 10 20 30 40 50 60 70 80 m 100<br />

a<br />

Bild 4:<br />

Vergleich von Potentialgradienten.<br />

I' 2,5 mA/m je Gleis<br />

ρ 100 Ωm<br />

U 1-2<br />

600<br />

mV<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

blau<br />

rot<br />

Bild 5:<br />

Potentialgradient sehr gut isolierter Fahrschienen.<br />

I' 0,625 mA/m je Gleis<br />

blau<br />

ρ 100 Ωm<br />

rot<br />

mit<br />

I‘ ges auf die Länge bezogener gesamter<br />

Streustromübertritt,<br />

s Spurweite (e<strong>in</strong>gleisige Strecke) oder Gleismittenabstand<br />

(zweigleisige Strecke),<br />

a Abstand Rohrleitung – außenliegende Fahrschiene.<br />

Bild 4 zeigt den Verlauf des Potentialgradienten der<br />

Ersatztrasse (rot) im Vergleich zum Potentialgradienten<br />

von vier Fahrschienen (blau). Im Anfangsbereich<br />

4 Fahrschienen<br />

(Ersatz-)Trasse<br />

0<br />

0 10 20 30 40 50 60 70 80 m 100<br />

a<br />

Schienen-Potentialgradient<br />

zulässige Bee<strong>in</strong>flussung nach<br />

EN 50162<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

55


Erdung und Rückleitung<br />

TABELLE 2<br />

Ableitungsbeläge Gleis/Erde (Quelle: Bette, TAW).<br />

Beschreibung Ableitungsbelag G‘<br />

<strong>in</strong> S/km je Gleis<br />

Straßenbündiger Oberbau<br />

ung<strong>eb</strong>undene Tragschicht (M<strong>in</strong>eralgemisch), Zwischenraum<br />

mit Pflasterste<strong>in</strong>en ausgefacht<br />

Betontragplatte/ -balken, ungewollte Verb<strong>in</strong>dungen<br />

zwischen Fahrschienen und Bewehrung<br />

Betontragplatte/ -balken, isolierender Schienenunterguss<br />

und isolierende Befestigungselemente, Zwischenraum mit<br />

Magerbeton aufgefüllt oder Verwendung von<br />

Beton kammerste<strong>in</strong>en, Deckenschluss aus Gussasphalt<br />

Betontragplatte/ -balken, isolierender Schienen unterguss<br />

und isolierende Befestigungselemente, isolierende<br />

Kammer(füll)profile, isolierende Spurstangenummantelungen<br />

Betontragplatte, isolierender Schienenunterguss und<br />

isolierende Befestigungselemente, Zwischenraum asphaltiert<br />

Bitum<strong>in</strong>öse Tragschicht bis 1 m seitlich n<strong>eb</strong>en<br />

außen liegender Schiene, isolierender Schienenunterguss,<br />

Zwischen raum mit Magerbeton aufgefüllt, Deckenschluss<br />

aus Gussasphalt<br />

Bitum<strong>in</strong>öse Tragschicht, Betonkammerste<strong>in</strong>e, Zwischenraum<br />

asphaltiert<br />

Schotterbett, Betonschwelle, Zwischenraum mit bitumi nöser<br />

Tragschicht aufgefüllt<br />

Rasengleise<br />

Schotterbett, Betonschwelle, Geotextil, Begrünung bis<br />

Schienenoberkante<br />

Schotterbett, Betonschwelle, Kammerfüllprofile, Geotextil,<br />

Begrünung bis Schienenoberkante<br />

Betonlängsbalken, isolierende Befestigungselemente,<br />

Begrünung bis Schienenoberkante<br />

Betonlängsbalken, isolierende Befestigungselemente,<br />

Kammer(füll)profile, Schienenfußmantel und Spurstangenumhülllung,<br />

Begrünung bis Schienenoberkante<br />

Betontragplatte mit e<strong>in</strong>gelassenen Kanälen, Fahrschienen mit<br />

isolierender Umgussmasse bis Schienenoberkante e<strong>in</strong>gegossen,<br />

Begrünung bis Oberkante Beton bzw. Fahrschienen<br />

beträgt die Abweichung maximal 2,5 %, wobei die<br />

Ersatztrasse höhere Werte ergibt.<br />

Setzt man die zulässige Potentialverschi<strong>eb</strong>ung<br />

nach EN 50162 gleich dem Potentialgradienten<br />

der Ersatztrasse, erhält man für Böden mit<br />

15 Ωm < ρ ≤ 200 Ωm<br />

1,5 = I ' ges<br />

(ln(100 + 0,5 s)<br />

ln(a + 0,5 s))(3)<br />

und im Weiteren entweder den maximal zulässigen<br />

längenbezogenen Streustromübertritt<br />

1,5<br />

I ' ges<br />

=<br />

ln(100 + 0,5 s)<br />

von<br />

ln(a + 0,5 s) (4)<br />

oder den zulässigen M<strong>in</strong>destabstand Rohrleitung/<br />

außenliegende Fahrschiene<br />

bis<br />

0,3 6,5<br />

3,0 12,0<br />

1,9 5,0<br />

0,3 2,0<br />

1,0 1,5<br />

0,3 2,1<br />

0,3 1,2<br />

0,6 1,6<br />

0,7 5,0<br />

0,3 1,5<br />

1,0 5,0<br />

0,02 0,8<br />

0,002 0,02<br />

a = ( 100 + 0,5 s) e<br />

1,5<br />

I ' ges<br />

0,5 s.(5)<br />

Wird als Beispiel e<strong>in</strong>e zweigleisige Strecke mit e<strong>in</strong>em<br />

Gleismittenabstand von 3,5 m betrachtet und der auf<br />

die Länge bezogene Gesamtstreustrom zu 5 mA/m<br />

angenommen, ergibt sich der M<strong>in</strong>destabstand zwischen<br />

Rohrleitung und außen liegender Fahrschiene<br />

zu 37,9 m. Dieser Wert stimmt mit dem aus Bild 2<br />

ermittelten Abstand sehr gut übere<strong>in</strong>. Wesentlich<br />

<strong>in</strong>teressanter ist jedoch der zulässige Streustromaustritt,<br />

wenn der Abstand zwischen Rohrleitung<br />

und außenliegender Fahrschiene lediglich dem <strong>in</strong><br />

EN 50122-2 genannten M<strong>in</strong>destabstand von 1 m<br />

entspricht. In diesem Fall ergibt Gleichung (4) e<strong>in</strong>en<br />

Gesamtstreustromübertritt von 1,3 mA/m oder von<br />

0,625 mA/m je Gleis. Bild 5 zeigt den zugehörigen<br />

Verlauf des Potentialgradienten.<br />

4 Streustromgerechte<br />

Oberbauformen<br />

Der zulässige auf die Länge bezogene Streustromaustritt<br />

beträgt gemäß EN 50122-2 I‘ = 2,5 mA/m<br />

je Gleis. Der zulässige Ableitungsbelag Gleis/Erde<br />

ergibt sich aus der mittleren Schienenpotentialänderung<br />

<strong>in</strong> positiver Richtung und dem genannten<br />

Streustromaustritt zu<br />

G' = I '<br />

U RE<br />

(6)<br />

mit<br />

G‘ Ableitungsbelag Gleis/Erde,<br />

I‘ längenbezogener Streustromaustritt,<br />

U RE zeitlicher Mittelwert der positiven Schienenpotentialänderungen<br />

über 24 h Dauer<br />

oder deren Vielfaches.<br />

Wird die Streustrombee<strong>in</strong>flussung von fremden Installationen<br />

aus Stahl wie Rohrleitungen betrachtet,<br />

s<strong>in</strong>d die mittleren Schienenpotentialänderungen <strong>in</strong><br />

negativer Richtung maßg<strong>eb</strong>end.<br />

In Bezug auf die Planung neuer Strecken wird<br />

empfohlen, zunächst die mittleren Schienenpotentiale<br />

<strong>in</strong> positiver und <strong>in</strong> negativer Richtung durch<br />

Simulationsrechnung zu ermitteln. In Abhängigkeit<br />

von dem Abstand zwischen Rohrleitungen und der<br />

äußeren Fahrschiene wird der zulässige auf die Länge<br />

bezogene Streustromübertritt berechnet und<br />

anschließend der maximal zulässige Ableitungsbelag<br />

bestimmt.<br />

Bei bestehenden Strecken, die erneuert werden<br />

sollen, können die auftretenden Schienenpotentialänderungen<br />

messtechnisch ermittelt und der zulässige<br />

Streustromübertritt sowie der zugehörige Ableitungsbelag<br />

berechnet werden.<br />

56 112 (2014) Heft 1-2


Erdung und Rückleitung<br />

Bild 6:<br />

Rasengleis, Schienenanschlusskästen nicht isoliert.<br />

Bild 7:<br />

Rasengleis, <strong>in</strong> die Fugen dr<strong>in</strong>gt Feuchtigkeit e<strong>in</strong>.<br />

Bild 8:<br />

Isoliertes Gleis mit beschädigter Spurstangenummantelung.<br />

Bild 9:<br />

Fahrschiene hat Kontakt zur Übergangskonstruktion.<br />

Diese Vorgehensweise erfordert unter Umständen<br />

e<strong>in</strong>en kle<strong>in</strong>eren Ableitungsbelag Gleis/Erde als<br />

bisher üblich, führt aber deutlich zu e<strong>in</strong>er Verr<strong>in</strong>gerung<br />

der Streustrombee<strong>in</strong>flussung von anderen<br />

Installationen. In EN 50122-2 wird beispielsweise<br />

bei Stadt- und Straßenbahnen mit e<strong>in</strong>er Gleisverlegung<br />

im geschlossenen Oberbau angenommen,<br />

dass die mittlere Schienenpotentialänderung ≤ 1 V<br />

ist, sodass sich der zulässige Ableitungsbelag zu<br />

2,5 S/km errechnet. Die im Abschnitt 3 vorgenommenen<br />

Berechnungen ergaben e<strong>in</strong>en zulässigen<br />

Streustromübertritt von 0,625 mA/m, was<br />

bei e<strong>in</strong>er Schienenpotentialänderung von 1 V<br />

e<strong>in</strong>em Ableitungsbelag von 0,625 S/ km je Gleis<br />

entspricht. Hieraus folgt auch, dass bei Gleisen<br />

im offenen Oberbau bei gleicher Schienenpotentialänderung<br />

und e<strong>in</strong>em Ableitungsbelag von<br />

0,5 S/km der <strong>in</strong> [1] geforderte M<strong>in</strong>destabstand<br />

von 1 m ausreichend ist.<br />

In Tabelle 2 s<strong>in</strong>d Ableitungsbeläge Gleis/Erde angeg<strong>eb</strong>en,<br />

die <strong>in</strong> den letzten Jahren <strong>in</strong> verschiedenen<br />

Städten messtechnisch ermittelt wurden. Aus dieser<br />

Tabelle ist zu ersehen, dass mit mehreren Oberbauformen<br />

Ableitungsbeläge von 0,3 S/km erzielt werden.<br />

Teilweise s<strong>in</strong>d die Ableitungsbeläge aber auch<br />

deutlich höher. Ursache hierfür s<strong>in</strong>d Fehler bei der<br />

Bauausführung. In den Bildern 6 bis 9 s<strong>in</strong>d e<strong>in</strong>ige typische<br />

Fehler dargestellt. Bild 6 zeigt als Beispiel e<strong>in</strong><br />

Rasengleis, dass mit Kammerfüllprofilen gegenüber<br />

Erde isoliert wurde; die Anschlusskästen wurden<br />

nicht isoliert. Im Bild 7 wurden die Kammerfüllprofile<br />

so e<strong>in</strong>g<strong>eb</strong>aut, das Feuchtigkeit <strong>in</strong> die Fugen e<strong>in</strong>dr<strong>in</strong>gen<br />

kann. Bild 8 zeigt e<strong>in</strong> Gleis, das mit Kammerprofilen<br />

und Spurstangenummantelungen isoliert<br />

wurde; die Spurstangenummantelung wurde bereits<br />

beim E<strong>in</strong>bau beschädigt. Im Bild 9 hat die Fahrschiene<br />

e<strong>in</strong>e direkte Verb<strong>in</strong>dung zu der Übergangskonstruktion<br />

e<strong>in</strong>er Brücke.<br />

5 Fazit<br />

Der <strong>in</strong> EN 50122-2 geforderte auf die Länge bezogene<br />

Streustromaustritt von 2,5 mA/m stellt sicher,<br />

dass an den Fahrschienen und den Befestigungs-<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

57


Erdung und Rückleitung<br />

elementen <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>er Nutzungsdauer von 25<br />

bis 30 Jahren ke<strong>in</strong>e Ausfälle durch Streustromkorrosion<br />

auftritt. Jedoch können an anderen Installationen<br />

aus Stahl, deren Abstand zu den äußeren Fahrschienen<br />

kle<strong>in</strong>er ist als etwa 40 m, noch unzulässige<br />

Streustrombee<strong>in</strong>flussungen auftreten. Um unzulässige<br />

Bee<strong>in</strong>flussungen an Stahl<strong>in</strong>stallationen, deren<br />

M<strong>in</strong>destabstand zu den Fahrschienen nur 1 m beträgt,<br />

zu vermeiden, müssten <strong>in</strong> Böden mit spezifischen<br />

Widerständen zwischen 15 Ωm und 200 Ωm<br />

die Fahrschienen gegenüber Erde so isoliert werden,<br />

dass der auf die Länge bezogene Streustromübertritt<br />

nicht größer ist als 0,625 mA/m je Gleis.<br />

Dieses ist mit den heute zur Verfügung stehenden<br />

Materialien zur Isolierung der Fahrschienen ohne<br />

weiteres möglich.<br />

In der Praxis hängt der tatsächliche Streustromaustritt<br />

sehr stark von der Qualität der Bauausführung<br />

ab. Daher ist es notwendig, bereits <strong>in</strong> der<br />

Ausschreibung entsprechend den Planungsberechnungen<br />

kle<strong>in</strong>ere Ableitungsbeläge zu fordern und<br />

die E<strong>in</strong>haltung messtechnisch zu überwachen.<br />

Bei e<strong>in</strong>er Gleisverlegung im offenen Oberbau s<strong>in</strong>d<br />

die Ableitungsbeläge und damit die längenbezogenen<br />

Streustromaustritte <strong>in</strong> der Regel so niedrig, dass<br />

an benachbarten Installationen mit e<strong>in</strong>em M<strong>in</strong>destabstand<br />

von 1 m ke<strong>in</strong>e unzulässigen Bee<strong>in</strong>flussungen<br />

mehr auftreten.<br />

Literatur<br />

[1] EN 50122-2:2010: Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen<br />

– <strong>Elektrische</strong> Sicherheit, Erdung und Rückleitung –<br />

Teil 2: Schutzmaßnahmen gegen Streustromwirkungen<br />

durch Gleichstrombahnen.<br />

[2] EN 50162:2004: Schutz gegen Korrosion durch Streuströme<br />

aus Gleichstromanlagen.<br />

AUTORENDATEN<br />

Dipl.-Ing. Ulrich Bette (59), Studium<br />

Allgeme<strong>in</strong>e Elektrotechnik an der<br />

Bergischen Universität Wuppertal, seit<br />

1976 tätig im Labor für Korrosionsschutz<br />

und Elektrotechnik der Technischen<br />

Akademie Wuppertal e.V. mit den<br />

Schwerpunkten Schutz von Personen<br />

gegen elektrischen Schlag, Streustrombee<strong>in</strong>flussung,<br />

Blitzschutz, Elektromagnetische<br />

Felder und kathodischer Korrosionsschutz,<br />

ab 1996 Laborleiter, EBA-Gutachter<br />

für elektrotechnische Anlagen, Mitarbeit <strong>in</strong><br />

den VDV-Unterausschüssen „Streustrom“,<br />

„Blitzschutz“, „Elektromagnetische Felder“<br />

und „FI-Schutzschaltungen“, <strong>in</strong> SC9XC-<br />

WGC1: „Bahnanwendungen, Ortsfeste<br />

Anlagen, <strong>Elektrische</strong> Sicherheit, Erdung<br />

und Rückstromführung“ und <strong>in</strong> der<br />

Arbeitsgeme<strong>in</strong>schaft DVGW/ VDE für<br />

Korrosionsfragen (AfK).<br />

Adresse: Technische Akademie<br />

Wuppertal, Hubertusallee 18,<br />

42117 Wuppertal, Deutschland;<br />

Fon +49 202 7495-637, Fax: -666;<br />

E-Mail: ulrich.bette@taw.de<br />

Dr. Manfred Menge (63), Studium<br />

und Promotion an der Sektion „Technische<br />

Kybernetik und Leistungselektronik“<br />

an der Technischen Hochschule „Otto<br />

von Guericke“ Magd<strong>eb</strong>urg, seit 1990<br />

tätig <strong>in</strong> der Siemens AG, ab 2000 als<br />

Senior Expert für Erdung & Potentialausgleich,<br />

Elektromagnetische Verträglichkeit<br />

im Sector Infrastructure & Cities für<br />

elektrifizierte Bahnsysteme weltweit;<br />

Vorstandsmitglied im Arbeitskreis<br />

„Blitzschutz“ des ETV im VDE „Berl<strong>in</strong>-<br />

Brandenburg“<br />

Adresse: Siemens AG Mobility and<br />

Logistics Division IC MOL MTS IE,<br />

Nonnendammallee 101, 13629 Berl<strong>in</strong>,<br />

Deutschland;<br />

Fon: +49 30 386-52740,<br />

Fax: +49 30 53901-52740;<br />

E-Mail: manfred.menge@siemens.com<br />

58 112 (2014) Heft 1-2


Wechselstrom-Zugbetri<strong>eb</strong><br />

<strong>in</strong> Deutschland<br />

Band 2: Elektrisch <strong>in</strong> die schlesischen<br />

Berge – 1911 bis 1945<br />

E<strong>in</strong>e e<strong>in</strong>zigartige, chronologische Beschreibung der Entwicklung der<br />

Tri<strong>eb</strong>fahrzeuge, Bahnstromversorgungs- und Fahrleitungsanlagen sowie<br />

des Werkstättenwesens dieser Zeit<br />

Bereits bei der Aufnahme des elektrischen Zugbetri<strong>eb</strong>s war klar, dass die<br />

Technik mit E<strong>in</strong>phasen-Wechselstrom ihre Tauglichkeit auch unter schwierigen<br />

topografischen Bed<strong>in</strong>gungen unter Beweis stellen sollte. Die Teststrecke<br />

Lauban – Königszelt wies alle Eigenschaften e<strong>in</strong>er G<strong>eb</strong>irgsbahn<br />

auf. Nachdem die Mittel zur Elektrisierung genehmigt waren, begann e<strong>in</strong>e<br />

stürmische Entwicklung, die durch den Ersten Weltkrieg unterbrochen<br />

wurde. In den zwanziger Jahren wurde das Engagement fortgesetzt, das<br />

zum Erfolg der elektrischen Traktion <strong>in</strong> Deutschland beigetragen hat. Die<br />

Betri<strong>eb</strong>serfahrungen sowie deren technische Umsetzung prägten die Entwicklung<br />

von Fahrzeugen, Oberleitungen und anderen E<strong>in</strong>richtungen der<br />

elektrischen Zugförderung der Deutschen Reichsbahn.<br />

Dieses Werk veranschaulicht e<strong>in</strong> Stück Zeitgeschichte und beschreibt die<br />

Zusammenhänge zwischen den technischen, wirtschaftlichen sowie gesellschaftlichen<br />

und politischen Entwicklungen dieser Epoche.<br />

P. Glanert / T. Scherrans / T. Borbe / R. Lüderitz<br />

1. Auflage 2011, 253 Seiten mit CD-ROM, Hardcover<br />

www.di-verlag.de<br />

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1. Auflage 2011 – ISBN: 978-3-8356-3218-9<br />

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Widerrufsrecht: Sie können Ihre Vertragserklärung <strong>in</strong>nerhalb von zwei Wochen ohne Angabe von Gründen <strong>in</strong> Textform (z.B.<br />

Brief, Fax, E-Mail) oder durch Rücksendung der Sache widerrufen. Die Frist beg<strong>in</strong>nt nach Erhalt dieser Belehrung <strong>in</strong> Textform.<br />

Zur Wahrung der Widerrufsfrist genügt die rechtzeitige Absendung des Widerrufs oder der Sache an die Vulkan-Verlag GmbH,<br />

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PAWZD22013<br />

Nutzung personenbezogener Daten: Für die Auftragsabwicklung und zur Pflege der laufenden Kommunikation werden personenbezogene Daten erfasst und gespeichert. Mit dieser Anforderung erkläre ich mich damit e<strong>in</strong>verstanden, dass ich<br />

vom DIV Deutscher Industrieverlag oder vom Vulkan-Verlag per Post, per Telefon, per Telefax, per E-Mail, nicht über <strong>in</strong>teressante, fachspezifische Medien und Informationsang<strong>eb</strong>ote <strong>in</strong>formiert und beworben werde.<br />

Diese Erklärung kann ich mit Wirkung für die Zukunft jederzeit widerrufen.


Erdung und Rückleitung<br />

Test von A2-Ableitern und von<br />

Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen<br />

für DC 750 V<br />

Ulrich Bette, Wuppertal; Re<strong>in</strong>hard Göhler, Berl<strong>in</strong>; Volker H<strong>in</strong>richsen, Darmstadt; Helmut L<strong>in</strong>gohr,<br />

Bonn; Bernhard Richter, Wett<strong>in</strong>gen; Stefan Schneider, Stuttgart<br />

Überspannungsschutzgeräte mit der Funktion A2 dienen grundsätzlich dem Anlagenschutz. Im Auftrag<br />

des VDV durchgeführte Tests haben nachgewiesen, dass diese Geräte auch die Anforderungen<br />

zum Schutz gegen elektrischen Schlag gemäß EN 50122-1 erfüllen. Hierzu wurden Versuche auf dem<br />

Stadtbahnbetri<strong>eb</strong>shof Remseck <strong>in</strong> Stuttgart durchgeführt.<br />

TEST OF A2-ARRESTERS AND VOLTAGE LIMITING SYSTEMS FOR DC 750 V<br />

Overvoltage arresters <strong>in</strong>volv<strong>in</strong>g the A2 function are basically used for system protection. Tests<br />

conducted on behalf of VDV have proven that these devices also meet the requirements for protection<br />

aga<strong>in</strong>st electric shock as specified <strong>in</strong> EN 50122-1. For this purpose, tests were conducted on the<br />

Remseck suburban railway depot <strong>in</strong> Stuttgart.<br />

ESSAINS DE PARASURTENSEURS A2 ET DE SYSTÈMES LIMITEURS DE TENSIONS POUR CC 750 V<br />

Les appareils de protection contre les surtensions avec la fonction A2 sont dest<strong>in</strong>és en pr<strong>in</strong>cipe à la<br />

protection des <strong>in</strong>stallations. Les essais effectués à la demande de VDV (association des entreprises<br />

de transport allemandes) ont démontré que ces appareils satisfont aussi aux exigences relatives à<br />

la protection contre les chocs électriques conformément à EN 50122-1. Les essais ont été réalisés au<br />

dépôt de Remseck du réseau suburba<strong>in</strong> de Stuttgart.<br />

1 Veranlassung<br />

A1<br />

3<br />

A2<br />

3<br />

1<br />

a) b)<br />

1<br />

A1<br />

A2<br />

2<br />

In den Jahren 2000 und 2005 wurde vom Ausschuss<br />

<strong>Elektrische</strong> Energieanlagen (AEE), Arbeitsteam<br />

„Blitzschutz“ des Verbandes Deutscher Verkehrsunternehmen<br />

(VDV) das Verhalten von überlasteten<br />

Metalloxid-Ableitern (MO-Ableitern) und Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen<br />

bei wiederholter<br />

Beaufschlagung mit Fahrleitungsspannung<br />

untersucht. Im Rahmen der Überarbeitung der VDV-<br />

Schrift 525 [1] wurde diskutiert, ob die heute auf<br />

dem Markt bef<strong>in</strong>dlichen Überspannungsschutzgeräte<br />

mit der Funktion A2 zusätzlich zum Anlagenschutz<br />

auch die Anforderungen zum Schutz gegen elektrischen<br />

Schlag gemäß EN 50122-1 [2] erfüllen. Zu<br />

diesem Zweck wurden Versuche auf dem Stadtbahnbetri<strong>eb</strong>shof<br />

Remseck der Stuttgarter Straßenbahnen<br />

AG (SBB) durchgeführt, welche die entsprechende<br />

Antwort f<strong>in</strong>den und nachweisen sollte.<br />

Bild 1:<br />

Anschluss von Ableitern und Überspannungsschutzgeräten auf der Strecke nach VDV-<br />

Schrift 525 (Grafik: VDV-Schrift 525).<br />

a) Erdung über Mastfundament und/<br />

oder Tiefenerder<br />

b) Erdung über Stahlbetonfahrweg oder<br />

Bauwerkserde<br />

1 Stahlmast oder bewehrter Betonmast<br />

2 Stahlbetonfahrweg als Bauwerkserde<br />

3 Speisekabel vom Unterwerk<br />

A1 Ableiter mit der Funktion A1<br />

A2 Überspannungsschutzgerät mit der<br />

Funktion A2<br />

2 Versuchsdurchführung<br />

Der Stadtbahnbetri<strong>eb</strong>shof Remseck der SSB bef<strong>in</strong>det<br />

sich nördlich von Stuttgart an der Stadtbahnl<strong>in</strong>ie<br />

60 112 (2014) Heft 1-2


Erdung und Rückleitung<br />

Kurzschlussschalter<br />

Ableiter Funktion A2<br />

oder VLD<br />

U 1<br />

WSM 600<br />

100 μΩ, 500 kHz<br />

1,5 * 10 7 A 2 s<br />

U 2<br />

U 3<br />

60 mV / 1000 A V<br />

Rückleitung<br />

Bild 2:<br />

Versuchsaufbau (Grafik: TAW/Bette).<br />

Bild 3:<br />

Befestigung e<strong>in</strong>es Prüfl<strong>in</strong>gs auf Isolierplatte (Foto: SBB/Schneider).<br />

U14 nach Remseck-Neckargrön<strong>in</strong>gen. Der Betri<strong>eb</strong>shof<br />

wird durch zwei vone<strong>in</strong>ander getrennten Energieversorgungen<br />

gespeist. Die erste speist die Strecke,<br />

die Betri<strong>eb</strong>shofgleise und die Abstellhalle. Die<br />

zweite Anlage speist die Wasch- und Wartungshalle.<br />

Zum Schutz gegen die Gefahren durch das Schienenpotential<br />

s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> dieser Halle die Fahrschienen<br />

mit der Bauwerkserde verbunden. Die Hallengleise<br />

wurden durch Schienenisolierstöße von den außenliegenden<br />

Fahrschienen des Betri<strong>eb</strong>shofes und der<br />

Strecke getrennt, sodass die nachteiligen Wirkungen<br />

der Streustromkorrosion verh<strong>in</strong>dert werden (Inselbetri<strong>eb</strong>).<br />

Auf Grund dieser Geg<strong>eb</strong>enheiten bestand die<br />

Möglichkeit, die Untersuchungen ohne Störungen<br />

des Fahrbetri<strong>eb</strong>s durchzuführen.<br />

Entsprechend den <strong>in</strong> der VDV-Schrift 525 beschri<strong>eb</strong>enen<br />

Schutzbeschaltungen für Betri<strong>eb</strong>smittel<br />

an der Strecke (Bild 1) wurden die Prüfl<strong>in</strong>ge, das<br />

heißt die Überspannungsschutzgeräte mit der Funktion<br />

A2 und die Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtun-<br />

TABELLE 1<br />

Prüfung von Überspannungsschutzgeräten mit der Funktion A2 (Quelle: TAW/Bette).<br />

Ableiter, Funktion A2<br />

Auslösung Streckenschalter<br />

Hersteller Bezeichnung Nr. Überlastung Widerstand reversibel<br />

t Ü U max<br />

R I max t aus<br />

ms V mΩ kA ms<br />

ABB POLIM-H 0,29 ND 1 10,7 581 37,0 ne<strong>in</strong> 11,70 26,8<br />

2 12,0 580 0,5 ne<strong>in</strong> 12,10 28,8<br />

3 8,5 588 0,6 ne<strong>in</strong> 9,88 29,4<br />

POLIM-H 0,29 SD 1 11,2 584 1,5 ne<strong>in</strong> 10,10 27,1<br />

2 11,3 583 43,8 ne<strong>in</strong> 10,00 27,4<br />

3 10,3 - 35,7 ne<strong>in</strong> 10,40 28,6<br />

POLIM-R 0,29-1 ND 1 10,3 583 50,0 ne<strong>in</strong> 8,48 21,0<br />

2 10,8 582 9,7 ne<strong>in</strong> 9,92 25,9<br />

3 11,0 582 48,7 ne<strong>in</strong> 8,74 22,6<br />

SIEMENS 3EB2 003-7D 1 7,3 471 758,6 ne<strong>in</strong> 10,70 26,3<br />

2 4,8 487 393,8 ne<strong>in</strong> 11,80 21,8<br />

3 6,4 430 106,1 ne<strong>in</strong> 11,60 26,1<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

61


Erdung und Rückleitung<br />

U<br />

750<br />

15<br />

V<br />

kA<br />

600<br />

1<br />

12<br />

2<br />

450<br />

9<br />

300<br />

6<br />

150<br />

3<br />

3<br />

0<br />

4<br />

0<br />

-0,02 -0,01 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 s 0,06<br />

t<br />

I<br />

durch die vorherige Überlastung hochohmig geworden<br />

ist, besteht e<strong>in</strong>e Personengefährdung.<br />

Bild 2 zeigt das elektrische Schaltbild der Versuchsanordnung:<br />

Die Fahrleitungsspannung wurde<br />

über e<strong>in</strong>en Kurzschlussschalter dem jeweiligen<br />

Prüfl<strong>in</strong>g zugeführt. Die Prüfl<strong>in</strong>ge selbst wurden auf<br />

e<strong>in</strong>er Isolierplatte (Bild 3) montiert, die mit e<strong>in</strong>em<br />

Metallkäfig abgedeckt wurde. Der zweite Anschluss<br />

des Prüfl<strong>in</strong>gs wurde über e<strong>in</strong>en bis zu e<strong>in</strong>er Frequenz<br />

von 500 kHz l<strong>in</strong>earen Messwiderstand von 100 µΩ<br />

und e<strong>in</strong>en Shunt mit den Daten 1 000 A, 60 mV mit<br />

den Fahrschienen verbunden.<br />

Bei allen Versuchen wurden der Spannungsfall<br />

über dem Prüfl<strong>in</strong>g und der durch ihn fließende<br />

Strom mit e<strong>in</strong>em zweikanaligen Digitalspeicheroszilloskop<br />

aufgezeichnet.<br />

Bild 4:<br />

Oszillogramm, Beaufschlagung e<strong>in</strong>es MO-Ableiters mit Fahrleitungsspannung Grafik:<br />

TAW/Bette).<br />

1 U max = 583 V<br />

2 I max = 10 000 A<br />

3 t ü = 11,0 ms<br />

4 t aus = 27,4 ms<br />

gen (VLD), direkt mit Fahrleitungsspannung beaufschlagt.<br />

Diese Prüfung simuliert den Fall, dass der<br />

zwischen Fahrleitung und Erder geschaltete Ableiter<br />

mit der Funktion A1 beispielsweise durch e<strong>in</strong>en direkten<br />

Blitze<strong>in</strong>schlag überlastet wurde. In diesem Fall<br />

steht die Fahrleitungsspannung am Überspannungsschutzgerät<br />

mit der Funktion A2 an, sodass dieses<br />

<strong>eb</strong>enfalls überlastet wird und der Streckenschalter<br />

des speisenden Unterwerkes auslöst. Von besonderem<br />

Interesse ist das Verhalten des Überspannungsschutzgerätes<br />

mit der Funktion A2, wenn das Unterwerk<br />

wieder zugeschaltet wird. Ist beispielweise<br />

der Ableiter mit der Funktion A1 dauerhaft leitend,<br />

steht die Fahrleitungsspannung erneut am Erder<br />

an, sodass dann das Überspannungsschutzgerät mit<br />

der Funktion A2 e<strong>in</strong>e Verb<strong>in</strong>dung zwischen Erder<br />

und Rückleitung sicherstellen muss. Ist dieses nicht<br />

gewährleistet, weil das Überspannungsschutzgerät<br />

3 Erg<strong>eb</strong>nisse der<br />

Untersuchungen<br />

3.1 Überspannungsschutzgeräte mit der<br />

Funktion A2<br />

Von den Firmen ABB und SIEMENS wurden dem<br />

AEE-AT „Blitzschutz“ folgende MO-Ableiter zur Verfügung<br />

gestellt:<br />

• ABB POLIM-H 0.29 ND<br />

• ABB POLIM-H 0.29 SD<br />

• ABB POLIM-R 0.29-1 ND<br />

• SIEMENS 3EB2 003-7D<br />

Bild 5:<br />

MO-Ableiter nach der Beaufschlagung mit Fahrleitungsspannung<br />

(Foto: AW/Bette).<br />

Bild 6:<br />

MO-Ableiter nach der Beaufschlagung mit Fahrleitungsspannung<br />

(Foto: TAW/Bette).<br />

62 112 (2014) Heft 1-2


Erdung und Rückleitung<br />

• Raycap RVL 300, Niederspannungsbegrenzer:<br />

Von jedem Ableiter wurden drei Exemplare geprüft.<br />

Die Dauerspannung der ABB-Ableiter beträgt<br />

laut Hersteller 290 V, die des SIEMENS-Ableiters<br />

300 V. Die e<strong>in</strong>zelnen Ableiter wurden entsprechend<br />

der oben beschri<strong>eb</strong>enen Versuchsdurchführung<br />

direkt mit Fahrleitungsspannung beaufschlagt. In<br />

allen Fällen wurden die Ableiter überlastet, und der<br />

Streckenschalter löste aus. Danach bli<strong>eb</strong> der vorgeschaltete<br />

Kurzschlussschalter solange e<strong>in</strong>geschaltet,<br />

bis die Streckenprüfung des Streckenschalters<br />

abgeschlossen war. Anschließend wurde der Ableiter<br />

ausg<strong>eb</strong>aut und se<strong>in</strong> Durchgangswiderstand<br />

nach der Strom-Spannungs-Methode gemessen.<br />

Bild 4 zeigt den typischen Verlauf der oszillografierten<br />

Spannung und des durch den Ableiter<br />

fließenden Stromes. Zunächst steigt die Spannung<br />

auf e<strong>in</strong>en bestimmten Wert an. Nach e<strong>in</strong>igen Millisekunden<br />

wird der Ableiter überlastet, das heißt<br />

die Spannung bricht zusammen und der Kurzschlussstrom<br />

steigt an, sodass der Streckenschalter<br />

auslöst. Die Erg<strong>eb</strong>nisse der an den e<strong>in</strong>zelnen Prüfl<strong>in</strong>gen<br />

gemessenen Werte s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> der Tabelle 1 zusammengefasst.<br />

Wie aus dieser Tabelle zu ersehen<br />

ist, werden die Ableiter nach 4,8 ms bis 12,0 ms<br />

überlastet. Die bis zu diesem Zeitpunkt an dem<br />

jeweiligen Ableiter abfallende Spannung liegt zwischen<br />

430 V und 588 V. Nach der Überlastung stei-<br />

bis 12,10 kA an; der Streckenschalter löst <strong>in</strong>nerhalb<br />

von 21,0 ms bis 29,4 ms aus. Die Streckenprüfe<strong>in</strong>richtung<br />

verh<strong>in</strong>dert e<strong>in</strong>e automatische Wiedere<strong>in</strong>schaltung<br />

des Streckenschalters, da die Ableiter<br />

nach der Überlastung ausreichend niederohmig<br />

bleiben. Die gemessenen Widerstände liegen zwischen<br />

0,5 mΩ und 0,76 Ω.<br />

Die Überlastung der MO-Ableiter führt, wie für<br />

diesen Fall vorgesehen, zu e<strong>in</strong>er Beschädigung der<br />

Silikongehäuse (Bilder 5 und 6).<br />

Vergleicht man die an den Ableitern gemessenen<br />

Spannungsfälle mit den <strong>in</strong> EN 50122-1 genannten<br />

zeitabhängigen Berührungsspannungen, so ist festzustellen,<br />

dass die geprüften Ableiter zusätzlich zum<br />

Anlagenschutz das Bestehenbleiben unzulässig hoher<br />

Spannungen verh<strong>in</strong>dern und somit ke<strong>in</strong>e Personengefährdung<br />

auftritt.<br />

3.2 Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen<br />

Von den Firmen ABB, ESN Bahngeräte, Raycap, Ribe<br />

und SIEMENS wurden die folgenden Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen<br />

zur Verfügung gestellt:<br />

• ABB HVL 120-0.3, Niederspannungsbegrenzer:<br />

120 V dc<br />

• ESN Typ 8961, Spannungsdurchschlagsicherung:<br />

230 V dc<br />

• Raycap RVL 120, Niederspannungsbegrenzer:<br />

120 V dc<br />

gen die Kurzschlussströme auf Werte von 8,48 kA<br />

300 V dc<br />

• Ribe ± 90 V ± 20 %, Spannungsdurchschlagsicherung:<br />

72 – 108 V dc<br />

• Ribe ± 100 V ± 20 %, Spannungsdurchschlagsicherung:<br />

80 – 120 V dc<br />

• SIEMENS 8WL6-504-6, Spannungsdurchschlagsicherung:<br />

350 V dc<br />

• SIEMENS 8WL6-504-7, Spannungsdurchschlagsicherung:<br />

230 V dc<br />

Die Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen<br />

wurden<br />

entsprechend ihrem Verwendungszweck<br />

direkt<br />

mit Fahrleitungsspannung<br />

beaufschlagt. Die Erg<strong>eb</strong>nisse<br />

dieser Untersuchungen<br />

s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> der Tabelle 2<br />

protokolliert. Die Niederspannungsbegrenzer<br />

von<br />

ABB und Raycap werden<br />

bei Überschreitung ihrer<br />

Ansprechspannung <strong>in</strong>nerhalb<br />

von 0,3 ms bis 2,3 ms<br />

leitend. Bild 7 zeigt die typischen<br />

Verläufe von Span-<br />

Sensoren<br />

Die Spannungsdurchschlagsicherungen<br />

sprechen<br />

<strong>in</strong>nerhalb von e<strong>in</strong>igen 10 µs<br />

an, sodass <strong>in</strong> den Oszillogrammen<br />

nur der fließende<br />

Strom und der dadurch am<br />

Restwiderstand verursachte<br />

Spannungsfall erfasst werden<br />

konnte.<br />

Mit Ausnahme der Niederspannungsbegrenzer<br />

der Firma Raycap s<strong>in</strong>d alle<br />

anderen Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen<br />

dauerhaft<br />

niederohmig geworden,<br />

sodass der Streckenschalter<br />

<strong>in</strong> Blockierung g<strong>in</strong>g. Die<br />

nach den Versuchen gemessenen<br />

Durchgangswiderstände<br />

lagen zwischen<br />

0,02 mΩ und 0,80 mΩ.<br />

Die Niederspannungsbegrenzer<br />

der Firma Raycap<br />

waren nach der Beaufschlagung<br />

mit Fahrleitungsspannung<br />

wieder hochohmig<br />

und funktionierten e<strong>in</strong>wandfrei,<br />

sodass der Stre-<br />

ESN Bahngeräte GmbH<br />

ckenschalter <strong>eb</strong>enfalls <strong>in</strong><br />

Blockierung g<strong>in</strong>g.<br />

nung und Strom.<br />

Mess- und<br />

Steuergeräte<br />

für Nahverkehrsbetri<strong>eb</strong>e<br />

Potentialüberwachung /<br />

-schutz<br />

Spezialrelais<br />

Schaltverstärker<br />

Kabelüberwachung<br />

Weichenheizungen<br />

Stromüberwachung/<br />

-versorgung<br />

Schaltschränke<br />

ESN Bahngeräte GmbH<br />

Cochemer Straße 12–14<br />

68309 Mannheim, Germany<br />

Tel. +49 (0) 6 21 833 47-00<br />

Fax +49 (0) 6 21 833 47-98<br />

<strong>in</strong>fo@esn-onl<strong>in</strong>e.de<br />

www.esn-onl<strong>in</strong>e.de<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

63<br />

M004_Image_4c_60x192_de.<strong>in</strong>dd 1 09.12.2013 14:35:51


Erdung und Rückleitung<br />

TABELLE 2<br />

Prüfung von Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen (Quelle: TAW/Bette).<br />

Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtung<br />

Hersteller Bezeichnung Nr. Überlastung Widerstand reversibel<br />

Auslösung Streckenschalter<br />

t Ü U max<br />

R I max t aus<br />

ms V mΩ kA ms<br />

ABB HVL 120-0,3 1 0,3 242 0,39 ne<strong>in</strong> 12,6 18,2<br />

2 0,3 238 0,39 ne<strong>in</strong> 13,5 20,8<br />

3 0,3 238 0,46 ne<strong>in</strong> 13,3 18,0<br />

ESN Typ 8961 1 - - 0,22 ne<strong>in</strong> 12,4 21,2<br />

2 - - 0,02 ne<strong>in</strong> 12,6 20,4<br />

Raycap RVL 120 1 2,3 707 - ja 12,2 27,2<br />

RVL 300 1 0,6 682 - ja 13,0 22,4<br />

Ribe 90 V ± 20 % 1 - - 0,15 ne<strong>in</strong> 11,7 19,6<br />

2 - - 0,20 ne<strong>in</strong> 13,0 23,3<br />

3 - - 0,21 ne<strong>in</strong> 11,7 25,2<br />

100 ± 20 V 1 - - 0,65 ne<strong>in</strong> 13,1 24,4<br />

2 - - 0,45 ne<strong>in</strong> 12,2 20,0<br />

3 - - 0,42 ne<strong>in</strong> 13,2 20,9<br />

SIEMENS 8WL6-504-6 1 - - 0,80 ne<strong>in</strong> 13,1 24,5<br />

2 - - 0,79 ne<strong>in</strong> 12,2 20,1<br />

8WL6-504-7 1 - - 0,19 ne<strong>in</strong> 13,3 23,2<br />

2 - - 0,13 ne<strong>in</strong> 12,4 20,4<br />

3 - - 0,13 ne<strong>in</strong> 9,3 23,5<br />

4 Fazit<br />

Die durchgeführten Versuche zeigen, dass die zurzeit<br />

ang<strong>eb</strong>otenen Überspannungsschutzgeräte mit der<br />

Funktion A2 wie auch die Spannungsbegrenzungse<strong>in</strong>richtungen<br />

grundsätzlich die Anforderungen<br />

<strong>in</strong> Bezug auf Blitz- und Personenschutz gemäß der<br />

VDV-Schrift 525 gewährleisten.<br />

Mit e<strong>in</strong>er e<strong>in</strong>zigen Ausnahme werden alle Geräte<br />

durch die Beaufschlagung mit Fahrleitungsspannung<br />

dauerhaft niederohmig und müssen anschließend ausgewechselt<br />

werden. Die Niederspannungsbegrenzer<br />

e<strong>in</strong>es Herstellers stellen kurzfristig e<strong>in</strong>e niederohmige<br />

Verb<strong>in</strong>dung zwischen Erder und Rückleitung her, sodass<br />

der Streckenschalter auslösen kann, s<strong>in</strong>d anschließend<br />

aber wieder hochohmig und funktionsfähig.<br />

U<br />

750<br />

V<br />

600<br />

450<br />

300<br />

150<br />

1<br />

2<br />

15<br />

kA<br />

12<br />

9<br />

6<br />

3<br />

I<br />

Anmerkung:<br />

Die Verfasser der vorliegenden Veröffentlichung danken<br />

den Mitgliedern des AEE-AT „Blitzschutz“ für ihre<br />

Unterstützung bei den messtechnischen Untersuchungen:<br />

Wolfgang A. Braun, Erlangen; Wolfgang Kropp, Offenbach;<br />

Bastian Müller, Bonn; Spyros Pappas, Athen;<br />

Wolfgang Rehm, Garch<strong>in</strong>g; Werner Ries, Wett<strong>in</strong>gen;<br />

Norbert Waffler, Schwabach; Hans Zayer, Mannheim.<br />

Besonders danken wir Jürgen Bitter und se<strong>in</strong>en<br />

Mitarbeitern der SSB, die diese Untersuchungen ermöglicht<br />

haben.<br />

0<br />

3<br />

0<br />

-0,02 -0,01 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 s 0,06<br />

t<br />

Bild 7:<br />

Oszillogramm, Beaufschlagung e<strong>in</strong>es Niederspannungsbegrenzers mit Fahrleitungsspannung<br />

(Grafik: TAW/Bette).<br />

1 U max = 238 V<br />

2 I max = 13 500 A<br />

3 t aus = 20,8 ms<br />

Literatur<br />

[1] VDV-Schrift 525 (2012): Überspannungsschutz für Fahrstromversorgungsanlagen<br />

von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen.<br />

[2] DIN EN 50122-1 (VDE 0115-3) (2011): Bahnanwendungen<br />

- Ortsfeste Anlagen - <strong>Elektrische</strong> Sicherheit, Erdung<br />

und Rückleitung - Teil 1: Schutzmaßnahmen gegen<br />

elektrischen Schlag.<br />

64 112 (2014) Heft 1-2


Erdung und Rückleitung<br />

AUTORENDATEN<br />

Dipl.-Ing. Ulrich Bette (59), Studium<br />

Allgeme<strong>in</strong>e Elektrotechnik an der Bergischen<br />

Universität Wuppertal, seit 1976<br />

tätig im Labor für Korrosionsschutz und<br />

Elektrotechnik der Technischen Akademie<br />

Wuppertal e.V. mit den Schwerpunkten<br />

Schutz von Personen gegen elektrischen<br />

Schlag, Streustrombee<strong>in</strong>flussung,<br />

Blitzschutz, Elektromagnetische Felder<br />

und kathodischer Korrosionsschutz, ab<br />

1996 Laborleiter, EBA-Gutachter für<br />

elektrotechnische Anlagen, Mitarbeit <strong>in</strong><br />

den VDV-Unterausschüssen „Streustrom“,<br />

„Blitzschutz“, „Elektromagnetische Felder“<br />

und „FI-Schutzschaltungen“, <strong>in</strong> SC9XC-<br />

WGC1: „Bahnanwendungen, Ortsfeste<br />

Anlagen, <strong>Elektrische</strong> Sicherheit, Erdung<br />

und Rückstromführung“, im AK351.2.1<br />

des DKE und <strong>in</strong> der Arbeitsgeme<strong>in</strong>schaft<br />

DVGW/ VDE für Korrosionsfragen (AfK).<br />

Adresse: Technische Akademie Wuppertal,<br />

Hubertusallee 18, 42117 Wuppertal,<br />

Deutschland;<br />

Fon +49 202 7495-637, Fax: -666;<br />

E-Mail: ulrich.bette@taw.de<br />

Dipl.-Ing. Re<strong>in</strong>hard Göhler (59),<br />

Studium <strong>Elektrische</strong> Energietechnik an<br />

der TU Braunschweig; seit 1980 tätig<br />

im Geschäftssegment Ableiter und<br />

Langstabisolatoren im Bereich Energy<br />

Transmission, High Voltage Products<br />

der Siemens AG als Prüffeld<strong>in</strong>genieur,<br />

Prüffeldleiter, Leiter der Vertri<strong>eb</strong>sabteilung<br />

für Sonderableiter und seit 2004<br />

als Entwicklungsleiter; Mitglied <strong>in</strong> Arbeitsgruppen<br />

bei IEC, IEEE, Cigré, DKE<br />

und dem VDV.<br />

Adresse: Siemens AG, E T HP AR R&D,<br />

Nonnendammallee 104, 13629 Berl<strong>in</strong>,<br />

Deutschland;<br />

Fon +49 30 386-23390, Fax: -26721;<br />

E-Mail: re<strong>in</strong>hard.goehler@siemens.com<br />

Dipl.-Ing. Bernhard Richter (63)<br />

studierte elektrische Energietechnik an<br />

der Technischen Universität Berl<strong>in</strong> und<br />

war dort wissenschaftlicher Mitarbeiter<br />

am Institut für Hochspannungstechnik<br />

und Starkstromanlagen; seit 1985 bei<br />

BBC/ABB <strong>in</strong> der Schweiz tätig <strong>in</strong> der<br />

Entwicklung, Prüfung und Anwendung<br />

von Überspannungsableitern;<br />

Vorsitzender bzw. Mitglied <strong>in</strong> diversen<br />

Arbeitsgruppen bei Cigré (u.a. Convenor<br />

von SCA3 WGA3.25), IEC (TC37<br />

und SC37A, Repräsentant von TC37 im<br />

ACTAD) und dem VDV,<br />

Adresse: ABB Schweiz AG, Jurastr. 45,<br />

5430 Wett<strong>in</strong>gen, Schweiz;<br />

Fon: +41 58 585-3950, Fax: -5570;<br />

E-Mail: bernhard.richter@ch.abb.com<br />

Prof. Dr. Volker H<strong>in</strong>richsen (59)<br />

studierte und promovierte an der Technischen<br />

Universität Berl<strong>in</strong>; anschließend<br />

Versuchsfeld<strong>in</strong>genieur und Entwicklungsleiter<br />

für Überspannungsableiter bei<br />

Siemens <strong>in</strong> Berl<strong>in</strong>; seit 2001 ordentlicher<br />

Professor an der Technischen Universität<br />

Darmstadt, Leiter des Fachg<strong>eb</strong>iets Hochspannungstechnik;<br />

Forschungsschwerpunkte<br />

s<strong>in</strong>d Blitz- und Überspannungsschutz,<br />

Hochspannungsisoliersysteme<br />

<strong>in</strong> Wechsel- und Gleichspannungsanwendungen,<br />

Vakuum-Schalttechnik <strong>in</strong><br />

der Mittel- und Hochspannung sowie<br />

Diagnostik und Monitor<strong>in</strong>g; Vorsitzender<br />

bzw. Mitglied <strong>in</strong> diversen Arbeitsgruppen<br />

bei IEC (u.a. Chairman TC37),<br />

Cigré, IEEE, DKE (u.a. Obmann K411)<br />

und dem VDV.<br />

Adresse: TU Darmstadt, Institut für<br />

<strong>Elektrische</strong> Energiesysteme, Fachg<strong>eb</strong>iet<br />

Hochspannungstechnik, Landgraf-Georg-<br />

Str. 4, 64283 Darmstadt, Deutschland;<br />

Fon: +49 6151 16-2529, Fax: -2329;<br />

E-Mail: h<strong>in</strong>richsen@hst.tu-darmstadt.de<br />

Dipl.-Ing. Helmut L<strong>in</strong>gohr (64),<br />

Ausbildung als Starkstromelektriker und<br />

Ausbilder bei der DB, Studium <strong>Elektrische</strong><br />

Energietechnik an der Fachhochschule<br />

Köln, Betri<strong>eb</strong>s<strong>in</strong>genieur im Bereich<br />

der Verkehrsbetri<strong>eb</strong>e, Bereichsleiter<br />

für G<strong>eb</strong>äude-/ Anlagenmanagement,<br />

sowie Bereichsleiter (kommisarisch)<br />

System Schiene <strong>in</strong> der SWB Service, Betri<strong>eb</strong>sleiter<br />

BOStrab und EBO, Mitglied<br />

<strong>in</strong> den Arbeitsgruppen des VDVs.<br />

Adresse: Stadtwerke Bonn, Dienstleistungs-GmbH,<br />

Gerhart-Hauptmann-Str. 8,<br />

53121 Bonn, Deutschland;<br />

Fon: +49 228 711-4885, Fax: -4680;<br />

E-Mail: helmut.l<strong>in</strong>gohr@stadtwerk<strong>eb</strong>onn.de<br />

Dipl.-Ing. (FH) Stefan Schneider (44),<br />

Studium Elektrotechnik – <strong>Elektrische</strong><br />

Energietechnik an der Fachhochschule<br />

Mannheim; ab 1998 tätig im Bereich<br />

Netzbetri<strong>eb</strong> und später im Durchleitungsmanagement<br />

des liberalisierten<br />

Strommarktes bei der KAWAG, seit<br />

Oktober 2001 im Fachbereich <strong>Elektrische</strong><br />

Anlagen der Stuttgarter Straßenbahnen<br />

AG mit Tätigkeitsfeld der <strong>Projekt</strong>ierung,<br />

Bauüberwachung, Bewertung und<br />

Abnahme der Fahrstromrückführung und<br />

Schutzmaßnahmen zur Erdung, Potentialausgleich,<br />

Blitzschutz, Streustrom, EMV;<br />

VDV-Mitarbeit <strong>in</strong> den AT`s Blitzschutz,<br />

Streustrom, EN 50122-3 und VDV 507;<br />

Mitglied im AK351.2.1 des DKE.<br />

Adresse: Stuttgarter Straßenbahnen AG,<br />

Schockenriedstr. 50, 70565 Stuttgart,<br />

Deutschland;<br />

Fon: +49 711 7885-2703, Fax: -2220;<br />

E-Mail: stefan.schneider@mail.ssb-ag.de<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

65


Nachrichten Nachruf<br />

Eberhard Kill verstorben<br />

Am 15. Oktober 2013 verstarb<br />

der frühere Vorstand und Leiter<br />

des Bahnbreichs der Siemens<br />

AG, Dipl.-Ing. Eberhard Kill,<br />

im 82. L<strong>eb</strong>ensjahr nach kurzer<br />

Krankheit <strong>in</strong> Erlangen.<br />

In Herne als Sohn e<strong>in</strong>es<br />

evangelischen Pfarrers g<strong>eb</strong>oren<br />

und aufgewachsen studierte<br />

er nach dem Abitur ab Herbst<br />

1952 an der Technischen Hochschule<br />

Aachen Masch<strong>in</strong>enbau<br />

mit den Vertiefungsfächern<br />

Schienenfahrzeuge und <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong>.<br />

Nach Abschluss des Studiums<br />

begann Eberhard Kill im April<br />

1958 bei der damaligen Siemens-Schuckertwerke<br />

AG se<strong>in</strong>e<br />

Industriekarriere als <strong>Projekt</strong>ierungs<strong>in</strong>genieur<br />

<strong>in</strong> der Abteilung<br />

<strong>Elektrische</strong> Vollbahnen.<br />

Im Jahr 1966 wechselte er<br />

zur neu gegründeten Deutschen<br />

Eisenbahn Consult<strong>in</strong>g,<br />

DEC, wo er wesentlichen Anteil<br />

an deren erfolgreicher Tätigkeit<br />

hatte und zum weltweiten<br />

Ansehen der deutschen Eisenbahntechnik<br />

beitrug.<br />

Im Juli 1970 holte Siemens<br />

Eberhard Kill als Leiter der Bahnabteilung<br />

zurück. Anschließend<br />

wurden ihm die Leitung des<br />

Schiffbaus, der H<strong>eb</strong>ezeuge und<br />

der Sondertechnik anvertraut<br />

und ab 1974 die Gesamtleitung<br />

des Bereichs Verkehr und<br />

Öffentliche Auftragg<strong>eb</strong>er. Unter<br />

se<strong>in</strong>er Leitung wurde die Rad/<br />

Schiene-Technik für höhere<br />

Geschw<strong>in</strong>digkeiten weiterentwickelt,<br />

die zum ICE führte. Er<br />

bereitete die Übernahmen der<br />

Düsseldorfer Waggonfabrik, der<br />

Waggonfabrik Uerd<strong>in</strong>gen und<br />

der Krauß-Maffei Verkehrstechnik<br />

durch Siemens vor. In Erlangen<br />

entstand geme<strong>in</strong>sam mit<br />

AEG und BBC e<strong>in</strong> Versuchsr<strong>in</strong>g<br />

für die Magnetschw<strong>eb</strong>etechnik.<br />

Nach der Systemauswahl<br />

arbeitete Siemens im Konsortium<br />

Transrapid weiter mit. Diese<br />

Entwicklungen fanden ihren<br />

Niederschlag auch <strong>in</strong> <strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong>.<br />

Während se<strong>in</strong>er Tätigkeit im<br />

Bereich <strong>Bahnen</strong> war er Mitglied<br />

<strong>in</strong> den Vorständen der Verbände<br />

der Deutschen und der Europäischen<br />

Lokomotiv<strong>in</strong>dustrie, Leiter<br />

des Fachverbandes Elektrobahnen<br />

und -fahrzeuge des ZVEI,<br />

Mitherausg<strong>eb</strong>er der Zeitschrift<br />

Glasers Annalen und Mitglied <strong>in</strong><br />

den Beiräten mehrerer Fachzeitschriften.<br />

Im Jahr 1978, 125 Jahre<br />

nach dem Tod von Wilhelm<br />

Beuth, zeichnete die Deutsche<br />

Masch<strong>in</strong>entechnische Gesellschaft<br />

(DMG) Eberhard Kill als<br />

ersten Ingenieur der Deutschen<br />

Bahn<strong>in</strong>dustrie mit der Beuth-Ehrenmedaille<br />

<strong>in</strong> Würdigung se<strong>in</strong>er<br />

Verdienste um die Weiterentwicklung<br />

der Masch<strong>in</strong>entechnik im<br />

Eisenbahnwesen aus.<br />

Die Verantwortung für die<br />

Siemens-Geschäftsbereiche<br />

Energieversorgung und Messund<br />

Prozesstechnik übernahm<br />

Eberhard Kill 1985 zusätzlich.<br />

Im Jahr 1986 ernannte ihn der<br />

Aufsichtsrat der Siemens AG<br />

zum Mitglied des Vorstandes<br />

und nach der Neuorganisation<br />

der Siemens AG 1989 zum Bereichsvorstand<br />

des neu geschaffenen<br />

Bereichs Anlagentechnik.<br />

In dieser Stellung trat er am<br />

30. September 1996 nach 38<br />

Dienstjahren <strong>in</strong> den Ruhestand.<br />

Unmittelbar danach beriefen<br />

ihn die Rummelsberger Anstalten<br />

– heute Rummelsberger Dienste<br />

für Menschen GmbH – <strong>in</strong> ihren<br />

Verwaltungsrat, dessen Vorsitz er<br />

bald übernahm.<br />

N<strong>eb</strong>en se<strong>in</strong>en vielfältigen,<br />

verantwortungsvollen beruflichen<br />

Aufgaben engagierte sich<br />

Eberhard Kill <strong>in</strong> Erlangen im<br />

kulturellen, sozialen und kirchlichen<br />

Bereich. Im Ruhestand<br />

widmete er sich, der 55 Jahre<br />

verheiratet war, verstärkt se<strong>in</strong>er<br />

Familie und pflegte Schul- und<br />

Studienfreundschaften.<br />

Mit se<strong>in</strong>em Tod verlor die<br />

Deutsche Bahn<strong>in</strong>dustrie e<strong>in</strong>en<br />

profilierten, tatkräftigen und<br />

weitblickenden System<strong>in</strong>genieur.<br />

Alle, die ihn kannten, danken<br />

ihm für se<strong>in</strong> Wirken und werden<br />

ihm e<strong>in</strong> ehrendes Andenken<br />

bewahren.<br />

66 112 (2014) Heft 1-2


In eigener Sache Nachrichten<br />

In eigener Sache<br />

Besondere Umstände und stellenweise<br />

starke andere Ansprüche<br />

haben dazu geführt, dass<br />

im vorliegenden Heft die Rubrik<br />

Historie mit e<strong>in</strong>em Beitrag „<strong>eb</strong> –<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> im Jahre ...“<br />

fehlt. Das ist auch früher schon<br />

manchmal vorgekommen und<br />

wurde stets im Laufe des Jahres<br />

nachgeholt, was auch dieses<br />

Mal so se<strong>in</strong> wird. Die Redaktion<br />

bittet die Leserschaft um<br />

Nachsicht.<br />

Be<br />

DB Energie ändert <strong>Bahnen</strong>ergiepreise<br />

<strong>Bahnen</strong> Nachrichten<br />

DB Energie hat zum 1. Januar<br />

2014 die Preise für mit 15 kV<br />

16,7 Hz gelieferte <strong>Bahnen</strong>ergie<br />

gesenkt und gleichzeitig die<br />

Vergütung für zurückgenommene<br />

Bremsenergie erhöht. Weil bei<br />

der aktuellen Marktsituation die<br />

E<strong>in</strong>kaufskosten deutlich gesunken<br />

s<strong>in</strong>d, konnte das Unternehmen<br />

dies machen, obwohl die von<br />

ihm zu zahlenden Netzentgelte<br />

beim E<strong>in</strong>kauf der 50-Hz-Energie<br />

zur Umwandlung <strong>in</strong> 16,7 Hz<br />

gestiegen s<strong>in</strong>d. Für die Eisenbahnverkehrsunternehmen<br />

(EVU)<br />

bedeutet das zunächst im Saldo<br />

rund –3 % an Entgelten. Trotzdem<br />

wird für manche EVU die<br />

Traktionsenergie teurer, weil zum<br />

gleichen Tag der Bund nicht nur<br />

den EEG-Umlagesatz erhöht hat,<br />

sondern auch die Bemessungsgröße<br />

drastisch ausgeweitet hat:<br />

Während diese Umlage bisher<br />

nur für die aus dem 50-Hz-<br />

Landesnetz bezogenen und dann<br />

umgewandelten Mengen zu<br />

entrichten war, ist nunmehr die<br />

gesamte 16,7-Hz-<strong>Bahnen</strong>ergie<br />

EEG-pflichtig.<br />

DC-Unterwerke der S-Bahn Berl<strong>in</strong> zu DB Energie<br />

DB Energie hat zum 1. August<br />

2013 von DB Netz die DC-<strong>Bahnen</strong>ergieversorgungsanlagen<br />

auch<br />

der S-Bahn Berl<strong>in</strong> übernommen,<br />

wie dies bei der S-Bahn Hamburg<br />

schon seit 1997 geregelt ist. Die<br />

Stromschienenanlagen gehören<br />

dagegen so wie die Oberleitungsanlagen<br />

weiterh<strong>in</strong> zur<br />

Strecken<strong>in</strong>frastruktur.<br />

DB modernisiert IC-Wagenflotte<br />

DB Fernverkehr lässt bis Ende<br />

2014 rund 770 IC-Wagen, das<br />

ist etwa die Hälfte der Flotte<br />

für weitere neun Jahre E<strong>in</strong>satz<br />

sanieren An 500 Wagen führt<br />

das DB Fahrzeug<strong>in</strong>standhaltungswerk<br />

Neumünster die<br />

Arbeit durch, die übrige Zahl<br />

teilen sich die Werke Kassel und<br />

Nürnberg. Die Ingenieurleistungen<br />

hatte dei DB Systemtechnik<br />

erbracht. Modernisiert werden<br />

Energieversorgung, Klimaanlagen,<br />

Türen und Bistroausrüstung,<br />

erneuert werden die<br />

Wandverkleidungen, <strong>in</strong>sgesamt<br />

42 000 m 2 Teppichboden und<br />

46 000 Sitzbezüge.<br />

Fahrzeugwerke der BLS<br />

Die BLS betreibt für die Instandhaltung<br />

ihrer Schienenfahrzeuge<br />

Werkstätten <strong>in</strong> Bern A<strong>eb</strong>imatt,<br />

Spiez, Bön<strong>in</strong>gen sowie Oberburg<br />

und beschäftigt dar<strong>in</strong> aktuell<br />

335 Kräfte. Für geplante Erweiterungen<br />

des Westkopfs Bahnhof<br />

Bern muss sie den im Zentrum<br />

ihres S-Bahnnetzes liegenden<br />

Standort A<strong>eb</strong>imatt aufg<strong>eb</strong>en,<br />

und an den drei anderen besteht<br />

Sanierungsbedarf. Zugleich<br />

brauchen ihre neuen Züge<br />

längere Hallen. Für e<strong>in</strong>en Neubau<br />

sucht sie deshalb e<strong>in</strong> noch<br />

günstiger zum Bahnhof Bern<br />

liegendes Gelände, womit der<br />

Block Zuführungskosten niedriger<br />

und die Maßnahmen bei Fahrzeugstörungen<br />

flexibler werden<br />

sollen. Ziel ist es, den Neubau<br />

zwischen 2020 und 2025 <strong>in</strong> Betri<strong>eb</strong><br />

zu nehmen; Entscheidungen<br />

sollen bis 2016 fallen. Man<br />

schätzt grob 30 Mio. CHF Investitionen<br />

für Neubau, Sanierung <strong>in</strong><br />

Spiez und allfällige Rückbauten<br />

an den beiden dann zu schließenden<br />

anderen Standorten.<br />

Ausdrücklich wird betont, dass<br />

man die schwere Instandhaltung<br />

Revisionsstufe 3 nicht komplett<br />

auslagern will.<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

67


Nachrichten Energie und Umwelt<br />

Neues Konzept für Offshore-HGÜ-Plattformen<br />

Grafik: ABB<br />

Die ersten Offshore-HGÜ-Stationen<br />

bestehen aus e<strong>in</strong>er mit Rammpfählen<br />

verankerten Gründungsstruktur<br />

Jacket und dem darauf gesetzten<br />

Plattformteil Topside. Beide Teile<br />

wurden separat gefertigt, transportiert<br />

und mit Schwimmkran<br />

ab- und aufgesetzt. Die Oberteile<br />

wiegen 9 300 t bei DolW<strong>in</strong> 1 und<br />

11 000 t bei HelW<strong>in</strong> 1, die beide im<br />

August 2013 <strong>in</strong>stalliert wurden (<strong>eb</strong><br />

1-2/2014, Seite 793). Weil es weltweit<br />

nur zwei und damit entsprechend<br />

begehrte Schwimmkräne für<br />

Lasten über 5 000 t gibt und diese<br />

nur bis etwa 2 m Wellengang arbeiten<br />

können, ist ihr E<strong>in</strong>satz <strong>in</strong> der<br />

Nordsee meist auf die Monate April<br />

bis September beschränkt.<br />

ABB hat deshalb mit der norwegischen<br />

Werft Aibel e<strong>in</strong> neues Konzept<br />

für standardisierte Offshore-<br />

HGÜ-Plattformen entwickelt. Nach<br />

Analyse der verschiedenen Bauweisen<br />

und deren Bewertung wurde<br />

das Pr<strong>in</strong>zip selbstschwimmende<br />

Plattform mit Schwerkraftfundament<br />

(Gravity Based Structure, GBS)<br />

gewählt, das bei der Offshore-Ölund<br />

Gasförderung bewährt ist. E<strong>in</strong><br />

nachg<strong>eb</strong>autes Modell davon wurde<br />

<strong>in</strong>tensiv untersucht und getestet.<br />

Die schwimmfähige Konstruktion<br />

benötigt zur Installation ke<strong>in</strong>en<br />

Schwimmkran mehr. Nachdem<br />

sie mit Schleppern an ihren<br />

Standort g<strong>eb</strong>racht ist, wird sie mit<br />

Ballast gefüllt und s<strong>in</strong>kt dadurch<br />

auf e<strong>in</strong>e vorbereitete Fläche am<br />

Meeresgrund, wo sie durch ihre<br />

Gewichtskraft gesichert ist. Weil<br />

ke<strong>in</strong> Riesenschwimmkran mehr<br />

benötigt wird, verlängert sich die<br />

mögliche Installationszeit <strong>in</strong> der<br />

Nordsee von F<strong>eb</strong>ruar bis November.<br />

Dass ke<strong>in</strong>e Rammpfähle zur<br />

Verankerung <strong>in</strong> den Meeresgrund<br />

getri<strong>eb</strong>en werden müssen, schont<br />

die Meeresfauna und erleichtert<br />

es, den Emissionsgrenzwert<br />

160 dB(A) e<strong>in</strong>zuhalten.<br />

Die Plattformen werden am Kai<br />

weitgehend fertig <strong>in</strong>stalliert und alle<br />

Komponenten und Systeme werden<br />

dort gemessen und getestet, sodass<br />

offshore nur noch wenig Inbetri<strong>eb</strong>nahmearbeiten<br />

anfallen. Im Pr<strong>in</strong>zip<br />

kann sofort nach Anschluss der Seekabel<br />

der Prob<strong>eb</strong>etri<strong>eb</strong> beg<strong>in</strong>nen.<br />

Als Ballast dient zunächst Seewasser,<br />

das nach dem korrekten<br />

Aufsetzen zum großen Teil durch<br />

Kies verdrängt wird. Nach Ablauf<br />

der vorgesehenen 30 Jahre L<strong>eb</strong>ensdauer<br />

kann der Ballast wieder<br />

entfernt werden , und die wieder<br />

aufgeschwommene Komplettanlage<br />

lässt sich dann zur Zerlegestelle<br />

schleppen.<br />

Die standardisierten Plattformen<br />

s<strong>in</strong>d für den Leistungsbereich 1 : 1,5<br />

skalierbar (Tabelle). Zur Standardausstattung<br />

gehören Systeme zum<br />

Austausch großer Komponenten<br />

– beispielsweise wird ke<strong>in</strong> Kranschiff<br />

für Transformatorwechsel g<strong>eb</strong>raucht<br />

– sowie Unterkünfte und Lagerräume<br />

für Wartung, Inspektion und<br />

Instandsetzung an den angeschlossenen<br />

W<strong>in</strong>dparks, bis h<strong>in</strong> zu e<strong>in</strong>em<br />

großen Topdeck zur Lagerung<br />

großer Ersatzteile dafür. Für alle<br />

bisherigen Netzanb<strong>in</strong>dungsprojekte<br />

wurde der Hersteller auch mit der<br />

Instandhaltung beauftragt.<br />

Selbstschwimmende GBS-<br />

Plattformen sollen bei allen künftigen<br />

Offshore-Netzanb<strong>in</strong>dungen<br />

von ABB benutzt werden. Die<br />

erste dieser Bauart wird 2014 im<br />

<strong>Projekt</strong> DolW<strong>in</strong> 2 <strong>in</strong>stalliert und<br />

soll 2015 <strong>in</strong> Betri<strong>eb</strong> gehen.<br />

TABELLE<br />

Kenndaten standardisierter GBS-Plattformen<br />

für Offshore-HGÜ-Stattionen von ABB.<br />

Wassertiefe m 15 ... 45<br />

<strong>in</strong>stallierte Leistung MW 7 000 ... 1 000<br />

Gesamtbreite m 60 ... 70<br />

Gesamtmasse 1<br />

Plattform<br />

Ballast<br />

komplett<br />

1<br />

für 900 MW<br />

Topside-Maße<br />

größte Höhe<br />

Breite<br />

Länge<br />

10 3 t<br />

10 3 t<br />

10 3 t<br />

m<br />

m<br />

m<br />

20<br />

50<br />

75<br />

30 ... 40<br />

40 ... 45<br />

70 ... 90<br />

HINTERGRUND<br />

ABB verwendet für die Offshore-HGÜ das Konzept HVDC Light mit spannungsgeführten<br />

Umrichtern. Dieser Sprung wurde möglich durch Entwicklungen <strong>in</strong><br />

der Umrichtertechnologie: e<strong>in</strong> neues Ventilkonzept, leistungsstärkere Halbleiter,<br />

fortgeschrittene<br />

TABELLE<br />

Schutz- und<br />

Vergleich HGÜ-Technologien.<br />

Leittechniksysteme.<br />

Die<br />

HGÜ klassisch HVDC Light<br />

Umwandlungsverluste<br />

verwendete Halbleiter Thyristoren IGBT<br />

s<strong>in</strong>ken Leistungssteuerung nur Wirkleistung auch Bl<strong>in</strong>dleistung<br />

dabei auf rund AC-Filter ja ne<strong>in</strong><br />

1 % je Umrichterstation.<br />

Kurzschlusstromverhältnis >2 0<br />

Schwarzstart möglich ne<strong>in</strong> ja<br />

68 112 (2014) Heft 1-2


Medien Nachrichten<br />

Sach- und Handbücher<br />

Kießl<strong>in</strong>g, F.; Puschmann, R.; Schmieder, A.: Fahrleitungen elektrischer <strong>Bahnen</strong><br />

Planung, Berechnung, Ausführung,<br />

Betri<strong>eb</strong> – Erlangen:<br />

Publicis, 3., wesentl. überarb.<br />

u. erweit. Aufl., 2014; 1 236<br />

S., 840 farb. Abb., 207 Tab.;<br />

25 cm x 18 cm, 2,7 kg; Hardcover;<br />

DE 119,00 EUR; Pr<strong>in</strong>t ISBN<br />

978-3-89578-407-1, ePDF ISBN<br />

978-3-89578-916-81.<br />

Seit dem Ersche<strong>in</strong>en der ersten<br />

Auflage im Jahre 1997 und<br />

gleich im Folgejahr der zweiten<br />

haben sich alle Arten von <strong>Bahnen</strong><br />

gewaltig weiter entwickelt,<br />

wobei die Fernbahnen <strong>in</strong> den<br />

Hochgeschw<strong>in</strong>digkeitsbereich bis<br />

kommerziell 350 km/h und rekordweise<br />

bis 575 km/h vorgestoßen<br />

s<strong>in</strong>d. Dafür mussten n<strong>eb</strong>en<br />

allen anderen Komponenten der<br />

Infrastruktur und der Fahrzeuge<br />

besonders die Fahrleitungen<br />

geeignet, zuverlässig und nicht<br />

zuletzt wirtschaftlich entworfen<br />

und g<strong>eb</strong>aut werden. E<strong>in</strong>e große<br />

Rolle spielt dabei deren Doppelfunktion,<br />

e<strong>in</strong>erseits wie andere<br />

elektrische Leitungen die Energie<br />

vom Unterwerk zum Tri<strong>eb</strong>fahrzeug<br />

zu übertragen und anderseits<br />

als quasi-unendlich langer<br />

Gleitkontakt für die Stromabnehmer<br />

der Fahrzeuge zu dienen.<br />

Unverändert ist auch seit hundert<br />

und mehr Jahren, dass sie bis auf<br />

Sonderfälle e<strong>in</strong>polig s<strong>in</strong>d und<br />

dass die Fahrschienen Teil des<br />

Betri<strong>eb</strong>sstromkreises s<strong>in</strong>d, bei<br />

Wechselstrombahnen sogar auch<br />

das Erdreich. Auch die Regelwerke,<br />

die Berechnungsmethoden<br />

und die Bauverfahren haben<br />

sich <strong>in</strong> e<strong>in</strong>e<strong>in</strong>halb Jahrzehnten<br />

gewandelt. Dem ist nun das –<br />

soweit bekannt weltweit e<strong>in</strong>malige<br />

– Mammutwerk mit se<strong>in</strong>er<br />

dritten Auflage gefolgt, wobei<br />

erwähnenswert ist, dass die Vorläuferausgabe<br />

<strong>in</strong>s Englische, <strong>in</strong>s<br />

Spanische und sogar <strong>in</strong>s Ch<strong>in</strong>esische<br />

übersetzt wurde; es verwundert<br />

auch nicht, dass es von 14<br />

auf 17 Kapitel und von 994 auf<br />

1 236 Seiten gewachsen ist und<br />

dabei im Doppels<strong>in</strong>ne noch gewichtiger<br />

wurde als schon beim<br />

letzten Mal. Die Tabelle zeigt,<br />

wie sowohl Grundlagen als auch<br />

Technik und Betri<strong>eb</strong> ausführlich<br />

behandelt werden. Jedem<br />

Kapitel steht e<strong>in</strong> Verzeichnis von<br />

Symbolen und Abkürzungen<br />

mit der Bedeutung voran, das<br />

dekadische Nummernschema<br />

von Bildern und Tabellen folgt<br />

<strong>in</strong>nerhalb der Kapitel dem der<br />

Abschniitte und Unterabschnitte,<br />

und jedes Kapitel schließt mit<br />

TABELLE<br />

e<strong>in</strong>em eigenen, mehrseitigen<br />

Literaturverzeichnis, <strong>in</strong> dem<br />

natürlich die Zeitschrift <strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> angemessen oft<br />

vorkommt. Das Thema Normen<br />

greift ganz selbstverständlich<br />

weit <strong>in</strong>ternational, ansonsten<br />

dient vielfach die Deutsche Bahn<br />

als beispielhaft, denn alles andere<br />

hätte den Rahmen gesprengt.<br />

Wohltuend werden im Kapitel 1<br />

Stromarten, Spannungen und<br />

Frequenzen als solche bezeichnet<br />

und noch nicht als „Systeme“.<br />

Be<br />

Gliederung „Fahrleitungen elektrischer <strong>Bahnen</strong>“, 3. Auflage 2014.<br />

Inhalt<br />

Abschnitt<br />

Seitenzahl<br />

Impressum 4<br />

Geleit- und Vorworte 8<br />

Inhaltsverzeichnis 24<br />

1 <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung 56<br />

2 Anforderungen und Vorgaben 56<br />

3 Fahrleitungsbauweisen und -arten 50<br />

4 Berechnungen für Fahrleitungen 104<br />

5 Strome und Spannungen im Fahrleitungsnetz 72<br />

6 Stromrückleitung und Erdung 98<br />

7 Thermische Bemessung 38<br />

8 Bee<strong>in</strong>flussung 26<br />

9 Fahrleitungsschutz und Fehlerortung 18<br />

10 Zusammenwirken von Stromabnehmer und Oberleitung 98<br />

11 Bauteile und Baugruppen 92<br />

12 Planung der Oberleitung 156<br />

13 Tragwerke 86<br />

14 Ausführungen für besondere Anwendungen 44<br />

15 Errichtung und Abnahme 42<br />

16 Ausgeführte Anlagen 72<br />

17 Betri<strong>eb</strong> und Instandhaltung 64<br />

Anhang: Normen 7<br />

Stichwortverzeichnis 21<br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

69


Nachrichten Medien<br />

U-Bahn-Gleisplan Berl<strong>in</strong> 2014<br />

Neuersche<strong>in</strong>ung 2014: Schematischer<br />

Gleisplan des gesamten<br />

U-Bahnnetzes von Berl<strong>in</strong> gemäß<br />

Stand Januar 2014 mit unglaublicher<br />

Fülle und Vielfalt an<br />

E<strong>in</strong>zelheiten und Informationen:<br />

Strecken und Bahnhöfe mit Weichenverb<strong>in</strong>dungen,<br />

Kehranlagen,<br />

<strong>in</strong>nerbetri<strong>eb</strong>lichen Verb<strong>in</strong>dungskurven,<br />

Betri<strong>eb</strong>shöfen und anderem;<br />

farbliche Unterscheidungen<br />

zum Beispiel für oberirdisch oder<br />

unterirdisch, Groß- oder Kle<strong>in</strong>profil,<br />

stillgelegte, früher e<strong>in</strong>mal<br />

geplant gewesene oder im Bau<br />

bef<strong>in</strong>dliche Gleise; viele farbig<br />

gekennzeichnete Detailangaben<br />

wie Namen, metergenaue<br />

Kilometrierungen, Eröffnungsdaten;<br />

Besonderheiten wie Luftschutzbunker<br />

und Flutschutztore;<br />

e<strong>in</strong>seitig bedruckt, 59,4 cm x<br />

84,1 cm (DIN A1), gefaltet auf<br />

DIN A4, mit Folder im Schutzumschlag;<br />

7,80 EUR; ISBN 978-3-<br />

892-18213-9.<br />

Versand <strong>in</strong> Deutschland ab<br />

10,00 EUR Warenwert frei, darunter<br />

2,00 EUR Versandkosten. Bestellungen:<br />

www.bahnbuchshop.de,<br />

<strong>in</strong>fo@gve-verlag.de, Fon:<br />

+ 49 (0)30 787055-11, Fax: -10.<br />

Nachrichten Berichtigungen und Nachträge<br />

zu „Neue elektrisch<br />

betri<strong>eb</strong>ene Strecken<br />

bei der DB“ <strong>in</strong> <strong>eb</strong><br />

12/2013 auf Seite 790<br />

Die Steigungen s<strong>in</strong>d auf beiden<br />

Rampen größer als 20 ‰.<br />

zu „Erste Offshore-Plattform für HGÜ ... <strong>in</strong><br />

<strong>eb</strong> 12/2013 auf Seite 793<br />

Der Bericht handelt nicht von der<br />

ersten derartigen Plattform <strong>in</strong> der<br />

Nordsee, sondern von der ersten<br />

der Firma Siemens, die davon<br />

vier <strong>in</strong> Auftrag hat. Die erste<br />

solche Großanlage wurde 2009<br />

von ABB <strong>in</strong>stalliert (<strong>eb</strong> 1-2/2014,<br />

Seite 16–18).<br />

Nachrichten Bl<strong>in</strong>dleistung<br />

Der ewige Traum<br />

„Den <strong>in</strong> W<strong>in</strong>dparks erzeugten Strom<br />

möglichst verlustfrei ... zu transportieren<br />

ist e<strong>in</strong>e der wesentlichen<br />

Herausforderungen ...“ (aus Pressemitteilung<br />

e<strong>in</strong>es HGÜ-<strong>Projekt</strong>es).<br />

Nicht zu rasch<br />

„... will ihre Fahrzeug-Instandhaltung<br />

langfristig so effizient<br />

wie möglich betreiben.“ (aus<br />

Mitarbeiterzeitung).<br />

Wird wohl<br />

nötig se<strong>in</strong><br />

„Anhang 1 zu Unterlage 1<br />

(Erläuterungsbericht) – Allgeme<strong>in</strong>verständliche<br />

Zusammenfassung<br />

der UVU nach § 6 UVPG<br />

und anderer Fachgutachten –“<br />

(Pflichtdokument bei Planfeststellungen).<br />

Faraday‘sche<br />

Bühnen<br />

„Ab Sonntag, dem 15.12.2013,<br />

00:00 Uhr, stehen die Arbeitsstände<br />

der Gleise 1 und 3 östlich<br />

der Werkstatt ...-... ... unter<br />

Spannung von 15.000 Volt.“ (aus<br />

Geschäftliche Mitteilungen e<strong>in</strong>es<br />

Bahnunternehmens).<br />

70 112 (2014) Heft 1-2


Bl<strong>in</strong>dleistung Nachrichten<br />

Neuordnung Europas<br />

PISA grüßt wieder<br />

BorW<strong>in</strong><br />

He Dreiht<br />

DolW<strong>in</strong><br />

Hohe<br />

See<br />

1<br />

Bard<br />

2<br />

Global<br />

Tech 1<br />

Veja<br />

Mate<br />

Sandbank<br />

24<br />

Nördlicher<br />

Grund<br />

SylW<strong>in</strong><br />

MEG 1 Borkum West<br />

2<br />

Borkum Riffgrund2<br />

1<br />

Borkum<br />

3<br />

Riffgrund 1<br />

Riffgrund<br />

2<br />

West II<br />

Nordsee 1<br />

Godew<strong>in</strong>d 2<br />

Niederlande<br />

Nordsee<br />

Testfeld<br />

2<br />

Meerw<strong>in</strong>d<br />

Dan Tysk<br />

Amrumbank<br />

West<br />

1<br />

UW Diele<br />

Butendiek<br />

UW Hagermarsch<br />

Nordsee<br />

Ost<br />

HelW<strong>in</strong><br />

UW Dörpen/West<br />

Deutschland<br />

Dänemark<br />

UW Büttel<br />

„... <strong>in</strong>sgesamt 16 bei Siemens bestellten<br />

neuen ICE-Züge ... . Vier<br />

der neuen ICE-Züge ... hat Siemens<br />

bereits ... ausgeliefert ... .<br />

Die restlichen acht Züge sollen<br />

im Frühjahr 2014 ausgeliefert<br />

werden ...“ (Aus Beitrag e<strong>in</strong>es<br />

Wirtschaftsredakteurs <strong>in</strong> Saarbrücker<br />

Zeitung vom 24.12.2013).<br />

„DB Fernverkehr modernisiert<br />

bis Ende 2014 mehr als 770<br />

Wagen ... Sie gehen nach und<br />

nach <strong>in</strong> die Reserve über. Zum 1.<br />

Januar 2014 kommen erneuerte<br />

Wagen ... <strong>in</strong> Hessen, Thür<strong>in</strong>gen<br />

und Sachsen zum E<strong>in</strong>satz.“<br />

(aus Mitarbeiterzeitung).<br />

(aus ppt-Präsentation e<strong>in</strong>es HGÜ-Erstellers).<br />

Kalt- und Heißrissbildung <strong>in</strong> geschweißten<br />

Verb<strong>in</strong>dungen und deren Vermeidung<br />

17.02.2014 Grundlagen – Prüftechniken –<br />

Berl<strong>in</strong><br />

Vermeidung<br />

Schw<strong>in</strong>gungsdiagnose Level 2<br />

18.-19.02.2014 Vertiefende Schw<strong>in</strong>gungs-<br />

Essen<br />

diagnose an Gleitlagern, Wälzlagern<br />

mit niedrigen Drehzahlen,<br />

Montagefehlern, Masch<strong>in</strong>en mit<br />

<strong>in</strong>tensiven Störgeräuschen<br />

Umfassendes Integriertes Management system (IMS)<br />

19.-21.02.2014 Qualität – Umwelt – Energie –<br />

Berl<strong>in</strong> Arbeitssicherheit nach ISO 9001<br />

+ ISO 14001 + DIN 50001 +<br />

OHSAS 18001 + BGVR - sparen<br />

Sie durch Synergien bei gleichartigen<br />

Prozessen!<br />

Die Kunst, die richtigen Entscheidungen zu treffen<br />

26.-27.02.2014 Persönliche Standortanalyse<br />

Berl<strong>in</strong><br />

und Selbst-Check<br />

Prüfstandstechnik <strong>in</strong> der Betri<strong>eb</strong>sfestigkeit<br />

13.-14.03.2014 Wie man Prüfstände entwirft<br />

München und betreibt<br />

Baubetri<strong>eb</strong>splanung, Betra und LA<br />

18.03.2014 Fahren und bauen im<br />

Berl<strong>in</strong><br />

Eisenbahnverkehr<br />

Haus der Technik am Alexanderplatz<br />

Karl-Li<strong>eb</strong>knecht-Str. 29, 10178 Berl<strong>in</strong><br />

Fon: +49 30 3949-3411, Fax: -3437<br />

E-Mail: h.cramer-jekosch@hdt-essen.de<br />

Internet: www.hdt-berl<strong>in</strong>.de<br />

Grundlagen des Eisenbahnrechts<br />

19.-20.02.2014 <strong>in</strong>klusive TEIV<br />

Berl<strong>in</strong><br />

112 (2014) Heft 1-2<br />

71


Impressum<br />

<strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

Gegründet 1903 von Prof. Wilhelm Kübler,<br />

Königlich Sächsische Technische Hochschule zu Dresden.<br />

Herausg<strong>eb</strong>er:<br />

Dipl.-Ing. Thomas Groh, Geschäftsführer, DB Energie GmbH, Frankfurt am Ma<strong>in</strong> (federführend)<br />

Dr.-Ing. Friedrich Kießl<strong>in</strong>g, Baiersdorf<br />

Prof. Dr.-Ing. Peter Mnich, Fachg<strong>eb</strong>iet Betri<strong>eb</strong>ssysteme elektrischer <strong>Bahnen</strong>, Technische Universität Berl<strong>in</strong><br />

Dr.-Ing. Steffen Röhlig, TÜV SÜD, Geschäftsfeld Rail, Dresden<br />

Prof. Dr.-Ing. Andreas Steimel, Forschungsgruppe elektrische Energietechnik und Leistungselektronik, Bochum<br />

Beirat:<br />

Dipl. El.-Ing. ETH Mart<strong>in</strong> A<strong>eb</strong>erhard, Leiter Systemdesign, SBB AG Infrastruktur Energie, Zollikofen (CH)<br />

Dipl.-Ing. Dirk Behrends, Eisenbahn-Bundesamt, Bonn<br />

Dipl.-Ing. Christian Courtois, Leiter des Geschäftsg<strong>eb</strong>ietes Traktionsenergie-Versorgungssysteme<br />

<strong>in</strong> der Direction de l‘<strong>in</strong>génière der SNCF, Paris (FR)<br />

Dr.-Ing. Thomas Dreßler, Experte für Energie, RailConCert, Wien (AT)<br />

Dr.-Ing. Gert Fregien, Bereichsleiter Betreuung Bahnbetreiber, Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge<br />

GmbH, München<br />

Dr. Andreas Fuchs, Pr<strong>in</strong>cipal Eng<strong>in</strong>eer, Siemens Rail Systems, Erlangen<br />

Dipl.-Ing. Axel Güldenpenn<strong>in</strong>g, Bad Homburg<br />

Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtschafts<strong>in</strong>g. Wolfgang Harprecht, Senior Consultant, Marburg an der Lahn<br />

Dipl.-Verwaltungsbetri<strong>eb</strong>swirt Alfred Hechenberger, Standortverantwortlicher München und Leiter<br />

Öffentlichkeitsarbeit, DB Systemtechnik, München<br />

Dr. Dieter Klumpp, Mannheim<br />

Dr. Werner Krötz, Abteilungsleiter Stromabnehmer und Oberleitungsanlagen, DB Netz AG, Frankfurt am Ma<strong>in</strong><br />

Dipl.-Ing Hans-Peter Lang, Vorsitzender der Geschäftsführung DB Systemtechnik, M<strong>in</strong>den<br />

Dipl.-Ing. Mart<strong>in</strong> Lemke, Leiter Planung und <strong>Projekt</strong>e, DB Energie GmbH, Köln<br />

Prof. Dr.-Ing. Adolf Müller-Hellmann, Geschäftsführer VDV-Förderkreis e.V., Köln<br />

Dr. Dipl.-Ing. Johann Pluy, Geschäftsbereichsleiter Energie, ÖBB-Infrastrukturtechnik AG, Wien (AT)<br />

Dr. Thorsten Schütte, Senior Scientist, Atk<strong>in</strong>s Sverige AB, Västerås (SE)<br />

Dipl.-Ing. Peter Schulze, Bauherrenfunktion Großprojekte, DB Netz AG, Berl<strong>in</strong><br />

Dipl.-Ing. Udo Stahlberg, Fachbereichsleiter Nahverkehrs-Schienenfahrzeuge, elektrische Energieanlagen<br />

und Standseilbahnen, Verband Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV), Köln<br />

Prof. Dr.-Ing. Arnd Stephan, Lehrstuhl für <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong>, Technische Universität Dresden<br />

Dipl.-Ing. (FH) Mike Walter, Leiter Kompetenzcenter Elektrotechnik,<br />

Balfour Beatty Rail GmbH, Offenbach am Ma<strong>in</strong><br />

Dipl. El.-Ing. ETH Urs Wili, Geschäftsleitung Furrer + Frey AG, Bern (CH)<br />

Chefredakteur:<br />

Dr.-Ing. Steffen Röhlig (verantwortlich), E-Mail: roehlig@di-verlag.de<br />

Redaktion:<br />

Dipl.-Ing. Andreas Albrecht, Dresden<br />

Dipl.-Ing. Uwe Behmann, St. Ingbert<br />

Dipl.-Ing. Mart<strong>in</strong> B<strong>in</strong>swanger, Mer<strong>in</strong>g<br />

Dipl.-Ing. Roland Granzer, Dresden<br />

Dr.-Ing. Friedrich Kießl<strong>in</strong>g, Baiersdorf<br />

Redaktionelle Mitarbeit:<br />

Dipl.-Ing. Walter Gunselmann, Siemens Railsystems, Erlangen<br />

Dipl.-Ing. Wolfgang Kropp, Balfour Beatty Rail GmbH, Offenbach am Ma<strong>in</strong><br />

Redaktionsbüro:<br />

Ursula Grosch, Fon: +49 89 3105499<br />

E-Mail: grosch@di-verlag.de<br />

Verlag:<br />

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH, Arnulfstraße 124,<br />

80636 München, Deutschland, Fon: +49 89 203 53 66-0, Fax: -99,<br />

Internet: http://www.di-verlag.de<br />

Geschäftsführer:<br />

Carsten Augsburger, Jürgen Franke<br />

Verlagsleitung/Spartenleitung/Mediaberatung:<br />

Kirst<strong>in</strong> Sommer, Fon: +49 89 203 53 66-36, Fax: -99,<br />

E-Mail: sommer@di-verlag.de<br />

Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 60.<br />

Mediaberatung:<br />

Angelika We<strong>in</strong>garten, Fon: +49 89 203 53 66-13, Fax: -99,<br />

E-Mail: we<strong>in</strong>garten@di-verlag.de<br />

Abonnement/E<strong>in</strong>zelheftbestellungen:<br />

DataM-Services GmbH, Marcus Zepmeisel, Franz-Horn-Str. 2, 97082 Würzburg, Deutschland,<br />

Fon: +49 931 4170-459, Fax: +49 931 4170-494,<br />

E-Mail: leserservice@di-verlag.de<br />

Bezugsbed<strong>in</strong>gungen:<br />

„<strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong>“ ersche<strong>in</strong>t 10 x jährlich (davon 2 Doppelhefte).<br />

Jahres<strong>in</strong>haltsverzeichnis im Dezemberheft<br />

Jahresabonnement Pr<strong>in</strong>t (AboBasic) 315,00 € (<strong>in</strong>kl. MwSt.)<br />

Porto Inland 30,00 € (<strong>in</strong>kl. MwSt.) / Porto Ausland 35,00 €<br />

E<strong>in</strong>zelheft 37,00 € (<strong>in</strong>kl. MwSt.), Porto (Deutschland 3,00 € / Ausland 3,50 €)<br />

E<strong>in</strong>zelausgabe als ePaper 37,00 €<br />

Weitere Abo-Varianten wie AboPlus und AboPremium auf Anfrage.<br />

Die Preise enthalten bei Lieferung <strong>in</strong> EU-Staaten die Mehrwertsteuer, für das übrige Ausland s<strong>in</strong>d sie Nettopreise.<br />

Studentenpreis: 50 % Ermäßigung gegen Nachweis.<br />

Bestellungen über jede Buchhandlung oder direkt an den Verlag.<br />

Abonnements-Kündigungen 8 Wochen zum Ende des Kalenderjahres.<br />

Mikrofilmausgaben ab Jahrgang 44 (1973), s<strong>in</strong>d durch University Mikrofilms Ltd., St. John‘s Road Tylers<br />

Green High Wycombe, Buck<strong>in</strong>ghamshire, England, HP 108 HR, zu beziehen.<br />

Diese Zeitschrift und alle <strong>in</strong> ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen s<strong>in</strong>d urh<strong>eb</strong>errechtlich geschützt.<br />

Mit Ausnahme der gesetzlich zugelassenen Fälle ist e<strong>in</strong>e Verwertung ohne E<strong>in</strong>willigung des Verlages strafbar.<br />

ISSN 0013-5437<br />

Gedruckt auf chlor- und säurefreiem Papier<br />

72


Term<strong>in</strong>e<br />

Messen, Tagungen, Fachausstellungen<br />

AEE-Fachtagung „<strong>Elektrische</strong> Energieanlagen von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen“<br />

06.-07.02.2014 Verband Deutscher Verkehrsunternehmen e.V.<br />

Dresden (DE) Fon: +49 221 57979-0,<br />

E-Mail: <strong>in</strong>fo@vdv.de,<br />

Internet: www.vdv.de<br />

16. Jahrestagung Eisenbahn-Sachverständigen mit<br />

Präsentationsausstellung<br />

12.-13.02.2014 DVV Media Group GmbH<br />

Fulda (DE) c/o punktgenau GmbH<br />

Fon: +49 40 23714-470, Fax: -471,<br />

E-Mail: eurailpress-events@dvvmedia.de,<br />

Internet: www.eurailpress.de<br />

IT-Trans<br />

18.-20.02.2014 Karlsruher Messe- und Kongress-GmbH<br />

Karlsruhe (DE) Fon: 49 721 3720-2240, Fax -5394,<br />

E-Mail: elisabeth.grusemann@kmkg.de,<br />

Internet: www.it-trans.org<br />

Smart Rail<br />

24.-26.02.2014 Global TF<br />

Amsterdam (NL) Fon: +44 20 7045 0900<br />

E-Mail: alex.williamson@<br />

globaltransportforum.com,<br />

Internet: http://globaltransportforum.com/<br />

13. Internationaler Rad-Schiene-Kongress mit Ausstellung<br />

26.-28.02.2014 TU Dresden<br />

Dresden (DE) Fon: +49 351 462-2733, Fax: -2199,<br />

E-Mail: rad@mw.htw-dresden.de,<br />

Internet: www.rad-schiene.de<br />

Europäisches Eisenbahnrecht<br />

04.03.2014 Technische Akademie Wuppertal<br />

Berl<strong>in</strong> (DE) Fon:+49 202 7495-251, Fax: -228,<br />

E-Mail: jens.nordmann@taw.de,<br />

Internet: www.taw.de/eisenbahnwesen<br />

Eurasia Rail 2014<br />

06.-08.03.2014 Turkel Fair Organization Inc.<br />

Istanbul (TR) Fon: +90 212 28-42300, Fax: -30076,<br />

E-Mail: contact@eurasiarail,<br />

Internet: www.eurasiarail.eu/<br />

UEEIV – Konferenz 2013 –Term<strong>in</strong>verschi<strong>eb</strong>ung<br />

07.03.2014 UEEIV<br />

Wien (AT) Fon: +43 316-8736216, Fax: -816896,<br />

E-Mail: sekretariat@ueeiv.eu,<br />

Internet: www.ueeiv.eu<br />

Schnittstellen <strong>in</strong> der Planung von Schienenverkehrsanlagen<br />

10.03.-02.04.2014 Adademie der Hochschule Biberach<br />

Biberach (DE) Fon: +49 7351 582-551, Fax: -559,<br />

E-Mail: kontakt@akademie.biberach.de,<br />

Internet: www.akademie-biberach.de<br />

RAILWAY FORUM 2014 Berl<strong>in</strong> – die Globalisierung<br />

der Bahn<strong>in</strong>dustrie<br />

17.-18.03.2014 IPM GmbH & Deutsche Bahn AG<br />

Berl<strong>in</strong> (DE) E-Mail: mail@ipm-scm.com,<br />

Internet: www. ipm-scm.com<br />

Metro Rail 2014<br />

01.-02.04.2014 Terrap<strong>in</strong>n<br />

London (UK) Fon: +44 20 70921000,<br />

Fax: +44 20 72421508,<br />

E-Mail: enquiry.uk@terrap<strong>in</strong>n.com,<br />

Internet: www.terrap<strong>in</strong>n.com/conference/<br />

11. UIC/ERTMS-Konferenz „Optimierung von Investitionen<br />

bei den Eisenbahnen weltweit“<br />

01.-03.04.2014 UIC<br />

Istanbul (TR) E-Mail: kersten@uic.org,<br />

Internet: www.uic.org<br />

EXPO Ferroviaria 2014<br />

01.-03.04.2014 Mack Brooks Exhibitions Ltd<br />

Tur<strong>in</strong> (IT) Fon: +39 011 38198-39, Fax: -38,<br />

E-Mail: expoferroviaria@mackbrooks.com,<br />

Internet: www.expoferroviaria.com<br />

InnoTrans 2014<br />

23.-26.09.2014 Messe Berl<strong>in</strong> GmbH<br />

Berl<strong>in</strong> (DE) Fon: +49 30 3038-2376, Fax: -2190,<br />

E-Mail: <strong>in</strong>notrans@messe-berl<strong>in</strong>.com,<br />

Internet: www.<strong>in</strong>notrans.com


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9161, 97091 Würzburg.<br />

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