eb - Elektrische Bahnen Hochgeschwindigkeitsverkehr als Nationalsystem in Russland (Vorschau)

B 2580
6/2012
Elektrische
Bahnen
Juni
Elektrotechnik
im Verkehrswesen
Standpunkt
Mobilität im Dickicht der Städte
Fokus
Interview
Oliver Völlinger, Vossloh Kiepe
Thema
Hochgeschwindigkeitsverkehr als
Nationalsystem in Russland
Weltkongress und Fachmesse für
Hochgeschwindigkeitszüge in den USA
Report
Desiro RUS
Fachtagung Elektrische Energieanlagen
von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen
Fahrzeugtechnik
Robuste drehgeberlose Regelung von
Asynchronmaschinen im Bahneinsatz
Normen
Trends in der Normung für Bahnelektrifizierungen
Oberleitung
Zulässige Fahrdrahtseitenlage für interoperable Strecken
Europäische Harmonisierung – Auswirkungen
auf Fahrleitungen der Deutschen Bahn
Betrieb
Fahrzeugkonzeption und Gleisverschleiß –
ÖBB-Triebfahrzeugfaktor

Mit vielen, bisher
unveröffentlichten
Bildern
Wechselstrom- Zugbetrieb
in Deutschland
Band 3: Die Deutsche Reichsbahn
Teil 1 – 1947 bis 1960
Eine einzigartige, chronologische Beschreibung der Entwicklung
der Triebfahrzeuge, Bahnstromversorgungs- und Fahrleitungsanlagen
sowie des Werkstättenwesens dieser Zeit.
Bereits 1947 beschäftigte sich die Deutsche Reichsbahn mit dem
Gedanken zur Wiederelektrifi zierung des im Jahr zuvor demontierten
elektrischen Streckennetzes. 1950 folgten dann konkrete Schritte, die
nach Verhandlungen mit der UdSSR in einem Staatsvertrag endeten.
Einen sofortigen Wiederaufbau des Demontagegutes verhinderten der
Zustand von Lokomotiven und Anlagen sowie DDR-interne Streitereien
ü ber das anzuwendende Bahnstromsystem. Trotzdem gelang es 1955
den elektrischen Zugbetrieb wieder aufzunehmen.
In diesem Band werden die nach Kriegsende bei der AEG und
den SSW verbliebenen Reparaturloks, Arbeiten der AEG fü r die
Besatzungsmacht, die Vertragsverhandlungen mit der UdSSR
und der Aufbau des Kraftwerkes, der Unterwerke, Fern- und
Fahrleitungsanlagen beschrieben.
Dieses Werk veranschaulicht ein Stü ck Zeitgeschichte und
beschreibt die Zusammenhänge zwischen den technischen,
wirtschaftlichen sowie den gesellschaftlichen und politischen
Entwicklungen dieser Epoche.
P. Glanert / Th. Scherrans / Th. Borbe / R. Lü deritz
1. Aufl age 2012, ca. 300 Seiten mit CD-ROM, Hardcover
CD-ROM
mit ausfü hrlichem
Zusatzmaterial
Oldenbourg-Industrieverlag GmbH
www.eb-info.eu
Vorteilsanforderung per Fax: +49 (0) 201 / 820 02 - 34 oder im Fensterumschlag einsenden
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___ Ex. Wechselstrom-Zugbetrieb in Deutschland – Band 3 (Teil 1)
1. Aufl age 2012, ISBN: 978-3-8356-3219-6
Normalpreis: € 49,90 (zzgl. Versand)
Sonderpreis fü r eb-Abonnenten: € 44,90 (zzgl. Versand)
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Standpunkt
Mobilität im Dickicht der Städte
S
tadtbahn, Straßenbahn und Bus sind die
richtungsweisenden Träger für die heutige
und insbesondere zukünftige Mobilität in
urbanen Ballungsräumen. Die Verkehrsbetriebe
vereint hierbei ein gemeinsames ambitioniertes Ziel:
bis zum Jahr 2025 den Anteil von Bussen und Bahnen
am öffentliche Personennahverkehr (ÖPNV) zu verdoppeln.
Für die Bahntechnikhersteller bedeutet das,
durch zahlreich neue Fahrzeuge ihre hohe Innovationsfähigkeit
unter Beweis zu stellen, zum Beispiel bei
neuen Generationen von Straßenbahnen und Metros.
Jeden Tag nutzen 28 Millionen Fahrgäste Busse
und Bahnen. Ohne den Nahverkehr stünde Deutschland
still. Denn ohne Busse und Bahnen müsste das
Land über 18 Millionen Autofahrten am Tag mehr
verkraften. Durch die Leistung des Öffentlichen Verkehrs
in Deutschland werden jedes Jahr 15 Millionen
Tonnen Kohlendioxid eingespart. Auch wirtschaftlich
ist die Branche ein wichtiger Faktor: Rund 12 Milliarden
Euro werden von den ÖPNV-Unternehmen
jedes Jahr für Investitionen und Vorleistungen ausgegeben.
90 Prozent davon fließen in die deutsche
Wirtschaft. Insbesondere der regionale Mittelstand
profitiert maßgeblich vom Nahverkehr.
Jedoch die Kehrseite der Medaille lautet: Leere
Kassen und die Neuverteilung von Aufgaben zwischen
Bund und Ländern haben zu entscheidenden
Veränderungen bei den politischen Rahmenbedingungen
für den Nahverkehr geführt.
Die Finanzierung des ÖPNV inklusive SPNV
(Schienenpersonennahverkehr) steht daher vor großen
Herausforderungen: Einerseits sind und bleiben
die Haushalte von Bund, Ländern und Kommunen
angespannt. Andererseits benötigt ein guter Nahverkehr
auch künftig eine planbare Mitfinanzierung
aus öffentlichen Kassen. Dies gilt sowohl für die
langfristigen Investitionen in die Infrastruktur als
auch für den Betrieb.
In meiner neuen Funktion als VDB-Präsident
werde ich mich deshalb dafür einsetzen, dass die
Finanzierung des Nahverkehrs nicht
gefährdet wird. Wir brauchen einen
gesamtgesellschaftlichen Dialog und
Konsens, um den kommunalen Nahverkehr
auszubauen. Dazu gehört nun
einmal auch die Bereitstellung der dafür
notwendigen finanziellen Mittel. Die ab
2014 entfallende investive Zweckbindung
der Entflechtungsmittel (EX-GV-
FG) für Verkehrsinvestitionen ist daher
kontraproduktiv. Bei den öffentlichen
Diskussionen um zu geringe Finanzmittel
wird leider viel zu häufig übersehen,
dass gemäß einer Studie des Verbandes
Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV)
im städtischen ÖPNV ein Investitionsstau
deutlich über zwei Milliarden Euro aufgelaufen
ist. Hier ist ein Sofortprogramm von Bund und
Ländern, das hier Abhilfe schafft, längst überfällig.
Der SPNV in Deutschland ist bekanntermaßen
eine Erfolgsstory. Deswegen muss sichergestellt
sein, dass die Regionalisierungsmittel des Bundes
über 2014 hinaus erhalten bleiben und mit jährlich
2,5 Prozent dynamisiert werden. So könnten die
in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegenen
Kosten des Eisenbahnbetriebs zumindest teilweise
kompensiert werden.
Ihr
Michael Clausecker
Präsident des VDB e. V.
(Verein der Bahnindustrie in Deutschland)
110 (2012) Heft 6
233

Inhalt
6 / 2012
Elektrische
Bahnen
Elektrotechnik
im Verkehrswesen
Standpunkt
Michael Clausecker
233 Mobilität im Dickicht der Städte
Fokus
Interview
Oliver Völlinger
236 Die Herausforderungen liegen in der
Steuerungstechnik
Thema
B. Rockstroh
240 Hochgeschwindigkeitsverkehr als
Nationalsystem in Russland
A. Düweke
242 Weltkongress und Fachmesse für
Hochgeschwindigkeitszüge in den USA
Report
R. Granzer
244 Desiro RUS
Titelbild
Speedy train travelling
© Petar Paunchev
E. Schlechter
246 Fachtagung Elektrische Energieanlagen
von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen

Inhalt
Hauptbeiträge
Fahrzeugtechnik
Ch. Foerth, M. Weidauer
252 Robuste drehgeberlose Regelung von
Asynchronmaschinen im Bahneinsatz
Robust asynchronous machine control without
rotary transducers in railway operations
Une régulation robuste sans capteur de vitesse
pour les machines asynchrones utilisées dans les
chemins de fer
Normen
Betrieb
St. Marschnig
288 Fahrzeugkonzeption und Gleisverschleiß –
ÖBB-Triebfahrzeugfaktor
Vehicle concept and rail wear – ÖBB traction
vehicle factor
Conception des véhicules et usure des voies – le
facteur d’usure par engin moteur sur le réseau ÖBB
Nachrichten
294 Bahnen
297 Unternehmen
298 Energie und Umwelt
298 Personen
300 Impressum
E. Schneider, M. Schwarz
264 Trends in der Normung für
Bahnelektrifizierungen
Trends in standardisation for railway electrification
Tendances dans la normalisation pour l’électrification
des voies ferrées
U 3 Termine
Oberleitung
R. Puschmann
270 Zulässige Fahrdrahtseitenlage für
interoperable Strecken
Permissible lateral deviation of the contact wire
on interoperable railway lines
Position latérale admissible de la caténaire pour
les lignes interopérables
Th. Nickel
280 Europäische Harmonisierung – Auswirkungen
auf Fahrleitungen der Deutschen Bahn
European standardization – effects on DB’s
contact lines
Harmonisation européenne – effets sur les lignes
de contact de la DB

Fokus Interview
Oliver Völlinger
Die Herausforderungen liegen
in der Steuerungstechnik
Der öffentliche Nahverkehr liegt weiter im Trend, und fast überall auf der
Welt sind neue, energieeffiziente Busse und Bahnen gefragt. Welche
Antriebskonzepte werden für diese Fahrzeuge gefordert? Welche Innovationstreiber
können die weitere Entwicklung beeinflussen? Und welche technischen
Neuerungen sind in den nächsten Jahren zu erwarten? Eberhard
Buhl im Gespräch mit Oliver Völlinger, Geschäftsführer Technik bei
Vossloh Kiepe in Düsseldorf.
eb: Ihr Unternehmen ist der Elektrotechnik seit
jeher verbunden, wenngleich nicht von Anfang
an dem Verkehr. Wie kam das?
Oliver Völlinger: Das Familienunternehmen Kiepe
wurde 1906 gegründet und war ursprünglich mit der
Reparatur von Bogenlampen befasst, später in den
1920er Jahren kamen Schalter und Kontrollgeräte
für den Nahverkehr hinzu. Beim Neustart Anfang
der Fünfziger war ein Auftrag über die elektrische
Ausrüstung von 800 Trolleybussen für Buenos Aires
entscheidend. Das war der Beginn der großvolumigen
Entwicklung, Produktion und Vermarktung von Traktionsausrüstungen
für elektrische Fahrzeuge. Heute
beschäftigen wir fast 750 Mitarbeiter im eigenen Haus
und unseren Tochtergesellschaften in Deutschland,
Österreich, der Schweiz, Italien, USA und Kanada.
Die Entwicklung von Trolleybus-Antrieben war
damit Keimzelle des heutigen, viel breiter aufgestellten
Portfolios?
Unsere Kompetenzen im Schienenfahrzeugbereich
liegen heute bei Traktionsausrüstungen, Fahrzeugausrüstungen
und Kleingeräten für den Bereich Light
Rail, also Straßenbahnen und Tram-Train-Fahrzeuge.
Unsere verstärkten Aktivitäten in der Vollbahntechnik
laufen seit 2009 bei Vossloh Kiepe Main Line Technology
in Düsseldorf als neuer Tochtergesellschaft, die
unter anderem Umrichter und Stromversorgungen
im Programm hat. Klimaanlagen für Bahnanwendungen
stellen wir in unserem österreichischen Standort
in Wien her. Und natürlich haben wir traditionell die
Bussparte mit Trolleybussen – hier sind wir in der
westlichen Welt sicher Marktführer – sowie mit Hybrid-
und Elektrobussen.
Sind Sie dabei mit bestimmten Herstellern verbunden?
Grundsätzlich sind wir als Elektroanbieter frei in der
Zusammenarbeit mit Partnern; das kann durchaus
auch ein Unternehmen sein, das auf einem anderem
Gebiet unser Mitbewerber ist. In der Bussparte beispielsweise
arbeiten wir mit Hess, Solaris, van Hool,
VDL Bus & Coach und anderen zusammen.
Liegt der Schwerpunkt eher auf der Straße oder
auf der Schiene?
Insgesamt erzielen wir zwei Drittel bis drei Viertel unseres
Umsatzes mit der Schiene, einschließlich dem
Geschäft mit Komponenten, Kleingeräten und Modernisierungen,
die ja ein wichtiges Wachstumsfeld
sind. Etwa ein Viertel des Umsatzes entfällt derzeit
auf den Busbereich. Weil wir aber Projektgeschäfte
machen und zum Beispiel vor vier Jahren allein für
Vancouver 200 Trolleybusse ausgerüstet haben, verschiebt
sich die Gewichtung von Jahr zu Jahr etwas.
Heißt das, dass Trolleybusse heute im Durchschnitt
eine geringere Rolle spielen?
Ein klares Jein. In Westeuropa sind Trolleybusse heute
meist aus dem Stadtbild verschwunden. Ganz
anders sieht die Welt in Osteuropa oder Russland
aus. Hier wollen wir natürlich expandieren. Und
auch in Lateinamerika fragt man derzeit sehr stark
große Busprojekte an. Generell freuen wir uns über
sehr gute Nachfrage sowohl im Schienenbereich
als auch im Busbereich, allerdings müssen wir bei
Trolleybussen aufgrund der beschriebenen Verbreitungsschwerpunkte
notwendigerweise ins Ausland
gehen.
236 110 (2012) Heft 6

Interview Fokus
Wobei man annehmen könnte, dass vor dem Hintergrund
wachsender Anforderungen an Energieeffizienz,
neuer Hybridantriebe und so weiter
Ihre Produkte zunehmend verkehrsträgerübergreifend
einsetzbar sind.
Unser Tätigkeitsschwerpunkt lässt sich in der Tat
mit Energiemanagement für elektrische Fahrzeuge beschreiben
– das zieht sich wie ein roter Faden durch
die Produktpalette. Eben weil Anforderungen wie
Energieeffizienz klar im Vordergrund stehen. Eine
Gesamtsystembetrachtung zeigt, dass man hier und
da immer wieder Möglichkeiten findet, den Wirkungsgrad
um ein paar Zehntel zu verbessern, was
aber für unsere langlebigen Produkte unter dem
Strich eine Menge Einsparung bedeuten kann.
Gibt es dazu aktuelle Projektbeispiele?
Zum Beispiel haben wir in Rostock Straßenbahnen
mit leistungsstarken Doppelschichtkondensatoren
ausgerüstet, um dort gespeicherte Energie beim
Anfahren nutzen zu können und die Verbrauchsspitzen
zu kappen. Damit können die neuen Fahrzeuge
mit Klimatisierung und höherer Fahrgastkapazität
im bestehenden Fahrleitungsnetz betrieben werden
ohne zusätzliche Investitionen zur Netz-Leistungsanpassung.
Gleichzeitig wird der Energieverbrauch
der Fahrzeuge reduziert, da weniger Bremsenergie in
Bremswiderständen umgesetzt werden muss. Ähnliches
machen wir für Hybridbusse. Auch die Batterietechnik
entwickelt sich geradezu rasant weiter,
und wir gehen davon aus, dass wir in Kürze statt der
Kondensatoren auch Batterien einsetzen werden, die
sehr schnell sehr viel Energie aufnehmen und abgeben
können.
Das berührt dann auch das oberleitungsfreie
Fahren?
Genau. Oberleitungsfreies Fahren ist gefordert in Innenstädten
und auf anderen nichtelektrifizierten Streckenabschnitten,
sowohl beim Bus als auch bei der
Straßenbahn. Wir bereiten uns darauf vor, diese Ausrüstungen
künftig stärker anzubieten. Beim Bus funktioniert
das schon, bei der Bahn haben wir vor allem bei
der Batterietechnik noch einige Arbeit vor uns, damit
das in der Praxis tatsächlich mehrere Kilometer weit
funktioniert. Ein wichtiger Punkt ist auch das Tram-
Train-Konzept, bei dem Bahnen sowohl Regionalverkehr
als auch reinen Stadtverkehr übernehmen. Für
Pendler ist das eine sehr attraktive Möglichkeit, ohne
Umsteigen in die Innenstädte zu kommen.
Da geht es auch um Mehrsystem- und Zweikraftsysteme?
So ist es. Zweikraftsysteme kommen ja immer dann
ins Spiel, wenn Strecken in Außenbezirke nicht elektrifiziert
sind. Da ist für uns im Augenblick der dieselelektrische
Antrieb die Alternative zum rein elektrischen
Antrieb. Das bieten wir projektspezifisch an.
110 (2012) Heft 6
Sie greifen also einfach in Ihren Modulbaukasten
und stellen die Komponenten nach den Anforderungen
zusammen?
Das kann man ruhig so sagen, glücklicherweise gibt es
ja einige Komponenten, die variabel einsetzbar sind.
Allerdings gilt das wesentlich für Light-Rail-Systeme,
bei der Vollbahn ist das wegen der benötigten hohen
Leistung nicht immer sinnvoll. Im Lokomotivbereich
sind wir auf den dieselelektrischen Antrieb fokussiert,
wobei wir auch mit unseren Kollegen vom Vossloh-
Lokomotivwerk in Kiel zusammenarbeiten. Die eigenen
Vollbahn-Aktivitäten sind ja erst rund drei Jahre
alt, wir sehen hier aber sehr gute Chancen für uns ...
... unterstützt auch durch eine positive Marktentwicklung?
Wir gehen davon aus, dass der Markt für Schienenfahrzeuge
insgesamt wächst. Der Trend zur Urbanisierung
beispielsweise hält an, und mit den steigenden Energiepreisen
wird die Schiene zunehmend attraktiver.
Und wo sehen Sie die Innovations treiber
der nächsten Jahre?
Energieeffizienz wird immer ein Thema sein
und damit auch Treiber für Innovation, das
ist klar. Da spielen hybride Antriebe eine Rolle,
Batterietechnik und auch die Ladetechnik
dafür, generell also das Energiemanagement.
Gleiches sehe ich im Bereich Sicherheit bei der
Leittechnik, bei automatischen Systemen für
Fahrerassistenz und Fahrstrategie. Wir haben
beispielsweise bei unseren Hybridbussen eine GPSgestützte
Fahrstrategie-Optimierung. Die zielt darauf
ab, dass der Energiespeicher abhängig von einer
kommenden Steigung oder einem Gefälle ausreichend
voll oder leer ist, um seine Kapazität optimal
auszunutzen und die Energieersparnis zu maximieren.
Wenn ein Bus immer dieselbe Strecke fährt, ist das
recht gut umsetzbar. Das verstehe ich generell unter
intelligentem Energiemanagement. Die Herausforderungen
liegen da also eher in der Steuerungstechnik.
Sie haben die Batterietechnik schon angesprochen.
Wohin geht da die Entwicklung in Ihrem Haus?
Elektrochemie ist ja nicht unsere Kernkompetenz,
auch in der Fertigungstechnologie sind uns andere
voraus. Es gibt aber in Europa einige Produzenten von
Li-Ion-Zellen, mit denen wir Kontakt haben. Auch das
Packaging, also das Konfektionieren, haben wir bisher
von Lieferanten durchführen lassen, überlegen uns
aber, ob wir das künftig besser selbst machen. Denn
wir müssen die Batteriepacks ohnehin individuell für
jedes Fahrzeug konfektionieren und im Fahrzeug
unterbringen. Durch unsere Kernkompetenz beim
Energiemanagement verstehen wir auch die Batterie
gut genug, um sie optimal steuern zu können. Das
heißt: Ein Batteriemanagement-System, das den Ladezustand
der einzelnen Zellen abfragt und optimiert,
Der Elektrobus
wird sicher
kommen
237

Fokus Interview
können wir auch selbst leisten. Da wird wohl auch die
Reise hingehen, wenn wir das für uns optimale Batteriesystem
gefunden haben.
Es gibt auf dem Markt ja unterschiedliche Materialsysteme
...
Vielversprechend ist sicher Lithium-Eisen-Phosphat,
das heute schon im Volumen eingesetzt wird. Lithium-Titanat
ist dagegen neu und scheint im Hinblick
auf eine schnelle Ladung und Entladung sehr interessant
zu sein. Aber diese Dinge sind noch in der
Entwicklung. Jedenfalls wird Batteriemanagement
künftig zu unseren Kompetenzen gehören, und auch
das Konfektionieren werden wir mittel- bis langfristig
wohl selbst übernehmen. Auch die Kombination mit
Doppelschichtkondensatoren ist grundsätzlich sicher
sinnvoll. Wahrscheinlich wird das ideale Fahrzeug
künftig einen Leistungsteil haben, um die schnellen
Spitzen zu puffern, und einen Energieteil, um kontinuierlich
Leistung zur Verfügung zu stellen.
Neben der Ausrüstung neuer Fahrzeuge scheint
zunehmend das Geschäft mit Umbau und Modernisierung
eine Rolle zu spielen, auch im Hinblick
auf Energieeffizienz. Wächst dieser Anteil in Ihrem
Unternehmen?
In Zeiten knapper Kassen ist Modernisierung ja
immer dann interessant, wenn die Mechanik, Drehgestelle
und Wagenkästen grundsätzlich in Ordnung
sind. Dann rechnet es sich durchaus, die gesamte
elektrische Ausrüstung zu erneuern, denn diese
Fahrzeuge bekommen durch die elektrische Vollmodernisierung
nochmal 20 Jahre Lebenszeit oder
mehr. Zusätzlich kann man durch den Ersatz einer
veralteten Gleichstrom-Antriebstechnik mit moderner
Stromrichtertechnik auch erhebliche Energieeinsparungen
erzielen. Wir haben da sehr interessante
Projekte, auch im großen Umfang. Darüber hinaus
wurden energieoptimierte Einheiten wurden bisher
noch nicht bei uns angefragt, ich gehe aber davon
aus, dass das kommt. Ob das für den Betreiber überhaupt
sinnvoll ist, hängt ja immer auch von Netzinfrastruktur
und Netzqualität ab.
Ist Modernisierung auch in anderen Ländern ein
Thema?
Unterschiedlich. In Osteuropa ist der Fahrzeugbestand
oft schon sehr alt, deshalb sind eher Neufahrzeuge
gefragt. Das Thema Modernisierung betrifft dort
meist Gebrauchtfahrzeuge von uns, allerdings nicht
wegen der Energieeffizienz, sondern wegen höherer
Transportkapazität und Zuverlässigkeit. In Westeuropa
sind modern ausgestattete und energieeffiziente Neufahrzeuge
gefragt. Angefragt wird zunehmend auch
das Tram-Train-Konzept in verschiedenen Antriebsvarianten.
Hier in Deutschland zum Beispiel steigt die
Nachfrage im ÖPNV und die Betreiber denken über
eine Erweiterung der bestehenden Netze nach.
Auch das Thema Obsoleszenz wird zunehmend
wichtiger?
So ist es. Im Bereich der Mikroelektronik haben wir
zwei Möglichkeiten: Entweder versorgen wir die
Kunden über Lagerhaltung noch eine Zeitlang mit
Originalteilen, oder wir bilden mit neuer, intelligenter
und effizienter Elektronik die Funktionalität
nach und umgehen das Obsoleszenzproblem. Dazu
entwickeln wir ein entsprechendes Design mit einheitlichen
Schnittstellen.
Um bei der Vorausschau zu bleiben: Welche
technischen Entwicklungen speziell für den Nahverkehr
erwarten Sie in den kommenden Jahren?
Was sicher kommen wird, ist der Elektrobus. Es wird
einen fließenden Übergang geben vom Trolleybus,
der mit eingebauter Batterie fünf oder mehr Kilometer
Fahrstrecke ohne Oberleitung zurücklegen
kann, hin zum ausschließlich batteriebetrieben Bus.
Wir haben schon reine Batteriebusse mit einer
Reichweite von 150 Kilometern gebaut, und für
manche Anwendung mit kompakten Stadtbussen
genügt diese Reichweite bereits. Jetzt muss uns das
noch für den 18-Meter-Bus gelingen, und technisch
ist das sicher machbar. Auch oberleitungsfreies
Fahren auf der Schiene wird ein Thema sein, gerade
bei Tram-Train-Systemen. Da wird man mittelfristig
ebenfalls auf Batterien als Zwischenspeicher kommen.
Eines Tages werden wir dann die heutigen
Kondensatorspeicher durch Batteriespeicher ersetzen
können. Ich gehe davon aus, dass dieses Ziel
schon relativ schnell greifbar ist und in den nächsten
paar Jahren kommt.
Was bedeutet das für Ihr Unternehmen?
Als Lieferant kompletter Antriebsstränge vom Stromabnehmer
bis zum Rad wollen wir individuelle elektrische
Ausrüstungen für unterschiedliche Anbieter
bauen. Das heißt, wir stellen unser Systemkonzept
so flexibel auf, dass wir mit sehr verschiedenen
Partnern kooperieren können – das ist auch künftig
wesentlicher Bestandteil unseres Geschäftsmodells.
Herr Völlinger, herzlichen Dank für das Gespräch.
ZUR PERSON
Oliver Völlinger (46) studierte Physik an der Universität in
Karlsruhe und schloss mit einer Diplomarbeit am Daimler-Benz-Forschungsinstitut
in Ulm ab. Zwischen 1993
und 2003 bekleidete er verschiedene Managementpositionen
in der Mikroelektronikindustrie, zuletzt als Director
Manufacturing bei Multek/Flextronics. Über weitere
Stationen als Projektleiter bei Management Engineers,
Leiter einer globalen Business-Unit für Messtechnik bei
Ruhr-Gas-Industries und Sprecher der Geschäftsführung
bei Wieland Dental+Technik kam er im Juni 2011 als
Geschäftsführer Technik zu Vossloh Kiepe.
238 110 (2012) Heft 6

Komplettangebot
zum
Vorteilspreis
2 Fachmagazine eb – Elektrische Bahnen
+ Buch Wechselstrom-Zugbetrieb in Deutschland
Band 2: Elektrisch in die schlesischen Berge
Zug um Zug
Know-how gewinnen
Eine einzigartige, chronologische Beschreibung der
Entwicklung von Triebfahrzeugen, Bahnstromversorgungs-
und Fahrleitungsanlagen sowie des Werkstättenwesens
dieser Zeit.
Bereits mit der Aufnahme des elektrischen Zugbetriebs
war klar, dass die Technik mit Einphasen-Wechselstrom
ihre Tauglichkeit auch unter schwierigen topografi -
schen Bedingungen unter Beweis stellen sollte. Die im
Riesengebirgsvorland verlaufende Teststrecke Lauban
– Königs zelt wies alle Eigenschaften einer Gebirgsbahn
auf. Nachdem die Mittel zur Elektrisierung dieser Bahnstrecke
genehmigt waren, begann eine stürmische Entwicklung,
die durch den Ersten Weltkrieg unterbrochen
wurde. In den zwanziger Jahren wurde das Engagement
fortgesetzt, das letztlich zum Erfolg der elektrischen
Traktion in Deutschland beigetragen hat.
P. Glanert / T. Scherrans / T. Borbe / R. Lüderitz
1. Aufl age 2011, 300 Seiten mit CD-ROM, Hardcover
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Fokus Thema
Hochgeschwindigkeitsverkehr als
Nationalsystem in Russland
Einmal mehr löst ein bevorstehendes Sport-Großereignis nationaler Bedeutung auch eine Welle
umfangreicher Maßnahmen im Bereich der Fortentwicklung von Verkehrssystemen aus: Die Fußball-
Weltmeisterschaft 2018 in Russland und der massive Ausbau des russischen Bahnnetzes für den Hochgeschwindigkeitsverkehr.
Die Ära des Hochgeschwindigkeitsverkehrs in Russland
begann im Dezember 2009 mit der Inbetriebnahme
der Siemens-Triebzüge Velaro RUS auf der
650 km langen Strecke von Moskau nach St. Petersburg,
die mit DC 3 kV elektrifiziert ist und mit bis zu
250 km/h befahren wird. Dies ist jedoch erst der Anfang
und nun Teil eines nationalen Programms, das
mit dem Titel Nationalsystem Hochgeschwindigkeitsverkehr
zum Ziel hat, durch Neubau und Ausbau von
Bahnstrecken die Mobilität im Lande entscheidend
zu verbessern [1].
Der große Erfolg mit den in Russland Sapsan
(Wanderfalke) genannten neuen Zügen [2] und
mehr als 5 Mio. Passagieren seit Einsatzbeginn auf
dieser ersten Strecke hat dem Schnellverkehr in Russland
einen außerordentlich hohen und ungewöhnlichen
Stellenwert in der Verkehrspolitik verschafft
(Bild 1). Angestoßen durch die nachhaltig betonte
gute Zusammenarbeit mit dem deutschen Fahrzeughersteller,
wird es ein Russisch-deutsches Jahr
2012/2013 mit der Ausstellung „Zusammen über
1 000 Jahre“ in beiden Ländern geben. Die Organisation
des Gedenkjahres hat Präsident Medwedew
mit einem Erlass am 30. Dezember 2011 in Auftrag
gegeben.
Im Rahmen des Nationalsystems Hochgeschwindigkeitsverkehr
werden nach der Strategie für die
Entwicklung der Eisenbahn in Russland bis 2030 rund
1 500 km spezielle Schnellfahrstrecken aufgebaut.
Die geplanten Höchstgeschwindigkeiten werden abhängig
von den örtlichen Gegebenheiten zwischen
200 und 400 km/h liegen. Vorweg sollen bis zur
Fußball-Weltmeisterschaft 2018 die Städte, die als
Austragungsorte der WM bestimmt sind, auf dieser
Grundlage miteinander vernetzt werden.
Als Pilotprojekt in dem Bereich der alternativen
Eisenbahn-Infrastruktur wird die zusätzliche neue
Strecke Moskau – St. Petersburg angesehen. 42
Zugpaare täglich sollen die Strecke ab 2018 in
jeweils 2,5 Stunden zurücklegen. Die weiteren elf
Städte des künftigen Hochgeschwindigkeitsnetzes
sind Kaliningrad, Kasan, Jaroslawl, Nischni Nowgorod,
Saransk, Samara, Wolgograd, Jekaterinburg,
Rostow am Don, Krasnodar und Sotschi. Zum Beispiel
verbindet die rund 1 595 km lange Trasse von
St. Petersburg nach Jekaterinburg wichtige Landesgebiete,
Wirtschaftsstandorte und Städte (Bild 2).
Die Fahrzeit wird sich auf rund 8 Stunden verkürzen.
Die erste Ausbaustufe Moskau – St. Petersburg
befindet sich auf der bisherigen Trasse bereits in
Betrieb, an einer zweiten Ausbaustufe Moskau –
Jekaterinburg wird gearbeitet. Zur Fahrt auf der
Bild 1:
Hochgeschwindigkeitstriebzug Velaro RUS im Winter auf der Strecke von
Moskau nach St. Petersburg (Foto: Siemens).
Bild 2:
Bestehende und neue Hochgeschwindigkeitsstrecke St. Petersburg –
Moskau und Wirtschaftsregionen entlang der Strecke.
gelb bestehende Trasse
rot neue Trasse
240 110 (2012) Heft 6

Thema Fokus
Gesamtstrecke sind unter anderem ebenfalls, wie
schon jetzt in dem Abschnitt von Moskau bis
Nischni Nowgorod realisiert, Triebzüge Velaro RUS
von Siemens vorgesehen.
Das stark wachsende Verkehrsaufkommen und
die extremen Temperaturen werden weiterhin
hohe Ansprüche an die Instandhaltung [3] stellen,
um, wie bereits jetzt in dem Werk Metallostroy bei
St. Petersburg, die verlangte hohe Verfügbarkeit
der Züge zu gewährleisten (Bild 4). In diesem
Rahmen ist auch die ständige Weiterentwicklung
der Sicherheitstechnik unter anderem auf dem
Gebiet der zerstörungsfreien Materialprüfung im
Auge zu behalten. An den Triebzügen Velaro RUS
werden die Räder und die Radsatzwellen, hier über
ihre Längsbohrung, in regelmäßigen Intervallen
mittels Ultraschall geprüft – eine Maßnahme, die
in Russland der aktuellen europäischen Sicherheitsphilosophie
folgt.
Ausbau und Modernisierung des Hochgeschwindigkeitsnetzes
unter den genannten Städten bringen
für den Reise- und Güterverkehr in Russland
enorme Vorteile. Daher soll die Bahngesellschaft
RŽD mit einer Investitionssumme von mehreren
100 Mrd. EUR bis 2030 den Hochgeschwindigkeitsverkehr
in der Russischen Föderation weiter ausbauen.
Bild 3:
Geplante Hochgeschwindigkeitsstrecke von St. Petersburg nach Jekaterinburg.
1 St. Petersburg 5 Nischni Nowgorod
2 Twer 6 Kasan
3 Moskau 7 Jekaterinburg
4 Wladimir rot 1. Ausbaustufe grün 2. Ausbaustufe
Berd Rockstroh, RöschCert, Reinheim
[1] N. N.: Offizielles Organ Sapsan, Nr. 13 (2012), H. 1,
S. 101, Legion Media, Moskau, Russland.
[2] Lipp, A.; John, D.; Mangler, R.; Nazarov, A. S.; Nazarov,
O. N.; Shilkin; V. P.: Hochgeschwindigkeitszüge Velaro
für Russland. In: Elektrische Bahnen 106 (2008), H. 8-9,
S. 345–356.
[3] Kolzarek, R.: Innovativer Service für die Triebzüge Velaro
RUS in St. Petersburg. In: Elektrische Bahnen 110
(2012), H.1-2, S. 28–33.
Bild 4:
Instandhaltungswerk Metallostroy
(Foto: B. Rockstroh).
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110 (2012) Heft 6
241

Fokus Thema
Weltkongress und Fachmesse für
Hochgeschwindigkeitszüge in den USA
Mit der UIC HIGHSPEED 2012 am 10.–13. Juli in Philadelphia wird der Highspeed-Weltkongress mit
Fachmesse erstmals in den USA stattfinden. Eine Vorschau.
Bild 1:
Die Skyline von
Philadelphia.
Es ist der erste Event dieser Art in den USA: Veranstaltet
vom internationalen Eisenbahnverband UIC
und dem amerikanischen ÖV-Verband American
Public Transportation Association (APTA), wird die
UIC HIGHSPEED 2012 gemeinsam mit Mitgliedern
der UIC Nordamerika, dem amerikanischen
Bahnbetreiber Amtrak, dem Verband der amerikanischen
Eisenbahnen (ARR), der Federal Railroad
Association (FRA) im US-Verkehrsministerium und
der kanadischen VIA Rail Eisenbahngesellschaft
ausgerichtet.
Als weltweit bedeutendste Veranstaltung zum
Thema Hochgeschwindigkeitsbahnen hat die UIC
HIGHSPEED 2012 bereits sieben Vorgängerveranstaltungen.
In Brüssel, Lille, Berlin, Madrid, Mailand
wurden sie unter dem Namen Eurailspeed congresses
and exhibitions abgehalten. Dann folgten UIC HIGH-
SPEED-Veranstaltungen 2008 in Amsterdam und
2010 in Peking. Nun wird der achte derartige Event
in den USA stattfinden, dem drittgrößten Land der
Welt mit dem größten Schienennetz überhaupt.
Für diese Wahl gibt es eine Reihe guter Gründe,
erläutert Michael P. Melaniphy, Präsident und CEO
der APTA: „Die Vereinigten Staaten erleben derzeit
ein beispielloses Bevölkerungswachstum. Schon deshalb
ist die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsund
Hochleistungszügen enorm. Diese Nachfrage
wird aber auch hochwertige Arbeitsplätze schaffen,
die wirtschaftliche Entwicklung vorantreiben und ein
Katalysator für bessere Lebensqualität sein.“ In der
Tat entwickelte sich elektrischer Hochgeschwindigkeitsverkehr
(HGV) in den vergangenen Jahrzehnten
zu einem weltweit anerkannten Transportmittel, das
Forderungen nach steigenden Transportkapazitäten,
Reduzierung des Erdölverbrauchs und einer signifikanten
Verringerung des Treibhausgas-Ausstoßes
gewissermaßen entgegen kommt und einen guten
Teil zur Lösung der Probleme beitragen kann. Diese
Erkenntnis setzt sich auch in den USA langsam
durch [1].
Vor diesem Hintergrund ist auch die Wahl von
Philadelphia als Veranstaltungsort Programm: Die
traditionsreiche Stadt (Bild 1), von 1790 bis 1800
Hauptstadt der USA, liegt an der bislang einzigen
Hochgeschwindigkeitsstrecke der USA, dem Nordost-Korridor
zwischen Boston und Washington.
Der Kongress
Bild 2:
Empfangsgebäude der 30th Street Station mit Cira Centre im Hintergrund (Foto: Cornellrockey).
Der Weltkongress im Pennsylvania Convention Center
von Philadelphia wird schwerpunktmäßig strategische
Fragen im Zusammenhang mit der nationalen
Entwicklung von HGV-Systemen zum Thema
haben. Plenarsitzungen, Podiumsdiskussionen und
verschiedene Parallelsitzungen werden sich mit den
technischen und wirtschaftlichen Aspekten befassen.
Die übergreifenden Themen sind: Gesellschaft,
Umwelt, Wirtschaft und Finanzen sowie Handel,
Infrastruktur, Fahrzeuge, aber auch Betrieb, Sicherheit
und Schutzmaßnahmen sowie Engineering und
Projektmanagement.
242 110 (2012) Heft 6

Thema Fokus
Die Liste der Redner ist international: Schon zur
Eröffnung werden neben UIC-Präsident Yoshio Ishida
und Generaldirektor Jean-Pierre Loubinoux auch Michael
Melaniphy als CEO von APTA erwartet, außerdem
Verkehrsminister und Bahnvorstände aus Frankreich,
Kanada, Japan, Polen, Spanien, der Türkei
und zahlreichen anderen Ländern. Auch die beiden
Round-Table-Gespräche mit den Themen „How to
deliver a HSR project in todays economic context“
und „What part can HSR play in the future transport
market?“ sind mit Bahnbetreibern, Analysten und
Strategen aus aller Welt besetzt.
mistisch: „Ich hoffe, dass unsere Erfahrungen und
die unserer Mitglieder ihren Teil zu einem raschen
Voranschreiten der Highspeed-Entwicklung in den
USA beitragen werden.“
Anna Düweke, Europoint, Zeist (NL)
[1] Schmitz, B.: Entwicklung des Bahnmarktes in Westeuropa
und in den USA. In: Elektrische Bahnen 109 (2011),
H. 11, S. 577–581.
Die Fachmesse
Parallel zum Weltkongress findet die nach Angaben
der Veranstalter weltweit größte Fachausstellung für
HGV-Equipment, Infrastrukturprodukte und Dienstleistungen
statt – Schaufenster für die neuesten
Technologien und Entwicklungen auf diesem Gebiet.
Schienen- und Fahrzeughersteller, Eisenbahn- und
Infrastrukturbetriebe, Berater, Zulieferindustrie und
Dienstleistungsunternehmen präsentieren hier ihr
Angebot.
Der Zentralbahnhof von Philadelphia, 30th Street
Station (Bahnhof 30. Straße) genannt (Bild 2), ist
teilweise in das Ausstellungskonzept einbezogen. An
den Bahnsteigen 1 und 2 dieses der Amtrak gehörenden
Personen- und Betriebsbahnhofs im Westen
der Stadt werden zahlreiche Fahrzeuge zu sehen
sein. Der 1929 und 1932 etappenweise eröffnete
Etagenbahnhof mit 16 sich kreuzenden Gleisen ist
an sich schon einen Besuch wert: Er gehört zum
Nordost-Korridor, zählt zu den wichtigen Netzknoten
im Personennah- und -fernverkehr an der Ostküste
der USA und beeindruckt durch seine neoklassizistische
Architektur.
Die Fachexkursionen
An mehreren Tagen organisieren Amtrak und die
Southeastern Pennsylvania Transportation Authority
(SEPTA) als Bau- und Betriebsgesellschaft für den
größten Teil des Personennahverkehrs im Raum
Philadelphia Fachexkursionen. Unter anderem ist
es möglich, den Instandhaltungs-Standort Sunnyside
für Amtrak-Hochgeschwindigkeitszüge (Bild 3)
oder das hochmoderne SEPTA-Kontrollcenter zu
besuchen.
Als Plattform und Treffpunkt für HSV-Experten soll
die achte UIC HIGHSPEED mehr als 5 000 Teilnehmer
und Besucher aus aller Welt anziehen. Und
UIC-Generaldirektor Jean-Pierre Loubinoux ist opti-
Bild 3:
Hochgeschwindigkeitszug Acela EX18 (Bild: Amtrak).
UIC HIGHSPEED 2012 im Überblick
• Internationaler Kongress zur Entwicklung von
Hochgeschwindigkeitszügen; 1 500 Teilnehmer
werden erwartet.
• Internationale HGV-Fachausstellung: Fahrzeuge,
Infrastruktur, technische Innovationen, Bahnbetrieb
und Dienstleistungen: 100 Aussteller und
4 000 Besucher werden erwartet. Die Öffnungszeiten:
– 11. Juli 2012 – 10:00 – 17:00
– 12. Juli 2012 – 09:00 – 17:00
– 13. Juli 2012 – 09:00 – 14:00
• Fahrzeugschau am Bahnhof 30. Straße (30th
Street Station)
• Fachexkursionen
• Zahlreiche Networking-Möglichkeiten
Mehr zu Veranstaltung und Programm sowie
Anmeldung unter www.uic-highspeed2012.com
Weitere Informationen:
Sekretariat Kongress & Ausstellung
Fon: +31 30 6981800
E-Mail: info@uic-highspeed2012.com
110 (2012) Heft 6
243

Fokus Report
Desiro RUS
Mit dem für eine Fahrzeugplattform bemerkenswert reichhaltigen Potenzial an Gestaltungs- und Auslegungsmöglichkeiten
eröffnet sich der Desiro Chancen für den Einsatz auch in sehr unterschiedlichen
Netzen und fernen Ländern.
Im Dezember 2009 bestellte die Russische Staatsbahn
RŽD bei Siemens 38 Desiro-Regionaltriebzüge.
Die elektrischen Triebzüge dieses Auftrags wurden
in Krefeld auf der Grundlage der Desiro-Plattform
entwickelt und sollen ab Sommer 2013 planmäßig
eingesetzt werden. Sie werden vom Hersteller als
Typ Desiro RUS bezeichnet; in Russland erhalten sie
den Namen Lastotschka (Schwalbe).
Fahrzeugtechnik und Einsatzgebiet
Bild 1:
Verladung eines Triebkopfes Desiro RUS im Hafen Krefeld (Foto: Siemens).
TABELLE
Technische Daten von elektrischen Triebzügen für Russland oder Belgien
aus der Desiro-Plattform.
Desiro RUS
DesiroML SNCB
Konfiguration fünfteilig dreiteilig
Radsatzfolge Bo’Bo‘+2‘2‘+2‘2‘+2‘2‘+Bo’Bo‘ Bo’Bo‘+2‘2‘+Bo’Bo‘
Höchstgeschwindigkeit 160 km/h 160 km/h
Fahrleitungsspannung
DC 3 kV und
AC 25 kV 50 Hz
DC 3 kV und
AC 25 kV 50 Hz
Die Triebzüge sind für den Einsatz in der Region
um die russische Schwarzmeer-Stadt Sotschi bestimmt.
In dieser Region finden im Februar 2014
die nächsten Olympischen Winterspiele statt. Die
Veranstaltungen werden in Sportzentren in Sotschi
und im kaukasischen Gebirgsdorf Krasnaja Poljana
stattfinden. Die 70 km lange Eisenbahnstrecke zwischen
beiden Orten weist Neigungen bis zu 40 ‰
auf. Die Bahnstrecken in der Region mit 1 520 mm
Spurweite, der russischen Breitspur, sind mit DC 3 kV
elektrifiziert.
Die dort einzusetzenden Desiro RUS sind fünfteilig
konfiguriert (Tabelle). Ihr Fahrzeugquerschnitt ist für
das in Russland verfügbare Lichtraumprofil dimensioniert,
das deutlich größer ist als das in Deutschland
vorgegebene Lichtraumprofil nach der EBO [1]. Dies
kommt unter anderem dem Platzangebot im Fahrgastraum
wegen der im Innenraum rund 0,5 mm
größeren Fahrzeugbreite zugute. Die Traktionsleistung
einer Einheit bemisst sich zu 2 560 kW.
Traktionsleistung 8 x 320 kW 8 x 275 kW
Beschleunigung 0,65 mm/s 2 1,10 mm/s ²
Spurweite 1 520 mm 1 435 mm
Länge über Kupplung 126,462 mm 70,907 mm
Fahrzeugbreite 3 480 mm 2 820 mm
Fußbodenhöhe über SO 1 400 mm 800 mm
Drehgestelle SF 6000-Familie SF 6000-Familie
Leermasse 270 t 132 t
Radsatzlast 19 t < 17 t
Sitzplatzzahl 443 280
Temperaturbereich –40 °C bis +40 °C –25 °C bis +40 °C [3]
Crash-Anforderungen [4] in Anlehnung an EN 15227 TSI und EN 15227
Transport und Zulassung
Die Triebzüge werden in Krefeld gebaut und müssen
mit besonderen Maßnahmen nach Russland
transportiert werden. Im Februar 2012 war der erste
fünfteilige Triebzug fertiggestellt und musste in die
Nähe von St. Petersburg zu dem Instandhaltungsdepot
Metallostroy verbracht werden. In diesem Instandhaltungsdepot
wird der Zug in Betrieb gesetzt,
um anschließend die erforderlichen Prüfungen und
Testfahrten durchzuführen, die nötig sind, um die
Inbetriebnahmegenehmigung zum Betrieb bei der
RŽD zu erlangen.
244 110 (2012) Heft 6

Report Fokus
Bild 2:
Küstenmotorschiff im Fährhafen Saßnitz beim Entladen der Fahrzeuge
des ersten Triebzugs Desiro RUS (Foto: Fährhafen Saßnitz GmbH).
Bild 3:
Desiro-RUS-Triebzug im Fährhafen Saßnitz bei der Zufahrt zum Fährschiff (Foto: R. Granzer).
Der Transport des Zuges begann am 13. Februar
im Siemens-Werk Krefeld. Die fünf Einzelwagen
wurden nachts als Straßenschwertransport zum
Rheinhafen Krefeld gefahren und auf ein Binnenschiff
verladen (Bild 1). In Amsterdam mussten die
Fahrzeuge auf ein Küstenmotorschiff (Bild 2) für die
Fahrt zum Fährhafen Saßnitz auf Rügen umgeladen
werden, der für den Fährverkehr zu den baltischen
Republiken und zu Russland über Breitspurgleise
mit 1 520 mm Spurweite verfügt. Dort wurden die
Einzelwagen zu dem fünfteiligen Triebzug 1 zusammengestellt
(Bild 3), der dann am 2. März mit der
Fähre MS Petersburg (Bild 4) nach dem russischen
Hafen Ust Luga verschifft wurde (Bild 5, S. 246),
etwa 100 km westlich von Sankt Petersburg. Die
Überfahrt dauerte etwa 48 h. Von Ust Luga nach
dem Instandhaltungsdepot Metallostroy musste
der Zug über etwa 150 km auf den Strecken der
RŽD geschleppt werden. Der gesamte Transportweg
von Krefeld ins russische Depot betrug rund
2 700 km.
Der erste Desiro RUS ist am 6. März im Depot
eingetroffen. Ab Mai 2012 sind die Test- und Zulassungsfahrten
in dem Testzentrum in Schtscherbinka
bei Moskau und auf dem Streckennetz der RŽD
anberaumt.
Der Desiro-RUS-Triebzug 2 wurde auf gleiche
Weise in der Zeit vom 12. März bis 4. April 2012
transportiert. Ein End- und ein Mittelwagen des
Desiro-RUS-Triebzugs 3 befinden sich gegenwärtig
zu Klimatests in der Fahrzeugversuchsanlage Rail
Tec Arsenal in Wien. Der Transport von Krefeld nach
Wien erfolgte vom 22. März bis 6. April 2012 ebenfalls
mit einem Schiff. Von Bad Deutsch Altenburg
an der Donau nach Wien wurden die Fahrzeuge
über zirka 50 km auf Tiefladern auf der Straße transportiert.
110 (2012) Heft 6
Weitere Lieferungen
Zur InnoTrans im September 2010 bestellte RŽD weitere
16 Desiro-RUS-Triebzüge. Diese Züge werden
ab Ende 2012 bei Siemens in Krefeld und bei Train
Technologies in Jekaterinburg am Ural hergestellt
[2]. Die Produktion wird schrittweise von Krefeld
nach Jekaterinburg verlagert. Train Technologies ist
ein Gemeinschaftsunternehmen von Siemens und
der russischen Sinara Group.
Für die insgesamt 54 Fahrzeuge aus den Aufträgen
von 2009 und 2010 übernimmt Siemens ab
2013 die Instandhaltung für die voraussichtliche
Lebensdauer der Züge von 40 Jahren. Einzelheiten
zur Strategie der Instandhaltung, zum Beispiel unter
Berücksichtigung der Obsoleszenz von elektronischen
Baugruppen, wurden von den Vertragspartnern
noch nicht kommuniziert.
Im September 2011 bestellte RŽD weitere Desiro
RUS bei Train Technologies. Das Auftragsvolumen
umfasst 1 200 Einzelfahrzeuge in der Form, dass mit
Bild 4:
Fährschiff MS Petersburg (Foto: Granzer).
245

Fokus Report
diesen Fahrzeugen 240 fünfteilige Züge, aber langfristig
auch andere Zug-Konfigurationen zusammengestellt
werden können.
Roland Granzer
[1] Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO).
[2] N.N.: Deutsch-russisches Joint Venture für Fahrzeugbau
gegründet. In: Elektrische Bahnen 109 (2011), H. 8,
S. 428.
[3] TSI Fahrzeugteilsystem Lokomotiven und Personenwagen
des konventionellen transeuropäischen Eisenbahnsystems.
Angaben für die Klimazone T1.
[4] EN 15227 Bahnanwendungen – Anforderungen an die
Kollisionssicherheit von Schienfahrzeugkästen.
Bild 5:
Desiro-RUS-Triebzug auf dem Fährschiff MS Petersburg (Foto: R. Granzer).
Fachtagung Elektrische Energieanlagen
von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen
Am 9. und 10. Februar 2012 fand die 5. Fachtagung Elektrische Energieanlagen von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen
in der Berufsgenossenschaftlichen Akademie in Dresden statt. Sie wurde traditionsgemäß
vom VDV-Ausschuss für elektrische Energieanlagen (AEE) und der Berufsgenossenschaft VBG – Branche
ÖPNV/Bahnen (ehemals BG Bahnen) betreut. Veranstalter war wieder die VDV-Akademie e. V. in Kooperation
mit der Einkaufs- und Wirtschaftsgesellschaft für Verkehrsunternehmen (beka) mbH und der VBG.
Die Bedeutung dieser Tagung wird durch die Teilnahme
von etwa 300 Fachleuten von in- und
ausländischen Verkehrsunternehmen, der Bahnindustrie,
von Ingenieur-/Beratungsbüros sowie (Aufsichts-)Behörden
unterstrichen. Neben den beiden
großen Systemhäusern Balfour Beatty Rail GmbH
(BBR) und Siemens AG nutzten insbesondere kleine
und mittlere Unternehmen (KMU) die begleitende
Fachausstellung, um sich zu präsentieren und
Kontakte mit Verkehrsunternehmen zu knüpfen.
Besonders diese letzteren Unternehmen überraschen
immer wieder mit innovativen Produkten.
Weiterhin wurden auf dem Außengelände der berufsgenossenschaftlichen
Akademie auch wieder
Zweiwege-Turmwagen von mehreren Herstellern
präsentiert. Insgesamt waren fast 40 Firmen auf der
Fachausstellung vertreten und unterstützten somit
auch kommerziell die Tagung. Typisch für die Fachtagung
ist, dass interessante Diskussionen nicht nur
nach den einzelnen Fachvorträgen geführt werden,
sondern auch auf der Fachausstellung und auf
der gelungenen Abendveranstaltung, sodass alle
Teilnehmer von dieser erfolgreichen Veranstaltung
profitierten.
Die Fachtagung wurde vom AEE-Vorsitzenden
Dipl.-Ing. Ralf Baumann (Berliner Verkehrsbetriebe
AöR – BVB) eröffnet. Die zehn Fachvorträge waren
in sechs Themenblöcke untergliedert. Nach den
Vorträgen eines jeden Themenblockes bestand die
Möglichkeit für Nachfragen und Diskussionen.
Den ersten Themenblock zu gesetzlichen
Grundlagen des Arbeitsschutzes moderierte Dipl.-
Ing. Klaus Regner (Magdeburger Verkehrsbetriebe
GmbH). In dem Vortrag zum Thema der Veränderungen
bei den Grundlagen des Arbeitsschutzes verband
der Referent Dr. Joachim Dreyer (VBG – Branche
246 110 (2012) Heft 6

Report Fokus
ÖPNV/Bahnen, Hamburg) die neuen Strukturen im
Arbeitsschutz einschließlich der aktuell geltenden
EU-Richtlinien, Gesetzen und Verordnungen mit
praktischen Beispielen aus dem Arbeitsleben. Den
Abschluss bildete der Ausblick auf neue Technologien
der Elektromobilität sowie auf die neuen
unbekannten Gefahren bei der Nutzung dieser Technologien.
Unter anderem entstehen Gefahren durch
hohe Spannungen und den hohen Energiegehalt
der Speicher (Akkumulatoren und Supercaps) sowie
die dort enthaltenen Chemikalien (Elektrolyte und
Dielektrika).
Den zweiten Themenblock über Europäische
Normen moderierte Dipl.-Ing. Jörg Weymann (VBG
– Branche ÖPNV/Bahnen, Hamburg). Die in diesem
Themenblock enthaltenen Vorträge waren
thematisch eng miteinander verbunden. Dipl.-
Ing. Udo Stahlberg (Verband Deutscher Verkehrsunternehmen
e.V., Köln – VDV) gab in seinem
Vortrag Spezielle Normung für Städtische Schienenbahnen
einen Rückblick auf die Urban Rail
Directive. Ende 2004 wurde von der Europäischen
Kommission, EU-GD Unternehmen und Industrie
ein Entwurf der Richtlinie zur Angleichung der
Rechts- und Verwaltungsvorschriften der Mitgliedsstaaten
über Einrichtungen des städtischen schienengebundenen
Personennahverkehrs (ESSGPNV)
im Internet veröffentlicht. Dieser Entwurf wurde
von den VDV-Mitgliedsunternehmen einstimmig
abgelehnt. Im Auftrag der EU-Kommission wurde
anschließend eine Studie zur Folgeabschätzung
von möglichen technischen Harmonisierungsinitiativen
für städtische Schienenbahnen erstellt, die für
den Sektor Urban Rail anstatt einer eigenständigen
EU-Rechtssetzung die Erstellung freiwillig anzuwendender
Regelwerke wie zum Beispiel europäische
Normen vorschlug. In Folge beendete die EU-GD
Unternehmen und Industrie de facto die weitere
Bearbeitung. Die UITP/UNIFE-WG Draft Urban Rail
Directive ändert daraufhin ihren Namen in Urban
Rail Platform (URP) und betrachtet erstmals die BO-
Strab als eine Grundlage für weitere Diskussionen.
Als nächste problematische EU-Rechtssetzung folgte
die neue Ausgabe der Interoperabilitäts-Richtlinie
2008/57/EG, die grundsätzlich auch für städtische
Schienenbahnen gilt, soweit sie von den einzelnen
Mitgliedstaaten bei der nationalen Umsetzung
dieser Richtlinie nicht aus ihrem Geltungsbereich
ausgenommen wurden. Parallel führten Aktivitäten
des VDV gemeinsam mit der Industrie und dem
BMVBS ab 2011 zu ersten konkreten Vorschlägen
für die Änderung bereits vorhandener und
die Erstellung neuer europäischer Bahnnormen,
die die speziellen Belange von städtischen Schienenbahnen
berücksichtigen. Auf jeden Fall würde
sich eine eigenständige Normung für städtische
Schienenbahnen (Urban Rail Systems) auch auf die
elektrischen Energieanlagen dieser Bahnen vorteilhaft
auswirken. Die dargelegten Ergebnisse zeigten,
dass die Vertreter der elektrischen Energieanlagen
für städtische Schienenbahnen geschlossen und
personalstark auftreten müssen, um ihre Interessen
mit Erfolg durchzusetzen.
Der zweite Vortrag in diesem Themenblock mit
dem Titel Trends in der Normung für elektrische Anlagen
von Bahnen wurde von Dr.-Ing. Egid Schneider
(Siemens Mobility, Erlangen) gehalten [1]. Der
Referent gab eine ausführliche Übersicht über die
Verknüpfungen und Verzahnung der verschiedenen
nationalen, europäischen und internationalen Normungsgremien;
für die elektrischen Energieanlagen
ist national das Unterkomitee UK 351.2 bei der
DKE (Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik
Informationstechnik im DIN und VDE) zuständig.
Neben einem Überblick über den Bestand an
europäischen Normen wurden die Folgerungen
für die europäische und internationale Normung
dargelegt. Insbesondere ist die aktive Mitarbeit
in der europäischen Normung zur Absicherung
nationaler Inte ressen zwingend erforderlich, da
für die nationalen Normungsorganisationen eine
Übernahmepflicht hinsichtlich der europäischen
Normen besteht. Darüber hinaus existieren festgelegte
Verfahren bezüglich der Übernahme von IEC-
Normen. Dies wird auch für die Bahnwelt immer
wichtiger, da die IEC-Normung unter anderem auf
Betreiben von Japan und China deutlich verstärkt
werden soll. Im weiteren wurden der Zusammenhang
der Fachgrundnormen, Querschnittsnormen
sowie Sicherheitsaspekte bei der DC-Bahnelektrifizierung
für Fahrleitungsanlagen und Gleichstromanlagen
sowie die Schnittstellen zu den einspeisenden
Hoch-, Mittel- und Niederspannungsnetzen
betrachtet. Auch hier gilt, dass eine aktive internationale
Normungsarbeit deutscher Gremien
dringend erforderlich ist, damit bewährte Grundsätze
der Gestaltung elektrischer Bahnanlagen in
Deutschland auch in den internationalen Normen
berücksichtigt werden, wenn in anderen Ländern
weitere technische und organisatorische Lösungen
favorisiert werden.
Im dritten Themenblock, moderiert von Dipl.-
Ing. Holger Greipel (BVB), wurden die Probleme der
elektrischen Isolation an Hubarbeitsbühnen behandelt.
Von Bert Köhler (Verkehrsbetriebe Potsdam
GmbH) wurden die Anforderungen aus Betreibersicht
in seinem Vortrag Isolierte Hubarbeitsbühnen
für Oberleitungsanlagen dargelegt. Nach einer kurzen
Information über die allgemeine Situation und
Lage der Verkehrsbetriebe Potsdam (ViP) und die
Belegung der Wettbewerbsfähigkeit durch die erzielten
Ergebnisse bei den Transportleistungen und
Fahrgeldeinnahmen wurden die zu beachtenden
Normen als allgemeine Anforderungen dargelegt.
Von diesen Normen sind unter anderem die Sicherheitseinrichtungen,
die Materialbeständigkeit, die
110 (2012) Heft 6
247

Fokus Report
Vermeidung einer Spannungsverschleppung und
die Verhinderung vor dem Herabfallen von Teilen
an Hub arbeitsbühnen abzuleiten. An praktischen
Beispielen wurden die Zusammenhänge der verschiedenen
Faktoren für die Arbeit mit den Hubarbeitsbühnen
an Oberleitungsanlagen dargestellt.
Die Bedeutung der Wiederholungsprüfungen und
Messung der Isolierung auch unter Regenbedingungen
wurde hervorgehoben. Die Hinweise auf
die Erfordernisse und die Bedeutung einer gesicherten
elektrischen Isolationsfestigkeit aller Bauteile
der Hubarbeitsbühne für die Sicherheit der
Arbeitskräfte nahmen einen breiten Raum in diesem
Vortrag ein.
Der zweite Vortrag in diesem Themenblock mit
dem Titel Anforderungsgerechte isolierte Hubarbeitsbühnen
– Betrachtungen aus Herstellersicht
gliederte sich in zwei Teile. Im ersten Teil des
Vortrages behandelte Dipl.-Ing. Kerstin Wittke (SRT
– Schörling Rail Tech) die Synergieeffekte für die
Kunden, im zweiten Teil erläuterte Alexander Kreyes
(SRT) die Aufgaben für den Hersteller bei der
Konstruktion einer elektrisch isolierten Hubarbeitsbühne
für bis zu DC 1 000 V, die auch bei nasser
Witterung vom Anwender genutzt werden kann.
Aus der Vorgabe der Nutzer, unter welchen Witterungsbedingungen
das Arbeitsgerät eingesetzt
werden soll, wird die Aufgabenstellung formuliert.
Hierzu wurden die aus den Normen hergeleiteten
grundlegenden Forderungen an die elektrische
Isolation von Hubarbeitsbühnen vorgestellt. Daraus
werden die einzusetzenden Messgeräte und
die notwendigen Messungen abgeleitet. Neben
der Hauptisolierung des Arbeitskorbes sind alle
anderen Verbindungen vom Fahrzeug zum Arbeitskorb
in die elektrischen Isolationsmessungen
einzubeziehen. Der Schutz aller Personen auch im
Fahrzeugbereich ist bei allen Betrachtungen mit zu
berücksichtigen. Nach den erfolgreichen Überprüfungen
und der entsprechenden Zulassung sollte
am Fahrzeug der Hinweis Hubarbeitsbühne ist für
Arbeiten im Regen zugelassen deutlich sichtbar
angebracht werden.
Dipl.-Ing. Eberhard Nickel (Leipziger Verkehrsbetriebe
GmbH – LVB) moderierte den letzten
Themenblock des ersten Tagungstages über die
Elektromobilität im innerstädtischen Verkehr. Prof.
Dr.-Ing. Adolf Müller-Hellmann (VDV-Förderkreis
e. V., Köln) referierte zum Thema Elektromobilität
im ÖPNV: eine Übersicht aktueller Entwicklungen.
Einleitend stellte der Referent fest, dass schon
heute rund 63 % der Verkehrsleistungen im ÖPNV
in Deutschland mit elektrischer Energie erbracht
werden. Abgeleitet von der zu erwartenden Entwicklung
der EU-Abgasnormen (Euro 6) und der
sich abzeichnenden Preisentwicklung fossiler
Kraftstoffe kann das Ziel nur heißen: Weg vom Öl
und mit Hilfe alternativer Antriebe hin zur Elektromobilität,
wobei hier eine Elektromobilität auf
der Basis alternativ erzeugter Elektroenergie gemeint
ist. Weltweit zeichnet sich eine Renaissance
elektrischer Nahverkehrssysteme mit der Planung
beziehungsweise dem Bau von mehr als 100 neuen
ÖPNV-Systemen ab. Speziell in Frankreich ist
eine sehr starke Entwicklung zum Bau von neuen
Straßenbahnsystemen nicht nur in großen Städten
zu registrieren. Am Beispiel der Planung eines
neuen Stadtbahnsystems für Aachen mit dem Einstiegskonzept
zum Bau einer Campusbahn vom
dortigen Universitätsklinikum bis zum Aachener
Stadtteil Brand wurde die Nutzung der erforderlichen
Fahrstrom-Versorgungseinrichtungen
der Stadtbahn zur Förderung der Elektromobilität
vorgestellt. Ein Haupthindernis für die schnelle
Einführung der Elektromobilität für Personen- und
Güter-Straßenfahrzeuge in Ballungsräumen ist das
Fehlen von elektrischen Lademöglichkeiten der
Energiespeicher. Die Fahrstrom-Versorgungsanlagen
der Stadtbahn bieten hier eine mögliche
Variante als Lademöglichkeit für die Speicher der
Elektrostraßenfahrzeuge. Dies bedeutet, dass mit
der Infrastruktur einer Stadtbahn das Rückgrat
für eine elektromobile Stadt hergestellt werden
kann und sich damit neue Möglichkeiten bei
der Einführung der Elektromobilität ergeben. Die
Weiterentwicklung dieser Gedanken ergibt eine
Verknüpfung der verschiedenen innerstädtischen
Verkehrsträger zu einem intermodalen Verkehrssystem.
Damit wird das Image einer Stadt gestärkt
und ein Beitrag zu einer stauärmeren, leiseren,
klimafreundlicheren und energieeffizienteren Mobilität
geleistet.
Der zweite Tagungstag begann mit dem Themenblock
Instandhaltungsstrategien und Qualitätsmanagement.
Moderiert wurde dieser Themenblock
von Ralf Baumann (BVB). Im ersten Vortrag
referierte Dipl.-Ing. Otto Blauensteiner (Wiener Linien
GmbH & Co. KG) über Obsoleszenz: Abkündigung
von Komponenten und Systemen. Ausgehend
von den Ausbauphasen 1 bis 4 des Wiener
U-Bahn-Netzes und einem Ausblick auf geplante
Netzerweiterungen wurden die Systemkonfigurationen
wichtiger U-Bahnstationen behandelt. Über
langfristige vertragliche Bindungen wurde gezielt
die Ausrüstung mehrerer Stationen mit bauartgleichen
Einrichtungen erreicht. Mit der Zeit wurde
durch Ergänzungen und nachträgliche Einbauten
dieser Zustand verändert. Somit besitzen die Wiener
Linien, wie auch andere U-Bahn-Netze eine
umfangreiche Sammlung Steuerungstechniken verschiedener
Generationen. Die unterschiedlich lange
Lebensdauer der verschiedenen Anlagen führt
dazu, dass nicht nach einer bestimmten Zeit komplette
Anlagen wirtschaftlich erneuert werden können.
Die Halbwertzeit der Einzelteile einer Anlage
läuft schon mit der Inbetriebnahme auseinander.
248 110 (2012) Heft 6

Report Fokus
So können für Energieanlagen 20 bis 30 Jahren
Lebensdauer angenommen werden, für die Steuerungseinrichtungen
dagegen nur 10 bis 15 Jahre.
Bei den Lieferfirmen ist oft mit der Einführung
neuer Techniken das Personal für die alten Systeme
nicht mehr erreichbar. Wegen der Kosten
werden oft nur Teilsysteme erneuert. Ausgebaute
oder demontierte Anlagen werden als Ersatzteile für
Eigenreparaturen weiterverwendet, wenn auch die
Industrie neue Module kombinierbar mit den alten
Systemen gestaltet.
Danach referierten Dipl.-Ing. Gerhard George
(BBR) und Dipl.-Ing. Jens Thiede (Dresdner Verkehrsbetriebe)
zum Thema Gefährdungs- und Risikoanalyse
für Anlagen der Bahnstromversorgung. Gerhard
George führte aus, dass eine Bahnstromversorgungsanlage
der Ausgangspunkt von Gefahren sein kann.
Deshalb ist eine Risikoanalyse und Gefährdungsbeurteilung
erforderlich. Grundlage für die Beurteilung
ist die DIN CLC/TS 50562 (VDE V 0115-562),
veröffentlicht im Januar 2012. Beruhend auf den
Erfahrungen aus Felddaten wird eine Anlage, die
nach den geltenden Normen und den angegebenen
Risikominderungen ausgelegt, gebaut, betrieben
sowie instandgehalten wird, als sicher betrachtet.
Ebenso werden Komponenten als sicher angesehen,
die nach den Normen bemessen, hergestellt,
geprüft sowie eingesetzt werden. Bereits während
der Planungsphase ist die Ermittlung der Risiken
und ihre Auswirkungen einzubeziehen. Mit dem
so genannten W-A-Diagramm aus DIN EN 50126
(VDE 0115-103) wird eine Risikobewertung erläutert.
Die Ermittlung der Zuverlässigkeitskennwerte
zur Beschreibung der Eintrittswahrscheinlichkeit
wurde dargestellt sowie Beispiele für Gefährdungen
mit Angabe der Sicherheitsanforderungen wurden
vorgetragen.
Im zweiten Teil des Vortrages betrachtete Jens
Thiede das Thema von der praktischen Seite des
Anwenders von Bahnstromversorgungsanlagen. Die
Aufsichtsbehörde forderte vom Betreiber eine Gefährdungsanalyse
und die Festlegung von Anforderungen
an die Sicherheitsabschaltung. Der Verweis
auf eine Stellungnahme des VDV hinsichtlich der
weiteren Arbeit wurde als nicht ausreichend betrachtet.
Der Hersteller ist zur Klassifizierung des
Safety Integrity Level (SIL) gemäß der vom Auftraggeber
übergebenen Forderungen verpflichtet. Am
Beispiel eines transportablen Gleichrichter-Unterwerkes
wurden die einzelnen Schritte zur SIL-Einstufung
gemäß DIN EN 50126 vorgetragen. Es wurde
ermittelt, dass es auf Basis des derzeitigen Standes
der Technik für Gleichrichter-Unterwerke nicht erforderlich
ist, Systeme mit Sicherheitsfunktionen
einzubauen, deren Ausfall ein maßgebliches Risiko
für Mensch und Umwelt bedeuten. Es ist deshalb
nicht erforderlich, einen Sicherheitsintegritätslevel
(SIL) festzulegen.
Im zweiten Referat dieses Themenblockes wurden
von Dipl.-Ing. Thomas Burghardt (BVB) Informationen
zum Thema Qualitätskennziffern in
der Instandhaltung von elektrischen Bahnanlagen
vorgetragen. Den Ausgangspunkt für das Managementsystem
der BVG-Infrastruktur bilden die gesetzlichen
Grundlagen und die betrieblichen Vorgaben.
Die Qualitätskennzahlen als Instrument zur
Messung der Instandhaltungsleistungen werden allgemein
aus Produzentensicht, Sicht des Dienstleisters
und aus Sicht des Instandhalters vorgetragen.
Maßnahmen zur Steigerung der Verfügbarkeit von
Anlagen werden durch die Auswertung von Störungshäufigkeiten
und durch Fehler-Möglichkeiten-
Einflussnahme-Analysen (FMEA) vorgenommen.
Der Aufbau des Kennzahlensystems der BVG-Infrastruktur
wurden vorgetragen. Die Qualitätskennzahlen
der BVG sind Bestandteil des Verkehrsvertrages
mit dem Aufgabenträger Stadt Berlin. Beispiele
von Kennzahlen für die Verfügbarkeit elektrischer
Weichenantriebe, der Bahnenergieversorgung Tram
sowie für die Infrastrukturanlagen der U-Bahn werden
vorgestellt.
Der letzte Themenblock der Tagung Aktuelles
aus der AEE-Arbeit wurde von Udo Stahlberg (VDV)
moderiert. Zum Thema Neue und überarbeitete
Wir sorgen für Bewegung
Ihre Ansprechpartner:
Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
35452 Heuchelheim/Deutschland
Tel.: +49 (0) 641608-0
Schunk Bahn- und Industrietechnik GmbH
35435 Wettenberg/Deutschland
Tel.: +49 (0) 641803-0
Schunk Bahn- und Industrietechnik GmbH
5101 Bergheim bei Salzburg/Österreich
Tel.: +43 66245 92 00
Hoffmann & Co., Elektrokohle AG
4822 Bad Goisern/Österreich
Tel.: +43 6135 400-0
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110 (2012) Heft 6
249

Fokus Report
Publikationen des AEE berichteten Eberhard Nickel
(LVB) und Holger Greipel (BVB).
Eberhard Nickel berichtete über die VDV-Schriften
und -Mitteilungen des Unterausschusses Stromversorgungsanlagen
des VDV-Ausschusses für elektrische
Energieanlagen (AEE). Veränderte Rahmenbedingungen
durch den technischen Fortschritt,
Veränderungen der technischen Regelwerke sowie
neue Erfahrungen und neue Produkte erfordern
ständig die Überarbeitung und Anpassung der VDV-
Schriften nach einiger Zeit.
Die VDV-Schrift 504 Schienenisolierstöße wurde
neu erarbeitet und enthält Anforderungen an den
Aufbau sowie an die Prüfung und Instandhaltung
dieser Komponente. Anlass für die Erarbeitung der
Schrift war, dass gemäß der VDV-Schrift 506 Aufbau
und Schutzmaßnahmen von elektrischen Energieanlagen
in Betriebshöfen und Werkstätten von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen
Schienenisolierstöße zur
galvanischen Trennung der Gleisanlagen der Strecke
und von denen von Betriebshöfe verwendet werden,
diese aber bisher nur aus der Sicht des Bahnbaues in
der VDV-Schrift 600 Oberbau-Richtlinie betrachtet
wurden.
Zur Anpassung an die veränderten Bedingungen
wird die VDV-Schrift 520 Kurzschlussschutz
von Fahrstromanlagen für Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen
aus dem Jahr 1995 überarbeitet. Die
Schutzfunktionen der verschiedenen Anlagen eines
Gleichrichter-Unterwerks sowie die unterschiedlichen
Schalterauslösetypen mit ihren Besonderheiten
werden beschrieben. Gegenüber der Vorgängerausgabe
wird die VDV-Schrift 520 um Ausführungen
hinsichtlich der Durchführung von Kurzschlussversuchen
sowie deren Ausführung, Auswertung und
Dokumentation erweitert.
Aktualisiert wird auch die VDV-Schrift 525 Überspannungsschutz
von Fahrstromversorgungsanlagen
für Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen aus dem
Jahr 2001. In dieser Schrift werden Maßnahmen für
den primären Überspannungsschutz in den Gleichrichter-Unterwerken
und an den Fahrleitungsanlagen
vorgestellt. Gegenüber der Vorgängerausgabe
werden die einzusetzenden Überspannungsableiter
und deren optimaler Einsatzort ausführlicher beschrieben.
Die VDV-Schrift 560 Elektrische Weichenheizungen
von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen aus dem
Jahre 1996 wird überarbeitet, um sie insbesondere
an die geänderte Normenlage anzupassen. Für die
Auswahl der Bauform und der Art der Energieversorgung
der Weichenheizungen einschließlich der
erforderlichen elektrischen Schutzmaßnahmen gibt
die Schrift wichtige Hinweise. Weiterhin werden die
den unterschiedlichen Einsatzbedingungen zugeordneten
Steuerungen und Regelungen beschrieben, die
einen energiesparenden, aber wirkungsvollen Betrieb
der elektrischen Weichenheizungen bewirken.
Die seit September 2011 gültige neue
DIN EN 50122-1, -2 und -3 Ortsfeste Anlagen –
Elektrische Sicherheit, Erdung und Rückleitung ist
gegenüber ihrer Vorgängerversion weitgehend
neu gegliedert und enthält auch viele inhaltliche
Änderungen. Damit ergibt sich die Notwendigkeit,
die VDV-Schrift 505 Aufbau und Schutzmaßnahmen
von Gleichrichter-Unterwerken von
Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen, die VDV-Schrift
506 Aufbau und Schutzmaßnahmen von elektrischen
Energieanlagen in Betriebshöfen und Werkstätten
von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen und
die VDV-Schrift 507 Aufbau und Schutzmaßnahmen
von elektrischen Energieanlagen an Strecken
von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen an die neue
Normenlage anzupassen. Es ist vorgesehen, noch
im Laufe des Jahrs 2012 mit dem Gelbdruckverfahren
zu beginnen.
Den letzten Vortrag der zweitägigen Tagung hielt
Holger Greipel (BVB) vom AEE-Unterausschuss Oberleitungsanlagen.
Vorkommnisse bei Arbeiten an unter
Spannung stehenden Fahrleitungsanlagen war
der Anstoß für die Erarbeitung der VDV-Schrift 580
Isolierte Hubarbeitsbühnen für Arbeiten an Oberleitungsanlagen
bis DC 1 500 V. Neben Anforderungen
hinsichtlich der mechanischen sowie elektrischen
Ausführung der Hubarbeitsbühnen bildet deren
elekt rische Prüfung den zentralen Teil der VDV-
Schrift.
Die Veröffentlichung der umfassend überarbeiteten
DIN EN 50119 im Jahr 2009 war der Anlass, die
VDV-Schrift 551 Oberleitungsmaste und Gründungen
aus dem Jahr 1999 an die neue Normenlage
anzupassen. Gegenüber der Vorgängerausgabe der
Schrift werden Anforderungen an Wandbefestigungen
sowie deren Prüfung neu aufgenommen.
Weiterhin begleitet der Unterausschuss Oberleitungsanlagen
ein Projekt der VBG-Branche ÖPNV/
Bahnen, das die Erstellung von modernen Unterweisungsmedien,
Stichwort Computer based Training
(CBT), für Oberleitungsmonteure zum Ziel hat. Hierzu
werden in mehreren deutschen Verkehrsunternehmen
Videoaufnahmen über Arbeiten in Oberleitungsanlagen
vorgenommen.
Der Vorsitzende des VDV-Ausschusses Elektrische
Energieanlagen, Ralf Baumann (BVB), konnte am
Ende der Fachtagung ein positives Fazit ziehen, da
die Tagungsteilnehmer aus den Vorträgen und der
Fachausstellung viele neue Anregungen mitnehmen
können. Er sprach gleichzeitig die Einladung
für die nächste Fachtagung am 6. und 7. Februar
2014 aus.
Ewald Schlechter, Berlin
[1] Schneider, E.; Schwarz, M.: Trends in der Normung
für Bahnelektrifizierungen. In Elektrische Bahnen 110
(2012), H. 6, S. 264-269.
250 110 (2012) Heft 6

WISSEN für die ZUKUNFT
Mit vielen, bisher
unveröffentlichten Bildern
Wechselstrom-
Zugbetrieb
in Deutschland
Band 2: Elektrisch in die
schlesischen Berge – 1911 bis 1945
Eine einzigartige, chronologische Beschreibung der Entwicklung
der Triebfahrzeuge, Bahnstromversorgungs- und Fahrleitungsanlagen
sowie des Werkstättenwesens dieser Zeit
Bereits mit der Aufnahme des elektrischen Zugbetriebs war klar, dass
die Technik mit Einphasen-Wechselstrom ihre Tauglichkeit auch unter
schwierigen topografi schen Bedingungen unter Beweis stellen sollte.
Die Teststrecke Lauban – Königszelt wies alle Eigenschaften einer Gebirgsbahn
auf. Nachdem die Mittel zur Elektrisierung genehmigt waren,
begann eine stürmische Entwicklung, die durch den Ersten Weltkrieg
unterbrochen wurde. In den zwanziger Jahren wurde das Engagement
fortgesetzt, das zum Erfolg der elektrischen Traktion in Deutschland beigetragen
hat. Die Betriebserfahrungen sowie deren technische Umsetzung
prägten die Entwicklung von Fahrzeugen, Oberleitungen und
anderen Einrichtungen der elektrischen Zugförderung der Deutschen
Reichsbahn.
Dieses Werk veranschaulicht ein Stück Zeitgeschichte und beschreibt
die Zusammenhänge zwischen den technischen, wirtschaftlichen sowie
gesellschaftlichen und politischen Entwicklungen dieser Epoche.
P. Glanert / T. Scherrans / T. Borbe / R. Lüderitz
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Fahrzeugtechnik
Robuste drehgeberlose Regelung von
Asynchronmaschinen im Bahneinsatz
Christian Foerth und Markus Weidauer, Nürnberg
Der Einsatz von Asynchronmaschinen bei Triebfahrzeugen machte in Verbindung mit der notwendigen
hochdynamischen Regelung lange Zeit Drehzahlgeber zwingend erforderlich. Ein robustes
neuartiges Verfahren ohne Drehzahlgeber identifiziert die Drehzahl aus den elektrischen Größen
der Asynchronmaschinen und verfügt über automatische Parametermessungen. Es wird den hohen
Anforderungen an Robustheit und Dynamik im gesamten Bahnbereich gerecht, auch beim Aufmagnetisieren
und bei Drehzahl null.
ROBUST ASYNCHRONOUS MACHINE CONTROL WITHOUT ROTARY TRANSDUCERS IN RAILWAY
OPERATIONS
For a long time, the application of asynchronous machines in trains and the highly dynamic control
system required for the purpose made it absolutely necessary to use rotary transducers. A robust
innovative method that does without rotary transducers determines the speed from the electrical
variables of the asynchronous machines and allows the parameters to be automatically measured.
It meets the high standards placed on robustness and dynamic behaviour in all railway operations,
even during remagnetising and at a speed of zero.
UNE RÉGULATION ROBUSTE SANS CAPTEUR DE VITESSE POUR LES MACHINES ASYNCHRONES
UTILISÉES DANS LES CHEMINS DE FER
L’utilisation de machines asynchrones sur les engins moteurs avait longtemps imposé les capteurs
de vitesse en liaison avec la nécessité d’une régulation hautement dynamique. Un nouveau procédé
robuste sans capteur de vitesse identifie la vitesse de rotation à partir des grandeurs électriques des
machines asynchrones et dispose de mesurages automatiques de paramètres. Il satisfait aux exigences
élevées en matière de robustesse et de dynamique dans toutes les utilisations ferroviaires, y
compris la réaimantation et à vitesse de rotation zéro.
1 Einführung
Seit Anfang der 1990er Jahre werden fast alle Bahnantriebe
mit Asynchronmaschinen ausgerüstet.
Aufgrund ihrer großen Robustheit, des geringen
Wartungsaufwands und des günstigen Leistungsgewichts
ist die Asynchronmaschine für den Bahnbereich
besonders gut geeignet. Zur Steuerung sind
Wechselrichter erforderlich, deren Halbleiterschalter,
GTO oder IGBT, erst seit dieser Zeit mit der notwendigen
Leistung und Spannungsfestigkeit für Bahnanwendungen
zur Verfügung standen.
Für die hochdynamische Regelung der Bahnantriebe
werden sehr schnelle Prozessoren, so genannte
Signalprozessoren, eingesetzt. Als Messwerte
wurden bislang die Motorströme, die Zwischenkreisspannung
und die Drehzahl verwendet. Seit vielen
Jahren wird versucht, auf den Messwert der Drehzahl
bei der hochdynamischen Regelung der Asynchronmaschine
zu verzichten. Bei der Drehzahlidentifikation
wird zwischen zwei Strategien unterschieden:
• Verfahren, die Nichtlinearitäten wie Sättigung
oder Nutung zum Beispiel mit Hilfe von hochfrequenten
Testsignalen ausnutzen. Nachteilig ist
hierbei, dass der Motor nichtideal sein muss und
die Drehzahlidentifikation bei Gruppenspeisung
sowie bei Flussabsenkung nicht möglich ist.
• Verfahren, die mit Modellen von Motor und
Wechselrichter die Drehzahl aus der Differenz der
laut Modell zu erwartenden und andererseits der
gemessenen Ströme identifizieren, ohne Drehzahlgeber.
Der Nachteil ist hier, dass eine Drehzahlidentifikation
bei Ständerfrequenz null nicht
möglich ist.
Da bei Bahnfahrzeugen die Gruppenspeisung
oft eingesetzt wird und Asynchronmaschinen im
Bahnbereich möglichst linear gebaut sind, kommt
bei Bahnanwendungen nur die zweite Strategie
infrage. Hierbei müssen aber Betriebspunkte mit
Ständerfrequenzen auch nahe null beim Anfahren
und Bremsen bis zum Fahrzeugstillstand beherrscht
werden.
Eine sehr hohe Verfügbarkeit der elektrischen
Antriebe ist für den Bahnbetreiber von entscheidender
Bedeutung. Die Reduktion der Sensorik
252 110 (2012) Heft 6

Fahrzeugtechnik
durch den Entfall der Drehzahlgeber bewirkt eine
Erhöhung der Verfügbarkeit. Darum wurde von
der Siemens AG in Zusammenarbeit mit den Professoren
M. Depenbrock und A. Steimel und ihren
Mitarbeitern an der Ruhr-Universität Bochum die
Entwicklung eines drehzahlgeberlosen neuen Verfahrens
vorangetrieben. Die Zusammenarbeit begann
1995. Erstmals wurde diese Regelung in einer
Triebfahrzeugserie im Jahr 2003 realisiert. Seitdem
wird es in verschiedenen Lieferserien erfolgreich
eingesetzt.
Um drehgeberlos fahren zu können, ist es erforderlich,
die Regelstrecke sehr genau zu kennen und
nachzubilden. Hierfür wurden sehr genaue Modelle
von Wechselrichter und Motor mit automatisierten
Parameter-Messverfahren implementiert.
Sie erleichtern die Inbetriebsetzung und verbessern
das Regelverhalten auch beim Betrieb mit Drehgeber.
Aufgrund des guten Wechselrichtermodells ist
eine Messung der Ständerspannung überflüssig.
Daher wird auf diese Messung verzichtet, was die
Verfügbarkeit der Anlagen weiter erhöht.
2 Technische Grundlagen
2.1 Vorteile des geberlosen Betriebs
Ziel der Entwicklung war es, auf die Drehgeber und
die dazugehörige Verdrahtung auf den Fahrzeugen
verzichten zu können. Neben der Einsparung dieser
Komponenten hat man folgende Vorteile:
• Durch den Entfall des Geberrades wird in den
Motoren Platz gewonnen.
• Direkt in den Motoren eingebaute Drehgeber
sind dem Schmutz und hohen mechanischen
Belastungen ausgesetzt, wodurch Defekte an dem
Geberrad, dem Sensor oder der Verdrahtung auftreten
können; ohne die Drehgeber steigt somit
die Verfügbarkeit der Fahrzeuge.
• Die Auflösung der Drehzahlbestimmung bei kleinen
Drehzahlen und damit die Drehmomentgenauigkeit
steigen beim drehgeberlosen Betrieb.
2.2 Erforderliche Eigenschaften der
drehgeberlosen Traktionsregelung
Im Bahnbereich gibt es spezielle Anforderungen an
die Regelung, die von dem hier beschriebenen Verfahren
erfüllt werden:
• Die Drehzahl der Motoren kann sich bei
Schleudervorgängen sehr schnell ändern. Dies
wird durch die identifizierte Drehzahl ausreichend
schnell abgebildet, damit der Gleit- und
Schleuderschutz die Drehzahl zuverlässig regeln
kann.
• Die Drehmomentdynamik wird gegenüber dem
Betrieb mit Drehgeber nicht eingeschränkt.
• Das Verfahren arbeitet im gesamten Drehzahlbereich
mit asynchroner und synchroner Taktung.
• Die Flussführung zur thermischen Entlastung der
Motoren im Teillastbereich ist außer im Bereich
der Ständerfrequenz null frei vorgebbar.
Bild 1:
Blockschaltbild der drehgeberlosen
Regelung.
110 (2012) Heft 6
253

Fahrzeugtechnik
• Die Motoren können bei jeder Drehzahl aufmagnetisiert
werden. Praktisch im gesamten Drehzahlbereich
erfolgt das Aufmagnetisieren sehr schnell,
sodass das Drehmoment in weniger als 100 ms
aufgebaut wird. Daher kann der Wechselrichter
zur thermischen Entlastung der Motoren und des
Wechselrichters im Leerlauf gesperrt werden.
Das Verfahren kann Systeme mit Drehgebern weitestgehend
ersetzen, ohne dass besondere betriebliche
Maßnahmen erforderlich sind.
2.3 Randbedingungen für den Einsatz des
Verfahrens
Auch wenn das drehgeberlose Verfahren den Betrieb
mit Drehgeber gut ersetzt, müssen ein paar Randbedingungen
beachtet werden:
• Bei gesperrtem Wechselrichter ist keine Drehzahlinformation
von den Motoren verfügbar. Daher
ist eine Drehzahlerfassung für sicherheitsrelevante
Funktionen, zum Beispiel für Geschwindigkeitsanzeige
und Bremse, auf dem Fahrzeug weiterhin
unbedingt erforderlich. Diese Drehzahlinformation
muss allerdings nicht die hohen Anforderungen
erfüllen, die für die Regelung der Maschine
benötigt werden. Ist eine solche Drehzahlinformation
verfügbar, kann sie zur Unterstützung verwendet
werden.
• Bei Gruppenantrieben kann nur eine mittlere
Drehzahl der Gruppe identifiziert werden.
• Die Mechanik der Fahrzeuge darf nicht zum
Schwingen neigen, da zum Beispiel gegenphasige
Schwingungen in einer Gruppe aufgrund
der Identifikation einer mittleren Drehzahl nicht
erkannt werden können.
• Im Stillstand können Ständer- und Rotorwiderstand
beim Aufmagnetisieren ermittelt werden,
sofern ein Stillstandssignal vorhanden ist.
3 Drehgeberlose Regelung
3.1 Übersicht
Für die drehgeberlose Regelung ist eine Vielzahl von
Modellen und Beobachtern erforderlich. In Bild 1 ist
das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten der
drehgeberlosen Regelung dargestellt.
Als Messgrößen stehen die Zwischenkreisspannung
U D
und zwei gemessene Phasenströme des
Motors zur Verfügung, aus denen der Raumzeiger
I Sm
bestimmt wird.
Als Soll-Größen werden das Soll-Moment M soll
und der Soll-Rotorfluss ψ soll
vorgegeben. Diese Soll-
Größen sind allerdings nicht direkt die Soll-Größen
für Regler und Steuersatz; um den Bereich Ständerfrequenz
null zu beherrschen, werden diese Soll-
Größen bei kleinen Drehzahlen automatisch modifiziert.
Dieses Verfahren ist in Abschnitt 4 beschrieben.
Die Regelung und der Steuersatz erhalten somit
einen eventuell bei kleinen Drehzahlen modifizierten
Drehmoment-Sollwert M soll0
und Rotorfluss-Sollwert
ψ soll0
. Mit der gemessenen Zwischenkreisspannung
U D
, dem gemessenen Ständerstrom I Sm
, dem Modell-Ständerfluss
Ψ , dem Rotorfluss Ψ und der
μ
R
identifizierten Drehzahl n werden die drei idealen
Ansteuersignale w ν
mit ν = 1…3 für den Wechselrichter
bestimmt. Die Funktion der Regelung und des
Steuersatzes sind in [1] beschrieben.
Aus den idealen Ansteuersignalen werden mit
Hilfe der Wechselrichterkorrektur die Ansteuersignale
w vk
erzeugt, die um das Schaltverhalten des Wechselrichters
korrigiert sind, sodass die Ständerspannung
U S
der von der Regelung berechneten Ständerspannung
sehr genau entspricht. Die Funktion dieser
Korrektur ist in Abschnitt 3.3 beschrieben.
Aus der Ständerspannung und der identifizierten
Drehzahl werden vom Motormodell der Ständerfluss
Ψ , der Rotorfluss Ψ und der Modell-Ständerstrom
μ
R
I S
berechnet. Das Motormodell ist in Abschnitt 3.2
beschrieben.
Aus der Abweichung von Modell-Ständerstrom
I S
und dem gemessenen Ständerstrom I Sm
werden
mit Hilfe von Beobachtern die identifizierte Drehzahl
und die temperaturabhängigen Parameter wie Ständerwiderstand
R S
und Rotorwiderstand R R
ermittelt.
Außerdem wird die Ständerspannung um parasitäre
Gleichanteilsfehler U GL
korrigiert. Die Beobachter
sind in Abschnitt 3.4 beschrieben.
3.2 Motormodell
Bild 2:
Gamma-Ersatzschaltbild der Asynchronmaschine im ständerfesten
Koordinatensystem.
Beim Motormodell handelt es sich um das Gamma-
Ersatzschaltbild der Maschine (Bild 2).
Die einzelnen Parameter des Modells werden
durch eine Offline-Stillstands-Messung einmalig auf
dem Fahrzeug oder im Systemtest ermittelt. Die
254 110 (2012) Heft 6

Fahrzeugtechnik
Bild 3:
Gemessene Magnetisierungskennlinie
von Shanghai Pearl Line 2.
Bild 4:
Aufbau der Stränge im Wechselrichtermodell.
Hauptinduktivität L μ
wird in Abhängigkeit vom Ständerflussbetrag
ψ μ
bestimmt. Die Größen L σ
, R S
und
R R
werden als Konstanten bestimmt, die Widerstände
werden hierbei bezogen auf 20 °C gespeichert.
Die genaue L μ
-Kennlinie wird separat durch eine
Leerlaufmessung ermittelt.
Die Messverfahren sind in [2] beschrieben. Bild 3
zeigt exemplarisch eine gemessene L μ
-Kennlinie.
Das Motormodell berechnet aus der Ständerspannung
nach Abschnitt 3.3 und der Drehzahl nach Abschnitt
3.4 die Modell-Flüsse und Modell-Ströme, die
für die Regelung und die Beobachter benötigt werden.
3.3 Wechselrichtermodell
Da die Ständerspannung nicht gemessen wird, ist es
sehr wichtig, ein möglichst exaktes inverses Modell
des Wechselrichters zu haben, um die vom Steuersatz
geforderten Schaltungen so korrigieren zu können,
dass die gewünschte Ständerspannung an den
Klemmen der Maschine anliegt.
Bild 4 zeigt exemplarisch den Aufbau eines Stranges
des Wechselrichters. Bei dem hier verwendeten
Modell werden die Schaltzeiten, Einschaltzeit T EIN
,
Ausschaltzeit T AUS
, und die Durchlassverluste, Ventilspannungsabfall
U T0
und ohmsche Durchlassverluste
R ID
∙ I S
, der Ventile näherungsweise berücksichtigt.
Der Strangstrom wird je nach Richtung immer
von einem Ventilpaar (IGBT/Diode), (ID+ /ID-) geführt
und wechselt beim Umschalten der Strangspannung
entweder von der Diode auf den IGBT
(Einschaltzeit T EIN
IGBT-relevant) oder vom IGBT
auf die Diode (Ausschaltzeit T AUS
IGBT-relevant). Für
einen Strang können somit vier Schalthandlungen
mit verschiedenen Kombinationen aus Schaltzeiten
und Durchlassverlusten unterschieden werden. Die
Unterschiede hängen hierbei von der Schaltrichtung
der Strangspannung und vom Vorzeichen des
Strangstroms ab:
Schaltrichtung U Sv
von +U D
nach 0:
I Sv
> 0 => Schaltzeit: T AUS,I+v
Durchlassverluste: -U T0,ID+v
-R ID+v
∙ I Sv
I Sv
< 0 => Schaltzeit: T EIN,I-v
Durchlassverluste: U T0,ID-v
- R ID-v
∙ I Sv
Schaltrichtung U Sv
von 0 nach +U D
:
I Sv
> 0 => Schaltzeit: T EIN,I+v
Durchlassverluste: -U T0,ID+v
- R ID+v
∙ I Sv
I Sv
< 0 => Schaltzeit: T AUS,I-v
Durchlassverluste: U T0,ID-v
- R ID-v
∙ I Sv
Mit Hilfe des in [2] beschriebenen Verfahrens werden
die Parameter durch eine Offline-Messung bestimmt.
Der ohmsche Anteil der Durchlassverluste wird
hierbei als symmetrisch angenommen und dem
Ständerwiderstand R S
zugerechnet. Die am Ventil
abfallende Spannung wird für jedes Ventilpaar als
Mittelwert des Spannungsabfalls von IGBT und Diode
berücksichtigt.
Die Schaltzeiten T EIN
werden für jedes Ventilpaar
des Stromrichters zur Korrektur vorgegeben, die
Ausschaltzeiten T AUS
werden für jedes Ventilpaar
in Abhängigkeit vom Strangstrom gemessen und
korrigiert. Aufgrund der guten Symmetrie der eingesetzten
Stromrichter genügt es jedoch, alle Ventilpaare
mit der gleichen Kennlinie zu korrigieren. Eine
Abhängigkeit der Schaltzeiten von der Zwischenkreisspannung
wird vernachlässigt. Bild 5 zeigt die
gemessenen Ausschaltzeiten eines Stromrichters.
110 (2012) Heft 6
255

Fahrzeugtechnik
Die Korrekturzeiten und die zu korrigierenden
Ventilspannungsfälle werden aus den Parametern
des Wechselrichters in Abhängigkeit vom Modell-
Strom berechnet. Ein entsprechendes Verfahren ist
in [3] beschrieben.
3.4 Beobachter
Mit Hilfe von Beobachtern werden aus der Abweichung
von Modell- und gemessenem Strom verschiedene
Größen bestimmt.
Zentrale Größe ist hierbei die Drehzahl, die mit
Hilfe des in Bild 6 beschriebenen Regelkreises identifiziert
wird. Der Drehfaktor K muss hierbei für den
Betriebspunkt geeignet gewählt werden. In [4] und
[5] sind hierzu die entsprechenden Verfahren beschrieben.
Für motorischen Betrieb kann K zum Beispiel einfach
gleich 1 gewählt werden. In diesem Fall ergibt
sich für ∆n recht einfach:
=
R R
*
2 S R
R
Δn für K = 1
Ψ
Im(ΔI ⋅ Ψ )
Zusätzlich zur Drehzahl werden die temperaturabhängigen
Größen des Motors wie Ständer- und
Rotorwiderstand über entkoppelte Regelkreise, die
in ihrer Struktur dem Drehzahlbeobachter in Bild 6
entsprechen, identifiziert. Entsprechende Verfahren
sind in [5] beschrieben.
Außerdem werden parasitäre Gleichanteile im
Ständerstrom identifiziert und durch Rückkopplung
beseitigt. Dieses Verfahren ist in [4] beschrieben.
4 Vermeidung der Ständerfrequenz
null
4.1 Grundsätzliches
Bei Ständerfrequenz null verhält sich die Asynchronmaschine
entsprechend Bild 2 wie ein ohmscher
Widerstand. Der Rotor ist über die Hauptinduktivität
kurzgeschlossen. Deshalb kann die Drehzahl in diesem
Betriebspunkt nicht identifiziert werden, weshalb
dieser Betriebsbereich vermieden werden muss.
Mit den verwendeten Modellen wird erreicht, dass
der zu vermeidende Frequenzbereich sehr klein ist.
Die Genauigkeit der verwendeten Modelle ist für das
Minimieren des Frequenzbereichs und somit für die
Einsetzbarkeit des Verfahrens sehr wichtig.
Aus der folgenden Gleichung ist der direkte Zusammenhang
zwischen Ständerfrequenz, Drehmoment
und Rotorflussbetrag ersichtlich:
2
n S
= n + n R
= n + ⋅ R ⋅
3 R
M
2
2⋅π ⋅ ΨR
Bild 5:
Gemessene Ausschaltzeiten des Wechselrichters.
Durch Aufschaltung von Drehmoment oder Variation
des Rotorflussbetrags bei vorhandenem Drehmoment
kann somit der Bereich Ständerfrequenz
null vermieden werden. Die Grundlage für das hier
beschriebene Verfahren ist in [6] beschrieben.
4.2 Regelung
Bild 6:
Blockschaltbild des Drehzahlbeobachters.
Ziel des Verfahrens ist es, unterhalb eines minimalen
Ständerfrequenzbetrages die Ständerfrequenz auf diesen
minimalen Ständerfrequenzbetrag zu regeln. Die
minimale Ständerfrequenz ist hierbei abhängig von
der Kippfrequenz n RK
= R R
/(2π L ) und dem Rotorflussbetrag,
da die Rückwirkung aus dem Rotor in den
σ
Stän-
256 110 (2012) Heft 6

Fahrzeugtechnik
der mit geringerem Rotorflussbetrag abnimmt. Der
Bereich der minimalen Ständerfrequenz n Smin
/n RK
liegt
hierbei je nach Flussbetrag zwischen 0,10 und 0,25.
Liegt n/n RK
bei 0,10 im Leerlauf, so entspricht dies bei
dem Antrieb der Fahrzeuge von Shanghai Pearl Line 2
einer Geschwindigkeit von 0,26 km/h, bei der S-Bahn
Zürich RABe 514 ergibt sich ein Wert von 0,24 km/h.
Um die Ständerfrequenz einzustellen, wird der
Rotorflussbetrag bis auf 30 % des Nennrotorflussbetrags
reduziert. Falls zu wenig Drehmoment gefordert
wird, um durch Variation des Flusses die
Ständerfrequenz einzustellen, wird zusätzliches Drehmoment
in Richtung des geforderten Soll-Momentes
aufgeschaltet. Beim Anfahren ist ein Drehmoment-
Sollwert von rund 15 % des Nennmoments ausreichend,
damit kein zusätzliches Moment aufgeschaltet
werden muss. Lediglich beim Rückrollen in einer
Steigung werden größere Momente von bis zu zirka
30 % des Nennmoments benötigt. Die Reduktion
des Rotorflusses bei großem Drehmoment-Sollwert
hat einen größeren Ständerstrom zu Folge, der zu
einer Drehmomentbegrenzung führen kann. Dieses
Problem kann aber nur im Rückrollen auftreten, da
die Ständerfrequenz bei großem Drehmoment im
Anfahren ohne Rückrollen immer ausreichend groß
ist, um die Drehzahl zu identifizieren.
Die prinzipielle Funktion des Verfahrens ist in
Bild 7 dargestellt. Auf die Darstellung der nötigen
Hysterese bei den Flusssprüngen wurde der Übersichtlichkeit
halber verzichtet. Im Folgenden wird
immer ein Wechsel der Drehzahl von positiver zu
negativer Drehzahl beschrieben.
Im Leerlauf (1) wird ein kleiner Rotorfluss-Sollwert
ψ soll
von der Flussführung vorgegeben. Die minimale
Ständerfrequenz ist daher mit n Smin
/n RK
= 0,25 relativ
groß bei kleinem Fluss. Erreicht die Ständerfrequenz
diesen Wert, so wird sie für kleinere Drehzahlen
durch Anheben des Drehmomentes auf diesen Wert
geregelt. Ist die Drehzahl ausreichend klein, „durchspringt“
die Ständerfrequenz die stationär nicht
beobachtbare Zone durch schnelle Rücknahme des
Drehmomentes und entspricht anschließend dem
negativen Minimalwert der Ständerfrequenz.
Ist das Moment ausreichend groß (2), wird das
Moment konstant gehalten. Aufgrund des größeren
Flusses bei höherem Moment ist die einzuhaltende
minimale Ständerfrequenz mit n Smin
/n RK
= 0,1 kleiner
als bei (1). Daher ist der Bereich der Vermeidung der
Ständerfrequenz null deutlich kleiner. Der Fluss wird
abgesenkt, sobald die minimale Ständerfrequenz erreicht
ist. Hierdurch bleibt die Ständerfrequenz zunächst
konstant, bis der Fluss soweit abgeklungen ist,
dass eine höhere minimale Ständerfrequenz benötigt
wird. Dies wird durch noch stärkere Flussabsenkung
erreicht, bis durch sehr schnelles Erhöhen des Rotorflusses
die Ständerfrequenz die stationär nicht beobachtbare
Zone „durchspringt“ und dem negativen
Minimalwert der Ständerfrequenz entspricht.
110 (2012) Heft 6
Bild 7:
Verlauf von Ständerfrequenz, Drehmoment und Rotorfluss als
Funktion der Drehzahl beim Verfahren zur Vermeidung von
Ständerfrequenz null.
1 Leerlauf
2 Drehmoment ausreichend groß, um durch Flussvariation
n s
= 0 zu vermeiden
3 Bremsen bis Null mit kleinem Drehmoment
Bild 8:
Anfahrvorgang bei
Shanghai Pearl Line 2.
257

Fahrzeugtechnik
Bild 9:
Bremsen bis 0 bei Shanghai Pearl Line 2.
4.3 Anfahr- und Bremsvorgang
Ein Anfahrvorgang am Beispiel von Shanghai Pearl
Line 2 mit Vermeidung der Ständerfrequenz null
ist in Bild 8 dargestellt. Nach dem Antakten wird
das Soll-Moment M soll0
zunächst gegenüber dem
vorgegebenen Soll-Moment M soll
angehoben und
der Rotorfluss auf seinem Minimalwert belassen.
Sobald der vorgegebene Drehmoment-Sollwert das
Minimalmoment überschreitet, wird dieses Moment
realisiert und die Ständerfrequenz kurz über die
Flussführung geregelt, bevor der Bereich um Ständerfrequenz
null verlassen wird. Beim Losfahren eilt
die identifizierte Drehzahl der „Fahrzeugdrehzahl“
vor, da es sich bei der Fahrzeugdrehzahl um eine
langsam über die Leittechnik übertragene Fahrzeuggeschwindigkeit
handelt. Drehzahlen von den
Motoren sind bei diesem Fahrzeug nicht verfügbar.
Das hier beschriebene Verfahren erfordert stationär
bei Drehzahl null immer ein Drehmoment.
Beim Losfahren ist dies kein Problem. Entsprechend
(1) wird zunächst zirka 15 % Nennmoment
aufgeschaltet; beschleunigt das Fahrzeug hierdurch,
so wird dieses Moment wieder abgebaut und ist null,
sobald die Drehzahl die minimale Ständerfrequenz
erreicht hat.
Soll das Fahrzeug auf ebener Strecke mit wenig
Moment bremsen und ohne Drehmoment stehen
bleiben, so wird das Drehmoment bei niedrigen
Drehzahlen automatisch über eine Rampe auf null
gefahren und der Wechselrichter abgeschaltet, sobald
zusätzliches Drehmoment zur Vermeidung von
Ständerfrequenz null benötigt würde. Die mechanische
Bremse hält dann anschließend das Fahrzeug.
Dieser Vorgang ist in (3) von Bild 7 dargestellt. Ist
die minimale Ständerfrequenz beim aktuellen Rotorflussbetrag
erreicht (n Smin
/n RK
= 0,1), wird zunächst
der Fluss angehoben. Hierdurch erhöht sich die
Ständerfrequenz, da Drehmoment und Drehzahl
unterschiedliches Vorzeichen haben. Erreicht diese
erneut den Grenzwert, so wird das Drehmoment wie
beschrieben über eine Rampe zu null geführt und
der Wechselrichter abgeschaltet.
In Bild 9 ist ein Bremsvorgang dargestellt. Es
ist sehr schön zu erkennen, dass die identifizierte
Drehzahl der langsam über die Leittechnik übertragenen
Fahrzeugdrehzahl voreilt. Ungefähr zu
dem Zeitpunkt, zu dem die Drehzahl den Wert null
erreicht hat, wird der Rotorfluss kurz angehoben.
Danach wird das Drehmoment M soll0
über eine
Rampe langsam nach null gefahren und weicht
damit vom geforderten Soll-Moment M soll
geringfügig
ab. Die Sperre erfolgt, wenn M soll0
den Wert
null erreicht hat.
5 Geberloses Aufmagnetisieren
5.1 Grundsätzliches
Bild 10:
Aufmagnetisieren mit Restfluss bei Shanghai Pearl Line 2.
Im Betrieb kann der Wechselrichter jederzeit durch
Überwachungen oder seitens der Regelung gesperrt
werden. Nach der Sperre ist der Ständerstrom bei
ausreichend hoher Zwischenkreisspannung innerhalb
weniger Millisekunden null. Die Flüsse der
Maschine klingen aber erst nach einigen Sekunden
ab. Um aus der Sperre wieder in Betrieb zu kommen,
gibt es daher je nach dem Betriebszustand der
Maschine verschiedene Verfahren. Prinzipiell wird
hierbei zwischen Betrieb mit und ohne Restfluss
unterschieden. Die beiden Verfahren sind in [7] eingehend
beschrieben.
258 110 (2012) Heft 6

Fahrzeugtechnik
5.2 Aufmagnetisieren mit Restfluss
Der restliche Rotorfluss bildet zusammen mit der
Drehzahl nach Bild 2 eine Spannungsquelle mit der
Amplitude 2πnψ R
im Rotorkreis des Motors. Wird eine
Nullspannung an die Klemmen der Maschine gelegt,
so baut sich in Folge dieser Spannung ein Ständerstrom
auf. Die Höhe des Stromes hängt hierbei von
der Drehzahl, der Höhe des Restflusses und der Dauer
der Nullspannung ab.
Bei sehr niedrigen Drehfrequenzen von ungefähr
< 10 Hz elektrisch kann mit dem in diesem
Abschnitt beschriebenen Verfahren nur bei hohem
Restfluss aufmagnetisiert werden. Reicht die Amplitude
der Spannungsquelle nicht mehr aus, um
einen ausreichend hohen Ständerstrom zu erzeugen,
so muss gewartet werden, bis der Fluss soweit
abgeklungen ist, dass mit dem in Abschnitt 5.3.3
oder 5.3.4 beschriebenen Verfahren aufmagnetisiert
werden kann. Aus diesem Grund wird in diesem
Frequenzbereich der Wechselrichter betrieblich
nicht gesperrt. Bei höheren Frequenzen entfällt die
Wartezeit; daher kann der Wechselrichter in diesem
Frequenzbereich jederzeit betrieblich gesperrt
werden.
Ist der Ständerstrom beim abgeschalteten Stromrichter
null, so erhält man für den Rotorfluss:
Motoren. So kann man zum Beispiel davon ausgehen,
dass bei angezogener Haltebremse und
abgeschaltetem Wechselrichter das Fahrzeug und
damit auch die Motoren stehen. Bei drehenden
Motoren gibt es häufig eine von den Motoren
unabhängige ungenaue Drehzahlerfassung, zum
Beispiel von der Bremse, die beim Aufmagnetisieren
genutzt werden kann. Im Folgenden werden
zwei Verfahren beschrieben, die diese Drehzahlinformationen
auswerten, und zusätzlich ein
weiteres, das ohne jegliche Drehzahlinformation
auskommt.
(−R
()
R
/(L μ
+ L σ
) ⋅ t)
Ψ t = Ψ ⋅e ⋅e
R
R,ab
jn ⋅2π ⋅ t
Der Rotorfluss rotiert also mit der Drehfrequenz der
Maschine. Durch Schaltung zweier Nullspannungen
kann aus der Winkeldifferenz der entstehenden Ständerströme
somit leicht die Drehzahl der Maschine
bestimmt werden.
Mit dieser Drehzahlinformation und der Lage
des Ständerstroms bei der zweiten Nullspannung
wird die genaue Lage der Flüsse in der Maschine
bestimmt, sodass nach der zweiten Nullspannung
sofort in den Regelungsbetrieb gewechselt wird.
In Bild 10 ist ein solcher Aufmagnetisierungsvorgang
dargestellt. Man erkennt, dass nach der Sperre
innerhalb von rund 50 ms der Zuschaltvorgang
abgeschlossen ist und der Regelungsbetrieb wieder
beginnt. Die Drehzahl hat sich während der Abschaltung
nicht verändert.
Bild 11:
Aufmagnetisieren nach dem Verfahren zur Identifikation von R S
/R R
bei S-Bahn-Zug Zürich
RABe 514.
5.3 Aufmagnetisieren ohne Restfluss
5.3.1 Übersicht
Auch bei einem Fahrzeug ohne Motordrehgeber
gibt es Informationen über die Drehzahl der
Bild 12:
Heylandkreis für konstante Spannung.
110 (2012) Heft 6
259

Fahrzeugtechnik
5.3.2 Aufmagnetisieren im Stillstand mit Identifikation
von R S
/R R
Wenn bekannt ist, dass das Fahrzeug steht, wobei
beim Lösen der Haltebremse aufmagnetisiert wird,
so wird diese Information genutzt, um den Ständer-
und Rotorwiderstand beim Aufmagnetisieren
zu identifizieren. Hierbei wird davon ausgegangen,
dass die Temperatur des Ständer- und Rotorwiderstandes
näherungsweise gleich ist. Da die Induktivitäten
und die Drehzahl des Modells bekannt sind,
wird die Abweichung aus Modell-Ständerstrom und
gemessenem Ständerstrom durch Anpassung von
R S
/R R
, mit einem PI-Regler ausgeregelt. Hierdurch
kann sofort mit recht genauen Widerstandswerten
angefahren werden. Drehmoment kann bei diesem
Verfahren zirka 100 ms nach dem Antakten aufgeschaltet
werden.
In Bild 11 ist ein solcher Anfahrvorgang beim
S-Bahn-Zug Zürich RABe 514 dargestellt. Hier waren
die Drehgeber für die Drehzahlmessung noch verdrahtet.
Man erkennt, dass zunächst mehr Fluss in die
Maschine gefahren wird, um die Widerstände zu identifizieren,
als stationär benötigt wird. Anschließend
wird der Fluss und damit das Drehmoment entsprechend
Abschnitt 4 eingestellt, um die Ständerfrequenz
n s
zu regeln. Das zu Beginn aufgeschaltete Minimalmoment
ist hierbei so gering, dass man es von der
Drehmomentrampe kaum unterscheiden kann. Die
Aufschaltung erfolgt rund 100 ms nach dem Antakten.
Soll-Moment und aus den gemessenen Strömen gemessenes
Moment stimmen ebenso überein, wie die
gemessene und identifizierte Drehzahl.
5.3.3 Aufmagnetisieren ohne Restfluss mit
ungenauer Drehzahlinformation
Bild 13:
Aufmagnetisieren ohne Restfluss, ohne Kenntnis der Drehzahl bei Shanghai Pearl Line 2.
Ist eine Drehzahlinformation vorhanden, aus der
die elektrische Frequenz des Motors mit einer maximalen
Ungenauigkeit von ± 5 Hz bestimmt werden
kann, so wird diese Information genutzt, um den
Motor sehr schnell aufzumagnetisieren.
Beim Aufmagnetisieren wird der gemessene
Strombetrag geregelt, damit kein zu großer Strom
auftritt. Zu Beginn wird für kurze Zeit mit der ungenauen
gemessenen Drehzahl Fluss in die Maschine
eingeprägt. Bevor der Fluss so groß wird, dass ein
störendes Drehmoment auftritt, wird der in Abschnitt
3.4 beschriebene Beobachter während des
Aufmagnetisierens aktiviert. Hierdurch wird die exakte
Drehzahl des Antriebes innerhalb kurzer Zeit ermittelt.
Drehmoment kann nach weniger als 100 ms
aufgeschaltet werden.
5.3.4 Aufmagnetisieren ohne Restfluss,
ohne Kenntnis der Drehzahl
Bild 14:
Metro Oslo im Winter.
Bei Anlagen, die über keinerlei Drehzahlmessung
verfügen, die für die Regelung von Asynchronmaschinen
benutzt werden kann, oder für den Fall, dass
die normalerweise zur Verfügung stehende Drehzahlinformation
ausfällt, ist ein weiteres Verfahren
implementiert.
Zunächst ist die Drehzahl also völlig unbekannt,
lediglich die Fahrtrichtung wird als bekannt vorausgesetzt.
Daher wird die Maschine mit einer will-
260 110 (2012) Heft 6

Fahrzeugtechnik
kürlich gewählten Anfangsfrequenz aufmagnetisiert.
Beim Aufmagnetisieren ist es sehr wichtig, dass der
Strombetrag geregelt wird, da dieser sonst aufgrund
der unbekannten Drehzahl viel zu groß werden kann.
Wird eine Spannung mit konstanter Frequenz an
die Asynchronmaschine geschaltet, so erhält man stationär
den bekannten Heylandkreis in Bild 12. In diesem
Bild sind verschiedene Ständerstrom-Raumzeiger
eingezeichnet. I S ∞
ist der Ständerstrom-Raumzeiger,
der sich bei unendlich großem Schlupf einstellen würde.
Bei I S
handelt es sich um den Modell-Strom, der
sich bei der angenommenen Modell-Drehzahl ergibt.
Die „gemessene“ Drehzahl der wahren Maschine
kann nun größer oder kleiner als die Modell-Drehzahl
sein und hat einen vom Modell-Strom abweichenden
gemessenen Ständerstrom zur Folge.
Ist die Modell-Drehzahl n größer als die „gemessene“
Drehzahl n m
der wahren Maschine, so ist der
Schlupf an der wahren Maschine größer als der
Schlupf im Modell. Der gemessene Strom muss somit
auf dem Kreisstück b- b ∞
(n > n m
) liegen. Beispielhaft
ist der Strom I Sm1
eingezeichnet. Der gemessene
Strom liegt in diesem Fall immer oberhalb der Verbindungslinie
b ∞
-b (∆I S∞
).
Ist die Modell-Drehzahl n kleiner als die „gemessene“
Drehzahl n m
der wahren Maschine, so
ist der Schlupf an der wahren Maschine kleiner als
der Schlupf im Modell. Der gemessene Strom muss
somit auf dem Kreisstück b-b 0
- b ∞
(n < n m
) liegen.
Beispielhaft ist der Strom I Sm2
eingezeichnet. Der gemessene
Strom liegt in diesem Fall immer unterhalb
der Verbindungslinie b ∞
-b (∆I S∞
).
Somit gilt folgender Zusammenhang:
Bild 15:
S-Bahn-Zug Zürich RABe 514.
Bild 16:
Shanghai Pearl Line 2.
Δ I ⋅ * > , für n > n m
Im { Δ I } 0
S
S∞
Δ I ⋅
* < , für n < n m
Im { Δ I } 0
S
S∞
Damit kann festgestellt werden, ob die gewählte
Anfangsfrequenz größer oder kleiner ist als die Frequenz
der Maschine. Ist die Frequenz der Maschine
größer, wird mit Hilfe dieses großsignalstabilen Beobachters
die Drehzahl ermittelt. Wurde die Drehzahl
identifiziert, nimmt der Betrag von ∆I S
ab. Dann
wird der in Abschnitt 3.4 beschriebene Beobachter
verwendet. Ist die Drehzahl kleiner, kann sofort der
normale Beobachter eingesetzt werden.
Da der Heylandkreis nur für stationäre Größen
gilt, dürfen die Regler nicht zu schnell eingestellt
werden; daher benötigt dieses Verfahren etwas länger
als das im letzten Abschnitt beschriebene.
In Bild 13 ist ein Aufmagnetisierungsvorgang gezeigt,
bei dem die Drehzahl der Maschine kleiner als
Bild 17:
Desiro Brüssel.
110 (2012) Heft 6
261

Fahrzeugtechnik
die gewählte Anfangsfrequenz ist. Man erkennt, dass
es in diesem Fall rund 170 ms dauert, bis nach dem
Antakten in den Regelungsbetrieb gewechselt wird.
6 Einsatz des drehgeberlosen
Regelungsverfahrens
Das Verfahren ist heute auf vielen Siemens-Fahrzeugen
erfolgreich im Einsatz.
Das erste Serienfahrzeug, in dem das Verfahren eingesetzt
wurde, war der Prototyp des N1000SG in Japan
in 2003/2004, der im Jahr 2005 in Serie ging. Bei
diesem Fahrzeug gab es keinen Systemtest in Deutschland.
Die gesamte Inbetriebsetzung wurde somit vor
Ort und ausschließlich durch Inbetriebsetzungspersonal
durchgeführt. Spezialisten für die drehgeberlose
Regelung wurden vor Ort nicht benötigt. Dies gilt
bis heute für alle Fahrzeuge, auf denen das Verfahren
eingesetzt wird, und zeigt, wie gut die automatisierten
Parametermessverfahren funktionieren. Auch eine
unterschiedliche Optimierung der eingesetzten Regler
für die verschiedenen Anlagen wurde bisher nicht benötigt.
Alle Fahrzeuge fahren trotz unterschiedlicher
Motoren und Wechselrichter mit den gleichen Reglereinstellungen,
die sich in Abhängigkeit der gemessenen
Parameter automatisch an die Anlage anpassen.
Das Verfahren hat sich darüber hinaus als äußerst
robust gegen unterschiedliche Einsatztemperaturen
der Fahrzeuge gezeigt. Es wird zum Beispiel seit
2005 erfolgreich bei der Metro Oslo MX eingesetzt,
wo große Temperaturunterschiede zwischen
Sommer und Winter herrschen. Bild 14 zeigt deren
Einsatz im Winter. Seit 2006 fahren auch die S-Bahn-
Züge Zürich RABe 514 drehgeberlos (Bild 15).
Da zunächst keine Erfahrungen mit dem drehgeberlosen
Betrieb im Fahrzeugeinsatz vorhand en
waren, wurden zunächst lediglich die Aufnehmer
der Drehzahlgeber weggelassen, Verkabelung und
Geberräder waren als Rückfallebene weiterhin vorhanden.
Nach den positiven Erfahrungen beim Einsatz
des drehgeberlosen Betriebs bei Shanghai Pearl
Line 2 wurde beschlossen, auf diese Rückfallebene
bei Shanghai Expansion zu verzichten. In Bild 16 ist
Shanghai Pearl Line 2 zu sehen. Auch beim Liefer-
auftrag Desiro Brüssel (Bild 17) wurde auf Drehgeber
verzichtet. Durch Weglassen der Drehgeber kann
der gewonnene Bauraum für die Optimierung der
Motoren genutzt werden.
Das Verfahren hat sich somit im Einsatz als sehr
robust erwiesen und bringt den Betreibern den
Vorteil, dass die Verfügbarkeit von Fahrzeugen mit
drehgeberloser Motorregelung aufgrund der nicht
mehr vorhandenen Drehzahlsensorik steigt.
Übersicht der Formelzeichen
M soll
M soll0
n
n m
ψ soll
ψ soll0
➞
ψ μ
➞
ψ
➞ R
➞I S
I ➞ Sm
Δ I
➞
➞
U S
U GL
U D
R S
R R
w ν
w νK
L μ
L σ
elektrisches Soll-Moment
modifiziertes elektrisches Soll-Moment
zur Vermeidung der Ständerfrequenz
null
identifizierte elektrische Drehkreisfrequenz
gemessene elektrische Drehkreisfrequenz
Soll-Rotorfluss
modifizierter Soll-Rotorfluss zur Vermeidung
der Ständerfrequenz null
Ständerfluss-Raumzeiger
Rotorfluss-Raumzeiger
Modell-Ständerstrom-Raumzeiger
gemessener Ständerstrom-Raumzeiger
Differenz Modell-Ständerstrom-Raumzeiger
zu gemessenem Ständerstrom-
Raumzeiger
Ständerspannungs-Raumzeiger
Gleichanteilsspannungs-Raumzeiger
Zwischenkreisspannung
Ständerwiderstand
Rotorwiderstand
ideale Ansteuersignale des Wechselrichters
mit der Wechselrichterkorrektur korrigierte
Ansteuersignale des Wechselrichters
Hauptinduktivität
Streuinduktivität
262 110 (2012) Heft 6

Fahrzeugtechnik
Literatur
[1] Amler, G.; Stanke G.; Sperr, F.; Weidauer, M.; Hoffmann,
F.: Highly dynamic speed sensorless control of traction
drives. EPE Conference 2003.
[2] Foerth, C.: Traktionsantrieb mit minimiertem Messaufwand,
Dissertation Ruhr Universität Bochum, VDI Verlag,
Reihe 8 Nr. 936, Düsseldorf 2002.
[3] Evers, C.: Beiträge zur drehgeberlosen Regelung wechselrichtergespeister
Induktionsmaschinen, Dissertation
Ruhr-Universität Bochum, Shaker Verlag, Aachen 2004.
[4] Depenbrock, M.; Evers, C.: Model-Based Speed Identification
for Induction Machines in the Whole Operating
Range, IEEE Transactions on Industrial Electronics,
Vol. 53, No. 1, February 2006, S. 31– 40.
[5] Koch, S.: Beiträge zur Regelung von Induktionsmaschinen
ohne Drehgeber, Dissertation Ruhr Universität
Bochum, VDI Verlag, Reihe 8 Nr. 717, Düsseldorf 1998.
[6] Depenbrock, M.; Foerth, C.; Koch, S.: Speed Sensorless
Control Of Induction Motors At Very Low Stator Frequencies,
European Power Electronic Conference (EPE)
Lausanne 1999.
[7] Weidauer, M.: Drehgeberlose Regelung umrichtergespeister
Induktionsmaschinen, Dissertation Ruhr Universität
Bochum, 1999.
[8] Hoffmann, F.: Drehgeberlos geregelte Induktionsmaschine
an IGBT-Pulsstromrichtern, Dissertation Ruhr
Universität Bochum, VDI Verlag, Reihe 21 Nr. 213,
Düsseldorf 1996.
AUTORENDATEN
Dr.-Ing. Christian Foerth (43), Studium
an der Berufsakademie Mannheim
und der Ruhr-Universität Bochum mit
Promotion; Entwicklungsingenieur im
Bereich Traktionsantriebe mit Schwerpunkt
Pulswechselrichterregelung und
Steuerung für Kompaktumrichter.
Adresse: Siemens AG, Tra ction Drives,
Vogelweiherstr. 1-15,
90441 Nürnberg, Deutschland;
Fon: +49 911 433-5625;
E-Mail: Christian.Foerth@Siemens.com
Dr.-Ing. Markus Weidauer (43),
Studium an Ruhr-Universität Bochum
mit Promotion; Entwicklungsingenieur
im Bereich Traktionsantriebe mit Schwerpunkt
Pulswechselrichterregelung und
Steuerung für modulare Stromrichter.
Adresse: wie oben;
Fon: +49 911 433-5626;
E-Mail: Markus.Weidauer@Siemens.com
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110 (2012) Heft 6
263

Normen
Trends in der Normung für Bahnelektrifizierungen
Egid Schneider und Michael Schwarz, Erlangen
Die Normung auf dem Bahngebiet verlagert sich seit der Schaffung des gemeinsamen europäischen
Marktes von den nationalen Gremien des Deutschen Elektrotechnischen Komitees DKE auf CEN und
CENELEC in Europa und zunehmend auf die internationale IEC-Ebene. Das entstandene Europäische
Normenwerk ist auch für Deutschland bindend. Es betrifft Anforderungen zu Sicherheit, Elektromagnetischer
Verträglichkeit, den Umweltbedingungen für Fahrleitungen und Schaltanlagen sowie
deren Schnittstellen zur öffentlichen Stromversorgung. Neue Normungsanträge auf IEC-Ebene
verlangen die Mitarbeit deutscher Fachleute, weil diese Normen vertraglich geregelt letztendlich
national umgesetzt werden müssen. Dieser Artikel beruht auf einem Vortrag [1] anlässlich der VDV-
Fachtagung 2012 in Dresden.
TRENDS IN STANDARDISATION FOR RAILWAY ELECTRIFICATION
Since the foundation of the common European market the standardisation for railway electrification
has been transferred from national bodies of DKE to CEN and CENELEC in Europe and more and
more to international standardisation at IEC. The European standards are also mandatory for Germany.
They comprise requirements for safety, electromagnetic compatibility, environmental conditions
for contact lines and switchgear, and the interfaces to the public power supply grids. In case
of new working items at IEC level the collaboration of German experts is required, because these
standards will finally be valid as national standards. This paper summarises a report [1] presented to
the VDV-Conference 2012 in Dresden.
TENDANCES DANS LA NORMALISATION POUR L’ÉLECTRIFICATION DES VOIES FERRÉES
Depuis la création du marché commun européen, la normalisation dans le domaine ferroviaire a
été transférée des organismes nationaux de la Commission allemande de l’électrotechnique DKE
au CEN et au CENELEC en Europe, et de plus en plus à la CEI au niveau international. Les normes
européennes créées dans ce cadre sont contraignantes aussi pour l’Allemagne. Elles contiennent
des exigences relatives à la sécurité, à la compatibilité électromagnétique, aux conditions environnementales
pour les lignes de contact et les installations de distribution ainsi qu’aux interfaces
avec le réseau électrique public. Les nouvelles demandes de normalisation au niveau CEI requièrent
la collaboration de spécialistes allemands, parce que ces normes contractuelles seront finalement
appliquées au niveau national. Cet article résume un rapport présenté à la conférence de la VDV en
2012 à Dresde.
1 Einführung
Mit der Schaffung eines einheitlichen europäischen
Marktes wurde in den Römischen Verträgen festgelegt,
dass auch die technische Normung für den
einheitlichen europäischen Markt zu harmonisieren
ist. Deswegen war es erforderlich, von den bisher
nationalen Normungen der Länder auf die regionale
europäische Normung überzugehen. In den letzten
Jahren entstanden in Europa für Bahnanwendungen
viele Normen beim Europäischen Komitee für
Normung CEN und dem Europäischen Komitee für
elektrotechnische Normung CENELEC. Bild 1 zeigt
die Zuordnung für die Normungsorganisationen bei
ISO/IEC auf internationaler Ebene, CEN/CENELEC
auf europäischer Ebene und DIN/DKE in Deutschland.
Die europäischen Normen sollen nach den Vereinbarungen
zur Zusammenarbeit soweit wie möglich
auf internationalen Normen von ISO und IEC
basieren. Die Regeln zur Struktur der Normungsorganisationen
und zu den Arbeitsabläufen sind in [2;
3] hinterlegt. Für die Steuerung der Normungsarbeiten
und der untergeordneten Arbeitsgruppen sind in
den einzelnen Normorganisationen entsprechende
technische Komitees eingerichtet. Für Europa ist
bei CENELEC das TC9X zuständig für Signaltechnik,
Fahrzeuganwendungen und Bahnelektrifizierung.
Der Übergang auf die europäische und internationale
Normung bedeutet auch, dass praktisch keine
eigenständigen nationalen Normen mehr erarbeitet
werden. Die Basisarbeit für die Normen wird überwiegend
in den internationalen und europäischen
264 110 (2012) Heft 6

Normen
Arbeitsgruppen geleistet. Um die nationalen Interessen
und bisherigen Sicherheits- und Zuverlässigkeitsstandards
auch in den internationalen und
europäischen Normen wiederzufinden ist eine kompetente
Mitarbeit in diesen Gremien von Anfang an
erforderlich. Vorschläge für neue Normen und Ideen
beim Entstehen der Normen einzubringen ist immer
einfacher, als Änderungen in den Normenentwürfen
vor der Abstimmung durchzusetzen.
Die Normen für die Bahnelektrifizierung können
in drei Bereiche eingeteilt werden:
• Fachgrundnormen sind produkt- und anlagenübergreifend
gültig und behandeln Fragen der
Zuverlässigkeit, der Verfügbarkeit, der elektrischen
Sicherheit, der Umwelt, der Erdung und
der elektromagnetischen Verträglichkeit. Die Inhalte
der Fachgrundnormen bilden dann die Basis
für die Detailfestlegungen in den Produktnormen.
• Die Produktnormen betreffen die besonderen Eigenschaften,
Anforderungen und Prüfbedingungen
für die einzelnen Komponenten einer Bahnanlage.
Es gibt daher Normen für Fahrleitungen,
für Bahnstromanlagen und für Einzelprodukte wie
Schaltgeräte, Schutzgeräte und so weiter.
• Die dritte Gruppe der Normen regelt Schnittstellen
wie den Anschluss der Stromversorgung für
Gleich- und Wechselstrombahnen an Hoch- oder
Niederspannungsanlagen der allgemeinen öffentlichen
Energieversorgung.
Die Regeln für den grenzüberschreitenden Bahnverkehr
TSI setzen harmonisierte, europaweit geltende
Normen als Basis für die technischen Festlegungen
voraus. Dadurch werden diese Normen rechtsverbindlich.
Der länderübergreifende Normungsprozess für Bahnen
lief in den letzten Jahren im Wesentlichen in Europa
im Bereich von CEN und CENELEC. Bild 2 zeigt
die Struktur der bahnrelevanten Gremien in Europa
mit den zugehörigen deutschen Spiegelgremien.
Für die elektrotechnische Normung ist bei CENELEC
insbesondere das Technische Komitee TC9X zuständig,
das die Unterkomitees für Signaltechnik SC9XA,
Fahrzeuge SC9XB, ortsfeste Anlagen SC9XC und
zentrale Arbeitsgruppen umfasst. In gleicher Funktion
agiert bei IEC das TC9, das allerdings nicht in
Unterkomitees unterteilt ist. In Deutschland ist bei
DKE das Komitee K351 als Spiegelgremium zuständig.
Es hat ebenfalls drei Unterkomitees und die
zentralen Arbeitsgruppen. Für die ortsfesten Anlagen
der Bahnelektrifizierung ist das UK351.2 zuständig.
Das Regelwerk sieht vor, dass die Normung ihren
Ausgang bei IEC nehmen sollte und nach Möglichkeit
die europäischen und nationalen Normenorganisationen
diese Normen dann übernehmen, wobei
gegebenenfalls regionale oder nationale Ergänzungen
möglich sind.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass IEC bei
CENELEC entstandene Normen übernimmt, was in
der Vergangenheit bei Bahnanwendungen die Regel
war. Dieser Weg wurde auch bei der Übernahme
der Normenreihe EN 50122 in die IEC-Standards
IEC 62128 beschritten. Inzwischen steigt bei IEC
das Interesse an der Bahnnormung, vor allem durch
die asiatischen Länder als treibende Kraft, und Normungsvorhaben
werden auf internationaler Ebene
vorgeschlagen.
Hinsichtlich der Bezeichnung ist aus der ersten
Ziffer zu erkennen, wer die Norm ausgearbeitet hat.
Eine Sechs am Anfang zeigt den Ursprung bei IEC an,
während Normen mit der Ziffer fünf ursprünglich bei
CENELEC entstanden sind. Für die Erarbeitung gilt,
Bild 1:
Internationale, europäische und nationale Zuständigkeiten für die Normung von Bahnen und
Bahnelektrifizierungen.
2 Normungsprozess
Bild 2:
Organisation der Bahnnormung in Europa und deutschen Spiegelgremien.
110 (2012) Heft 6
265

Normen
Bild 3:
Ablauf der Normung (Quelle: DKE).
dass die internationale Normung bei IEC Vorrang
vor der regionalen Normung bei CENELEC und diese
wiederum Vorrang gegenüber der nationalen Normung
bei DKE erhält.
Bild 3 veranschaulicht den Ablauf der Normung
parallel in den einzelnen nationalen, regionalen und
internationalen Gremien. Die jeweiligen Normungsprozesse
beginnen mit einem Vorschlag. In den weit
überwiegenden Fällen gehen die Vorschläge für
neue Normen von den nationalen Gremien aus. In
Bild 4:
Übergangsfristen europäischer und nationaler Normen (Quelle: DKE).
Europa müssen alle nationalen Normungsaktivitäten,
auch solche, die nur Änderungen bestehender
Normen betreffen, bei CENELEC bekannt gemacht
werden.
Wenn bei IEC ein Normungsvorschlag eingeht,
wird durch das Technische Komitee, in dessen Zuständigkeit
der Vorschlag liegt, ein Entwurf NP (New
Proposal) erstellt. Dieser Vorschlag wird dann den
Mitgliedsländern zur Abstimmung vorgelegt. Ein
solcher Entwurf gilt als angenommen, wenn er die
Mehrheit der mitarbeitenden Länder (Participating
Members) findet und außerdem eine genügende
Zahl von Experten für eine Arbeitsgruppe benannt
wird. Im zweiten Schritt folgt die Ausarbeitung
eines Textentwurfs CD (Committee Draft). Dieser
Entwurf wird auch wieder den Mitgliedsländern zur
Kommentierung vorgelegt. Unter Beachtung der
Kommentare erstellt die damit beauftragte Arbeitsgruppe
einen weiteren Entwurf CDV (Committee
Draft for Voting). Auch zu diesem Entwurf sind noch
Kommentare und Änderungsvorschläge möglich.
Die einzelnen Länder können dann darüber abstimmen,
unter welchen Bedingungen aus dem CDV
ein endgültiger Normvorschlag FDIS (Final Draft
for International Standard) entstehen soll. Alle mit
CDV gekennzeichneten Schriftstücke werden auch
in Europa bei CENELEC als Norm vorgeschlagen.
Der Normentwurf für die europäische Norm wird als
prEN gekennzeichnet und den regionalen Einheiten
parallel zum IEC-Verfahren zur Abstimmung gestellt.
Der endgültige Entwurf FDIS wird damit auch
zu einem Entwurf einer europäischen Norm, über
den dann parallel in beiden Organisationen abgestimmt
wird. Für das Abstimmungsergebnis sind die
Stimmengewichte in den jeweiligen Organisationen
maßgebend. Während in IEC keine unterschiedlichen
Gewichte für die einzelnen Länder gegeben
sind, besteht eine solche Gewichtung im Rahmen
von CEN und CENELEC. Ein Normentwurf gilt als
IEC-Norm angenommen, wenn er die Mehrheit der
P-Mitglieder (Participating Members) findet. Bei der
Abstimmung bei CENELEC gilt eine Norm dann als
angenommen, wenn 71 % der abgegebenen, gewichteten
Stimmen für die Annahme sind. Für die
Ablehnung sind umgekehrt 29 % der gewichteten
Stimmen erforderlich. Da in CEN und CENELEC auch
Länder vertreten sind, die nicht der Europäischen
Union angehören, wird getrennt ermittelt, wie sich
die Länder der EU entscheiden.
Normentwürfe müssen in Deutschland in deutscher
Sprache der interessierten Öffentlichkeit zugänglich
gemacht werden, da die deutsche Normsetzung
ein öffentliches Einspruchsverfahren vorsieht.
Das Ergebnis des öffentlichen Einspruchsverfahrens
bestimmt dann das Verhalten von DKE gegenüber
CENELEC und IEC. Auch wenn ein von Deutschland
abgelehnter Normentwurf über CENELEC angenom-
266 110 (2012) Heft 6

Normen
men wird, besteht die Pflicht zur Übernahme als
nationale DIN-Norm.
Falls IEC ein Normvorhaben nicht weiterverfolgen
will, kann dieses auch bei CENELEC bearbeitet werden.
Die einzelnen Schritte sind in Bild 3 dargestellt
[2; 3]. Nach Ratifizierung einer bearbeiteten Norm
durch das Technische Büro von CENELEC wird das
Vorhaben zur europäischen Norm, wobei auch wieder
die Pflicht zur Übernahme in nationale Normen
besteht. Nationale Normen sind nur dort heute noch
möglich, wo sowohl CENELEC als auch IEC die Erstellung
einer entsprechenden Norm abgelehnt haben.
Europäische Normen sollten nur dann erarbeitet
werden, wenn zum betreffenden Gegenstand keine
gleichlautenden internationalen Normen bestehen
oder erstellt werden. Die Verlagerung der Aktivitäten
zu internationalen Normen erfordert die aktive
Mitarbeit der deutschen Fachleute. Nur dadurch
ist es möglich, den Stand der deutschen und europäischen
Normung, der bei Bahnen international
immer führend war, weiterhin aufrecht zu erhalten.
Für die praktische Umsetzung der Normen und
Rückzug bestehender Normen gilt der zeitliche Ablauf
nach Bild 4. Der Übernahmevorgang startet
nach der Ratifizierung durch CENELEC. Innerhalb
von zwölf Monaten müssen dann die nationalen
Gremien diese Norm in ihrer Landessprache, soweit
dies dort vorgesehen ist, veröffentlichen. Bestehende
nationale Normen müssen 36 Monaten nach der Ratifizierung
der neuen Norm zurückgezogen werden.
Die neue Norm ist bereits nach ihrer Veröffentlichung
anzuwenden.
TABELLE 1
Fachgrundnormen Bahnanwendungen.
Normenbezeichnung Stand Titel
EN 50121 Serie Bahnanwendungen – Elektromagnetische
Verträglichkeit
EN 50122 Serie Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen –
Elekt rische Sicherheit, Erdung und Rückleitung
EN 50163 01.11.2004 Bahnanwendungen − Speisespannungen von
Bahnnetzen
EN 50126 01.09.1999 Bahnanwendungen – Spezifikation und
Nachweis der Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit,
Instandhaltbarkeit, Sicherheit (RAMS)
DIN CLC/TS 50562 01.01.2012 Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen – Prozess,
Maßnahmen und Nachweisführung für
die Sicherheit in der Bahnstromversorgung
DIN EN 50110-1
VDE 0105-1
DIN EN 50110-2
VDE 0105-2
01.06.2005 Betrieb von elektrischen Anlagen
01.02.2011 Betrieb von elektrischen Anlagen – Teil 2: Nationale
Anhänge; Deutsche Fassung EN 50110-2
VDE 0105-100 01.10.2009 Betrieb von elektrischen Anlagen – Teil 100:
Allgemeine Festlegungen
EN 50124-1 01.03.2001 Bahnanwendungen – Isolationskoordination
– Teil 1: Grundlegende Anforderungen; Luftund
Kriechstrecken für alle elektrischen und
elektronischen Betriebsmittel
EN 50124-2 01.03.2001 Bahnanwendungen – Isolationskoordination
– Teil 2: Überspannungen und geeignete
Schutzmaßnahmen
EN 50125-2 01.01.2003 Bahnanwendungen – Umweltbedingungen
für Betriebsmittel − Teil 2: Ortsfeste elektrische
Anlagen
3 Stand der einschlägigen Bahnnormung
für ortsfeste Anlagen
3.1 Kennzahlen
Die ortsfesten Bahnanlagen fallen bei DKE in die Zuständigkeit
des Unterkomitees 351.2. Im Jahr 2011
waren
• sieben neue Normen und Normentwürfe,
• elf laufende Normungsvorhaben und
• 120 Normen
im Bestand oder im Zuständigkeitsbereich [4]. Diese
Normen stammen aus DKE, aus CENELEC und aus
der IEC.
3.2 Aktivitäten im Einzelnen
In Tabelle 1 sind die aktuellen Fachgrundnormen auf
dem Gebiet der Bahnanwendungen enthalten.
Die Normenreihe DIN EN 50122 wurde im
Jahr 2011 in überarbeiteter Form veröffentlicht. Sie
enthält auch den neuen Teil 3, der die gegenseitige
110 (2012) Heft 6
TABELLE 2
Produktnormen Fahrleitungsanlagen.
Normenbezeichnung Stand Titel
EN 50119 01.09.2009 Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen –
Oberleitungen für den elektrischen Zugbetrieb
EN 50149 01.03.2001 Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen –
Elektrischer Zugbetrieb – Rillen-Fahrdrähte aus
Kupfer und Kupferlegierung
EN 50151 01.11.2003 Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen –
Zugförderung; Besondere Anforderungen an
Verbundisolatoren
EN 50317 01.07.2002 Bahnanwendungen – Stromabnahmesysteme
– Anforderungen und Validierung von Messungen
des dynamischen Zusammenwirkens
zwischen Stromabnehmer und Oberleitung
EN 50318 01.07.2002 Bahnanwendungen – Stromabnahmesysteme
– Validierung von Simulationssystemen für
das dynamische Zusammenwirken zwischen
Stromabnehmer und Oberleitung
EN 50345 01.06.2009 Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen –
Elektrischer Zugbetrieb − Baugruppen aus isolierenden
Kunststoffseilen im Fahrleitungsbau
267

Normen
TABELLE 3
Produktnormen Stromversorgung.
Normenbezeichnung Stand Titel
EN 50123 Serie Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen;
Gleichstrom-Schalteinrichtungen
EN 50152 Serie Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen –
Besondere Anforderungen an Wechselstrom-
Schalteinrichtungen
EN 50327 01.03.2003 Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen –
Harmonisierung der Bemessungswerte für
Stromrichtergruppen und Prüfungen von
Stromrichtergruppen
EN 50328 01.03.2003 Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen
– Leistungselektronische Stromrichter für
Unterwerke
EN 50329 01.03.2003 Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen –
Bahn-Transformatoren
UIC/UNIFE Initiative
aus Railenergy
NEU 2011
TEC REC Inverter
EN 50526-1 13.01.2012 Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen –
Überspannungsableiter und Niederspannungsbegrenzer
– Teil 1: Überspannungsableiter
prEN 50526-2
Abstimmung
2012
Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen −
Überspannungsableiter und Niederspannungsbegrenzer
– Teil 2: Niederspannungsbegrenzer
prEN 50526-3 Neu Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen –
Überspannungsableiter und Niederspannungsbegrenzer
– Teil 3: Anwendungsleitfaden
TABELLE 4
Schnittstellennormen.
Normenbezeichnung
VDE 0105-1
DIN EN 50110-1
VDE 0105-2
DIN EN 50110-2
VDE 0140-1
DIN EN 61140
Beeinflussung von Wechselstrom- und Gleichstrombahnanlagen
zum Thema hat. Zu den Grundnormen
gehört auch die Reihe DIN EN 50121 für die elektromagnetische
Verträglichkeit, die derzeit überarbeitet
wird. Aus dieser Reihe sind die Teile 1, 2 und 5 relevant
für die Bahnelektrifizierung.
Die DIN EN 50126 betrifft den Nachweis der Zuverlässigkeit,
Verfügbarkeit, Instandhaltbarkeit und
Stand
Titel
01.06.2006 Betrieb von elektrischen Anlagen
Die Norm gilt für das Bedienen von und allen
Arbeiten an, mit oder in der Nähe von elektrischen
Anlagen. Hierbei handelt es sich um elektrische
Anlagen aller Spannungsebenen
01.02.2011 Betrieb von elektrischen Anlagen − Teil 2: Nationale
Anhänge; Deutsche Fassung EN 50110-2
03/2007 Schutz gegen elektrischen Schlag − Gemeinsame
Anforderungen für Anlagen und Betriebsmittel
EN 50160 01.02.2011 Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen
EN 60076 Serie Leistungstransformatoren
EN 61000 Serie Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
Sicherheit (RAMS), die sich derzeit in Überarbeitung
befindet. Im Zusammenhang mit der Sicherheitsdiskussion
wurde für die Bahnelektrifizierung die
DIN CLC/TS50562 erarbeitet und im Januar 2012
veröffentlicht.
Die Normen für die Isolationskoordination
und die Umweltbedingungen sind ebenfalls den
Fachgrundnormen zuzuordnen. Die Vorgaben in
DIN EN 50125-2 betreffen die klimabedingten Beanspruchungen
für die ortsfesten elektrischen Anlagen.
Hier treten aber teilweise Widersprüche zu den allgemeinen
deutschen Baunormen für die Wind- und
Eislasten auf.
Die Tabelle 2 gibt Produktnormen für Fahrleitungsanlagen
an. Die DIN EN 50119 für Oberleitungsanlagen
enthält neben den Anforderungen
an Produkte auch grundsätzliche Systemanforderungen.
Sie erschien als Neufassung im Jahr 2010.
Derzeit läuft die Überführung nach IEC, wo sie die
IEC 60913 ersetzen wird.
Die Fertigstellung der Neufassung der
DIN EN 50149 für die Rillenfahrdrähte aus Kupfer
und Kupferlegierungen wird für 2012 erwartet. Die
DIN EN 50317 befindet sich in Überarbeitung.
In Tabelle 3 sind die Normen auf dem Gebiet
der Schaltanlagen enthalten. Neu sind die Normen
DIN EN 50526 Teil 1 für Überspannungsableiter
und Teil 2, Spannungsbegrenzungseinrichtungen
für Gleichstrombahnen, die entsprechende Passagen
in EN 50123-5 ersetzen. Eine Ergänzung zur
DIN EN 50123-6 für die Störlichtbogenprüfung bei
Gleichspannungsschaltanlagen ist in Bearbeitung.
Bei der Normenreihe EN 50152 für Wechselspannungsschaltanlagen
befinden sich derzeit die Teile 1
und 2 in Überarbeitung.
Weitere Aktivitäten betreffen die bei der DC-
Bahnelektrifizierung eingesetzten Inverter. Ein neuer
Vorschlag von UIC/UNIFE betrifft eine technische
Empfehlung für rückspeisefähige Unterwerke.
Weitere Normen betreffend die Schnittstellen zu
Hochspannungsnetzen und zur Bahnumgebung. Sie
sind in Tabelle 4 aufgeführt. Wichtig erscheinen die
Schnittstellen zu Mittelspannungs- und Hochspannungsnetzen,
deren Funktion in Bild 5 illustriert ist.
Auch wenn heute schon eine große Anzahl von
Normen vorhanden ist, die die wesentlichen Aspekte
der ortsfesten Anlagen von Bahnstromversorgungen
abdecken, so ist doch vieles im Fluss, was eine aktive
Beobachtung und Mitarbeit erfordert.
4 Mitarbeit in den Gremien
Die Normungsarbeit findet heute ausschließlich in
regionalen und internationalen Normgremien statt.
Der Großteil der heute für Bahnanwendungen geltenden
Normen auf dem Gebiet der Elektrotechnik
268 110 (2012) Heft 6

Normen
Bild 5:
Bahnenergieversorgung vom Hochspannungsnetz bis zu den Zügen.
ist in Europa als EN-Norm der CENELEC herausgegeben.
Bei deren Entstehen haben Experten aus
Deutschland aktiv mitgearbeitet und konnten viele
bisher in Deutschland geltende Regeln einbringen.
Die Grundlage hierfür war die enge Zusammenarbeit
zwischen den Betreibern, dem VDV, der deutschen
Bahn und der Bahnindustrie. Künftig wird die
Arbeit auf europäischer und internationaler Ebene
noch verstärkt Experten von Verkehrsbetrieben benötigen.
Es zeichnet sich ein neuer Trend zur Erarbeitung
von Normen auf IEC-Ebene ab, der durch die
Aktivitäten vorwiegend asiatischer Länder gefördert
wird. Hierfür ergeben sich auch für die deutschen
Experten in der Mitarbeit neue Herausforderungen.
Zum einen ist das unabdingbar, weil daraus die nationalen
Normen abgeleitet werden. Zum anderen
ist die engagierte Mitarbeit deutscher Bahnfachleute
in den Gremien der IEC und CENELEC die unverzichtbare
Grundlage für die Vertretung deutscher
Interessen. Sie tragen damit wesentlich zum Abbau
von Handelshemmnissen bei gleichzeitiger Durchsetzung
eines bewährten Sicherheitsniveaus der
Bahnelektrifizierung bei. Das ist besonders schwierig,
weil die Aufwendungen durch die Institutionen der
Fachleute selbst getragen werden müssen, obwohl
sie auch elementare nationale Interessen vertreten.
Literatur
[1] Schneider, E.: Trends in der Normung für elektrische Anlagen
von Bahnen. VDV-Fachtagung, Vortrag 5, Dresden,
Februar 2012.
[2] CEN, CENELEC: Geschäftsordnung – Teil 2: Gemeinsame
Regeln für die Normungsarbeit. Januar 2012.
[3] ISO, IEC: ISO/IEC Directives, Part 1: Procedures for the
technical work. Genf, 8. Auflage 2011.
[4] DKE: DKE-Gremium auf einen Blick. http://www.
dke.de/de/Wirueberuns/DieDKE-Struktur/Organisationsstruktur/Seiten/DKE-GremiumaufeinenBlick.
aspx?GremiumID=2000103, Stand 2012-04-13.
AUTORENDATEN
Dr.-Ing. Egid Schneider (58), Studium
der Elektrotechnik an der Friedrich-Alexander-
Universität Erlangen-Nürnberg, Dissertation
zum Thema Hochspannungs-Gleichstromübertragung.
1988 Siemens AG Bereich Energieübertragung
und -verteilung, seit 1991
im Bereich Bahnelektrifizierung, Systemauslegung,
Senior Engineer Bahnstromversorgung,
Mitarbeit in nationalen und internationalen
Normungsgremien, Technical Liaison Rail
Electrification.
Adresse: Siemens AG, Rail Electrification, Mozartstr.
33b, 91056, Erlangen, Deutschland;
Fon: +49 9131 7-28577,
Fax: +49 9131 828-28577;
E-Mail: egid.schneider@siemens.com
Di pl.-Ing. Michael Schwarz (44),
Studium der Elektrotechnik an der
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-
Nürnberg und der Verkehrstechnik,
Schwerpunkt Planung und Betrieb
elektrischer Verkehrsanlagen, an der Technischen
Universität Dresden; seit 2005
Mitarbeiter bei Siemens AG im Bereich
Bahnelektrifizierung, Technical Liaison Rail
Electrification.
Adresse: wie links;
Fon +49 9131 7-26727,
Fax: +49 9131 828-26727;
E-Mail: ms.schwarz@siemens.com
110 (2012) Heft 6
269

Oberleitung
Zulässige Fahrdrahtseitenlage für
interoperable Strecken
Rainer Puschmann, Erlangen
Die TSI ENE CR des konventionellen Bahnsystems von 2011 enthält für die Planung und Errichtung
von Oberleitungen erweiterte Vorgaben zur Berechnung der zulässigen Fahrdrahtseitenlage im Vergleich
zur TSI ENE HS für das Hochgeschwindigkeitsbahnsystem und zu bisherigen nationalen Vorgaben.
Aus dem deutschen Infrastrukturregister sind die interoperablen Strecken ersichtlich, für die
die zulässige Fahrdrahtseitenlage nach diesen Anforderungen zu ermitteln ist. Die Berechnungsmethoden
nach beiden TSI basieren auf DIN EN 15273, die UIC 505 ersetzt. Wegen der geringeren
Länge des Eurostromabnehmers folgen geringere zulässige Fahrdrahtseitenlagen und damit kürzere
Feldlängen. Die Einhaltung der Grenzwerte ist für jeden Einzelfall nachzuweisen, da gegenüber den
heutigen Vorgaben eine größere Anzahl von Parametern eingeht.
PERMISSIBLE LATERAL DEVIATION OF THE CONTACT WIRE ON INTEROPERABLE RAILWAY LINES
The TSI ENE CR for the conventional European rail system stipulates more detailed requirements
on the calculation of the contact wire lateral displacement for planning and constructing contact
lines of the European conventional rail system compared with interoperable high-speed lines and
existing national rules. The German infrastructure register lists those lines for which the permissible
contact wire displacement needs to be established based on these specifications. The calculation
methods given in both TSIs are based on DIN EN 15273 replacing UIC 505. From the shorter European
pantograph smaller contact wire permissible displacements result. Due to the greater number
of parameters it has to be demonstrated in each individual case that the limits will be kept.
POSITION LATÉRALE ADMISSIBLE DE LA CATÉNAIRE POUR LES LIGNES INTEROPÉRABLES
La STI ENE RC du système ferroviaire transeuropéen conventionnel de 2011 contient des prescriptions
élargies pour le calcul de la position latérale admissible dans la conception et la pose de caténaires
comparé à la STI ENE GV pour les lignes à grande vitesse et aux prescriptions nationales existantes.
Le registre allemand de l’infrastructure mentionne les lignes interopérables pour lesquelles
la position latérale admissible de la caténaire doit être calculée en fonction de ces exigences. Les
méthodes de calcul selon les deux STI se basent sur DIN EN 15273 qui remplace UIC 505. Du fait de
la longueur moindre du pantographe européen, les positions latérales admissibles sont réduites, ce
qui raccourcit la distance entre les supports. Le respect des valeurs limites doit être prouvé au cas par
cas, vu la plus grande quantité de paramètres à appliquer par rapport aux prescriptions actuelles.
1 Einführung
Die Arbeitslänge der Stromabnehmerwippe
(Bild 1) hängt von deren Geometrie ab und beträgt
für die 1 950 mm lange Wippe nach [1] mindestens
1 550 mm und für die 1 600 mm lange Wippe
1 200 mm (Bild 2) mit jeweils 200 mm Überstand
an beiden Enden. Die extreme Lage des Fahrdrahts
darf die Arbeitslänge des Stromabnehmers nicht
überschreiten, da sonst die Gefahr der Entdrahtung
des Stromabnehmers besteht. Bei widrigen
Bedingungen, zum Beispiel dem Zusammentreffen
von Wanken des Fahrzeugs und starkem Wind, ist
es zulässig, dass über kurze Streckenabschnitte der
Fahrdraht den Bereich der zulässigen Seitenlage
e zul
auf der Stromabnehmerwippe überschreitet
und die Grenze der Arbeitslänge erreicht (Bild 2).
Die Arbeitslänge der Stromabnehmerwippe lässt
sich daher in einen Bereich, in dem die Seitenbewegungen
des Fahrdrahts stattfinden, und einen
weiteren Bereich, den der Fahrdraht durch Wankbewegungen
des Fahrzeuges und des Stromabnehmers
ausnahmsweise erreichen kann (Bilder 1
und 2), teilen.
Bei Ausnutzung der zulässigen Fahrdrahtseitenlage
e zul
darf der Fahrdraht den hierfür vorgesehenen
Wippenbereich nicht überschreiten. Durch mit
zunehmender Fahrdrahthöhe ansteigendem Wankweg
des Stromabnehmers verringert sich damit
die zulässige Fahrdrahtseitenlage in Abhängigkeit
von der Fahrdrahthöhe. Des Weiteren hängt der
Wankweg D auch vom Gleisradius R und der vorhandenen
Überhöhung u ab. In kleineren Radien
vergrößern sich die Seitenbewegungen des Strom-
270 110 (2012) Heft 6

Oberleitung
abnehmers durch die Fliehkräfte und verringern die
zulässige Fahrdrahtseitenlage e zul
.
Bei dem 1 950-mm-Stromabnehmer beträgt in
der Gleisgeraden die zulässige Fahrdrahtseitenlage
e zul
550 mm. Der Fahrdraht kann sich durch Wanken
des Stromabnehmers um weitere 225 mm auf der
Stromabnehmerwippe bis zur Grenze der Arbeitslänge,
als Grenzseitenlage des Fahrdrahts e g
bezeichnet,
bewegen. In der Geraden darf der Fahrdraht
durch Eigenbewegungen bei der 1 600 mm langen
Wippe die zulässige Fahrdrahtseitenlage e zul
von
400 mm nicht überschreiten. Bei 200 mm Wankweg
des 1 600-mm-Stromabnehmers kann der Fahrdraht
die Grenze der Arbeitslänge erreichen. Die halbe Arbeitslänge
des Stromabnehmers teilt sich in zulässige
Fahrdrahtseitenlage und Wankweg
I / e + D. (1)
A
2 = zul
Tabelle 1 enthält die in diesem Artikel verwendeten
Symbole. Die Arbeitslänge l A
hängt von der Wippengeometrie
des Stromabnehmers ab und somit auch
die zulässige Fahrdrahtseitenlage e zul
. Der Stromabnehmertyp
bestimmt damit die zulässige Fahrdrahtseitenlage,
siehe Beziehung (1). Die größten
Auslenkungen des Fahrdrahts e max
müssen kleiner als
die zulässige Fahrdrahtseitenlage e zul
sein und folgen
nach Bild 3 aus
und TSI ENE CR liefern gleiche Resultate für die
zulässige Fahrdrahtseitenlage, wenn gleiche Annahmen
getroffen werden. Gibt DIN EN 50367 für den
Hochgeschwindigkeitsverkehr zufallsbedingte Zuschläge
für die Seitenbewegung des Stromabnehmers
vor, überlässt die TSI ENE CR die Wahl dieser
Zuschläge den Infrastrukturbetreibern. Damit ist im
Hochgeschwindigkeitsverkehr eine europaweit einheitliche
Berechnung der zulässigen Fahrdrahtseitenlage
möglich. Im Unterschied dazu ergeben sich
im konventionellen Bereich durch unterschiedliche
Vorgaben der Infrastrukturbetreiber für die zufallsbedingten
Zuschläge verschiedene Werte für die
zulässige Fahrdrahtseitenlage. Diese Verfahrensweise
ist leider gegenwärtig noch notwendig, da die TSI
Infrastruktur keine Vorgaben zur Harmonisierung der
Zuschläge enthält und die DIN EN 15173 die Werte
für die zufallsbedingten Zuschläge als europäisches
Einigungsergebnis zu großzügig gegenüber zum
Beispiel der deutschen Eisenbahn Bau- und Betriebsordnung
(EBO) [7] handhabt.
e max
≤ e zul
− t. (2)
Für die Zuschläge t ist das arithmetische Mittel der
Einflussfaktoren, siehe Tabelle 1, zu ungünstig. Mit
der geometrischen Mittelwertbildung
Bild 1:
Bezeichnungen am Stromabnehmer.
t = t + t + t . (3)
2
T
2
S
2
M
lässt sich eine realistische Zuverlässigkeit empirisch
unter Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeit nachweisen
[2].
Mit Einführung der technischen Spezifikation für
das Teilsystem Energie auf konventionellen Eisenbahnstrecken
(TSI ENE CR) [3] sind erweiterte Vorgaben
für die Berechnung der zulässigen Fahrdrahtseitenlage
zu berücksichtigen. Die Berechnungsart und
deren Vorgaben nach der technischen Spezifikation
für das Teilsystem Energie auf Hochgeschwindigkeitsstrecken
(TSI ENE HS) [4], die diesbezüglich
auf die EN 50367:2006 [5] verweist, sind allgemeiner
gefasst als die aus [3], die direkt die Vorgaben
und den Berechnungsalgorithmus für die
zulässige Fahrdrahtseitenlage enthält. TSI ENE HS
Bild 2:
Maße an den 1 600 mm und 1 950 mm langen Stromabnehmern.
110 (2012) Heft 6
271

Oberleitung
Tabelle 1
2 Fahrdrahtlage und Stromabnehmergeometrie
Zur Vorbereitung der Betriebsaufnahme des Einheitsstromabnehmers
mit der 1 950 mm langen
Symbole und deren Bedeutung.
Symbol Bezeichnung Einheit
D
Wankweg in der Gleisgeraden
– für die 1 600-mm-Wippe D = 0,200m [1]
– für die 1 950-mm-Wippe D = 0,225m [1]
L
Abstand zwischen den Mittellinien der Schienen eines Gleises mit L = 1,5 m
nach [17] zuzüglich Spurerweiterung bis 1,570 m
m
L h
kinematische Grenze in der Nachweishöhe h m
L o
kinematische Grenze in der Nachweishöhe bei h‘ o
= 6,5 m m
L u
kinematische Grenze in der Nachweishöhe bei h‘ u
= 5,0 m m
S 0
Neigungskoeffizient des Fahrzeuges mit S o
= 0,225 [1] oder S o
= 0,25 [6] -
S‘
Ausladung als eine Überschreitung der Bezugslinie, wenn sich das Fahrzeug
in einem Gleisbogen und/oder auf einem Gleis mit einer Spurweite von
mehr als 1,435 m befindet
R Gleisradius m
e g
Grenzlage des Fahrdrahts m
e max
maximale Auslenkungen des Fahrdrahts bezogen auf die Gleismitte m
e po
Wankweg des Stromabnehmers mit 0,170 m bei h‘ o
= 6,5 m m
e pu
Wankweg des Stromabnehmers mit 0,110 m bei h‘ u
= 5,0 m m
e zul
zulässige Fahrdrahtseitenlage m
l Ü
Wippenüberstand m
h Nachweishöhe über der Schienenoberkante m
h c0
Referenzhöhe des Wankpols, h c0
= 0,5 m m
h FD
Fahrdrahthöhe über Schienenoberkante m
l
l A
Grenzspurweite als Abstand zwischen den Fahrkanten der Schienen eines
Gleises gemäß den Vorgaben des Infrastrukturbetreibers
Nebenbahnen und Nebengleise 1,470
Gleise mit v ≤ 160 km/h 1,465
Gleise mit v > 160 km/h 1,463
Arbeitslänge der Stromabnehmerwippe mit
– 1,200 m für die 1 600-mm-Wippe
– 1,550 m für die 1 950-mm-Wippe
l S
Minimale Schleifleistenlänge m
l W
Wippenlänge der Stromabnehmerwippe mit
– 1,600
– 1,950
qs‘ i,a
Bewegung in der Bogeninnenseite (i) oder Bogenaußenseite (a) m
t geometrische Summe der Zuschläge m
t M
Lageänderung des Fahrdrahts durch Mastneigung infolge Wind m
t S
Bautoleranz der Seitenverschiebung des Fahrdrahts am Stützpunkt m
t T
Verschiebung der Fahrdrahtseitenlage infolge der temperaturabhängigen
Längenänderung des Fahrdrahts
m
u Überhöhung des Gleises im Gleisbogen m
u 0
Referenzwert der Überhöhung, u 0
= 0,066 m
u f
Überhöhungsfehlbetrag m
u f0
Referenzwert des Überhöhungsfehlbetrags, u f0
= 0,066 m
m
m
m
m
m
Stromabnehmerwippe im Netz der Deutschen
Reichsbahn im Jahr 1939 regelte die Zeichnung
Ezs 834 die „Seitliche Festhaltung des Fahrdrahts“.
Für die Grenzlage des Fahrdrahts, von der Stromabnehmermitte
aus gesehen, galten e g
= 750 mm.
Die zulässige Fahrdrahtseitenlage e zul
betrug
in der Gleisgeraden 550 mm. Die als
Sicherheitsbetrag s benannte Differenz sollte
die „Entgleisung“ des Fahrdrahts vom
Stromabnehmer verhindern und war mit
s = e g
−e zul
definiert. Sie betrug in der Geraden
s = 200 mm. Dieser Sicherheitsbetrag ist
heute als Wankweg D definiert und wird aus
der Differenz zwischen der halben Arbeitslänge
des Stromabnehmers l A
/2, von der
Stromabnehmermitte aus gesehen, und der
zulässigen Fahrdrahtseitenlage e zul
gemäß
Beziehung (1) ermittelt. Die für den Fahrdraht
verbotenen Bereiche, die Wippenüberstände
l Ü
, betrugen l Ü
= l W
/2 - l A
/2 = 975
−750 = 225 mm. Durch Verbesserung der
Gleislagequalität und des Wankverhaltens
der Fahrzeuge änderten sich diese Werte im
Laufe der Zeit (Tabelle 2). Der Neigungskoeffizient
S 0
, als das Verhältnis zwischen dem
Winkel zwischen der Schienenkopfberührenden
im Gleisbogen zur Waagerechten
und dem Winkel zwischen der Mittelsenkrechten
zur Schienenkopfberührenden zur
Mittellinie des sich neigenden Fahrzeugs ist
S = η / δ
0 (4)
und muss nach TSI LOC&PAS CR [1] kleiner
oder gleich 0,225 und nach TSI LOC&PAS
HS [6] kleiner oder gleich 0,25 sein. Der Neigungskoeffizient
beeinflusst den Hüllraum
eines Fahrzeugs. Neigezüge müssen diese
Anforderung nicht erfüllen, vorausgesetzt,
sie sind mit Stromabnehmer-Kompensationsvorrichtungen
ausgerüstet.
3 Fahrdrahthöhen und
-seiten lagen
Die Nennfahrdrahthöhe als der Abstand zwischen
Schienenoberkante und Fahrdrahtunterkante
betrug nach EzsN 143 im Jahr 1932
in Deutschland 6 250 mm. Die maximale
Fahrdrahthöhe war damals 6 700 mm, die
minimale Fahrdrahthöhe 4 950 mm. Seit dieser
Zeit verringerte man die Nennfahrdrahthöhe
bis zu den heutigen Fahrdrahtnennhöhen
5 500 mm für Standardoberleitungen
und 5 300 mm für Hochgeschwindigkeits-
272 110 (2012) Heft 6

Oberleitung
oberleitungen. Die Tabelle 3 gibt einen Überblick zur
Entwicklung der Fahrdrahthöhen.
Im Jahr 1925 betrug die maximale Fahrdrahtverschiebung
am Stützpunkt als Abstand zwischen der
Mittelsenkrechten zur Schienenkopfberührenden
und dem Fahrdraht 600 bis 500 mm wegen der
damals noch im Betrieb vorhandenen 2 100 mm
langen Wippe des Stromabnehmers [8; 9; 10].
Mit der Nutzung des 1 950 mm langen Stromabnehmers
wurde die Fahrdrahtverschiebung am
Stützpunkt auf 400 mm in der Geraden und im
Gleisbogen auf maximal 450 mm nach Zeichnung
Ezs 867 [11] aus dem Jahr 1940 verringert. 1992
reduzierte die Deutsche Bahn die Fahrdrahtverschiebung
am Stützpunkt auf 300 mm und die
zulässige Fahrdrahtseitenlage auf ≤ 400 mm in
der Geraden und im Gleisbogen zur Vorbereitung
der Betriebsaufnahme des 1 600 mm langen Euro-
Stromabnehmers auf Hochgeschwindigkeitsstrecken
in Deutschland [12].
Die Toleranzen der Fahrdrahtseitenlage am Stützpunkt
betrugen bereits im Jahr 1932 ± 30 mm nach Ezs
834 [13] und bestehen heute noch unabhängig von
der Bauart, der Geschwindigkeit und dem Oberbau.
4 TSI ENE HS oder TSI ENE CR
Die Frage nach Anwendung welcher TSI und welcher
Fahrgeschwindigkeit als Grenze zwischen TSI ENE
HS und TSI ENE CR wird in [3] beantwortet. Danach
sind zu unterscheiden:
• neugebaute Strecken ausgerüstet für Streckengeschwindigkeiten
≥ 250 km/h
• ausgebaute Strecken ausgerüstet für Streckengeschwindigkeiten
um 200 km/h und
• neue oder ausgebaute Strecken, die aufgrund
der sich aus der Topografie, der Umwelt oder
der städtischen Umgebung ergebenden Zwänge
besondere Eigenschaften haben, an die die Geschwindigkeit
jeweils angepasst werden muss
Ist die erste Definition noch eindeutig, wird die zweite
mit der Aussage „um 200 km/h“ ungenau und
nach letzter bleibt die Geschwindigkeit offen. Die TSI
LOCO&PAS CR [1] legt die Schnittstellengeschwindigkeit
mit einer klaren Formulierung fest:
„Gemäß Richtlinie 2008/57/EG betrifft das Teilsystem
„Fahrzeuge“ des transeuropäischen Hochgeschwindigkeitsbahnsystems
Züge, die für den
Fahrbetrieb im transeuropäischen Hochgeschwindigkeitsbahnsystem
(TEN HS) ausgelegt sind, das
aus eigens für den Hochgeschwindigkeitsverkehr
gebauten oder ausgebauten Strecken besteht, Geschwindigkeiten
ab 200 km/h, welche in Anhang
I der Entscheidung Nr. 1692/96/EG des Europäischen
Parlaments und des Rates [14] angegeben
sind.“
110 (2012) Heft 6
Bild 3:
Bezeichnungen im Spannfeld.
Diese eindeutige Formulierung fehlt zwar in [4],
geht aber aus den dort enthaltenen Tabellen 4.2.15
und 4.2.17 hervor, die die Bereiche für die mittleren
Kontaktkräfte und den Stromabnehmerabstand für
die Geschwindigkeit bis 200 km/h enthalten.
Da die „vereinigte“ TSI ENE, die voraussichtlich
bis zum Ende des Jahres 2012 in Kraft treten und für
HS als auch für CR gelten wird, ist die Frage nach der
Schnittstellengeschwindigkeit beantwortet.
Dem Planer bleibt daher bis zum Erscheinen der
TSI ENE der Blick ins Infrastrukturregister [15], um
Hochgeschwindigkeitsstrecken von konventionellen
Strecken zu unterscheiden. Mit dieser Information
kann die Entscheidung zur Anwendung der Berechnung
der zulässigen Fahrdrahtseitenlage entweder
nach [3] oder [4] getroffen werden.
5 Nicht festgelegte und
festgelegte Gleise
Unter dem Begriff „nicht festgelegtes Gleis“ nach
der EBO [7] sind „normale“ Schottergleise zu verstehen.
„Festgelegte Gleise“ sind Gleise, die durch
Querverstrebungen mit einem Festpunkt verbunden
sind. Das betrifft Gleise an Haltepunkten, die mit
Tabelle 1
Symbole und deren Bedeutung.
Symbol Bezeichnung Einheit
∑j
Summe der horizontalen Zuschläge zur Berücksichtigung von
Zufallsphänomenen (j = 1, 2 oder 3) durch
– Asymmetrie der Beladung
– seitliche Querverschiebung des Gleises
– Überhöhungstoleranz und Schwingungen des Stromabnehmers
durch Gleis unebenheiten, deren Werte der Infrastrukturbetreiber
festlegt und in Deutschland der EBO [7], (Anlage 3) oder
DIN EN 15273 [17] zu entnehmen sind
Winkel zwischen der Mittelsenkrechten zur Schienenkopfberührenden
zur Mittellinie des sich neigenden Fahrzeugs °
Winkel zwischen der Schienenkopfberührenden im Gleisbogen zur
Waagerechten
m
°
273

Oberleitung
Distanzhaltern aus Holz oder Stahl den Abstand
zum Bahnsteig fixieren. Mit Brückenhölzer genannten
Abstandhaltern, die fest mit Schienen und der
Brückenkonstruktion verbunden sind, lässt sich auf
Brücken die Fahrbahn festlegen. Festgelegte Gleise
mit Überhöhungsfehlern oder Querhöhenfehlern
kleiner 5 mm nach [7] sind festgelegte Gleise bei
denen neben der horizontalen auch eine vertikale
Festlegung vorhanden ist und somit sich der Querhöhenfehler
auf kleiner 5 mm einschränken lässt. Ein
typischer Anwendungsfall ist die Feste Fahrbahn. Die
in [7] angegebenen Werte basieren auf der Berechnung
nach UIC 505 [2], die zwischenzeitlich durch
DIN EN 15273 [16] ersetzt wurde. Die in [7] angegebenen
Werte für die Berechnung des kinematischen
Lichtraumprofils des Stromabnehmers sind zwar bis
160 km/h begrenzt, da diese aber auf DIN EN 15273
basieren und dort keine Geschwindigkeitsbeschränkung
besteht, lassen sich diese Werte durchaus bis
300 km/h in Deutschland verwenden.
6 Zulässige Fahrdrahtseitenlage
auf nationalen Strecken der
Deutschen Bahn
Die zulässige Fahrdrahtseitenlage e zul
hängt vom
Stromabnehmer ab. Im Jahr 1939 entstand als erste
Form einer Vereinheitlichung zur Fahrdrahtgrenzseitenlage
die Zeichnung Ezs 834, die erstmals die Abhängigkeit
zwischen Radius und Fahrdrahtseitenlage
festlegte. Die Zeichnungen Ezs 837 und 838 aus dem
Jahr 1939 enthielten erstmals die noch heute verwendete
Kurve der zulässigen Fahrdrahtseitenlage e zul
, die
ohne wesentliche Änderungen in der nachfolgenden
Ebs 02.05.49 übernommen wurde (Bild 4).
Die zulässige Fahrdrahtseitenlage ist abhängig
vom Radius, gilt für alle Regeloberleitungsbauarten
der Deutschen Bahn und ist unabhängig von
der Fahrdrahthöhe, der Gleisüberhöhung und dem
Gleisüberhöhungsfehlbetrag.
7 Zulässige Fahrdrahtseitenlage
nach TSI ENE HS
Auf Strecken, die sowohl mit der 1 600 mm als auch
mit der 1 950 mm langen Stromabnehmerwippe
befahren werden sollen, bestimmt die Geometrie
der kürzeren Wippe, also die 1 600 mm lange Wippe,
die zulässige Fahrdrahtseitenlage. Das Lichtraumprofil
für den ungehinderten Stromabnehmerdurchgang
ergibt sich aus der Geometrie der
längeren Wippe.
Die TSI ENE HS [4] verweist für die Berechnung
der zulässigen Fahrdrahtseitenlage für interoperable
Hochgeschwindigkeitsstrecken auf DIN EN 50367
[5]. Diese Berechnung ermöglicht, das mechanische
Stromabnehmer-Lichtraumprofil und dessen
Erweiterung im Gleisbogen zu ermitteln. Unter Berücksichtigung
der Geometrie der 1 600 mm langen
Euro-Stromabnehmerwippe lässt sich die zulässige
Fahrdrahtseitenlage e zul
aus der Beziehung (1)
berechnen. Für das mechanische Stromabnehmer-
Lichtraumprofil L h
folgt aus Bild 5
L
h
= lW
/ 2 + D. (5)
Tabelle 2
Veränderung der Stromabnehmergeometrie von 1939 bis 2011, alle Maße
in mm.
1939 2011 2011
Quelle Ezs 838 Ril 997 TSI LOC&PAS CR
halbe Stromabnehmerläge/ Wippenlänge I w
975 975 975
halbe Arbeitslänge 750 725 775
Zulässige Fahrdrahtseitenlage in der Geraden 550 550 550
Mit der Auflösung nach D ergibt sich
D = L h
− l W
/ 2
(6)
und dem Einsetzen von Gleichung (6) in (4)
D = L h
− l W
/ 2. (7)
Wankweg D des Stromabnehmers 200 175 225
Wippenüberstand 225 250 200
Für die 1 600-mm-Wippe ergibt sich
Tabelle 3
Entwicklung der Fahrdrahtnennhöhe von 1932 bis 2011, alle Maße in mm.
1932 1950 1960 1965 2001
Quelle EzsN 143 Ezs 647 Ezs 647 Ebs 01.04.02 Ril 997.0101
e
zul
,6 + 0,8 − Lh
= 1, 4
= 0 − L
(8)
und für die 1 950-mm-Wippe
h
Nennfahrdrahthöhe 6 250 6 000 5 750 5 500 5 300 1
1
für Hochgeschwindigkeitsoberleitungen
e
zul
,775 + 0,975 − Lh
= 1, 75
= 0 − L . (9)
h
274 110 (2012) Heft 6

Oberleitung
Tabelle 4
Zufallsbedingte Seitenverschiebungen ∑j nach EBO [5] und DIN EN 15273 [17], alle Maße in mm.
Nachweishöhe DIN EN 15273 EBO
Gut erhaltenes
Gleis
Anderes
Gleis
Nicht festgelegtes
Gleis
Festgelegtes
Gleis
Festgelegtes Gleis mit einem Überhöhungsoder
Querhöhenfehler ≤ 5 mm
6500 82 111 99 95 32
5000 65 86 79 73 25
L h
ist von der Wippenlänge abhängig und für eine
Strecke mit Betrieb beider Wippen ist daher die größere
Wippenlänge vorzusehen.
Die kinematische Grenze L o
für die obere Nachweishöhe
h o
= 6,5 m berechnet sich nach [3] zu
Für eine beliebige Zwischenhöhe h wird die kinematische
Begrenzungslinie, auch als mechanisches
Stromabnehmer-Lichtraumprofil bezeichnet, durch
Interpolation ermittelt zu
( qs'
i/a
) +
max ∑
L
o
= lW
/ 2 + epo
+ S'
+
jo
(10)
und die kinematische Grenze L u
an der unteren
Nachweishöhe h u
= 5,0 m zu
( qs'
i/a
) +
max ∑
L
u
= lW
/ 2 + epu
+ S'
+
ju. (11)
Für die zulässige zusätzliche Ausladung S‘ in den
Gleichungen (10) und (11) gilt
S ' = 2,5/ R + ( l −1,435) / 2. (12)
Die quasistatische Seitenbewegung in Richtung bogeninnen
errechnet sich zu
Bild 4:
Nationale Vorgaben zur zulässigen Fahrdrahtseitenlage in Abhängigkeit zum Radius.
qs
'
i
S
o
/
( u − u ) ⋅ ( h − h )
= L ⋅
(13)
>
0
0
co
und in Richtung bogenaußen zu
qs'
a
So
/
( u − u ) ⋅( h − h )
= L ⋅
. (14)
>
f
f 0
0
co
Nach [3] lässt sich der größere der beiden Werte aus
den Gleichungen (13) oder (14) für die weitere Rechnung
verwenden. Da nach [17] der Überhöhungswert
u überwiegend größer als der Überhöhungsfehlbetrag
u f
ist, entfällt die Berechnung von qs‘ a
und der
Term qs‘ i
wird zu qs‘. Der Term qs‘ ist in der Geraden
und im Gleisbogen für Überhöhungen u ≤ 0,066 m
gleich Null. Die Summe der Zuschläge folgt nach
[19] aus DIN EN 15273-3 [16] zu (siehe Tabelle 4).
∑
jo = 0,082 m und∑
ju
= 0,067 m.
110 (2012) Heft 6
Bild 5:
Zulässige Fahrdraht sei tenlage für die 1 600 mm und 1 950 mm langen Stromabnehmer in
der Geraden und in Abhängigkeit der Fahrdrahthöhe mit der mechanischen und elektrischen
Stromabnehmerbegrenzungslinie.
275

Oberleitung
h − h
= (15)
( L L )
u
L
h
Lu
+ ⋅
o
=
ho
− hu
u
e
zul
l l l
A S S
= + −
2 2 2
2,5 l − 1,435
− −
R 2
(siehe Bild 5 blaue Linie).
Da die zusätzliche Ausladung und die halbe Arbeitslänge
der Stromabnehmerwippe nicht höhenabhängig
sind und die quasistatische Seitenbewegung
sich direkt für die Nachweishöhe
berechnen lässt, folgen für die Höhenabhängigkeit
des Wankwegs des Stromabnehmers und der
Zuschläge
− 0,15
⋅ u ⋅ h − 0,075 ⋅ u − 0,0099 ⋅ h + 0, 00495
−
⋅
[ 0,11 + ∑ j ]
u
( (
h − 5,0
+
6,5 − 5,0
[ ,17 + ∑ − 0, 11 +
o ∑
0 j
j ) u )
]. (20)
[ e + j] = [ epu
+ ∑ ju
]
h − hu
h − h
o
∑ +
u
⋅
h
[( epo
+ ∑ jo
) − ( epu
+ ∑ ju
)]
. (16)
Mit der Vereinfachung ∑j = ∑j o
−∑j u
, der maximalen
Spurweite l = 1,450 m nach [3], den Zuschlägen
∑j o
= 0,082 m und ∑j u
= 0,067 m ergibt sich für
den 1 600-mm-Stromabnehmer die Gleichung
aus [5] zu
und mit Zahlenwerten
[ e + j] = [ 0,11
+ ∑ ju
]
∑ +
h
h − 5,0
⋅
6,5 − 5,0
[( 0,17 + ∑ jo ) − ( 0, 11 + ∑ ju
)]
. (17)
Mit S 0
= 0,225, L = 1,5 m, h c0
für Überhöhungen u
größer der Referenzüberhöhung u 0
= 0,066 m und
unter Berücksichtigung, dass die Überhöhung u größer
als der Überhöhungsfehlbetrag ist, lässt sich die
quasistatische Seitenverschiebung in Richtung zur
Bogenaußenseite qs‘ a
vernachlässigen und es folgen
für die quasistatische Seitenverschiebung
qs
0,225
⋅ ( u ⋅ h − 0,5 ⋅ u − 0,066 ⋅ h + 0, 033)
1,5
' =
> 0
( h − 0, 5), (18)
( u − 0,066) ⋅ ( 0,5)
qs ' = 0,15⋅
> 0
h −
und schließlich
qs'
= 0,15 ⋅ u ⋅ h − 0,075 ⋅ u
− 0 ,0099 ⋅ h + 0,00495 . (19)
Mit den Gleichungen (11) bis (19) lässt sich die zulässige
Fahrdrahtseitenlage berechnen zu
e = 0,66 − 0,04 ⋅ h + 0, 15⋅
h ⋅u
zul
− 0 ,075⋅u + 2,5 / R. (21)
Mit den Annahmen
• 1 600-mm-Wippe mit der halben Arbeitslänge
l A
/2 = 0,600m,
• maximale Spurweite l = 1,450 m,
• Zuschläge ∑j o
= 0,082 m und ∑j u
= 0,067 m
• Überhöhung u ist größer als der Überhöhungsfehlbetrag
u f
,
• Neigungskoeffizienten S 0
= 0,225,
• Abstand L = 1,5 m zwischen den Mittellinien der
Schienen eines Gleises und
• Referenzhöhe des Wankpols mit h c0
= 0,5 m
lässt sich die Gleichung (20) aus TSI ENE CR [3]
als Gleichung (21) für die Berechnung der zulässigen
Fahrdrahtseitenlage für Hochgeschwindigkeitsoberleitungen
nach [5] anwenden. Die Länge der
Stromabnehmerwippe l W
bestimmt die kinematische
Begrenzungslinie des Stromabnehmers. Beim Betrieb
mit nur einer Stromabnehmerwippe folgt die
Berechnung aus der jeweiligen Wippenlänge. Beim
dualen Betrieb der 1 600-mm- und der 1 950-mm-
Wippen bestimmt die kürzere der beiden Wippen,
also die 1 600-mm-Wippe, die zulässige Fahrdrahtseitenlage
e zul
. Für die längere 1 950-mm-Wippe
muss ein ungehinderter Durchgang möglich sein.
Für die 1 600-mm-Wippe lässt sich die kinematische
Begrenzungslinie nach den Gleichungen (10) und
(11) berechnen. Für die Berechnung der kinematischen
Begrenzungslinie der 1 950-mm-Wippe mit
l A
/2 = 0,775 m und l W
/2 = 0,975 m ist für eine beliebige
Zwischenhöhe h die Länge der kinematischen
Begrenzungslinie durch Interpolation nach Gleichung
(5) zu ermitteln nach
276 110 (2012) Heft 6

Oberleitung
L +
h
= lA
/ 2 + lW
/ 2 − ezul
= 0,775 0, 975
− e 1 − e . − 0 ,075⋅u + 2,5 / R. (22)
zul
= , 75
zul
Zukunft bewegen.
Die Ebs 02.05.65 [19] für die Bauart Re 250 und die 02.05.61
[20] für die Bauart Re 330, die die Längsspannweiten unter
Berücksichtigung der Fahrdrahtgrenzlage auf interoperablen
Hochgeschwindigkeitsstrecken vorgeben, genügen nicht den
Anforderungen aus [4]. Da die Angaben in diesen Zeichnungen
die Gleisüberhöhung u nicht berücksichtigen, weicht die
Fahrdrahtgrenzlage aus diesen Zeichnungen deutlich von den
Vorgaben nach [5] ab. In [18] wird die Umsetzung der Vorgaben
aus [5] bei der DB anschaulich dargestellt.
8 Zufallsbedingte Seitenverschiebungen
Die zufallsbedingten Seitenverschiebungen haben Einfluss auf
die zulässige Fahrdrahtseitenlage. Ihrer korrekten Wahl kommt
bei der kostenbewussten Planung der Oberleitung eine große
Bedeutung zu. Die Tabelle 4 enthält die zufallsbedingten Seitenverschiebungen
nach DIN EN 50367, DIN EN 15273 und EBO.
9 Auswirkungen auf die Planung der
Oberleitung
Die zulässige Fahrdrahtseitenlage e zul
verringert sich mit zunehmender
Fahrdrahthöhe. Als Konsequenz ergibt sich für die
Planung von Oberleitungsanlagen auf interoperablen Strecken,
die Fahrdrahthöhe auf die minimale Fahrdrahthöhe 5,00 m für
konventionelle Strecken und auf 5,08 m oder künftig auch auf
5,00 m für Hochgeschwindigkeitstrecken abzusenken, um die
zulässige Fahrdrahtseitenlage e zul
unter Berücksichtigung vorgegebener
Toleranzen zu vergrößern. Bei vorhandenen Bahnübergängen
auf konventionellen Strecken sind Fahrdrahtanhebungen
ohnehin notwendig.
Die Toleranzen sollten der Oberbauart entsprechen. Für die
Schotterfahrbahn sind größere Toleranzen als für die feste Fahrbahn
zu wählen.
DIN EN 15273 [16] enthält die grundlegende Berechnung
der kinematischen Begrenzungslinie, nach der es der Entscheidung
des Infrastrukturbetreibers vorbehalten ist, die Wahl für
die zufallsbedingten Seitenverschiebungen ∑j vorzunehmen,
• entweder Werte, die sich auf seine Erfahrung und seine Betriebs-
und Instandhaltungsvorschriften stützen, wobei für
Deutschland [7] gilt,
• oder Werte aus DIN EN 15273 [16] zu verwenden.
Im Rahmen künftiger Harmonisierungen sind die zufallsbedingten
Zuschläge ebenfalls zu harmonisieren, sodass sich keine
Unterschiede bei der Berechnung der zulässigen Fahrdrahtseitenlage
bei unterschiedlichen Infrastrukturbetreibern ergeben.
Da die zulässige Fahrdrahtseitenlage beim Betrieb mit der
1 600 mm langen Wippe im Vergleich zur 1 950 mm langen
Wippe kleiner ist und zu kürzeren Längsspannweiten führt, sollte
die Einschränkung der Fahrdrahtseitenlage am Stützpunkt,
110 (2012) Heft 6
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277

Oberleitung
Tabelle 5
Vorgaben für die Mindeständerung der Fahrdrahtseitenlage.
Verkehrsunternehmen
Spannung
kV
Änderung der
Fahrdrahtauslenkung
mm /m
Quelle
Nahverkehr Deutschland (VDV) DC 0,75 10,0 VDV 550 Oberleitungsanlagen
Mass Transit Railway(MTR)
Hong Kong/China
Córas Iompair Éireann (CIÉ) Dublin /
Ireland
DC 1,50 ≥ 1,5 Consultant Kennedy & Donkin
DC 1,50 3,0 – 10,0 Consultant Mott Hay & Anderson
Perth Electric
Perth /Australien
AC 25 ≥ 3,0 Consultant ELRail
West coast route Großbritannien
AC 25 2,5 – 20,0
WCRM Ole Alliance Design Group
British Railway Board
Großbritannien
AC 25 3,0 – 10,0 Nachfolger Network Rail
gegenwärtig noch auf 0,3 m begrenzt, aufgehoben
werden, was besonders in Gleisbögen zu größeren
Längsspannweiten führen würde. Für die Interaktion
zwischen Stromabnehmer und Oberleitung reicht
die Einhaltung der zulässigen Fahrdrahtlage aus.
Auch hilft eine Vorgabe für die minimale Änderung
der Fahrdrahtseitenlage bezogen auf die Streckenlänge,
wie bereits seit Jahren im Nahverkehr üblich,
um besonders auf Hochleistungsstrecken Rillenbildung
und Schäden an den Schleifstücken zu vermeiden,
siehe Tabelle 5.
Durch die Begrenzung der Fahrdrahtlage auf
die zulässige Fahrdrahtseitenlage e zul
erübrigt sich
eine zusätzliche Begrenzung bei der 1 950-mm-
Wippe auf 550 mm und bei der 1 600-mm-Wippe auf
400 mm nicht erforderlich. Wenn die Berechnung
von e zul
nach [16] in der oberen Fahrdrahtlage h o
korrekt ist – und davon ist auszugehen –, so ergeben
sich auch im unteren Höhenbereich des Fahrdrahts
korrekte Werte. Damit ist die Begrenzung der zulässigen
Fahrdrahtseitenlage auf 550 mm beziehungsweise
400 mm nicht erforderlich.
Für die Planung der Oberleitung sind künftig
die notwendigen Angaben wie Überhöhung, Radius,
Oberbauart, Fahrdrahthöhe, zufallsbedingte
Zuschläge in den Gleislageplänen aufzuführen, um
die Planung, Planprüfung und Abnahme der Oberleitung
zu ermöglichen [21]. Die neue TSI ENE wird
die Differenzen bei der Berechnung der zulässigen
Fahrdrahtseitenlage zwischen [3] und [4] mit Hilfe
einer einheitlichen Berechnung für konventionelle
und Hochgeschwindigkeitsstrecken beseitigen.
In einer folgenden Ausgabe der Elektrischen Bahnen
wird ein Beitrag zur Berechnung der maximalen Fahrdrahtseitenlage
mit Windeinwirkung erscheinen.
Literatur
[1] Entscheidung 2011/291/EU: Technische Spezifikation
für die Interoperabilität des Fahrzeug-Teilsystems „Lokomotiven
und Personenwagen“ des konventionellen
transeuropäischen Eisenbahnsystems gemäß Artikel
6 Absatz 1 der Richtlinie 2008/57/EG (TSI LOC&PAS
CR). In: Amtsblatt der Europäischen Union 2011, DE
S. L139/1 – L139/151.
[2] UIC – Merkblatt 505-4: Auswirkungen der Anwendung
der kinematischen Begrenzungslinien nach den
UIC-Merkblättern Nr. 505 auf den Abstand fester Gegenstände
vom Gleis und auf den Gleisabstand. UIC
Merkblatt 505-4, Internationaler Eisenbahnverband,
4. Ausgabe, November 2007.
[3] Entscheidung 2011/274/EG: Technische Spezifikation
für die Interoperabilität des Teilsystems „Energie“ des
konventionellen transeuropäischen Eisenbahnsystems
gemäß Artikel 6 Absatz 1 der Richtlinie 2008/57/EG
(TSI ENE CR). In: Amtsblatt der Europäischen Union
2011, DE S. L126/1 – L126/52.
[4] Entscheidung 2008/284/EG: Technische Spezifikationen
für die Interoperabilität (TSI) des Teilsystems
Energie des transeuropäischen Hochgeschwindigkeitsbahnsystems
gemäß Artikel 6 Absatz 1 der
Richtlinie 96/48/EG (TSI ENE HS). In: Amtsblatt der
Europäischen Union 2008, DE S. L104/1 – L104/79.
278 110 (2012) Heft 6

Oberleitung
[5] DIN EN 50367:2006-05: Bahnanwendungen – Zusammenwirken
der Systeme – Technische Kriterien für
das Zusammenwirken zwischen Stromabnehmer und
Oberleitung für einen freien Zugang. CENELEC 2006.
[6] Entscheidung 2008/232/EG: Technische Spezifikation
für die Interoperabilität des Teilsystems „Fahrzeuge“
des transeuropäischen Hochgeschwindigkeitsbahnsystems.
In: Amtsblatt der Europäischen Union 2008, DE
S. L84/132 – L84/392.
[7] Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO). Bundesrepublik
Deutschland, BGBl. II S. 1563 vom 12. Mai 1967,
letzte Änderung vom 19. März 2008 (BGBl. I S. 467).
[8] Usbeck, W.: Neuerungen an Fahrleitungen für elektrische
Vollbahnen. In: Elektrische Bahnen 23 (1925),
H. 7, S. 284-290.
[9] Schultheiß, L.: Die Leitungsanlagen der elektrisierten
Vollbahn Bayerns. In: Elektrische Bahnen 25 (1927), H.
4, S. 137-150.
[10] Usbeck, W.: Über die Entwicklung der Fahrleitungen
für elektrische Vollbahnen. In: Elektrische Bahnen 26
(1928), H. 6, S.163–171.
[11] Ezs 867:1940-02: Seitliche Festhaltung des Fahrdrahts,
abhängig vom Bogenhalbmesser R und der
Wind geschwindigkeit w für Reichsstromabnehmer
1 950 mm. Deutsche Reichsbahn, Februar 1940.
[12] Technische Mitteilung 02/1997: Zusammenwirken von
Stromabnehmer/Oberleitung im europäischen Hochgeschwindigkeitsnetz.
Deutsche Bahn, Februar 1997.
[13] Ezs 834:1939-08: Seitliche Festhaltung des Fahrdrahts,
abhängig vom Bogenradius R und von der
Wind geschwindigkeit w für Reichsstromabnehmer
1 950 mm. Deutsche Reichsbahn, August 1939.
[14] Entscheidung 1692/96/EG: Gemeinschaftliche Leitlinien
für den Aufbau eines transeuropäischen Verkehrsnetzes.
In: Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften
1996, DE S. L228/001 – L228/104.
[15] Infrastrukturregister der Deutsche Bahn: http://stredax.bahn.de/ISRViewer/public_html_de/,
2011.
[16] DIN EN 15273-3:2010-11: Bahnanwendungen —
Begrenzungslinien – Teil 3: Lichtraumprofile. CEN
11/2010.
[17] Mittmann, W.; Weigend, M.: DB – Standard der Linienführung.
In: ETR – Eisenbahntechnische Rundschau 49
(2000) 6, S. 391– 400.
[18] Nickel, T.: Untersuchung zur Auswirkung der verminderten
Fahrdraht-Seitenlage auf das Ebs-Zeichnungswerk.
Diplomarbeit, Technische Universität Dresden, 2011.
[19] Ebs 02.05.65 Blatt 1: Längsspannweite und Seitenverschiebung
des Fahrdrahts bei Regelfeldern, Windgeschwindigkeit
33 m/s für Re 250. Deutsche Bahn,
Februar 2004.
[20] Ebs 02.05.61 Blatt 1: Längsspannweite und Seitenverschiebung
des Fahrdrahts bei Regelfeldern, Windgeschwindigkeit
33 m/s für Re 330. Deutsche Bahn,
November 1997.
[21] Kiessling, F.; Puschmann, R.; Schmieder, A.; Schneider, E.:
Contact Lines of Electric Railways. Erlangen, Publicis
Verlag, 2. Auflage, 2009.
AUTORENDATEN
Dipl.-Ing. Rainer Puschmann (61),
Studium Elektrische Bahnen an der
Hochschule für Verkehrswesen Dresden
und Studium Eisenbahnbau an der
Fachschule für Verkehrstechnik Dresden.
Verschiedene Tätigkeiten bei den Deutschen
Bahnen und der Siemens AG, tätig
als Segmentleiter im Sektor Infrastructur
& Cities der Siemens AG in Erlangen und
als EBA- und EBC-Gutachter.
Adresse: Siemens AG,
Infrastructure & Cities,
Sieboldstr. 16,
D-91052 Erlangen, Deutschland;
Fon: +49 9131 722626,
Fax: +49 9131 82822626,
E-Mail: rainer.puschmann@siemens.com
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110 (2012) Heft 6
279

Oberleitung
Europäische Harmonisierung –
Auswirkungen auf Fahrleitungen
der Deutschen Bahn
Thomas Nickel, Berlin
Die neuen Europäischen Normen und die Technischen Spezifikationen für die Interoperabilität, insbesondere
die Einführung der Eurowippe, wirken sich weitreichend auf die Oberleitungsplanung im
Netz der Deutschen Bahn (DB) aus. Die Vorgaben führen unter anderen zu kürzeren Längsspannweiten
und damit höheren Baukosten. Die Anpassung der Konstruktionsparameter für die Standardoberleitungen
kann diese Nachteile ausgleichen, ohne die Gefahr von Entdrahtungen der Stromabnehmer
zu erhöhen.
EUROPEAN STANDARDIZATION – EFFECTS ON DEUTSCHE BAHN’S CONTACT LINES
The new European Standards and Technical Specifications for Interoperability (TSI), especially the
introduction of the European pan head, affect the planning of contact lines within DB’s network to
a large extend. Among other things, the specifications result in shorter span lengths and, therefore,
to an increase of investment. Adjusting the design parameters of standard contact line types can
compensate these disadvantages without increasing the hazard of pantograph derailment.
HARMONISATION EUROPÉENNE – EFFETS SUR LES LIGNES DE CONTACT DE LA DEUTSCHE BAHN
Les nouvelles normes européennes et les spécifications techniques pour l’interopérabilité, notamment
l’introduction du pantographe européen, affectent la conception des lignes de contact sur
le réseau DB dans une large mesure. Les prescriptions aboutissent entre autres à des portées raccourcies
et par conséquent à des coûts de construction plus élevés. L’adaptation des paramètres
de conception des caténaires de type standard peut compenser ces inconvénients sans accroître le
risque de pertes de contact pour les pantographes.
1 Einführung
Seit der letzten Aktualisierung der DB Richtlinie 997
(RiLi 997) [1] im Jahre 2001 haben sich die Grundlagen
für die Planung, den Bau und die Instandhaltung
von Oberleitungsanlagen entscheidend verändert.
Die Richtlinie für die Interoperabilität des europäischen
Eisenbahnsystems [2] hat mit den zugehörigen
Technischen Spezifikationen HS ENE TSI [3] und
CR ENE TSI [4] wesentliche Auswirkungen auf die
Anwendung der Regelfahrleitungsbauarten der DB.
Die notwendigen Änderungen resultieren dabei aus
TABELLE 1
Arbeitslängen der interoperablen Stromabnehmer nach
unterschiedlichen Quellen.
Stromabnehmer
Arbeitslänge
mm
halbe Arbeitslänge b w,c
mm
TYP 1.600 | CR LOC&PAS TSI 1 200 600
TYP 1.950 | EN 50367:2006 1 450 725
TYP 1.950 | CR LOC&PAS TSI 1 550 775
TYP 1.950 | RiLi 997 1 650 825
der Einführung der nur 1 600 mm langen Eurowippe
[5], aus den vereinheitlichten Berechnungsverfahren
zur Bestimmung der zulässigen horizontalen Auslenkung
des Fahrdrahtes unter Windeinwirkung [6] und
der Neugestaltung der Berechnungsgrundlage für
die zu erwartenden Windlasten nach [7] zusammen
mit der Grundnorm für die Berücksichtigung von
Windeinwirkungen [8].
Die genannten Änderungen sind bisher noch nicht
in die Planungsgrundlage RiLi 997 der DB eingeflossen.
Die Notwendigkeit von Änderungen wurde allerdings
erkannt, wie aus der technische Mitteilung
TM 2011-154 [9] hervorgeht. Die TM enthält ergänzende
Parameter für die Regelbauarten Re100, Re200
sowie Re200mod, um eine Befahrung mit der Eurowippe
zu ermöglichen, ohne die grundlegenden Konstruktionsparameter
der Fahrleitungsbauarten zu ändern.
Die TM bezieht sich dabei auf die Vorgaben der
TSI Energie für das transeuropäische Hochgeschwindigkeitssystem
[3]. Die TSI Energie für das konventionelle
Eisenbahnsystem [4] wurde nicht berücksichtigt,
da die darin enthaltenen Festlegungen noch nicht ins
nationale Recht [10] übernommen wurden. Dennoch
liegen bereits heute für die Standardoberleitungen der
280 110 (2012) Heft 6

Oberleitung
DB unter Berücksichtigung der TM 2011-154 Konformitätserklärungen
gemäß EU-Richtlinie [2] sowohl für
das Hochgeschwindigkeits- als auch für das konventionelle
Eisenbahnnetz der DB vor.
2 Grundlagen
2.1 Arbeitslänge der Stromabnehmer wippe
Die Länge der Stromabnehmerwippe hat direkten
Einfluss auf die mögliche Gestaltung und Ausführung
der Oberleitungsanlage und damit auf die
Investitionen für den Bau und die Kosten für die
Instandhaltung elektrisch betriebener Eisenbahninfrastrukturen.
Für die Projektierung von Fahrleitungen
sind längere Wippen von Vorteil, da diese unter
Berücksichtigung der Querbewegungen der Fahrzeuge
höhere horizontale Auslenkungen des Fahrdrahtes
unter Windeinwirkung und damit größere
Längsspannweiten zulassen.
Auf den interoperablen Strecken des transeuropäischen
Eisenbahnnetzes muss der Stromabnehmer
den Anforderungen der TSI Lokomotiven und Personenwagen
[11] genügen. Zugelassen sind demnach
Stromabnehmer mit 1 600 mm Wippenlänge,
bezeichnet als TYP 1.600 oder Eurowippe, und mit
1 950 mm Wippenlänge, bezeichnet als TYP 1.950.
Mit seinem charakteristischen Wippenprofil entspricht
der DB Standardstromabnehmer einem
Stromabnehmer TYP 1.950.
Für die zulässige horizontale Auslenkung des
Fahrdrahtes ist die Arbeitslänge des Stromabnehmers
relevant. Die Arbeitslänge des Stromabnehmers
TYP 1.600 beträgt 1 200 mm nach EN 50367
[12]. Für den Stromabnehmer TYP 1.950 existieren
je nach Quelle unterschiedliche Angaben zur Arbeitslänge
(Bild 1). Gemäß EN 50367 [12] beträgt
diese 1 450 mm, während die Arbeitslänge in der
CR LOC&PAS TSI [11], dort definiert als leitfähiger
Bereich der Stromabnehmerwippe, mit mindestens
1 550 mm angegeben ist. Im Regelwerk
der DB wird gemäß RiLi 997 [1] die Arbeitslänge
ausgehend von 150 mm Wippenüberstand mit
1 650 mm bestimmt. In der Tabelle 1 sind für die
interoperablen Stromabnehmertypen die Arbeitslängen
dargestellt.
gelten für die Regelbauarten der DB-Oberleitungen
Re100, Re200 sowie Re200mod bei Verwendung des
DB Standardstromabnehmers Typ 1.950.
Im Regelwerk der DB wird der Einsatz der Eurowippe
in den Zeichnungen Ebs 02.05.65 und
Ebs 02.05.66 für die Hochgeschwindigkeitsoberleitung
Re250 berücksichtigt. Der zulässige Windabtrieb
wird in Abhängigkeit vom Radius in den Zeichnungen
entsprechend Tabelle 2 dargestellt. Die Werte
erfüllen aber nicht die Vorgaben der HS TSI ENE [3].
2.2.2 HS TSI ENE
Nach HS TSI ENE [3] wird mit Verweis auf die
EN 50367 [12] die zulässige horizontale Auslenkung
e zul
berechnet aus
e zul
= 0,66 − 0,04 ⋅ h − 0,015 ⋅ h ⋅ u
2,5
+ 0,075 ⋅ u − in m
R
(1)
2.2 Zulässige horizontale Auslenkung des
Fahrdrahtes
2.2.1 Ebs-Zeichnungswerk der DB
Im Ebs-Zeichnungswerk wird die zulässige horizontale
Auslenkung des Fahrdrahtes, definiert als zulässiger
Windabtrieb mittels einer Treppenkurve allein
abhängig vom Radius angegeben (Bild 2). Die Werte
Bild 1:
Wippengeometrie interoperabler Stromabnehmer, Maße in mm.
grün Arbeitslänge
blau Mindestlänge Schleifleiste
rot ausreichender Wippenüberstand gemäß:
1 DB-Richtlinie 997
2 CR TSI LOC&PAC
3 EN 50367:2006-11
110 (2012) Heft 6
281

Oberleitung
mit h Fahrdrahthöhe in m
u Überhöhung in m
R Bogenradius in m
Die Beziehung (1) gilt für die Nutzung von Stromabnehmern
TYP 1.600 und berücksichtigt die Abhängigkeit
vom Gleisradius, der Gleisüberhöhung
und der Nachweishöhe des Fahrdrahtes. Die maximale
zulässige horizontale Auslenkung beträgt nach
HS TSI ENE 0,40 m.
mit b w,c
halbe Arbeitslänge der Stromabnehmerwippe
in m
Überhöhungsfehlbetrag in m
u f
Dabei wurden in (2) die Sicherheitszuschläge ∑j
entsprechend den zufallsbedingten Seitenverschiebungen
nach EBO, Anlage 3 [14] berücksichtigt.
Die maximale zulässige horizontale Auslenkung
beträgt 0,40 m für den Stromabnehmer TYP 1.600
und 0,55 m für den Stromabnehmer TYP 1.950.
Bild 2:
Zulässiger Windabtrieb
nach Ebs 02.05.49
(Treppenkurve).
2.2.3 CR TSI ENE
In CR ENE TSI [4] für das konventionelle Eisenbahnsystem
ist die Berechnung der zulässigen horizontalen
Auslenkung im Anhang E und in DIN EN 15273-3
[13] detailliert dargestellt. Die zulässige horizontale
Auslenkung wird abhängig von der halben Arbeitslänge
der verwendeten Stromabnehmerwippe und
den bereits bekannten Werten berechnet
e zul
= b w,c
+ 0,0595 ⋅ 0,053 ⋅ h – 0,15 ⋅ (h – 0,5)
2,5
⋅ ((u | u f
) max
– 0,066)

Oberleitung
den Oberbau im Bezug auf die Gleislage gestellt.
Daraus resultieren die verschiedenen Sicherheitszuschläge
∑j nach HS TSI und CR TSI.
2.3 Windlasten
Die für die Planung von Fahrleitungen der DB bisher
berücksichtigten Windgeschwindigkeiten sind
in Ebs 02.05.32 definiert. Als Bemessungswindgeschwindigkeit
wird der Wert von 26 m/s vorgegeben.
Weiterhin heißt es, dass die Festlegung höherer
Windgeschwindigkeiten von der zuständigen
DB Organisationseinheit getroffen wird. Für besonders
windgefährdete Gebiete wird die Bemessungswindgeschwindigkeit
als arithmetisches Mittel
aus der Spitzenwindgeschwindigkeit und dem
10-min-Mittel bestimmt. Auf Grundlage des ermittelten
Wertes soll eine Bezugswindgeschwindigkeit
gewählt werden, wobei in Ebs 02.05.32 hierfür
Werte von 29,8 m/s und 31,1 m/s angegeben sind.
Für diese Windgeschwindigkeiten liegen im Ebs-
Zeichnungswerk detailliertere Betrachtungen vor.
In der Zeichnung wird allerdings nicht definiert,
welches 10-min-Mittel zu verwenden ist. In der
Praxis werden daher für die Küstengebiete höhere
Bemessungswindgeschwindigkeiten gewählt, während
in den restlichen Gebieten der Bundesrepublik
Deutschland mit 26 m/s Windgeschwindigkeit gerechnet
wird.
Die Grundlage für die genannten Windgeschwindigkeiten
ist heute leider unbekannt. Es kann davon
ausgegangen werden, dass zumindest der am häufigsten
verwendete Wert von 26 m/s sich an den früheren
Normen für den Freileitungsbau orientierte.
Aufgrund der unbekannten Grundlage erscheint
es zielführend, sich an die aktuell gültigen Windlastnormen
anzulehnen. Diese sind in den letzten
Jahren auf Basis umfangreicher Aufzeichnungen
des Deutschen Wetterdienstes überarbeitet worden
und bilden einen soliden Ausgangspunkt für
die Bestimmung der zu berücksichtigenden Windlasten
[15].
Im Ebs-Zeichnungswerk werden in der Zeichnung
02.05.49 die maximal zulässigen Längsspannweiten
in Abhängigkeit vom Gleisradius, von der Seitenverschiebung
am zweiten Stützpunkt des Längsspannfeldes
sowie der Windgeschwindigkeit dargestellt.
Diese Darstellung ist für den Planer zur Bestimmung
der Mastabstände hilfreich.
Nach der Wahl der Maststandorte ist es Aufgabe
des Planers, die gewählten Längsspannweiten
auf Windabtriebsverletzungen zu prüfen (Bild 4).
Eine Windabtriebsverletzung ist gegeben, wenn die
Auslenkung des Fahrdrahtes unter Windeinwirkung
die zulässige horizontale Auslenkung überschreitet.
Im Ebs-Zeichnungswerk sind daher Formeln hinter-
Bild 3:
Zulässige horizontale Fahrdrahtauslenkung e zul
abhängig vom Gleisradius und Berechnungsmethode.
für Stromabnehmer TYP 1.600 gemäß
1 CR ENE TSI 2 Ebs 02.05.65, 3) HS ENE TSI
für Stromabnehmer TYP 1.950 gemäß:
4 CR ENE TSI – 1 450 mm Arbeitslänge 6 CR ENE TSI – 1 650 mm Arbeitslänge
5 CR ENE TSI – 1 550 mm Arbeitslänge 7 Ebs 02.05.49,
informative Darstellung:
8 Regelüberhöhung für v = 160 km/h 9 Referenzüberhöhung gemäß CR ENE TSI
3 Längsspannweiten und Seitenverschiebung
3.1 Maximal zulässige Längsspannweite
Bild 4:
Zusammenhang Wippenprofil - Fahrdrahtseitenlage.
1 Fahrdrahtruhelage
2 Fahrdrahtlage unter Windeinwirkung
grün Schleifleistenbereich
gelb Arbeitsbereich der Wippe
rot Bereich von Windabtriebsverletzungen
110 (2012) Heft 6
283

Oberleitung
legt, mit denen der Oberleitungsplaner die Fahrdrahtlage
unter Windeinwirkung berechnen kann.
Diese Formeln gehen auf die Berechnungen von
Georg Naderer und Karl Sachs in die 30er Jahren zurück.
Durch Zusammenfassen der einzelnen Formeln
ergibt sich die ebenfalls in UIC 606-1 [16] hinterlegte
Gleichung für die maximale Auslenkung des Fahrdrahtes
im betrachteten Feld
e
F i a
=
b 1
– b 2
2
w
i
a
H
+ ⋅ L
R
2
8 ⋅ H
in m
(b 1
+ b 2
) ⋅ H
+ +
2 ⋅ L 2 ⋅ w + H i
a R
(3)
mit w Windlast
H Summe der Zugkräfte in Fahrdraht
und
Tragseil
L Längsspannweite
b 1/2
Seitenverschiebung am Stützpunkt 1
beziehungsweise 2
Die Indizes stehen dabei für die Windeinwirkung
aus Bogenaußenseite (a) oder Bogeninnenseite (i).
Da die zulässige Auslenkung des Fahrdrahtes unter
Windeinwirkung, die zwangsläufig in die Berechnung
der maximalen Längsspannweite einfließt,
im Ebs-Zeichnungswerk ausschließlich vom Radius
abhängig ist, lassen sich die maximal zulässigen
Längsspannweiten in Abhängigkeit von Radius und
Seitenverschiebung am zweiten Stützpunkt problemlos
darstellen. Nach Ersetzen von e F
durch e zul
und
Auflösen der Gleichung nach L lassen sich die maximal
zulässigen Längsspannweiten ermitteln. Eine
detaillierte Darstellung dieser Berechnung ist in [17]
nachzulesen.
Eine Schwachstelle der genutzten Methode nach
Naderer und Sachs ist die Modellierung des Kettenwerkes
für die Berechnung. Es wird von einem
vereinfachten Kettenwerk ausgegangen, wobei die
Eigenschaften von Fahrdraht und Tragseil zusammengefasst
werden, um die Wechselwirkungen zwischen
den beiden Leitern zu beachten. Fahrdraht
und Tragseil werden dabei als lotrecht übereinander
betrachtet.
Bei den Standardoberleitungen der DB sind in der
Gleisgeraden Fahrdraht und Tragseil windschief zueinander
angeordnet, wobei der Fahrdraht mit der definierten
Seitenverschiebung im Zick-Zack verläuft,
während sich das Tragseil über Gleismitte befindet.
Die durch die Hänger vorhandene Wechselwirkung
zwischen Tragseil und Fahrdraht lenkt den Fahrdraht
unter Windeinwirkung weniger aus, als die der Berechnung
zugrundeliegende lotrechte Anordnung
ergibt, da die Wechselwirkung von der Stellung der
Hänger abhängig ist.
Auch das in [17] dargestellte Berechnungsverfahren,
aufbauend auf der Methode von I. I. Vlassow,
bildet das Kettenwerk nicht hinreichend genau ab,
um eine windschiefe Anordnung von Fahrdraht und
Tragseil exakt zu berücksichtigen.
Die Verfahren zur Berechnung der Fahrdrahtlage
unter Windeinwirkungen und die damit einhergehenden
Vereinfachungen sind aufgrund der damals
zur Verfügung stehenden Rechentechnik nachvollziehbar,
führen aber zu ungenauen Ergebnissen. Ein
Modell für die Berechnung der komplexen Wechselwirkungen
zwischen Fahrdraht und Tragseil ist in
[18] dargestellt.
Weiterhin ist die Gleichung (3) nur für die Berechnung
der Fahrdrahtlage bezogen auf die Gleismitte
im Bogen und in der Geraden anwendbar. Für
die Berechnung der Fahrdrahtlage bezogen auf die
Gleismitte im Übergangsbogen stehen keine Berechnungsmethoden
zur Verfügung. Hier ist ein grafischer
Nachweis zu führen oder die Nutzung von
Berechnungstools zur Bestimmung der Seitenlage
des Fahrdrahtes unter Windeinwirkung notwendig
(Bild 5).
3.2 Seitenverschiebung
Bild 5:
Screenshot Berechnungstool Fahrdrahtseitenlage.
Die maximal zulässige Seitenverschiebung an einem
Stützpunkt beträgt gemäß Ebs-Zeichnungswerk
für den DB-Standardstromabnehmer sowohl
in der Geraden als auch im Bogen ± 400 mm. Bei
der Befahrung mit Stromabnehmern TYP 1.600
wurden diese Werte gemäß TM 2011-154 für die
284 110 (2012) Heft 6

Oberleitung
Standardoberleitungen auf ± 250 mm in der Geraden
und ± 300 mm im Gleisbogen reduziert. Die
unterschiedlichen Werte für Gerade und Gleisbogen
resultieren aus dem Ziel, möglichst große Längsspannweiten
bei ausreichender Seitenverschiebung
zu erhalten. Mit ± 250 mm Regelseitenverschiebung
ist in der Geraden bei lotrechtem Kettenwerk eine
Längsspannweite von 67 m zulässig, während bei
± 300 mm Seitenverschiebung nur 64 m realisierbar
sind.
Bei Nutzung des Berechnungsverfahrens nach
[18] unter Berücksichtigung der windschiefen
Kettenwerksanordnung sind in der Geraden bei
± 300 mm Seitenverschiebung theoretisch 66 m
anstatt der gemäß TM 2011-154 ermittelten 64 m
Längsspannweite zulässig.
3.3 Bautoleranzen
110 (2012) Heft 6
In der Zeichnung Ebs 02.05.29 sind Toleranzen für
Oberleitungen angegeben. Für die Bestimmung
der Längsspannweite in der Planung ist vor allem
die zulässige Abweichung für die Fahrdrahtseitenlage
am Stützpunkt relevant, da im ungünstigsten
Fall der Fahrdraht im gesamten Längsfeld um diesen
Wert aus der Gleismitte verschoben wird. Da die
maximale Längsspannweite unter Ausnutzung der
zulässigen horizontalen Auslenkung bestimmt wird,
könnte folglich trotz fachgerechter Errichtung der
Oberleitungsanlage, also mit Ausnutzen der möglichen
Toleranzen, eine Windabtriebsverletzung
auftreten. Der Planer ist demnach angehalten, die
Bautoleranzen bei der Wahl der Maststandorte zu
berücksichtigen. In der Praxis ergeben sich daher
nicht die nach Ebs-Zeichnungswerk maximal zulässigen
80 m in der Geraden, sondern nur 77 m Längsspannweite.
Die Berücksichtigung der Bautoleranzen ist
gleichbedeutend mit der Reduzierung der zulässigen
horizontalen Auslenkung des Fahrdrahtes
unter Windeinwirkung. Im Regelwerk der DB wird
die zulässige horizontale Auslenkung über die Treppenkurve
definiert. Der Ursprung der Treppenkurve
und die theoretischen Hintergründe, die zu diesen
Festlegungen führten, gehen aus der jeweiligen
Ebs-Zeichnung nicht hervor. Dennoch kann davon
ausgegangen werden, dass 6,50 m Nachweishöhe
berücksichtigt wurde. Dies begründet sich in der
Berechnung nach den Vorgaben der CR ENE TSI
einschließlich der Berücksichtigung einer Überhöhung
kleiner der Referenzüberhöhung und der Arbeitslänge
des Stromabnehmers TYP 1.950 gemäß
DB Regelwerk. Für 6,50 m Nachweishöhe als höchste
zulässige Fahrdrahthöhe berechnet man gemäß
Beziehung (2) für die Gerade 0,551 m als zulässige
horizontale Auslenkung, also annähernd die Grenzseitenlage
des Fahrdrahtes gemäß der Treppenkurve.
Für 5,50 m Regelfahrdrahthöhe ergeben sich
einschließlich Anhub des Fahrdrahtes bei Durchgang
eines Stromabnehmers und ± 100 mm vertikaler
Bautoleranz 5,70 m Nachweishöhe. Mit gleichen
Annahmen beträgt die zulässige horizontale Auslenkung
unter Berücksichtigung aller Einflussfaktoren
0,58 m. Abzüglich der in Ebs 02.05.29 genannten
± 0,03 m vertikaler Bautoleranz beträgt die zulässige
horizontale Auslenkung 0,55 m. Dieser Wert entspricht
dem Grenzwert der Fahrdrahtseitenlage gemäß
Treppenkurve und bildet die Grundlage für die
in Ebs 02.05.49 ermittelten 80 m Längsspannweite.
Da die Bautoleranz eben schon berücksichtigt
wurde, ist zumindest für Fahrdrahthöhen ≤ 5,50 m
eine Reduzierung der Längsspannweiten auf 77 m
zur Berücksichtigung von Bautoleranzen nicht erforderlich.
Nach den Vorgaben der CR ENE TSI und
HS ENE TSI ist sowohl die vertikale als auch die
horizontale Bautoleranz bei der Berechnung der
zulässigen horizontalen Auslenkung zu berücksichtigen.
3.4 Vergleich
Die rechnerisch maximal möglichen Längsspannweiten
für die Standardoberleitungen, die sich
unter Berücksichtigung der verwendeten Stromabnehmerwippe,
der Seitenverschiebung, der Bautoleranzen
und des verwendeten Berechnungsverfahren
zur Bestimmung der maximal zulässigen
horizontalen Auslenkung ergeben, sind in Tabelle
4 dargestellt. Ergänzend sind in dieser Tabelle auch
die maximalen Längsspannweiten in Klammern hinterlegt,
die sich bei Nutzung eines Fahrdrahtes vom
Typ CuAg AC-100 (RiS100) mit 12 kN Fahrdrahtzugkraft
ergeben. Die Fahrdrahtlage unter Windeinwirkung
wurde mit der Vereinfachung einer lotrechten
Kettenwerksanordnung gemäß Formel (3)
berechnet. Bei Berücksichtigung der windschiefen
Anordnung des Kettenwerkes sind die ermittelten
maximalen Längsspannweiten jeweils etwa 2 bis
3 m größer.
TABELLE 4
Maximal mögliche Längsspannweiten nach Berechnungsmethoden. R = ∞,
u = 0 m, h = 5,70 m, 26 m/s Windgeschwindigkeit, Ri100, Werte in Klammern
für Fahrdraht CuAg AC-100.
Stromabnehmer HS TSI ENE CR TSI ENE Ebs-Zeichnungswerk
TYP 1.600, b = ± 300 mm 64 m (67 m) 56 m (59 m) 64 m (67 m)
TYP 1.600, b = ± 250 mm 67 m (70 m) 61 m (64 m) 67 m (70 m)
TYP 1.950, CR LOC&PAS TSI -- 75 m (78 m) 77 m (> 80 m)
TYP 1.950, Ril 997 -- 80 m (> 80 m) 80 m (> 80 m)
285

Oberleitung
4 Vorschläge
Die Technischen Spezifikationen für die Interoperabilität
des transeuropäischen Eisenbahnsystems [3; 4]
und die zugehörigen Europäischen Normen wirken
sich weitreichend auf die Ausführung von Oberleitungen
aus. Mit den ergänzenden Parametern gemäß
TM 2011-154 der DB werden die Vorgaben der
HS ENE TSI erfüllt. Für das konventionelle transeuropäische
Eisenbahnnetz fehlt jedoch eine solide Planungsgrundlage
für Oberleitungsanlagen.
Die DB Richtlinie 997 und das Ebs-Zeichnungswerk
bedürfen daher einer Aktualisierung, um die
Vorgaben der Technischen Spezifikationen und
Europä ischen Normen umzusetzen. Das Regelwerk
sollte vorausschauend die beabsichtigte Zusammenführung
der TSI Energie HS [3] und CR [4] beachten.
Dabei können die innovativen technischen Lösungen
der letzten Jahrzehnte und die aus umfangreichen
Messungen gewonnenen Erkenntnisse Berücksichtigung
finden. Beispielsweise könnte die extreme Reduzierung
der maximalen Längsspannweite bei verminderter
zulässiger Fahrdrahtauslenkung gemildert
werden, wenn ein Fahrdrahtwerkstoff mit höheren
zulässigen Zugspannungen genutzt wird und sich
die Windlasten an der Europäischen Normung orientieren.
Nach den Berechnungsmethoden aus den Technischen
Spezifikationen [3; 4] sind bei der Bestimmung
von Längsspannweite und Seitenverschiebung
neben dem Radius auch die Überhöhung und die
Nachweishöhe zu berücksichtigen, sodass die bisherige,
für den Planer günstige Form der Darstellung
gemäß Ebs-Zeichnungswerk nicht mehr möglich ist.
Als Alternative bietet sich an, die Darstellung entweder
für mehrere definierte Überhöhungsschritte oder
für die Regelüberhöhung in einer Nachweishöhe
ausgehend von der Regelfahrdrahthöhe abzubilden.
Für Werte größer der vorgegebenen Überhöhung
oder der Nachweishöhe ist vom Planer ein separater
Nachweis zu führen.
Gemäß den derzeit angewendeten Berechnungsmodellen
müssten mehrere ungünstige Ereignisse
zeitgleich auftreten: In der Zeitdauer einer Drei-Sekunden-Bö,
dem Auftreten der berücksichtigten
Windgeschwindigkeit, innerhalb der verwendeten
Wiederkehrdauer muss sich ein Triebfahrzeug an
der Stelle im Längsfeld mit der extremen Seitenlage
des Fahrdrahtes befinden. An dieser Stelle müssten
sämtliche mögliche Gleislagefehler vorhanden sein
und zwar in der Art und Weise, dass sich der Zug in
die kritische Richtung, also gegen den Wind neigt.
Ein derartiges Szenario kann nahezu ausgeschlossen
werden. Hierzu sind Untersuchungen notwendig,
inwieweit eine Abwägung zwischen den Kosten einer
Entdrahtung einschließlich ihrer Schäden sowie
deren Beseitigung und der Reduzierung der Investitionskosten
zu einer optimalen Anlagenauslegung
führen können.
Weiterhin kann die Fahrdrahtseitenlage unter
Windeinwirkung mit Einsatz der heute verfügbaren
Rechentechnik und Verfahren genauer berechnet
werden. Die exakten Berechnungsmethoden führen
auch hier zu wirtschaftlichen Vorteilen bei der Gestaltung
der Oberleitungsanlage.
Danksagung
Dieser Beitrag stellt eine Zusammenfassung der Diplomarbeit
des Verfassers, ausgearbeitet an der Professur
Elektrische Bahnen der TU Dresden, dar, die auf
Anregung und mit Unterstützung der DB International
GmbH, namentlich Herrn Dipl.-Ing. Stefan Kaufhold,
entstand. Der Verfasser dankt DB International
für das Thema der Arbeit und der konstruktiven Zusammenarbeit
sowie Prof. Dr.-Ing. Arnd Stephan und
Dr.-Ing. Sabine Hammer für die Begleitung und Förderung
bei der Ausarbeitung.
Literatur
[1] Richtlinie 997: Oberleitungsanlagen. Berlin-Frankfurt
am Main, Deutsche Bahn AG, Ausgabe 2001-01.
[2] Richtlinie 2008/57/EG: Interoperabilität des Eisenbahnsystems
in der Gemeinschaft. In: Amtsblatt der
Europäischen Union Nr. L191 (2008) S. 1–45.
[3] Entscheidung 2008/284/EG: Technische Spezifikation
für die Interoperabilität des Teilsystems „Energie“
des transeuropäischen Hochgeschwindigkeitsbahnsystems.
In: Amtsblatt der Europäischen Union Nr. L104
(2008), S. 1–79.
[4] Beschluss 2011/274/EU: Technische Spezifikation für
die Interoperabilität des Teilsystems „Energie“ des
konventionellen transeuropäischen Eisenbahnsystems.
In: Amtsblatt der Europäischen Union Nr. L126 (2011),
S. 1–52.
[5] Wili, U.: Vereinheitlichte Stromabnehmerwippe – die
Eurowippe. In: Elektrische Bahnen 92(1994), H. 11,
S. 301–304.
[6] Puschmann, R.: Zulässige Fahrdrahtseitenlage für
interoperable Strecken. In: Elektrische Bahnen 110
(2012), H. 6, S. 270–279.
[7] DIN EN 50119:2010-05: Bahnanwendungen – Ortsfeste
Anlagen – Oberleitungen für den elektrischen
Zugbetrieb.
[8] DIN EN 1991-1-4/NA:2010-10: Eurocode 1: Einwirkungen
auf Tragwerke – Teil 1– 4: Windlasten-
Nationaler Anhang für Deutschland - National festgelegte
Parameter.
[9] Technische Mitteilung TM 2011-154:2011-06: Oberleitungen
Re100, Re200 und Re200mod. Berücksichti-
286 110 (2012) Heft 6

gung der interoperablen Stromabnehmerwippe nach
DIN EN 50376:2006-11, Bild A.7. Berlin-Frankfurt am
Main, Deutsche Bahn AG, Ausgabe 2011-06.
[10] TEIV: 2007-07: Transeuropäische-Eisenbahn-Interoperabilitätsverordnung.
Ausgabe 2009-09.
[11] Beschluss 2011/291/EU: Technische Spezifikation für
die Interoperabilität des Fahrzeugteilsystems „Lokomotiven
und Personenwagen“ des konventionellen
transeuropäischen Eisenbahnsystems. In: Amtsblatt
der Europäischen Union Nr. L139 (2011), S. 1–151.
[12] DIN EN 50367:2006-11: Bahnanwendungen – Zusammenwirken
der Systeme – Technische Kriterien für
das Zusammenwirken zwischen Stromabnehmer und
Oberleitung für einen freien Zugang.
[13] DIN EN 15273-3:2010-01: Bahnanwendungen – Begrenzungslinien
– Teil 3: Lichtraumprofile.
[14] EBO: 1967-05: Eisenbahnbau- und Betriebsordnung.
Ausgabe 2008-03.
[15] Puschmann, R.: Maximale Fahrdrahtseitenlage für
Oberleitungen. In: Elektrische Bahnen 110 (2012),
erscheint demnächst.
[16] UIC-Merkblatt 606-1: 1987-01: Gestaltung des
Oberleitungssystems unter Berücksichtigung der Auswirkungen
der Kinematik der Fahrzeuge nach den
UIC-Merkblättern der Reihe 505.
[17] Kiessling, F.; Puschmann, R.; Schmieder, A.; Schneider, E.:
Contact Lines for Electric Railways. Erlangen, Publicis
Publishing, 2009.
[18] Nickel, T.: Untersuchung zu Auswirkungen der verminderten
Fahrdraht-Seitenlage auf das Ebs-Zeichnungswerk.
TU Dresden, Diplomarbeit, 2011.
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Dipl.-Ing. Thomas Nickel (26),
Studium Verkehrswissenschaften an der
TU Dresden mit der Vertiefung „Planung
und Betrieb elektrischer Verkehrssysteme“;
Diplomarbeit mit dem Thema
„Auswirkungen der verminderten Fahrdrahtseitenlage
auf das Ebs-Zeichnungswerk“
in Kooperation mit DB International;
seit 2012 tätig bei DB International
als Planungsingenieur Oberleitung.
Adresse: DB International GmbH,
Elisabeth-Schwarzhaupt-Platz 1,
10115 Berlin, Deutschland;
Fon: +49 30 6343-2631, Fax: -1899;
E-Mail:
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eb – Elektrische Bahnen erscheint in der Oldenbourg Industrieverlag GmbH, Rosenheimerstr. 145, 81671 München

Betrieb
Fahrzeugkonzeption und Gleisverschleiß
– ÖBB-Triebfahrzeugfaktor
Stefan Marschnig, Graz
Der Kostendruck im System Bahn steigt, bei Infrastrukturbetreibern und Eisenbahnverkehrsunternehmen
gleichermaßen. Um die Gleisinstandhaltung trotz steigender Verkehrsbelastungen noch
beherrschen zu können, bedarf es auch einer Verbesserung der Fahrzeuge im Sinne gleisschonender
Konstruktionen. Intelligente Trassenpreiskonzepte können dazu beitragen, das System in diese
Richtung zu optimieren.
VEHICLE CONCEPT AND RAIL WEAR – ÖBB TRACTION VEHICLE FACTOR
The pressure on costs in the railway system is increasing for infrastructure operators and railway
undertakings likewise. In order to keep rail maintenance under control in spite of growing traffic
loads, the vehicles need to be improved in terms of rail-saving construction principles. Intelligent
train path price concepts can contribute to optimizing the system in this respect.
CONCEPTION DES VÉHICULES ET USURE DES VOIES – LE FACTEUR D’USURE PAR ENGIN MOTEUR
SUR LE RÉSEAU ÖBB
La pression des coûts dans le système ferroviaire affecte de la même manière les exploitants de
l’infrastructure et les entreprises de transport. Pour pouvoir maîtriser l’entretien des voies en dépit
de l’accroissement des charges de transport, il faut aussi améliorer la conception des véhicules de
manière à réduire l’usure des voies. Des concepts intelligents de prix du sillon peuvent contribuer à
l’optimisation du système dans ce sens.
TABELLE 1
1 Einführung
Der durch die Umsetzung des ersten Eisenbahnpakets
der Europäischen Kommission entstandene
Kostenersatz für die Nutzung der Infrastruktur soll
die von einer Zugfahrt verursachten Grenzkosten
abdecken. Die den Netzzugang regelnde Richtlinie
14/2001 [1] schreibt eine verursachungsgerechte
Überwälzung jener Kosten vor, die aufgrund der
Zugfahrt entstehen. Ein Teil dieser Kosten umfasst
die Instandhaltungsarbeiten, eine Position, die in
aller Regel über eine gewichtsabhängige Preiskomponente,
abgeleitet von der gesamten Bruttotransportlast
in t∙km, abgedeckt wird.
Diese Verrechnungssystematik hat den Vorteil
einer sehr einfach zu erhebenden Eingangsgröße,
Werte der Fahrzeugkenngrößen (FKG) des vierachsigen Bezugsfahrzeugs
für unterschiedliche Radienklassen der Strecke.
FKG r ≥ 600 m 400 m ≤ r < 600 m 250 m ≤ r < 400 m r < 250 m
Q dyn
kN 160 170 180 180
Y qs
kN 40 50 60 65
ΣY kN 45 48 63 70
f
m ² /s ² 45 45 45 45
β – 0,560 0,598 0,785 0,872
widerspiegelt aber nur unzureichend die aufgrund
einer Zugfahrt entstehenden Kräfte und damit Verschleißzustände
am Fahrweg. Die aus der Gleisinstandhaltung
resultierenden Kosten sind nicht Folge
nur der statischen Gewichtskräfte, sondern vielmehr
einer Kombination aus dynamischen Vertikalkräften,
lateralen Kräften und der Abtragung der Traktionsleistung
in Längsrichtung. Den Ursache-Wirkung-Zusammenhang
technisch darzustellen und monetär zu
beschreiben ist nicht trivial und erfordert weit mehr
Eingangsdaten als das bisherige Bepreisungsschema.
Das Projekt Strategie Fahrweg der Österreichischen
Bundesbahnen (ÖBB) in 1997 bis 2003 [2]
hatte die Berechnung von Lebenszykluskosten von
Eisenbahninfrastrukturanlagen zum Thema mit der
Zielsetzung, Re-Investitions- und Instandhaltungsstrategien
zu formulieren. In der vertieften Beschäftigung
mit den Häufigkeiten der in den so genannten
Standardelementen angesetzten Instandhaltungsarbeiten
wurde in einem Teilprojekt Fahrzeuge bei der
Auswertung mehrerer Streckenabschnitte der Einfluss
verschiedener Triebfahrzeuge auf die Instandhaltung
des Oberbaus untersucht [3]. In der Folge
wurde eine Arbeitsgruppe aus ÖBB-Mitarbeitern,
dem Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft
der Technischen Universität Graz und der
Siemens AG als Vertreterin der Fahrzeugindustrie
eingesetzt, um das Thema zu vertiefen.
288 110 (2012) Heft 6

Betrieb
2 Ursache-Wirkung-
Zusammenhang
Es wurde bereits früh im Projekt festgelegt, dass
das zu definierende Berechnungsschema im ersten
Schritt nur auf bereits existierenden Daten aufbauen
sollte. Aus diesem Grund und aufgrund der Kostenrelevanz
wurde beschlossen, zunächst ausschließlich
Triebfahrzeuge zu untersuchen.
Als Fahrzeugkenngrößen (FKG) und damit Verursachungsgrößen
für Verschleißzustände wurden die
folgenden fünf herangezogen:
• dynamische Vertikalkraft-Komponente Q dyn
in kN
• quasistatische Horizontalkraft-Komponente
Y qs
in kN
• Horizontalkraft-Komponente ΣY in kN
• Längsschlupf-Komponente f
in m ² /s ² mit
f
= P Dauer
2
: (Q 0
Radsatzanzahl) 2
• Stabilitäts-Komponente β mit
β = ∑Y : (10 + 1 / 3
Q 0
)
Diese Auswahl an Kenngrößen korrespondiert mit
der Erkenntnis, dass die Art der jeweiligen Fahrzeugkonzeption,
insbesondere was
• die unabgefederten Massen, maßgeblich verantwortlich
für die Erhöhung der statischen Radkraft
Q 0
auf die dynamische Q dyn
,
• die Bogengängigkeit der Fahrwerke sowie
• die Traktionsleistung der Triebfahrzeuge
angeht, deutlich in Wechselwirkung mit dem Verschleiß
der Gleise steht.
Diese Kenngrößen haben, insoweit gewissermaßen
als „Qualitätsgrößen“ verstanden, den Vorteil,
dass sie entweder aus den Zulassungsfahrten für
die Triebfahrzeuge bekannt sind oder direkt aus
vorhandenen Fahrzeugdaten errechnet werden können.
Die Vertikal- und Horizontalkraft-Komponenten
liegen zudem für unterschiedliche Bogenradienbereiche,
also radienklassen-spezifisch vor, womit eine
Zuordnung zu den krümmungsabhängigen Instandhaltungsaufwendungen
möglich ist. Neben den drei
Kraftkomponenten, wurde eine Kenngröße für das
vermehrt auftretende Phänomen Head Checking,
also Risse in der Fahrkante des Schienenkopfes,
definiert. Die Längsschlupfkomponente f
ist ein
Abbild für die als Rissauslöser in Betracht kommende
Übertragung hoher Antriebskräfte. Ebenso ist dieser
Mechanismus Ursache eines Teils der Schienenabnützung.
Kostenseitig wurden das so genannte Head
Checking und das dieser Verschleißgröße entgegen
wirkende Schienenschleifen jedoch nicht angesetzt,
da zum damaligen Zeitpunkt die strategische Menge
des Schleifens noch nicht bekannt war. Es wurde
vereinbart, diese nach genauerem Wissen nachzuziehen,
was allerdings bis heute nicht passierte.
Die Stabilitäts-Komponente ß repräsentiert das Fahrzeugverhalten
im Bogen und damit den Einfluss auf
die horizontale Lagestabilität des Gleises.
Als Basis wurde ein vierachsiges Bezugsfahrzeug
definiert, ein real vorhandenes Fahrzeug mit 86 t
und 5,66 MW, das radienklassen-spezifisch die in Tabelle
1 gezeigten Werte der FKG besitzt. Das Bezugsfahrzeug
wurde so definiert, dass es einerseits den
jeweiligen Grenzwerten entspricht und andererseits
ein aus Sicht der Gleisinstandhaltung „wünschenswertes
Fahrzeug“ im Bezug auf die angegebenen
FKG beschreibt.
In der ersten Phase wurden den in der Praxis
auftretenden Schadensbildern im Oberbau auf Basis
des vorhandenen Expertenwissens Verursachungsmechanismen
zugeordnet, die wiederum auf die
FKG reduziert wurden. Die damit entstandene Matrix
aus Instandhaltungstätigkeiten als Folge der Verschleißerscheinungen
und den FKG ist in Tabelle 2
zusammengefasst.
3 Kostenbasis
Da im genannten Projekt aufgrund der Datenlage
ausschließlich Triebfahrzeuge bewertet wurden,
musste auch eine Abschätzung hinsichtlich der beeinflussten
Kosten erfolgen. Die angetriebenen Radsätze
wurden insbesondere in engen Bögen als deut-
TABELLE 2
Ursachen-Schadens-Matrix für Gleis- und Weichenarbeiten
in Relation zu den FKG in %.
FKG Q dyn
Y qs
ΣY f
ß
Gleisarbeiten
Neulage 60 0 40 0 0
Mängelbehebung 60 10 30 0 0
Zwischenlagenwechsel 10 90 0 0 0
Schienenschleifen Riffel
(r < 600 m)
Schienenschleifen Head
Checks
10 70 0 20 0
0 0 0 100 0
Schienenwechsel (Verschleiß) 0 50 0 50 0
Stoßpflege (r < 250 m) 50 50 0 0 0
Durcharbeitung r < 250 m
250 m ≤ r < 400 m
400 m ≤ r < 600 m
r ≥ 600 m
Weichenarbeiten
45
40
60
80
5
10
5
0
0
0
0
0
0
0
0
0
55
55
35
20
Neulage 60 0 0 0 40
PLM Weichenstopfen 80 0 0 0 20
Herzwechsel 80 0 0 0 20
Erhaltungsschweißen 90 10 0 0 0
Entgraten 10 90 0 0 0
Mängelbehebung 60 10 0 0 30
110 (2012) Heft 6
289

Betrieb
TABELLE 4
TABELLE 3
Verursachungsgerechter Anteil der Triebfahrzeuge und Wagen in % am
Aufwand für den Fahrweg bei den verschiedenen Fahrwegverhältnissen.
Fahrwegverhältnisse Triebfahrzeuge Wagen
Re-Investition alle 3 97
Instandhaltung r ≥ 600 m 20 80
400 m ≤ r < 600 m 25 75
250 m ≤ r < 400 m 40 60
r < 250 m 40 60
Weichen 40 60
Bedeutung und Gewicht der Werte der FKG der Triebfahrzeuge in % für
die unterschiedlichen Fahrwegverhältnisse auf den untersuchten Strecken.
Fahrwegverhältnisse Q dyn
Y qs
ΣY f
ß
r ≥ 600 m 2 371 km 29,81 0,82 14,96 0,15 1,71
400 m ≤ r < 600 m 698 km 7,34 1,62 3,67 0,43 0,90
250 m ≤ r < 400 m 476 km 2,96 3,38 1,42 1,19 0,57
r < 250 m 108 km 0,74 0,66 0,34 0,32 0,10
Weichen 3 288 Stück 16,43 2,09 0,00 0,00 8,39
Summe 57,28 8,56 20,40 2,09 11,67
lich aggressiver eingestuft, womit auf Basis des im
UIC-Kodex 714E [4] festgehaltenen Faktors Kt = 1,40
für die höhere Aggressivität angetriebener Radsätze
ein sehr vorsichtiger Zusammenhang gewählt wurde
(Tabelle 3).
Während also die Instandhaltung in wenig
gekrümmten Streckenabschnitten stark und die
Re-Investition ausschließlich dem Lastkollektiv,
insbesondere den vertikalen Lasten, zugeordnet
wurde, kam man für den Gleisverschleiß in Bögen
zu dem Schluss, dass hierfür zu einem großen Teil
die Kräfte der angetriebenen Radsätze maßgebend
sind.
Die Kosten der Instandhaltung und Re-Investition
für sich sind auf Basis der Standardelemente
Gleise und Weichen aus dem korrespondierenden
beiden Teilprojekten Strategie Fahrweg Gleise
A-Netz und Strategie Fahrweg Weichen ermittelt.
Für gängige Randbedingungen hinsichtlich täglicher
Gleisbelastung, Krümmungsverhältnisse der
Strecke und Oberbauform sowie Unterbauzustand
wurden durchschnittliche Nutzungsdauern und
der Instandhaltungsbedarf über den gesamten Lebenszyklus
erhoben und mit Kosten belegt. Die
ebenfalls anfallenden Betriebserschwerniskosten
zufolge von Gleissperren im Erneuerungs- oder
Instandhaltungsfall wurden für die Auswertung
gleich null gesetzt.
Die durchgängig vorsichtige Bewertung des Einflusses
verschiedener Triebfahrzeuge spiegelt sich
auch in der Kostenbasis wider: So wurde als Bezugsnetz
lediglich das zweigleisige Hauptnetz der ÖBB
hinterlegt, was zur Folge hat, dass gerade die kritischen
Bogenbereiche der Strecken mit Radien unter
600 m, die im Nebennetz deutlich häufiger sind,
tendenziell unterbewertet werden. Weiters wurden
nur Standardelemente mit schwerem, strategie-konformem
Oberbau auf ausreichend tragfähigem Unterbau
angesetzt, womit infrastrukturelle Unzulänglichkeiten
in die Berechnung nicht einfließen und den
Triebfahrzeugen damit auch nicht angelastet werden.
4 Berechnung des
Triebfahrzeugfaktors
Aus den bereits erläuterten Arbeitsschritten ergeben
sich anlagenspezifische Kosten, die im Bezugsnetz
hochaggregiert sind. Die Verknüpfung von Kosten,
Netzsegmentierung und Bezug Kräfte/Verschleiß auf
Basis der Kombination der Einschätzung der Kostenrelevanz
durch Experten und des Ergebnisses mathematischer
Formelzusammenhänge und Algorithmen
lässt eine Auswertung der für das Bezugsnetz maßgeblichen
FKG zu. Tabelle 4 zeigt dies anlagenspezifisch
und bezogen auf das hinterlegte Gesamtnetz.
Hinterlegt sind hier die Summe der Streckenlängen
in den jeweiligen Radienklassen, die unter diesen
Randbedingungen notwendigen Instandhaltungsmaßnahmen
und die nach Tabelle 2 diesen Maßnahmen
zugeordneten Kräfte.
Der Tabelle 4 lässt sich auch die große Bedeutung
der dynamischen Vertikallast entnehmen, die mit
rund 57 % das Ergebnis beeinflusst. Letztlich der
geringen Anzahl enger Bögen im Bezugsnetz wegen
haben die Horizontalkräfte einen deutlich geringeren
Einfluss. Der Anteil der Weichen in der Auswertung
wird über die Proportionen der Gesamtkosten
von Weichen zu Gleisen ermittelt und ergibt, wie
gezeigt, einen Anteil von 27 %.
Das relative Maß für den durch die jeweiligen
Triebfahrzeuge ausgelösten Verschleiß des Fahrwegs
in finanzieller Auswirkung wird in der so genannten
Bewertungszahl d ausgedrückt. Diese auch Triebfahrzeugfaktor
genannte Zahl wird auf der Ebene
der Radienklassen berechnet, da die Werte der FKG
für diese Klassen spezifisch vorliegen. Diese werden
jeweils zum Bezugswert des Bezugsfahrzeugs ins Verhältnis
gestellt und mit der in Tabelle 4 ausgewiesenen
spezifischen Relevanz multipliziert. Die Summe
aller dieser Teileinträge ergibt die Bewertungszahl.
Aus dieser Vorgehensweise wird ersichtlich, dass die
Auswirkungen höherer Kräfte grundsätzlich linear
angesetzt sind. Diese Annahme basiert wiederum
auf den Grundsätzen der vorsichtigen Bewertung, da
davon ausgegangen werden kann, dass in aller Regel
zwischen zusätzlicher Kraft und erhöhtem Verschleiß
ein überlinearer Zusammenhang besteht.
290 110 (2012) Heft 6

Betrieb
5 Umsetzung im
Trassenpreissystem
Dem Bezugsfahrzeug wird die Bewertungszahl
1,000 zugeordnet. Die nun von 1,000 abweichenden
Bewertungszahlen beschreiben damit die auf
den Gleisverschleiß bezogene Kostenauswirkung
unterschiedlicher Konzepte und damit Qualitäten
von Triebfahrzeugen in Prozent. Beispiel: Bewertungszahl
1,070 bedeutet 7 % höhere Gleiskosten
gegenüber dem Bezugsfahrzeug. Die Schärfe
und Aussagekraft der Bewertungszahl wurde mittels
zahlreicher Sensitivitätsrechnungen überprüft. Eine
unvermeidliche Unschärfe wog dabei insbesondere
im Hinblick auf eine Umsetzung in das Infrastrukturbenützungsentgelt
schwer: Die Messung der fahrdynamischen
Kräfte ist mit einer Messgenauigkeit
von ±5 % belegt, die unmittelbaren Einfluss auf die
Bewertungszahl hat.
Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, wurde
nach [5] folgende Vorgangsweise festgelegt
(Tabelle 5):
• Alle Triebfahrzeuge mit Bewertungszahlen unter
1,000 werden als „Bonusfahrzeuge“, Kategorie
A, eingestuft. Etwaige Abweichungen der FKG
im Sinne eventuell höherer Werte werden in Kauf
genommen, womit das Risiko einer „falschen“
Klassifizierung bei der Infrastruktur verbleibt.
• Triebfahrzeuge mit einer Bewertungszahl größer
1,000 werden grundsätzlich als „Malusfahrzeuge“,
Kategorie C, eingestuft. Bei denjenigen von
ihnen jedoch, bei denen theoretisch die Möglichkeit
besteht, dass sie aufgrund um 5 % zu hoch
gemessener Radkräfte zu Unrecht in diese Kategorie
eingestuft würden, wird auf die Einhebung
eines Aufschlags beim Trassenentgelt verzichtet.
Dies betrifft damit alle Triebfahrzeuge mit Bewertungszahlen
zwischen 1,000 und zunächst
1,050, später reduziert auf 1,030; sie bilden die
Kategorie B.
Ein weiteres Umsetzungshemmnis wurde gelöst: Für
im Ausland zugelassene Fahrzeuge existieren nicht
immer gemessene Radkräfte für die Radienklasse
r ≤ 250 m. Die FKG Q dyn
, Y qs
und ΣY können jedoch
hinreichend genau aus den korrespondierenden
Kräften der Radienklasse 250 m ≤ r < 400 m extrapoliert
werden.
Der Triebfahrzeugfaktor wurde mit 01.01.2005
im Produktkatalog der damaligen ÖBB Infrastruktur
Betrieb AG [6] implementiert; die Spreizung
zwischen Bonusfahrzeugen mit Abschlag von
0,04 EUR/Zug-km) und Malusfahrzeugen mit Zuschlag
von 0,01 EUR/Zug-km betrug 5 Cent und
stellt laut Vorgabe eine Aufwandsneutralität des
Triebfahrzeugfaktors sicher. Diese Minimalspreizung
wurde auf Basis des damaligen Triebfahrzeugpools
am ÖBB-Netz ermittelt. Die relativ niedrigen
monetären Beträge waren dabei auf ihre
wirtschaftlichen Effekte geprüft worden, da sie ja
in der Zielsetzung den Investitionsentscheid eines
Fahrzeugbeschaffers beeinflussen sollten. Eine
simple, statische Investitionsrechnung ergibt unter
den konservativen Voraussetzungen, Lokomotivnutzungsdauer
30 Jahre bei jährlich 250 000 km,
immerhin einen Investitionsspielraum von rund
320 000 EUR pro Triebfahrzeug und damit deutlich
mehr als 10 % eines angenommenen Kaufpreises
von rund 2,5 Mio. EUR.
TABELLE 5
Klassifizierung der Triebfahrzeug-Reihen nach Bewertungszahl d und
damit Kategorie im Produktkatalog der ÖBB Infrastruktur AG [5].
Reihe d Kategorie Reihe d Kategorie
Elektrolokomotiven
Elektrotriebwagen
DB 101 1,054 C ÖBB 4010 1,042 C
DB 110 1,080 C ÖBB 4011 0,822 A
DB 111 1,069 C ÖBB 4020 1,019 B
DB 112 1,077 C ÖBB 4023 0,986 A
DB 139 1,080 C ÖBB 4024 0,975 A
DB 140 1,069 C ÖBB 4124 0,975 A
DB 151 1,123 C DB 401 0,896 A
DB 152 1,115 C DB 411 0,822 A
DB 182 1,036 C DB 425 0,750 A
DB 185 1,019 B DB 426 0,750 A
DB 186 1,019 B CD 680 0,769 A
DB 189 1,051 C
ÖBB 1012 1,016 B Dieseltriebwagen
ÖBB 1014 0,896 A ÖBB 5022 0,750 A
ÖBB 1016 1,042 C ÖBB 5047 0,750 A
ÖBB 1116 1,036 C ÖBB 5147 0,750 A
ÖBB 1216 1,047 C
ÖBB 1042 1,075 C Sonstige Triebfahrzeuge
ÖBB 1142 1,071 C Dampf-
ÖBB 1044 1,027 B Lokomotiven
1,200 C
ÖBB 1144 1,027 B
MAV 1047 1,036 C
Schmalspur-Tfz. – B
ÖBB 1063 1,004 B
ÖBB 1163 0,991 A
ÖBB 1064 1,073 C
ÖBB 1822 0,961 A
ÖBB 2016 0,931 A
ÖBB 2043 0,954 A
ÖBB 2143 0,925 A
ÖBB 2068 0,840 A
ÖBB 2070 0,805 A
LTE 2150 1,028 B
LTE 2170 0,977 A
exDR V100 0,806 A
110 (2012) Heft 6
291

Betrieb
6 Ausblick
Zum geplanten Vorgehen eines sukzessiven Erhöhens
der Spreizung kam es hingegen nicht, im
Gegenteil; der Bonusabschlag wurde auf 0,01 EUR/
Zug-km reduziert. Die Steuerungswirkung blieb damit
weitgehend aus, der Triebfahrzeugfaktor führte
immerhin durch das Anwachsen der Zug-km in der
Malusklasse zu Mehreinnahmen. Mit der Änderung
des Schwellwertes zur Klassifikation als Malusfahrzeug
mit 1,030 statt 1,050 fielen weitere Triebfahrzeuge
in die Malusklasse. Letztlich sollte jedoch die
Spreizung, dass heißt die absolute Differenz der
Kostensätze, zwischen Bonus- und Malusfahrzeugen
erhöht werden, um tatsächlich einen Steuerungseffekt
zu erreichen.
Dennoch, der Triebfahrzeugfaktor war europaweit
einer der ersten Qualitäts-Incentives im
ansonsten zumeist als Finanzierungselement verstandenen
Trassenpreissystem. Der „Nachah-
mungseffekt“ blieb jedoch vorerst aus, andere
Eisenbahninfrastrukturunternehmen (EIU) generierten
keine vergleichbaren Anreize, womit der Bezug
zum größtenteils internationalen Güterverkehr
auch ausbleiben musste.
Mittlerweile gibt es in England ein System, das
bezüglich des Gleisverschleißes nicht nur die Qualität
der Triebfahrzeuge, sondern generell auch aller
Wagen und der Laufwerke monetär zu bewerten
und in variable Access Charges [7] zu reflektieren in
der Lage ist. Auch in der Schweiz laufen mit den
Arbeiten zum Verschleißfaktor Fahrbahn ähnliche Bemühungen
[8]. Es bleibt zu hoffen, dass die europäischen
EIU in Zukunft möglichst einen gemeinsamen
Weg finden, solche und andere Qualitäts-Incentives
zu entwickeln, um den Ressourcenverbrauch verursachungsgerecht
abrechnen zu können. Ein EU-weit
akkordiertes Vorgehen ist nicht zu erwarten, solange
es nicht einige Infrastrukturbetreiber geben wird, die
den Weg in diese Richtung aufzeigen.
Literatur
[1] N.N.: Richtlinie 2001/14/EG des Europäischen Parlaments
und des Rates vom 26. Februar 2001 über die Zuweisung
von Fahrwegkapazität der Eisenbahn, die Erhebung von
Entgelten für die Nutzung von Eisenbahninfrastruktur
und die Sicherheitsbescheinigung, Brüssel, 2001.
[2] Veit, P.: Kostenorientierte Entwicklung von Fahrwegstrategien
– das Projekt „Strategie Fahrweg” der ÖBB.
In: ÖVG Spezial (2000), Band 46, S. 22–26.
[3] Veit, P.: Einfluss von Schienenfahrzeugen auf das Verhalten
des Oberbaus. In: ZEVrail (2001), H. 9, S. 449–454.
[4] Internationaler Eisenbahnverband (UIC): UIC Kodex
714 E 4. Ausgabe, Paris, Juli 2006.
[5] ÖBB Infrastruktur AG: Produktkatalog Netzzugang 2012
– Version 4 – gültig ab 11. Dezember 2011, Wien, Stand
14.07.2011.
[6] ÖBB Infrastruktur AG: Produktkatalog Netzzugang 2005
– gültig ab 01. Jänner 2005, Wien.
[7] Tunna, J.; Joy, R.; Shu, X.; Madrill, B.: Methodology to
Calculate Variable Usage Charges for Control Period 4
UK Report No. 07-DRAFT, TTCI8UK, 2007.
[8] Holzfeind, J.: Verursachungsgerechte Trassenpreise, Vortrag
an der 18. Internationalen ÖVG-Tagung, Salzburg,
28. September 2011.
AUTORENDATEN
Ass. Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn.
Stefan Marschnig (37), Bauingenieurstudium
TU Graz; Assistent am Institut
für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft
der TU Graz, Promotion 2007;
seit 2008 Geschäftsführer LCC rail consult;
seit 2010 Assistenzprofessor an der
TU Graz.
Adresse: Institut für Eisenbahnwesen
und Verkehrswirtschaft,
Technische Universität Graz,
Rechbauerstr. 12, 8010 Graz,
Österreich;
Fon: +43 664 608736717,
Fax: +43 316 873106717;
E-Mail: stefan.marschnig@tugraz.at
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292 110 (2012) Heft 6

WISSEN für die ZUKUNFT
Mit vielen, bisher
unveröffentlichten Bildern
Wechselstrom-
Zugbetrieb
in Deutschland
Band 1: Durch das mitteldeutsche
Braunkohlerevier – 1900 bis 1947
Eine einzigartige, chronologische Beschreibung der
Entwicklung der Triebfahrzeuge, Bahnstromversorgungsund
Fahrleitungsanlagen sowie des Werkstättenwesens
dieser Zeit.
Vor mehr als 100 Jahren legten weitsichtige Techniker wie
Gustav Wittfeld den Grundstein für den Aufbau eines elektrischen
Zugbetriebs mit Einphasen-Wechselstrom in Preußen
– es war der Beginn einer unvergleichlichen Erfolgsgeschichte.
Der erste Band beschreibt die Pionierarbeit der frühen
Jahre – von der Finanzierung bis zur Inbetriebnahme erster
Teststrecken, über die schwere Wiederinbetriebnahme in den
Zwanzigern und die kurze Blütezeit in den Dreißigerjahren, bis
hin zur Phase des Wiederaufbaus und der Demontage nach
dem zweiten Weltkrieg.
Dieses Werk veranschaulicht ein Stück Zeitgeschichte und
beschreibt die Zusammenhänge zwischen den technischen
und wirtschaftlichen sowie den gesellschaftlichen und
politischen Entwicklungen dieser Epoche.
P. Glanert / T. Scherrans / T. Borbe / R. Lüderitz
1. Aufl age 2010, 258 Seiten mit CD-ROM, Hardcover
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Nachrichten Bahnen
Fortschreitende Zulassungen von Triebzügen Talent 2
Nach der Zulassung von 50 elektrischen
Triebzügen Talent 2 durch das Eisenbahn-Bundesamt
(EBA) im Jahr 2011
hatten weitere Zulassungen zunächst
gestockt. Angesichts der drohenden
Eröffnung des neuen Flughafens Berlin-
Brandenburg folgten im März und April,
neben einem Treffen der Vorstände von
DB und Bomdardier Transportation (BT),
etwa im Wochentakt die Zulassungen
Dutzender drei-, vier- oder fünfteiliger
Züge für die Netze Ruhr-Sieg, Cottbus
und Berlin-Brandenburg. Jeweils nur
wenige Tage zuvor hatte der Hersteller
für diese Fahrzeugvarianten die letzten
offenen Fragen geklärt und die noch
ausstehenden Sicherheitsnachweise
erbracht. Das EBA verbucht für sich, die
gesetzliche Prüfungsfrist von vier Monaten
wiederholt nicht ausgeschöpft zu
haben und sieht dies als Ergebnis seiner
„service-orientierten Herangehensweise“,
bereits den Entwicklungsprozess
beim Hersteller zu begleiten. Die Einhaltung
der oft ambitionierten Zeitpläne
hänge allerdings von der „Entwicklungsreife
des Produkts“ und der „Qualität
der Nachweisführung ab“. Ob noch
weitere Zulassungen fehlen, wurde nicht
mitgeteilt.
Doppelstocktriebzüge für DB Regio
Als weiteren Abruf aus einem 2008
geschlossenen Rahmenvertrag hat die
DB für 160 Mio. EUR bei Bombardier
Transportation (BT) 16 vierteilige elektri-
sche Doppelstocktriebzüge für den Regionalverkehr
in Norddeutschland bestellt,
die 2014 das Angebot auf den Strecken
Hamburg – Kiel und – Flensburg verdichten
sollen. Die Züge bestehen aus zwei
Trieb- und zwei Mittelwagen und werden
für 160 km/h zugelassen.
Konventionelle DB-Lokomotiven
bei Privatbahn
Das DB-Werk Dessau hat im Dezember 2011 und im März 2012
je eine aufgearbeitete Güterzuglokomotive der DB-Baureihe 140
an die Eisenbahngesellschaft Potsdam (EGP) übergeben; drei
weitere sollen im Frühjahr 2012 folgen. Bis vor einigen Jahren ließ
die DB nicht mehr benötigte Triebfahrzeuge konsequent verschrotten.
Sandstreueinrichtungen bei der S-Bahn Berlin
vollautomatisch überwacht
Die S-Bahn Berlin und Knorr-Bremse haben
das vollautomatische System zur
Funktionsüberwachung von Besandungsanlagen
der S-Bahntriebzüge so weit
entwickelt, dass ab Mai 2012 die täglichen
Kontrollen durch die Triebfahrzeugführer
entbehrlich werden. Damit entfällt
für die Fahrgäste häufiges Umsteigen
wegen planmäßigen Zugtausches. Im
April wurde in den Werkstätten an allen
umgerüsteten Fahrzeugen das neue
System noch einmal feinjustiert und die
neueste Software aufgespielt. Die Entwicklung
der automatischen Funktionskontrolle
hatte Anfang 2011 begonnen,
und für die Umsetzung investierte die
S-Bahn rund 8 Mio. EUR.
Lenkungskreis Fahrzeuge
Der Lenkungskreis Fahrzeuge aus Vertretern
der Eisenbahnverbände VDV, VDB,
VPI, der DB, des Bundesministeriums für
Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, des
Eisenbahn-Bundesamtes, von Eisenbahn-
Cert (EBC) und der Bundesnetzagentur
(BNA) ist ein nationales Steuerungsgremium
für Fahrzeugtechnik einschließlich
deren Schnittstellen zur Infrastruktur und
zum Eisenbahnbetrieb. Er hat jetzt die
Technischen Regeln zur Elektromagnetischen
Verträglichkeit; Nachweis der
Kompatibilität von Schienenfahrzeugen
mit Gleisschaltmitteln um wichtige Hinweise
ergänzt.
294 110 (2012) Heft 6

Bahnen Nachrichten
DB Energie ändert Traktions- und Bremsenergiepreise
Die DB Energie senkt rückwirkend zum
1. Januar 2012 ihre Preise für 16,7-Hz-
Energie im Hochtarif von 137,50 auf
125,00 EUR/MWh und im Niedertarif von
107,00 auf 106,00 EUR/MWh; der bisherige
Mitteltarif entfällt. Die deutlich geringere
Differenz zwischen den Preisstufen
soll der aktuellen Entwicklung auf dem
Energiemarkt entsprechen. Umgekehrt
steigen die Rückspeisevergütungen im
Hochtarif von 68,80 auf 85,00 EUR/MWh
und im Niedertarif von 58,50 auf
74,50 EUR/MWh. Das Unternehmen
erklärt den Schritt mit geringeren
Netzentgelten, günstigerem Einkauf sowie
zur Rückspeisung mit einem geänderten
Netzentgeltverfahren. Zusammen mit der
Bundesnetzagentur (BNA) als Aufsichtsbehörde,
Lieferanten und Eisenbahnverkehrsunternehmen
(EVU) will die DB
Energie auch die Energiedurchleitung neu
regeln. Interessante Einzelheiten und
Bewertungen sowie weitere Aspekte sind
in [1] nebst Referenzquelle zu lesen.
[1] Leister, H.: Bahnstrom: DB Energie will 2013
Diskriminierung beenden. In: Eisenbahn-Revue
International 2012, H. 5, S. 8509.
Bundesmittel für
DB-Infrastruktur
Die DB hat im Jahre 2011 die bereit gestellten
Bundesmittel für Neu- und Ausbau
von Strecken sowie für Erhaltung und
Erneuerung ihrer Infrastruktur allgemein
vollständig ausgegeben. Im Jahre 2012
werden das >5 Mrd. EUR sein.
Investitionen DB-Infrastruktur.
Zahlenwerte aus Presseinformation DB
2011 Leistungs- und Finanzierungsvereinbarung 1
davon Gleise, Weichen, Stellwerke
Personenverkehrsanlagen 2
Bahnenergieversorgungsanlagen
Bundesmittel
Eigenmittel
Summe
2,5 > 0,5 > 3,0
> 2,7
0,3
0,1
2011 Neu- und Ausbauprojekte 1,1 0,16 1,26
2009 –
2011
Konjunkturprogramme des Bundes 3
davon Neu- und Ausbau von Strecken
Modernisierung 2 100 P-Verkehrsanlagen 2
vier Umrichterwerke und
135 km Bahnstromleitung
1
Erhaltung und Erneuerung
2
landläufig „Bahnhöfe“
3
besonders auch Lärmschutz
1,4 0,1 1,5
0,65
0,33
0,10
DB bekämpft Wirtschaftskriminalität stärker
Das Bundeskriminialamt benennt im
Bundeslagebild Korruption 2010, dass in
Deutschland im Bauwesen die meisten
Fälle von aktiver Bestechung vorkommen.
Unter anderem deshalb baut die DB auf
ihren bestehenden Prozessen ein Compliance-Programm
auf, um ihre Infrastruktur-Investitionen
noch besser zu schützen.
Ein neuer Maßnahmenkatalog soll neben
Betrug als Schwerpunkt auch Untreue,
Korruption und Kartellabsprachen weiter
erschweren. Zusammen mit der Hochschule
der Polizei, Münster, wird erstmals
ein Lagebild Wirtschaftskriminalität Deutsche
Bahn erstellt, um damit Indikatoren
zur Vorbeugung und Früherkennung zu
ermitteln. Zielgruppe sind auch die Vertragspartner:
Bei Lieferanten werden
ebenfalls Compliance-Systeme erwartet,
in besonders sensiblen Projekten werden
Auditrechte vereinbart und zukünftig
werden pauschale Schadensersatzsummen
bei Betrug vereinbart, wodurch Jahre
dauernde Prozesse entfallen. Intern werden
der DB-Risikoatlas weiter entwickelt
und um eine Tiefenanalyse der Geschäftsprozesse
ergänzt sowie eine breite Sensibilisierungskampagne
für die Mitarbeitern
mit Tagungen, Schulungen und Publikationen
durchgeführt.
Europäischer Bahnunfallbericht 2011
Die Europäische Eisenbahnagentur führt
seit 2006 eine EU-weite Statistk zur Eisenbahnsicherheit
und veröffentlicht die
Zahlen als so genannte Common Safety
Indicators (CSIs). Die 27 Mitgliedsstaaten
sind zum Melden ihrer Zahlen per
30. Sep tember jeden Jahres verpflichtet.
Die vollständigen Daten veröffentlicht die
Agentur jährlich im Railway Safety Performance
Report, und dazu Einzelheiten zu
ernsten Unfällen in Europa. Mit dem
Vorbehalt, dass die Erfassungssysteme in
den einzelnen Ländern erst nach und
nach entwickelt und in einigen die EUeinheitlichen
Definitionen erst für 2010
übernommen wurden, sank die Zahl der
Ereignisse im Jahr 2009 um 10 %, davon
am meisten bei Entgleisungen und sonstigen
Unfällen. Von den im Bahnbetrieb
getöteten Personen (Tabelle) hatten 60 %
unerlaubt Bahngelände betreten und
knapp 30 % einen höhengleichen Bahnübergang
(BÜ) benutzt, während nur 5 %
Betriebsangehörige oder Reisende waren.
Die Unfallzahl an diesen BÜ machte ein
Viertel aller ernsten Unfälle aus, ist aber
immerhin gegenüber 2006-2007 halbiert.
Die Zahl der Selbsttötungen blieb
praktisch gleich groß.
Bahnbetriebsunfälle 2009 in den
EU-Mitgliedsländern.
Zugläufe
schwere Bahnbetriebsunfälle
Getötete gesamt
schwer Verletzte
Zahl höhengleicher
Bahnübergänge
Gesamtzahl Unfälle
Getötete
schwer Verletzte
10 9 km 4
2 401
1 256
1 236
124 000
619
359
327
Selbsttötungen 2 743
110 (2012) Heft 6
295

Nachrichten Bahnen
Doppelstock-TGV planmäßig im Verkehr Frankreich – Deutschland
Nachdem dies in Frankreich Ende 2011
erledigt war, hat das Eisenbahn-Bundesamt
(EBA) nach den umfangreichen
Versuchsfahrten die ersten von 30 SNCF-
Hochgeschwindigkeitstriebzügen TGV-
2N2-Euroduplex auf deutschen Strecken
zugelassen, Dank guter Zusammenarbeit
zwischen Antragstellerin und den Behörden
beider Länder konnte die gesetzliche
Vier-Monate-Prüffrist unterschritten werden.
Die Züge mit ihrer merklich höheren
Platzzahl können nun nach und nach auf
den stark benutzten Verbindungen Paris
– Saarbrücken – Frankfurt (Main) und –
Straßburg – Stuttgart (– München) die
einstöckigen, oft überfüllten TGV ersetzen.
Seit Betriebsaufnahme dieser beiden
Linien im Juni 2007 sind hier rund 6 Mio.
Passagiere gefahren; die Marktanteile
gegenüber Flugzeug und Auto liegen hier
bei gut 25 und sogar bei 56 %. Vor Allem
konnten DB und SNCF in Kooperation die
täglichen Direkt verbindungen Frankfurt
(Main) – Marseille (ab 14:00, an 21:46)
und zurück (ab 08:14, an 15:58) aufnehmen,
das ist durch die neue Schnellfahrstrecke
Rhein-Rhône um ≤ 90 min kürzer
als früher. Abschnittsweise wird 320 km/h
Höchstgeschwindigkeit gefahren. Unterwegshalte
sind Mannheim, Karlsruhe,
Baden-Baden, Straßburg, Mülhausen,
Lyon, Avignon und Aix-en-Provence.
Fernverkehrs-Doppelstockzüge der SBB bis zu zwei Jahre verspätet
Die neuen Doppelstockzüge für den Fernverkehr
[1] kommen statt zum Fahrplanwechsel
im Dezember 2013 möglicherweise
erst Ende 2015 zum Einsatz. Zum
Designstudie zu den Doppelstocktriebzügen in einer Bildmontage,
die deren Einsatz ab 2013 veranschaulicht (Bild: SBB).
Teil resultiert das aus einem Urteil des
Bundesverwaltungsgerichts, das zu anderen
und weiteren Gestaltungen für Behinderte
und Rollstühle verpflichtet; ein
Aufzug zum Speiseraum im Oberdeck
wurde dagegen abgelehnt. Die SBB sieht
in dem Urteil ein Präjudiz und strebt mit
dem Instanzenschritt zum Bundesgericht
Rechtssicherheit für künftige Projekte an,
denn das Bundesamt für Verkehr (BAV)
hatte die Typenskizzen als dem Behindertengesetz
konform und ausreichend
erklärt. Unabhängig vom Entscheid rechnet
die SBB durch erhöhten Planungsund
Engineeringsaufwand mit ≤ 8 Monaten
Verzögerung. Dazu kommen weitere
vier Monate, nachdem rund 200 Anspruchs-
und Interessengruppen im ersten
Halbjahr 2011 beim Besichtigen der
1:1-Holzmodelle rund 1 000 Verbesserungsvorschläge
abgegeben hatten, von
denen so viele wie möglich berücksichtigt
werden sollen. Die andere Hälfte des
Lieferverzugs rührt daher, dass der Hersteller
bei der Detailentwicklung die Kastenauslegung
für Dauerfestigkeit ändern
musste. Wer welche Kosten hieraus übernehmen
muss, wird derzeit verhandelt;
über die Höhe der vertraglich vorgesehenen
Konventionalstrafen soll geschwiegen
werden. – Um in der Übergangszeit Komforteinbrüche
zu vermeiden, investiert die
SBB in die Instandhaltung und Modernisierung
vorhandener Fahrzeuge. Im Gegensatz
zur DB kommuniziert die SBB
auch solche unangenehmen Vorgänge
zeitnah und offen.
[1] Binswanger, M.: SBB beschaffen 59 Doppelstockzüge
für den Fernverkehr. In: Elektrische
Bahnen 108 (2010), H. 6, S. 273–274.
Werkstatthalle für neue Fernverkehrsflotte
Für die Instandhaltung ihrer neuen Fernverkehrs-Doppelstockzüge
baut die SBB
für 123 Mio. CHF in Zürich-Herdern eine
neue Anlage, deren Werkstatthalle mit
420 m eines der längsten Gebäude der
Stadt wird.
Spatenstich für Semmering-Basistunnel
Nach drei Jahrzehnten Vorbereitungsarbeiten
gab es Ende April einen symbolischen
Spatenstich für den Semmering-
Basistunnel (SBT), ein Schlüsselprojekt für
die Südbahn, die ebenso wie die Westbahn
und die Brennerachse im Kernnetz
des TEN-T liegen. Im Personenverkehr
sollen ab 2024 die Reisezeiten zwischen
Wien und Graz von 2 2 / 3
auf 1 5 / 6
h und
zwischen Wien und Klagenfurt von 4 auf
2 2 / 3
h sinken. Der Güterverkehr über den
Semmering und das südlichere Mittelgebirge
Wechsel hat sich seit 1994 verdoppelt
und ist damit am stärksten von allen
Alpenquerungen gestiegen; die Verkehrsprognose
2025+ erwartet hierfür weitere
80 % Zuwachs. Eine aktuelle Studie
nennt für die Bahnprojekte Hauptbahnhof
Wien, Pottendorfer Linie, SBT, Hauptbahnhof
Graz und Koralmbahn beim Bau
10 000 und beim Betrieb 15 000 Arbeitsplätze
in Österreich sowie 30 % direkten
Rückfluss der Investitionen als Steuereinnahmen.
296 110 (2012) Heft 6

Unternehmen Nachrichten
Neue Shinkansen-Generation
mit Knorr-Bremse
JR East, eine der sieben Nachfolgegesellschaften der
1987 privatisierten JNR und mit täglich 17 Mio. Reisenden
auf >7 500 km Strecken die weltgrößte Schienenpersonenverkehrsgesellschaft,
lässt in ihren 23 neuen
Shinkansen-Zügen E6 die Triebdrehgestelle mit Bremsscheiben,
ultrakompakten und -leichten Bremszangen
und ISOBAR-Sinter-Belägen ausrüsten. Die Züge sollen
ab Frühjahr 2013 zwischen Tokio und Akita an der
Westküste der Hauptinsel Honshu fahren und dabei bis
Morioko mit den bislang eingesetzten E5-Zügen gekoppelt
werden. Ihre anfängliche Höchstgeschwindigkeit
300 km/h soll im Frühjahr 2014 soll auf 320 km/h angehoben
werden.
Die neuen Shinkansen E6 sollen Bremsen von Knorr erhalten.
Siemens liefert Signaltechnik für Athener U-Bahn
Siemens wird die knapp 16 km lange
Erweiterung der U-Bahnlinien 2 und 3 in
Athen ausrüsten. Im Auftrag enthalten
sind Lieferung, Installation und Inbetriebnahme
von elektronischen Stellwerken
vom Typ Sicas, der automatischen Zugbeeinflussung
LZB 705M und des Betriebsleitsystems
Vicos 111 sowie einer
kompletten Trainingsanlage für die zu-
künftige Schulung von Personal. Ferner
werden 17 Fahrzeuge mit den entsprechenden
Siemens-Geräten ausgerüstet.
Der erste Bauabschnitt, bei dem die
Linien 2 und 3 um insgesamt 8,5 km und
sieben Stationen erweitert werden, soll
im Herbst 2013 den Betrieb aufnehmen.
In einer zweiten Ausbaustufe sind weitere
7,5 km und sechs Stationen der Linie 3
bis zum Hafen von Piräus vorgesehen.
Der Ausbau soll die Verkehrssituation der
griechischen Hauptstadt deutlich verbessern.
Betreiber Attiko Metro erwartet
bereits nach der ersten Ausbaustufe
täglich rund 160 000 Fahrgäste auf den
neuen Streckenabschnitten, das würde
rund 30 000 Autos und 130 t CO 2
weniger
entsprechen.
Bombardier produziert Monorail-
Fahrzeuge in Brasilien
Einen neuen globalen Produktionsstandort für Monorail-Fahrzeuge
eröffnete Bombardier Transportation im brasilianischen Hortolândia
nordwestlich von São Paulo. Erste Fahrzeuge sollen im
Laufe des Jahres die Fertigungsstraße verlassen. Der Standort soll
auch einen Beitrag zu einer stärkeren industriellen Entwicklung
des Landes leisten. Neben 250 neuen Arbeitsplätze direkt in der
Fertigung entstehen etwa 500 indirekte Stellen bei lokalen Zulieferern.
Der erste Auftrag umfasst die Lieferung von 54 INNOVIA
Monorail 300-Zügen mit je sieben Wagen (378 Wagen insgesamt)
für Metro São Paulo. Es soll täglich von über 500 000
Fahrgästen genutzt werden und die Fahrzeiten zwischen den
Stationen Vila Prudente und Cidade Tiradentes auf der Linie 2
der Metro São Paulo von fast zwei Stunden auf rund 50 min
verkürzen. Der erste Zug wird noch in Kanada produziert und
getestet, die übrigen Monorail-Wagen sollen bereits in Brasilien
gefertigt werden.
Monorail 300-Zug für São Paulo (Designstudie: Bombardier Transportation).
110 (2012) Heft 6
297

Nachrichten Energie und Umwelt
Elektromobilität
Abgesehen davon, dass unter dem Begriff
Elektromobilität wieder nur der Individualverkehr
gesehen wird, nennt mit einem
großen Fragezeichen ein Kurzbeitrag in
Bulletin SEV/VSE dazu folgende Zahlen:
Flüssige Kohlenwasserstoffe liefern via
Verbrennungsmotoren trotz deren bescheidener
Wirkungsgrade heute etwa
2,5 MWh/kg am Rad, Verbesserungen
werden 4 MWh/kg bringen, heutige
Batterien bieten analog 0,1 MWh/kg. Aus
Nutzersicht sind 1 MWh/kg erforderlich,
es müssen die Preise der Batteriesysteme
von heute 500 CHF/kg reziprok sinken
und deren Lebensdauer muss den zwölf
Jahren eines normalen PkW entsprechen.
Der Benzinzapfhahn speist 5 MW netto,
Elektroladestationen müssen also deutlich
leistungsfähiger werden als heute. Für
einen kompletten Ersatz der heute rund
4,2 Mio. Kraftfahrzeuge in der Schweiz
würden CO 2
-frei erzeugte 10 bis
15 TWh/a benötigt. Zum Vergleich: SBB
und mitversorgte Bahnen brauchen heute
2,4 TWh/a, die DB etwa 11 TWh/a elektrische
Zugförderenergie.
Quelle: Bulletin SEV/VSE 103 (2012), Heft 3.
Abfallprobleme bei SBB
In 2011 hat die SBB aus Zügen und von
Verkehrsanlagen 5 700 t Altpapier, 50 t
Glas, 160 t PET-Flaschen recycelt und
32 000 t sonstige Abfälle entsorgen
müssen (Zahlen gerundet). Weil die
Mengen ständig wachsen, hat das Unternehmen
eine nationale Plakataktion
gegen das Littering gestartet; Studien
hätten gezeigt, dass Sauberkeit positiv
auf die Kundenzufriedenheit wirkt. Zugleich
wird in neun großen Bahnhöfen
eine Abfalltrennung schon beim Abwurf,
wie sie schon seit Langem bei der DB
angeboten wird, durch das Publikum
getestet.
Nachrichten Personen
Neuer VDB-Präsident
Am 25 April wurde Michael Clausecker,
seit Ende März Vorsitzender der Geschäftsführung
von Bombardier Transportation
Deutschland, zum neuen Präsidenten
des Verbandes der Bahnindustrie in
Deutschland (VDB) e.V. gewählt. M. Clausecker
übernimmt auch hier die Position
von Dr. Klaus Baur, der in den Ruhestand
geht.
Neuer Vorstandsvorsitzender Alstom Deutschland
Vorsitzender des Vorstands der Alstom
Deutschland GmbH ist zum 1. April 2012
Alf Henryk Wulf (49) geworden, zuvor in
gleicher Funktion bei Alcatel-Lucent
Deutschland AG. Wesentliche Alstom-Niederlassungen
in Deutschland sind in
Salzgitter für Regionalzüge, in Mannheim
für Stromerzeugungs- und in Mönchengladbach
für Stromübertragungsanlagen.
Neuer VDV-Geschäftsführer Technik
Voraussichtlich am 1. September 2012
wird Martin Schmitz (40) beim Verband
Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV)
die bislang vakante Stelle des Geschäftsführers
Technik übernehmen. M. Schmitz
studierte Elektrotechnik an der Technischen
Universität Darmstadt und der Ecole
Nationale de l’Aviation Civile in Toulouse.
Beim Fahrzeughersteller Vossloh hatte er
seit 1998 verschiedene Funktionen inne,
unter anderem als Geschäftsfeldleiter
elektrische Antriebe für Straßenfahrzeuge
und Marketing, als Abteilungs leiter Vertrieb
und Marketing sowie als Mitglied der
Geschäftsleitung.
298 110 (2012) Heft 6

Blindleistung Nachrichten
Hundert Jahre öffentliche Elektrizitätsversorgung
Vorsicht,
Hochspannung!
Lokaltermin in einem norwegischen Bahnumrichterwerk
(Foto: Jernbaneverket).
„Volkswirtschaftliches Denken ist leider bei uns noch kein Allgemeingut
geworden. Sonst wäre eine höchst bedenkliche Erscheinung unseres jüngsten
Wirtschaftslebens völlig ausgeschlossen, eine Erscheinung, die nichts
weniger bedeutet als einen Rückfall in die schlimmsten Zeiten schrankenloser
manchesterlicher Wirtschaft. Was aber früher schon verhängnisvoll war,
muß bei dem heutigen Stand des Großkapitalismus und der Trustwirtschaft
zur Lebensgefahr werden. Die Erscheinung, an die hier gedacht ist,
besteht darin, daß einige wenige Unternehmen darauf ausgehen, unser
ganzes Land mit einem privaten oder doch unter privatem Einfluß stehenden
Netze zur Versorgung mit elektrischer Energie zu überziehen. Den
Behörden und den Organen der Selbstverwaltung in Gemeinde, Kreis und
Provinz muß zum Teil der Vorwurf gemacht werden, diese Entwicklung
unterstützt zu haben und zu unterstützen – gewiß in guter Absicht, aber in
unverantwortlicher Verkennung der wirklichen Sachlage.“ – Dieser Text
stammt nicht etwa aus dem aktuellen Programm einer einschlägig orientierten
politischen Partei, sondern aus Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen
10 (1912): Aus einem Aufsatz „Private Elektrizitätsmonopole“ (in einer
anderen Zeitschrift) als Kronzeugnis zitiert von Dipl.-Ing. P. Berger, dessen
Buch „Die elektrische Hofzentrale des Landwirtes“ in der Bücherschau in
Heft 17 von Kyser als „Kampfschrift“ verrissen worden war, in seiner Replik
in Heft 24, gefolgt wiederum von Bemerkungen des Rezensenten dazu.
Vorübergehend grenzenlos
Regelwerks-Nr. Regelwerkstitel Gültig ab Bemerkungen
491.9201 Übersicht der Grenzlasten der NL Ost 12.12.2010 Gültig bis 10.11.2011
491.9201 Übersicht der Grenzlasten der NL Ost 11.12.2011
(aus Schiennennetz-Benutzungsbedingungen der
DB Netz AG 2012 Anlage 2 Netzzugangsrelevantes
Regelwerk - Zusammenstellung, mit denselben
Kalenderdaten für die anderen sechs Niederlassungen
(NL))
Netzstabilität
„Dem Kläger war in dem Straßenbahnwagen
aus dem Gepäcknetz eine sehr große
fremde Hutschachtel auf den Kopf gefallen.
Die Einrede des Mitverschuldens des
Klägers an seiner Verletzung ist zurückgewiesen,
er kannte das außergewöhnliche
Gewicht der Hutschachtel (30 Pfd.) nicht
und brauchte deren Herabfallen nicht zu
erwarten.“ (Reichsgericht 3. Februar
1912; aus Elektrische Kraftbetriebe und
Bahnen 10 (1912), Heft 17 „Aus dem
Rechtsleben“).
Ministerbeleidigung
„Wie schwierig das ist, zeigt das Beispiel
der Bahn-Oberleitungen. Verkehrsminister
Peter Ramsauer hatte bereits vor-
schlagen, sie für den Stromtransport zu
nutzen.“ (aus der Saarbrücker Zeitung
vom 4. Mai 2012 in der Antwort eines
Wirtschaftsredakteurs auf einen einschlägigen
Leservorschlag).
110 (2012) Heft 6
299

Impressum
7. und
8. März
2013
eb – Elektrische Bahnen
Gegründet 1903 von Prof. Wilhelm Kübler,
Königlich Sächsische Technische Hochschule zu Dresden.
Herausgeber:
Dr. Klaus Baur, Vorsitzender der Geschäftsführung, Bombardier Transportation GmbH, Berlin
Dr. Ansgar Brockmeyer, CEO High Speed and Commuter Rail, Siemens Rail Systems, Erlangen
Dipl.-Ing. Thomas Groh, Geschäftsführer, DB Energie GmbH, Frankfurt am Main (federführend)
Dr.-Ing. Friedrich Kießling, Baiersdorf
Prof. Dr.-Ing. Peter Mnich, Fachgebiet Betriebssysteme elektrischer Bahnen, Technische Universität Berlin
Dr.-Ing. Steffen Röhlig, ELBAS Elektrische Bahnsysteme Ingenieur-Gesellschaft mbH, Dresden
Prof. Dr.-Ing. Andreas Steimel, Lehrstuhl für elektrische Energietechnik
und Leistungs elektronik, Ruhr-Universität, Bochum
Beirat:
Dipl.-El.-Ing. ETH Martin Aeberhard, Leiter Systemdesign, SBB AG Infrastruktur Energie, Zollikofen (CH)
Dipl.-Ing. Dirk Behrends, Eisenbahn-Bundesamt, Bonn
Dipl.-Ing. Christian Courtois, Leiter des Geschäftsgebietes Traktionsenergie-Versorgungs systeme
in der Direction de l‘ingéniere der SNCF, Paris (FR)
Dr.-Ing. Thomas Dreßler, Experte für Energie, Schieneninfrastruktur-Dienstleistungsgesellschaft mbH,
Abteilung Benannte Stelle, Wien (AT)
Dr.-Ing. Gert Fregien, Bereichsleiter Betreuung Bahnbetreiber, Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge
GmbH, München
Dr. Andreas Fuchs, Principal Engineer, Siemens Rail Systems, Erlangen
Dipl.-Ing. Axel Güldenpenning, Bad Homburg
Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtschaftsing. Wolfgang Harprecht, Senior Consultant, Marburg an der Lahn
Dipl.-Verwaltungsbetriebswirt Alfred Hechenberger, Standortverantwortlicher München und Leiter Öffentlichkeitsarbeit,
DB Systemtechnik, München
Dr. Dieter Klumpp, Mannheim
Dr. Werner Krötz, Abteilungsleiter Stromabnehmer und Oberleitungsanlagen, DB Netz AG, Frankfurt am Main
Dipl.-Ing Hans Peter Lang, Vorsitzender der Geschäftsführung DB Systemtechnik, Minden
Dipl.-Ing. Martin Lemke, Leiter Planung und Projekte, DB Energie GmbH, Köln
Prof. Dr.-Ing. Adolf Müller-Hellmann, Geschäftsführer VDV-Förderkreis e.V., Köln
Dr. Dipl.-Ing. Johann Pluy, Geschäftsbereichsleiter Energie, ÖBB-Infrastrukturtechnik AG., Wien
Dr. Thorsten Schütte, Senior Scientist, Atkins Sverige AB, Västers (SE)
Dipl.-Ing. Peter Schulze, Bauherrenfunktion Großprojekte, DB Netz AG, Berlin
Dipl.-Ing. Udo Stahlberg, Fachbereichsleiter Nahverkehrs-Schienenfahrzeuge, elektrische
Energieanlagen und Standseilbahnen, Verband Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV), Köln
Prof. Dr.-Ing. Arnd Stephan, Lehrstuhl für Elektrische Bahnen, TU Dresden, Dresden
Dipl.-Ing. (FH) Mike Walter, Leiter Kompetenzcenter Elektrotechnik,
Balfour Beatty Rail GmbH, Offenbach am Main
Dipl.-El.-Ing. ETH Urs Wili, Geschäftsleitung Furrer + Frey AG, Bern (CH)
Redaktionsleitung:
Eberhard Buhl, M.A. (verantwortlich),
Fon: +49 89 45051-206, Fax: -207,
E-Mail: buhl@oiv.de, Postanschrift siehe Verlag.
Fachredaktion:
Dipl.-Ing. Andreas Albrecht, Dresden
Dipl.-Ing. Martin Binswanger, Mering
Dipl.-Ing. Erich Braun, Schwalbach
Dipl.-Ing. Roland Granzer, Dresden (verantwortlich für die Hauptbeiträge)
Dipl.-Ing. Walter Gunselmann, Siemens Rail Systems, Erlangen
Dr.-Ing. Friedrich Kießling, Baiersdorf
Dipl.-Ing. Wolfgang Kropp, Balfour Beatty Rail GmbH, Offenbach am Main
Redaktionelle Mitarbeit:
Dipl.-Ing. Uwe Behmann, St. Ingbert
Redaktionsbüro:
Ursula Grosch, Fon: +49 89 3105499
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Verlag:
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Jahresinhaltsverzeichnis im Dezemberheft. – Mikrofilmausgaben ab 44. Jahrgang, 1973,
sind durch University Mikrofilms Ltd., St. John‘s Road Tylers Green High Wycombe, Buckinghamshire,
England, HP 108 HR, zu beziehen.
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ISSN 0013-5437
Gedruckt auf chlor- und säurefreiem Papier
300

Termine
Messen, Tagungen, Fachausstellungen
Eisenbahntechnisches Kolloquium 2012
exporail 2012
14.06.2012 TU Darmstadt
Darmstadt (DE) Fon: +49 6151 16-65911, Fax: -6903,
E-Mail: eisenbahn@verkehr.tu-darmstadt.de,
Internet: www.verkehr.tu-darmstadt.de
07.-09.11.2012 Mack Brooks Exhibitions
Moskau (RU) Fon: +44 1727 814-400, Fax: -401,
E-Mail: exporailrussia@mackbrooks.com,
Internet: www.exporailrussia.com
Africa Rail 2012
12. Signal+Draht-Kongress
25.-29.6.2012 Terrapinn Ltd.
Johannesburg (ZA) Fon: +27 11 463-6001, Fax: -6903;
E-Mail: enquiry.za@terrapinn.com,
Internet: www.terrapinn.com
RAIL POWER EUROPE 2012
26.-27.06.2012 Terrapinn Ltd.
Berlin (DE) Fon: +44 20 7092-1000, Fax: -1508,
E-Mail: enquiry.uk@terrapinn.com,
Internet: www.terrapinn.com
UIC High Speed Congress 2012
10. – 13.07.2012 Congress & Exhibition Secretariat
Philadelphia (US) Fon: +31 30 69-81800, Fax: -17394,
E-Mail: info@uic-highspeed2012.com,
Internet: www.uic-highspeed2012.com/
12. Internationale Schienenfahrzeugtagung
12.-14.09.2012 TU Dresden
Dresden (DE) Fon: +49 351 462-2733, Fax: -2199,
E-Mail: rad@mw.htw-dresden.de,
Internet: www.rad-schiene.de
InnoTrans
08.-09.11.2012 DVV Media Group GmbH
Fulda (DE)
c/o punktgenau GmbH
Fon: +49 40 23714-470, Fax: -471,
E-Mail: eurailpress-events@dvvmedia.com,
Internet: www.eurailpress.de
8. Eisenbahn Forum
27.-28.11.2012 Schreck-Mieves
Darmstadt(DE) Fon: +49 6502 9941-66, Fax: -68,
E-Mail: info@schreck-mieves.de,
Internet: www.schreck-mieves-seminare.de
Exporail India
06.-07.12.2012 Info: Mack Brooks
New Delhi (IN) Fon: +44 1727 814400,
Internet: www.mackbrooks.com/events,
E-Mail: info@mackbrooks.co.uk
6. acrps – a.c. rail power supply –
Internationale Konferenz für Energieversorgungs -
anlagen von Wechselstrombahnen
07.–08.03.2013 Internet: www.acrps.info,
Leipzig (DE) (siehe auch Anzeige in diesem Heft)
18.-21.09.2012 Messe Berlin GmbH
Berlin (DE) Fon: +49 30 3038-0, Fax: -2325,
E-Mail: innotrans@messe-berlin.de,
Internet: www.innotrans.de

HOCHLEISTUNG I PRÄZISION I ZUVERLÄSSIGKEIT
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