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eb - Elektrische Bahnen Eröffnung der ersten Etappe der Durchmesserlinie Zürich (Vorschau)

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www.eb-info.eu

Elektrische

Bahnen

Elektrotechnik

im Verkehrswesen

B 2580

6/2014

Juni

Standpunkt

K. Sommer

Fokus

Thema

Eröffnung der ersten Etappe der Durchmesserlinie Zürich

Traktionsenergiebilanz mit Rückspeisung im DB-Netz im Jahr 2013

Praxis

S-Bahn Berlin im Jahr 2013

Report

100 Jahre Innovationen aus Genf für die BLS Lötschbergbahn – Teil 1

Forum

Leserforum

Fahrzeugtechnik

Umrüstung der DB-Lokomotiven BR 182 für den Personenverkehr bei der DB Regio

Fahrleitungsanlagen

Errichtung der Oberleitungsbauart 2.1 Wien – St. Pölten

Bahnenergieversorgung

Autotransformatorsystem für die Luino-Linie

Modellierung von Erdungs- und Rückleitungssystemen elektrischer Bahnen

Historie

100 Jahre Innovationen aus Genf für die BLS Lötschbergbahn – Teil 2

e b – Elektrische Bahnen im Jahre 1964 – Teil 2


NEU

eb – International

ebElektrische Bahnen

INTERNATIONAL

Zur InnoTrans 2014: internationale Themen

komplett in englischer Sprache

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bei Kombi-Buchung

Ihre Ansprechpartner im Verlag:

Kirstin Sommer

VERLAGSLEITUNG

Telefon: +49 89 203 53 66-36, Telefax: +49 89 203 53 66-99

E-Mail: sommer@di-verlag.de

Angelika Weingarten

MEDIABERATUNG

Telefon: +49 89 203 53 66-13, Telefax: +49 89 203 53 66-99

E-Mail: weingarten@di-verlag.de

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23.–26.09.2014

Berlin

Besuchen Sie uns an

unserem eb-Messestand

im IZBE, Halle 7.2 b, Stand 200.

Wir freuen uns auf Sie!


Standpunkt

ebElektrische Bahnen auf

internationaler Schiene

D

ie wachsende Globalisierung erfordert in

vielen Bereichen eine stärkere internationale

Ausrichtung.“

Dieses Zitat aus dem Bundesministerium

für Bildung und Forschung spiegelt

sich auch im Markt der Bahnelektrifizierung wider.

Sie als Leser möchten sich über das weltweite Geschehen

in der Bahn-Elektrotechnik im Verkehrswesen

informieren. Sie als Unternehmen möchten über

die deutschsprachigen Märkte hinaus, auch im Ausland

auf sich aufmerksam machen.

In den letzten Monaten wurden wir daher häufig

mit dem Wunsch konfrontiert hierfür eine entsprechende

neue Plattform zu bieten.

Ich freue mich nun, Ihnen bereits heute unsere

zur diesjährigen InnoTrans erscheinende internationale

Ausgabe der ebElektrische Bahnen INTER­

NATIONAL anzukündigen.

Parallel zur Doppelausgabe 8/9-2014, die wie gewohnt

zur InnoTrans erscheinen und dort in hoher

Zusatzauflage verbreitet wird, veröffentlichen wir

auch ebElektrische Bahnen INTERNATIONAL in englischer

Sprache. Dieses Heft wird jedoch nicht einfach

nur englischsprachiges Abbild der deutschen

Ausgabe sein. Hier werden Beiträge veröffentlicht,

die über eine hohe internationale Relevanz verfügen.

Sie als Abonnent können diese

Ausgabe der ebElektrische

Bahnen als ePaper in unserem MediaCenter

unter www.di-verlag.de

online lesen. Gleichzeitig wird eb

Elektrische Bahnen INTER NATIONAL

als Heft in hoher Auflage auf der

InnoTrans verbreitet und darüber

hinaus an ein ausgesuchtes

internationales Fachpublikum

aus der Branche der Bahnelektrifizierung

geliefert.

Da wir schon heute von Unternehmen

der Bahnindustrie,

von Autoren und Lesern große

Zustimmung zu diesem Projekt

erhalten, haben wir uns dazu entschieden,

in 2015 zwei internationale

Ausgaben der ebElektrische

Bahnen zu veröffentlichen.

Gern nehmen wir Ihren englischsprachigen Fachbeitrag

entgegen, den Sie mit ebElektrische Bahnen

INTERNATIONAL einem qualifizierten, internationalen

Leserkreis präsentieren können.

Besuchen Sie uns im September auf der InnoTrans

auf unserem Gemeinschaftsstand mit der IZBE –

Inno vationszentrum Bahntechnik Europa, Stand 200

in Halle 7.2b.

Ich bin gespannt auf einen regen Austausch und

Ihre Meinung zu ebElektrische Bahnen und eb

Elektrische Bahnen INTERNATIONAL.

Kirstin Sommer

Verlagsleiterin

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH

112 (2014) Heft 6

317


Inhalt

6 / 2014

Elektrische

Bahnen

Elektrotechnik

im Verkehrswesen

Standpunkt

317 K. Sommer

ebElektrische Bahnen auf

internationaler Schiene

Fokus

Thema

320

Urs Wili

Eröffnung der ersten Etappe der

Durchmesserlinie Zürich

322

19 %

22 %

22 %

37 %

DB

Fernverkehr

DB Regio

DB Fremdunternehmen

Schenker Rail

Traktionsenergiebilanz mit

Rückspeisung im DB-Netz im Jahr 2013

324

Praxis

325

S-Bahn Berlin im Jahr 2013

Report

100 Jahre Innovationen aus Genf für die

BLS Lötschbergbahn – Teil 1

Forum

Titelbild

S-Bahn am Berliner Hauptbahnhof

© _fla / #36115121 / www.depositphotos.com

327 Leserforum


Inhalt

Hauptbeiträge

Fahrzeugtechnik

361

Historie

328

G. Behrendt, T. Geyer, U. Grützner, U. Hempel

Umrüstung der DB-Lokomotiven BR 182 für den

Personenverkehr bei der DB Regio

Modification of the DB freight locomotives BR 182

for the regional rail transport at DB Regio

Modification des lokomotives fret du type BR 182

de la DB pour le traffic régional de la DB Regio

Fahrleitungsanlagen

364

100 Jahre Innovationen aus Genf für die

BLS Lötschbergbahn – Teil 2

ebElektrische Bahnen im Jahre 1964 – Teil 2

) 1000334 b)

Ax

TS

100

Ax

1000

TS

100

Nachrichten

372 Bahnen

FD

400

150

344

FD

400

150

G. Kirmaier, F. Kurzweil

Errichtung der Oberleitungsbauart 2.1 Wien – St. Pölten

Construction of overhead contact line type 2.1 on the

high-speed line Vienna – St Pölten

Montage de la caténaire de type 2.1 sur la LGV Vienne – St-Pölten

Bahnenergieversorgung

374 Energie und Umwelt

375 Berichtigungen und Nachträge

380 Impressum

U3 Termine

M. Aeberhard, E. Basler, F. Leu

Autotransformatorsystem für die Luino-Linie

Auto-transformer system for the Luino-Railway Service

Un système d’autotransformateur pour la ligne de Luino

355

r

S i

S j

P j

A. Zynovchenko, G. George, A. Stephan, S. Körner

Modellierung von Erdungs- und Rückleitungssystemen

elektrischer Bahnen

Modelling of earthing and return current systems of electric

railways

Modélisation de systèmes de mise à la terre et de circuit de

retour pour lignes électrifiées


Fokus Thema

Eröffnung der ersten Etappe der

Durchmesserlinie Zürich

Die Durchmesserlinie verläuft S-förmig zwischen Zürich-Oerlikon und dem Bahnhofsvorfeld des Zürcher

Hauptbahnhofs weiter bis Zürich Altstetten. Ab Juni durchfahren zunächst S-Bahn-Züge den

Weinbergtunnel. Mit Fertigstellung der Letzigrabenbrücke Ende 2015 sollen auch Fernzüge die neue

Strecke befahren.

Bild 1:

Zug der S14 in Zürich HB; im Hintergrund Treppenabgänge zum Bahnhof Löwenstrasse

(alle Fotos: Urs Wili).

Die Fahrgeschwindigkeiten in der Schweiz sind

vergleichsweise klein. Dafür wird das Netz zügig

ausgebaut und werden Bauvorhaben rasch umgesetzt.

Jüngstes Beispiel ist die Durchmesserlinie

(DML) in Zürich, deren zentrale Abschnitte, der

unterirdische Bahnhof Löwenstrasse und der fast

5 km lange Weinbergtunnel, am 15. Juni 2014 in

Betrieb gehen werden, obwohl die erste Idee zu

dieser Netzergänzung nur fünfzehn Jahre alt ist

(siehe Tabelle).

Natürlich war die eigentliche Bauzeit kürzer: Vorinvestitionen

wurden schon 2002, nur ein Jahr nach

der Volksabstimmung, in Angriff genommen und

der Spatenstich zu den Hauptarbeiten folgte 2007.

Ganz fertig wird die DML erst 2016, wenn auch alle

Zufahrten von Westen her, darunter die längste Brücke

der SBB, die Letzigrabenbrücke, in Betrieb genommen

werden [1]. Immerhin verfügt Zürich HB

mit den bereits bestehenden unterirdischen Bahnhofsteilen

SZU und Museumstrasse jetzt über zehn

unterirdische Perrons, zwei mehr als Stuttgart 21

dereinst haben wird.

Vorläufig werden die neuen Durchgangsgleise

31 bis 34, der Bahnhof Löwenstrasse, für den

S-Bahn-Verkehr genutzt. Ab 15. Juni werden die Linien

S2, S8 und S14 die neue Strecke befahren. Die

Taktzüge des Fernverkehrs machen Kopf auf den

alten Gleisen 3 bis 18 (Bild 1). Ab Dezember 2015

wird sich das aber ändern und auch Züge des Ost-

West-Fernverkehrs werden durch den Bahnhof Löwenstrasse

fahren. Dies wird eine Herausforderung

für den Taktfahrplan. Die heutigen Anschluss-Spinnen

funktionieren unter anderem dank der mindestens

6 min dauernden Wendezeiten. Wollte man

TABELLE

Meilensteine auf dem Weg zur Durchmesserlinie (Quelle: www.zvv.ch).

21.05.1999 Volksinitiative für den Bau eines zweiten unterirdischen Durchgangsbahnhofs

23.09.2001 Stimmvolk des Kantons Zürich genehmigt mit einem Ja-Anteil von 82 % einen Staatsbeitrag von 580 Mio. CHF

(40 %) an den Gesamtkosten von 1 450 Mio. CHF.

2002 bis 2004 Ausführung der Vorinvestitionen für den Bahnhof Löwenstrasse und Verlängerung der Gleise 4–9 in der Haupthalle

2003 Die SBB stimmen dem vom Kanton Zürich gewünschten vorzeitigen Ausbau der Passage Sihlquai zu.

2004 bis 2006 Plangenehmigungsverfahren für das Hauptprojekt

20.12.2006 Projektgenehmigung durch Bundesamt für Verkehr

20.09.2007 Erster Spatenstich für das Hauptprojekt und Beginn der Rohbauarbeiten am Bahnhof Löwenstrasse, am

Weinbergtunnel und an der Einbindung in Oerlikon

3.11.2010 Plangenehmigungsverfügung für den Ausbau Bahnhof Oerlikon

12.08.2013 Inbetriebnahme von Gleis 8 in Oerlikon

15.06.2014 Eröffnung des Bahnhofs Löwenstrasse und des Weinbergtunnels

Ende 2015

Inbetriebnahme der Gleisverbindung aus Richtung Westen (Bahnhof Altstetten) zum Bahnhof Löwenstrasse

320 112 (2014) Heft 6


Thema Fokus

das Gleiche mit den Gleisen des Durchgangsbahnhofs

erreichen, würde dessen Leistungsfähigkeit

unnötig beschnitten. Wegen der neuen Kapazitäten

ist das anfänglich noch kein Problem, mittelfristig

sind die Anschluss-Spinnen aber bedroht.

Beim avisierten Viertelstundentakt bei einzelnen

Fernverkehrsverbindungen werden sie sowieso an

Bedeutung verlieren.

Die Durchmesserlinie ist aber nicht nur betrieblich

interessant:

• Elegante Schräglifte verbinden die breiten unterirdischen

Bahnsteige mit dem Zwischengeschoss

und dem Kopfbahnhof auf Stadtniveau (Bild 2).

• Lange gläserne Lärmschutzwände fassen den tiefen

Einschnitt bei den neuen Gleisverbindungen

vor dem Bahnhof Oerlikon ein.

• Eine überhängende Stützmauer sorgt für möglichst

geringen Landbedarf für den Bahnverkehr

und ausreichend große Gärten vor den bestehenden

Häusern (Bild 3).

• Kurze, steile Rampen erlauben das kreuzungsfreie

Einfädeln der neuen Gleise in die bestehenden

Anlagen.

Besondere Maßnahmen bei der Fahrleitungsspeisung

und Rückstromführung sorgen für ungestörten

Betrieb der heiklen elektromedizinischen Apparate

im Untergeschoss des Universitätsspitals, das nur

wenige Meter über dem Weinbergtunnel liegt. Erste

Messungen scheinen die Wirksamkeit der Maßnahmen

zu bestätigen.

Diese Maßnahmen zur Reduktion der elektromagnetischen

Beeinflussungen sind ihrerseits wieder eine

Herausforderung an die Einhaltung der Grenzen der

Berührungsspannnungen. Die am 12. April 2014

durchgeführten Fahrten des Probebetriebs, zu denen

auch Pressevertreter geladen waren, wurden daher

auch zum Erfassen von Messdaten für den Nachweis

der Unbedenklichkeit verwendet.

Natürlich macht die Durchmesserlinie nicht alle

gleich glücklich: Mit ihrer S-Form gleicht sie der Demarkationslinie

zwischen Yin und Yang; sie ist Licht

und Schatten, schafft Kapazität aber auch Mehrverkehr,

verkürzt Reisezeiten auf direkten Verbindungen

und verlangt bei anderen Umsteigen, sie dient

zwar dem S-Bahnverkehr, wirkt sich aber auf den

Fahrplan bis nach Mailand aus.

Seit dem 7. April 2014 sind die Stellwerksanlagen

in Betrieb und es wird signalmäßig gefahren. Nach

Feldstärkemessungen mit dem Funkmesswagen

wurde am 9. April eine Evakuationsübung durchgeführt.

Übungsansatz war das Steckenbleiben zweier

vierteiliger Doppelstock-S-Bahn-Einheiten mit einem

Getriebeschaden. Dadurch konnte auch der Löschund

Rettungszug die Komposition nicht bewegen

und alle Fahrgäste mussten über die verschiedenen

Fluchtwege evakuiert werden. Es gelang sogar Rollstühle

hinauszuführen.

Bild 2:

Schräglift vom neuen Bahnsteig 33/34 zum Zwischengeschoss

und zur Stadtebene.

Bild 3:

Überhängende Stützmauer und hohe Glaswände im Einschnitt Oerlikon.

Die Schulung von insgesamt 5 000 Lokführern,

Zugverkehrsleitern, Zugbegleitern, Reiseverkäuferinnen,

Logistikern und des RailClean-Personals läuft

bereits seit einiger Zeit [2].

Noch in Arbeit ist der Ausbau der Ladenflächen im

Zwischengeschoss, und Anpassungen werden noch

vorgenommen an den Fahrgastinformationsanzeigen.

In Zürich Oerlikon sind die neuen Gleise 7 und 8

in Betrieb. Die anderen werden jetzt paarweise umgebaut

und erneuert.

Am 12. April fanden zwischen 7:20 Uhr und

09:00 Uhr Fahrten eines simulierten Regelbetriebs

statt. Ab 9:00 Uhr wurde ein gestörter Betrieb getestet

mit verspäteten Zügen, Halt und Wiederanfahrt

112 (2014) Heft 6

321


Fokus Thema

ein teilweise besetztes Gleis. Beim Pressezug sorgte

ein supponierter Schwan im Tunnel für den gewollten

unfreiwilligen Aufenthalt und eine mit ungläubigem

Lachen quittierte Lautsprecherdurchsage.

Der Aufenthalt war immerhin lang genug für ein

Bild aus dem Führerstand. Man sieht die konventionelle

Signalisierung, die Schallabsorber an den

Tunnelwänden, den Übergang von der Stromschiene

zum Kettenwerk und von der festen Fahrbahn

zum Schottergleis (Bild 4). Nicht zu sehen ist die

Neigungstafel. Hier ist aber eine der steilsten Stellen

der Durchmesserlinie. Die Wiederanfahrt war aber

völlig problemlos.

Urs Wili, Bern (Schweiz)

Bild 4:

Blick aus dem Führerstand beim Halt vor der Ausfahrt aus dem

Weinbergtunnel.

in den Steilstrecken mit rund 35 ‰, Fahrt mit reduzierter

Traktionsleistung, Trennen und Vereinigen

von Zügen, Fahrtrichtungswechsel und Einfahrt auf

Literatur

[1] SIA, TEC21 Nr 48, 23.11.2012 Durchmesserlinie II, Seite

16ff. Schritt für Schritt über das Gleisfeld.

[2] Das grosse Üben vor der Eröffnung. In: SBB, Unterwegs

03/2014, S.14ff.

Traktionsenergiebilanz mit

Rückspeisung im DB-Netz im Jahr 2013

Im Jahr 2013 hat die DB Energie netto 10 TWh an elektrisch fahrende Eisenbahnverkehrsunternehmen

in Deutschland geliefert, nachdem diese insgesamt 11 % der zunächst abgenommenen

Energie rückgespeist hatten.

14 %

20 %

8 %

2 %

24 %

32 %

16 %

11 %

7 %

1 %

30 %

2012 2013

35 %

EE Steinkohle Kernenergie Braunkohle Erdgas Sonstige

Bild 1:

Bahnenergiemix für elektrischen Zugbetrieb im DB-Netz 2012 und 2013.

Der Geschäftsbericht der DB für 2013 nennt Zahlen

zum Traktionsenergieumsatz in dem Jahr. Danach

hat die DB Energie an Eisenbahnverkehrsunternehmen

(EVU) in Deutschland 10,2 TWh elektrische Traktionsenergie

geliefert (Vorjahreswert 10,4 TWh), und

zwar an die konzerneigenen EVU DB Fernverkehr,

DB Regio und DB Schenker Rail Deutschland sowie an

fremde EVU. Dabei sind zu DB Regio auch die DC-

S-Bahnen Berlin und Hamburg gezählt, deren anteiliger

Gesamtbedarf sich zu etwa 0,5 TWh/a abschätzen

lässt. Die Zahl bedeutet den Nettowert, das

heißt den Saldo aus denjenigen Energiemengen, die

die elektrischen Triebfahrzeuge (Tfz) aus den Oberleitungen

oder Stromschienen entnommen und die

sie dorthin zurückgespeist haben. Soweit Tfz nicht

mit Energiezählern ausgerüstet sind wie bei den beiden

DC-S-Bahnen und älteren AC-Lokomotiven von

Privatbahnen, sind die Mengen nach üblichen energiewirtschaftlichen

Regeln ermittelt. Nicht enthal-

322 112 (2014) Heft 6


Thema Fokus

ten sind die Bezugsmengen von Zugvorheizanlagen

und Weichenheizanlagen aus dem Oberleitungsnetz

15 kV 16,7 Hz, die je nach Jahreswetterverlauf um

0,2 TWh/a schwanken.

Der Bahnenergiemix, der die Anteile der für die

Traktionsenergie eingesetzten Primärenergiearten

kennzeichnet, hat sich gegenüber dem Vorjahr ganz

erheblich geändert (Bild 1): Während die Anteile der

Steinkohle geringfügig und diejenigen von Kernenergie,

Braunkohle und Erdgas um je rund ein Fünftel

geschrumpft sind, ist der Anteil sich erneuernder

Energien (EE) auf das 1 1 /2-fache gestiegen. Letzteres

ist, neben höherem EE-Anteil im umgewandelten

50-Hz-Mix, durch Direkteinkauf umzuwandelnder

50-Hz-Wind- und Wasserenergie entstanden

(eb 6-7/2013, S. 455). Dieser Trend wird sich fortsetzen

mit weiteren 0,9 TWh/a ab 2014 und 0,6 TWh/a

ab 2015, beides aus Wasserkraft (eb 11/2011,

S. 567; eb 12/2012, S. 705).

Mit den im Geschäftsbericht genannten Daten

lässt sich ausrechnen, dass sich die 10 TWh auf die

drei DB-EVU und als verbleibende Differenz auf die

fremden EVU so verteilt haben wie in Bild 2 dargestellt.

Dabei sind die drei DB-Werte wegen einstelliger,

also mehr oder weniger stark gerundeter

Ausgangszahlen auf ±1 %-Punkt und somit der

Fremd-Wert entsprechend ungenau zu sehen.

Als Energierückspeisequoten des elektrischen

Zugbetriebs im Jahr 2013 werden genannt:

• DB Fernverkehr 11 %

• DB Regio 14 %

• DB Schenker Rail Deutschland 6 %

Mit dem Vorbehalt zur ganzzahligen Rundung,

die sich bei der einstelligen Zahl stärker auswirken

kann, zeigt Tabelle 1 einen Zuwachs der Quoten gegenüber

2011 bei allen drei EVU und auch bei der

gewichteten DB-Quote um jeweils rund einen Prozentpunkt;

anders als in Tabelle 3 in [1] sind bei DB

Regio und im DB-Gesamtwert jetzt die beiden DC-

S-Bahnen einbezogen. Zu den Spalten 1 gilt, dass

bis auf die Doppelzählung der ICE 1 alle Stückzahlen

ungewichtet addiert sind, also ungeachtet der Leistungsdaten

und der Einsatzverhältnisse.

Die Entwicklung der Rückspeisequoten ist differenziert

zu betrachten. DB Fernverkehr fährt mit

der komplett rückspeisefähigen ICE-Flotte und nur

noch wenigen Lokomotiven ohne 3AC-Antrieb

(eb 5/2014, S. 246–247) praktisch schon in der

Sättigungsasymptote. Dabei ist die Rückspeisequote

für 2013 sicherlich durch das Elbe-Hochwasser

im Juni und die Monate dauernde Sperrung

der Schnellfahrstrecke Berlin – Wolfsburg

gedrückt worden (eb 10/2013, S. 568), die großräumige

Umleitungen erforderte. Bei solchen Betriebsstörungen

und -behinderungen muss bei

den Bahnen das Bemühen um Pünktlichkeit vor

dem um Wirtschaftlichkeit gehen.

112 (2014) Heft 6

DB

Fernverkehr

TABELLE 1

22 %

19 %

DB Regio

22 %

37 %

DB Fremdunternehmen

Schenker Rail

Bild 2:

Relativanteile der Eisenbahnverkehrsunternehmen an Gesamt-

Nettoabgabe der DB Energie 2013.

Flottenanteile rückspeisefähiger Triebfahrzeuge (1) und Rückspeisequoten

(2) der DB-Verkehrsunternehmen, gerundete Werte in %.

Triebzüge ICE 1 doppelt gezählt, DB Regio mit DC-S-Bahnen

Fernverkehr Regio Schenker Rail

Deutschland

Bei DB Schenker Rail und bei DB Regio ist der

Anstieg der Quote dem des Flottenanteils rückspeisefähiger

Triebfahrzeuge gefolgt. Mit immer

noch hohen Stückzahlen bewährter und robuster

Lokomotiven mit klassischer Technik liegen die beiden

EVU bei dieser Kennzahl angenähert gleichauf

(eb 1-2/2014, S. 14–15) und haben somit relativ

noch ähnlich hohes Rückspeisepotenzial in der

Hinterhand. Absolut und konzernbezogen ist das

aber beim Güterverkehr begrenzt, bedingt durch

dessen extrem niedriges Verhältnis von Antriebszu

Laufradsätzen. Dagegen hat der Regionalverkehr

das meiste, aufgrund der bis 8/10 reichenden

Triebzug-Antriebskonfigurationen spezifisch überdurchschnittlich

hohe Potenzial, sowohl absolut

wie unternehmens- und konzernbezogen.

Die Fremd-EVU fahren im Güterverkehr überwiegend

und im Regionalverkehr fast nur mit rückspeisefähigen

Tfz, während sie im Fernverkehr noch keine

nennenswerte Rolle spielen.

Be

[1] Graßmann, S.; Behmann, U.: Bahnenergiemessung und

-rückspeisung bei den DB-Verkehrsunternehmen. In:

Elektrische Bahnen 112 (2014), H. 4, S. 168–171.

Summe DB

1 2 1 2 1 2 1 2

2011 93 10 60 13 63 5 65 10

2013 94 11 67 14 72 6 71 11

323


Fokus Praxis

S-Bahn Berlin im Jahr 2013

Die S-Bahn Berlin hat sich weiter stabilisiert. Die Triebzug-Altbaureihen 480 und 485 werden vielleicht

für Weiterbetrieb bis 2023 ertüchtigt.

Bild 1:

S-Bahn Berlin, Langzug aus drei Viertelzügen Baureihe 481+482 auf Stadtbahn von Alexanderplatz

nach Hackescher Markt, Blick vom Fernsehturm (Foto: DB/David Ulrich).

Bild 2:

S-Bahn Berlin, Vollzug aus zwei Viertelzügen Baureihe 485+885 Baujahre 1985 bis 1992

(Foto: DB/Rolf Kranert).

Auf der Bilanzpressekonferenz der S-Bahn Berlin

(Bild 1) Anfang Mai 2014 wurden positive Zahlen bekannt

gegeben. Danach hat das Unternehmen 2013

mit 402 Mio. Fahrgästen so viele wie noch nie befördert,

bei den Bestellerentgelten weniger Abzüge hinnehmen

müssen als in den Vorjahren und nach vier

Jahren Verlust wieder 43 Mio. EUR Gewinn gemacht.

Die durchschnittliche Pünktlichkeit 2013 lag mit

93,5 % zwar über dem Vorjahreswert 88,6 %, aber

immer noch unter den verkehrsvertraglichen 96 %.

Neben Störungen an Weichen, Signalanlagen und

Fahrzeugen beklagt das Unternehmen hier als Ursache

zunehmende Eingriffe Dritter in den Bahnbetrieb.

Unbefugtes Betreten der Gleisanlagen, Einoder

Aussteigeversuche nach der Zugabfertigung

und „schlichte Fahrlässigkeit beim Umgang mit

einfachsten Verhaltensregeln bei der Benutzung von

Eisenbahnfahrzeugen“ hätten zu manchmal stundenlangem

Stillstand im Netz geführt. Mit breiter

Öffentlichkeitsarbeit, auch zusammen mit der Bundespolizei,

versucht man hier gegenzusteuern.

Die Gesamtmitarbeiterzahl war 2013 mit 3 085

etwas höher und die Zahl der Leiharbeitnehmer mit

185 deutlich niedriger als 2012. Beim Bereich Triebfahrzeugführer

(Tf) sind mit derzeit 1 006 Kräften

letzte Lücken geschlossen worden, während bei Fahrdienstleitern

noch weitere Ausbildungen und Schulungen

notwendig sind. In der Fahrzeuginstandhaltung

hatten niedrige Revisionszahlen 2013 weniger

Personal erfordert, was sich 2014 wieder umkehrt.

Die Instandsetzung der 2011 wieder eröffneten

Betriebswerkstatt Friedrichsfelde mit 15 Mio. Investitionen

wird bis 2016 abgeschlossen, und für eine neue

Außenreinigungsanlage wurden 5 Mio. EUR bereitgestellt.

Die Projekte werden aus Eigenmitteln finanziert.

Nachdem eine externe Expertengruppe den Weiterbetrieb

der Alt-Baureihen (BR) 480.0+480.5 und

485+885 (Bild 2) über den 2017 auslaufenden Verkehrsvertrages

hinaus als technisch und wirtschaftlich

möglich bescheinigt hat (eb 12/2013, S. 789–790), ist

auf Grundlage ihres Berichtes ein Stabilisierungsprogramm

erstellt und mit dem Eisenbahn-Bundesamt

(EBA) schon teilweise abgestimmt worden. So müssten

alle Viertelzüge (Vz) 485+885 nochmals neue Radsatzwellen

bekommen; weitere Ertüchtigungsmaßnahmen

würden ab 100 Mio. EUR aufwärts kosten.

Für die Länder Berlin und Brandenburg könnte

dies eine Alternative zu Neufahrzeugen des künftigen

Betreibers sein, die wahrscheinlich nicht mehr

bis 2017 verfügbar sein können. Die Sache soll den

Bestellern als Basis für eine Übergangsvereinbarung

vorgelegt werden. Bei einem Auftrag könnten die Arbeiten

zum Jahresende beginnen.

Die neue Zugsicherung ZBS (eb 8-9/2010, S. 411)

soll im Nord-Süd-Tunnel bei seiner Sanierung 2015

installiert werden, und die Ausrüstung aller übrigen

Strecken soll bis zum Jahreswechsel 2023/2024

abgeschlossen sein. Weil die BR 480.0+480.5 und

485+885 auf keinen Fall mehr damit ausgerüstet

werden, steht das Ende ihres eventuell verlängerten

Betriebseinsatzes zum 31 Dezember 2023 fest. Umgekehrt

müssen die von 2019 bis 2023 zu liefernden

voraussichtlich 190 neuen Vz noch die mechanische

Fahrsperrenausrüstung bekommen.

Be

324 112 (2014) Heft 6


Report Fokus

100 Jahre Innovationen aus Genf für die

BLS Lötschbergbahn – Teil 1

nach Vortrag Christian Vetterli, Product Manager, ABB Sécheron AG, Genf, auf der ETG-

Fachtagung 100 Jahre Hochleistungstraktion – 100 Jahre Lötschbergbahn in Spiez im Juni 2013

Nach dem Dachtransformator für die Niederflurtriebzüge

NINA entwickelte ABB Sécheron den ersten

betriebsreifen Mittelfrequenzübertrager für 15 kV

Eingangsspannung. Das Konzept soll langfristig die

klassischen Haupttransformatoren ersetzen.

Triebzüge NINA

Eine weitere Pionier- und Rekordleistung von ABB

Sécheron war der Haupttransformator für die erste

Generation Niederflur-Nahverkehrstriebzüge RABe

525 NINA (Bild 1). Ab 1998 bekam die BLS 36 teils

drei- und teils vierteilige dieser Züge und weitere

wurden für andere Privatbahnen gebaut. Unabhängig

von der Antriebskonfiguration 4/8 oder 4/10 versorgt

ein Transformator auf einem Endwagen je eine

Traktionsausrüstung für zwei Fahrmotoren im selben

und im anderen Endwagen. Soweit bekannt, ist es

der weltweit schwerste auf dem Fahrzeugdach montierte

Transformator (Bild 2).

Die historisch entstandene niedrige Frequenz 16 2 /3 Hz

war gegenüber 50 Hz vorteilhaft für die Kommutie-

Bild 1:

BLS-Triebzug RABe 525 NINA auf Lötschberg-Nordrampe talwärts

(Foto: Bernhard Studer, 2009).

Antriebsleistung 1 000 kW, Höchstgeschwindigkeit 140 km/h

Bild 2:

Transformator für 15 kV 16 2 /3 Hz 1 MVA für Dachmontage auf BLS-Triebzug

RABe 525, Masse 4,0 t (Foto: ABB).

Bild 3:

Demonstrator PETT 1 für 15 kV 16 2 /3 Hz 1,2 MVA, Masse 4,5 t (Foto: ABB).

112 (2014) Heft 6

Bild 4:

SBB-Rangierlokomotive Ee 3/3 IV als PETT-1-Erprobungsträger Ee 933 001

(Foto: ABB).

325


Fokus Report

rung der 1AC-Reihenschlussmotoren, aber die Transformatormasse

stieg dabei gegenläufig stark an. Ziel musste

es sein, diesen Nachteil wieder zu beseitigen.

Kapitaldienst

20 %

Mittelfrequenzübertrager PETT

7 %

Instandhaltung

Die Zukunft der Traktionsausrüstung für AC-Triebfahrzeuge

heißt Power Electronics Traction Transformer

(PETT). Das Projekt wurde 2000 eingeleitet und es

war ein langer Weg, bis nach zwölf Jahren Arbeit der

Demonstrator PETT 1 betriebsbereit war (Bild 3). Sein

Aufbau und seine Funktion sind in [1] beschrieben.

Er wurde im Frühjahr 2011 auf einer SBB-Rangierlokomotive

Ee 3/3 IV als Erprobungsträger installiert und

arbeitete mit dieser im Bahnhof Genf Cornavin an

15 kV von Februar 2012 bis Mai 2013 (Bild 4). Dann

wurde die Betriebserprobung nach 13 000 km Laufweg

beendet, und die Lokomotive steht seit Juli 2013

im Verkehrshaus der Schweiz in Luzern.

In der Tabelle 1 stehen einige Daten und Merkmale

der PETT-Technologie im Vergleich zur konventionellen

Technik, wobei die geringeren Geräuschemissionen

auffallen. Die Energieeffizienz ist bei Volllast

schon beachtlich höher, bei Teillast allerdings noch

eine Herausforderung. Dieser Komplex wird immer

wichtiger, wie das LCC-Beispiel in Bild 5 zeigt. Ziel

73 %

Energie

Bild 5:

Lebenszykluskosten Antriebsstrang Transformator – Umrichter

– Fahrmotoren für 18 Jahre S-Bahnfahrspiele Zürich – Aarau –

Zürich mit SBB-Energiekosten 0,125 CHF/kWh (Grafik: ABB).

ist, je nach Fahrspielen bis 15 % weniger Energiebedarf

zu erreichen.

Der nächste Schritt ist, in 2016 ein 15-kV-Pilotprojekt

für Dachmontage zu haben, die bis 1,6 MW

möglich ist. In Aussicht genommen ist danach die

Weiterentwicklung für 25 kV, was viel höhere Schaltfrequenzen

erfordert als 1,75 kHz beim PETT 1; angestrebt

werden 5 bis 10 kHz.

AC

1 2

1~ =

= 3~

3

M

3~

AC

AC

3 2 3 1

1

3 2 3

4 3

1~ = =

= = 3~

M

3~

4

AC

4

5 5 5 5

3 6 3 3 6 3

Bild 6:

Traktionsstrang heute und morgen (Grafik: ABB).

1 Haupttransformator für Niederfrequenz oder Industriefrequenz

2 Hauptumrichter aus 1AC-Vierquadrantensteller, DC-Zwischenkreis und 3AC-Umrichter

3 Fahrmotoren

4 Mittelfrequenzübertrager

5 DC-Sammelschiene

6 Umrichter DC/3AC

326 112 (2014) Heft 6


Report Fokus

Endziel ist der Einsatz in Hochleistungstriebzügen.

Dabei können die künftigen Antriebsstränge aus

PETT-Blöcken und einer DC-Zugsammelschiene bestehen,

aus der die 3AC-Traktionsumrichter versorgt

werden (Bild 6). Das Konzept bietet hohe Flexibilität

für verteilte Antriebe bei vereinfachter Redundanz,

DC-Fahrleitungen können über Eingangssteller in

diese Sammelschiene speisen.

Anmerkung: Teil 2 dieses Berichts, der die Entstehung

von SAAS und ihre Pionierleistungen für die BLS behandelt,

steht in diesem Heft unter der Rubrik Historie.

Be

Literatur

[1] Be: Erster Mittelfrequenz-Traktionstransformator im Betriebseinsatz.

In: Elektrische Bahnen 110 (2012), H. 8-9,

S. 408–413; H. 10, S. 577.

TABELLE 1

Vergleich technischer Daten und Merkmale.

16 2 /3-Hz-Transformator

und

IGBT-Umrichter

Mittelfrequenzübertrager

Leistungsdichte MVA/t 0,20 ... 0,40 0,44 ... 0,57

Kupferbedarf kg/MVA ≈500 ≈70

Ölmenge l/MVA 500 ... 700 ≈200

Wirkungsgrad

bei Volllast

bei Teillast

Netzverhalten

Einschaltstromfaktor 1

EMV-Ansprüche

%

%

89 ... 92

gut

5 ... 10

hoch

96,5

herausfordernd


Fahrzeugtechnik

Umrüstung der DB-Lokomotiven BR 182

für den Personenverkehr bei DB Regio

Gerd Behrendt, Cottbus; Thomas Geyer, Ulrich Grützner, Erlangen; Ulrich Hempel, Leipzig

Das Zusammentreffen des Rückgangs der Transportmengen im Güterverkehr in 2009 mit einem

Mehrbedarf an Lokomotiven für den Personennahverkehr führte innerhalb des DB-Konzerns zu dem

Beschluss, die für den Güterverkehr beschafften Lokomotiven BR 182 gemäß den Anforderungen des

Nahverkehrs umzurüsten. Nach Definition des Umrüstumfangs fanden beim Hersteller die Umbaumaßnahmen

statt. Inzwischen sind die Lokomotiven bei DB Regio umgerüstet im Einsatz.

MODIFICATION OF THE DB FREIGHT LOCOMOTIVES BR 182 FOR THE REGIONAL RAIL TRANSPORT

AT DB REGIO

The coincidence of the decline in the quantities of transported freight in 2009 with an additional

need for commuter locomotives within the DB group resulted in the decision to convert

the procured freight locomotives BR 182 in accordance with the requirements for short distance

(passenger) service. According to the definition of the scope of the conversion, the reconstruction

works took place at the manufacturer site. Meanwhile, these converted locomotives are in

revenue service at DB Regio.

MODIFICATION DES LOKOMOTIVES FRET DU TYPE BR 182 DE LA DB POUR LE TRAFFIC RÉGIONAL

DE LA DB REGIO

La coïncidence de la régression du transport de marchandises en 2009 avec un besoin supplémentaire

de locomotives pour le trafic régional a conduit, dans le groupe DB, à la décision de modifier

les locomotives BR 182, achetées pour le transport de marchandises, selon les exigences du trafic

régional. Après la définition du volume de transformations, les modifications ont eu lieu chez le

fabricant. Depuis, les locomotives modifiées sont en service chez DB Regio.

1 Einführung

Die Lokomotiven der Baureihe (BR) 182 gehören

technisch zur Siemens-Lokomotivplattform

ES64U2, die aus der ÖBB-Reihe 1016/1116 hervorgegangen

ist. Sie wurden im Rahmen einer

Wandlung des für die BR 152 laufenden Auftrages

des damaligen Geschäftsbereichs DB Cargo der

Deutschen Bahn beschafft und für den länderübergreifenden

Verkehr Deutschland – Österreich bis

230 km/h angepasst (Bild 1).

Ab der Betriebsaufnahme der ersten Lokomotive

im Juli 2001 war die BR 182 im schnellen Güterverkehr

eingesetzt und verrichtete dort ihren Dienst

zuverlässig. Nach einem Rückgang der Transportmengen

im Jahre 2009 entstand allerdings bei der

Güterverkehrssparte der Deutschen Bahn AG, inzwischen

Railion, heute DB Schenker Rail, ein Überschuss

an Lokomotiven. Als Folge daraus wurde im

Herbst 2009 ein möglicher Einsatz dieser im Güterverkehr

überzähligen Lokomotiven im Regional- und

S-Bahnverkehr bei der DB Regio AG erwogen.

Nach erfolgreichen Testfahrten übergab Railion

erste Lokomotiven im Dezember 2009 an DB Regio,

Region Nordost. Die DB Regio beauftragte im März

2010 schließlich bei der Siemens AG die für ihren Regional-

und S-Bahnverkehr notwendige Umrüstung

der Lokomotiven.

2 Anlass für Lokomotivumbau

Ursprünglich waren die Lokomotiven BR 182 für den

universellen Einsatz im schweren Güterzug- und

schnellen Reisezugbetrieb konzipiert. Insofern waren

die speziellen Ausrüstungsdetails, die heute für

einen modernen Regional- und S-Bahnverkehr und

somit für den Betrieb bei der DB Regio typisch und

Standard sind, nicht erforderlich und nicht vorhanden.

Für den neuen Verwendungszweck mussten sie

daher nachträglich definiert, konstruktiv ausgearbeitet

und in allen 25 Lokomotiven realisiert werden.

Gleichzeitig war eine einfache technische Rückrüstbarkeit

unter Werkstattbedingungen zu integrieren,

um auch weiterhin die Möglichkeit zu haben, diese

Lokomotiven wieder im DB-Güterverkehr oder

-Fernverkehr einzusetzen.

Nach der Übereignung der ersten fünf Lokomotiven

BR 182 an die DB Regio wurden diese noch ohne Um-

328 112 (2014) Heft 6


Fahrzeugtechnik

bau auf der Verbindung Cottbus – Leipzig eingesetzt,

und zwar als Ersatz für damals in der Folge von Lieferverzögerungen

noch fehlende Nahverkehrstriebzüge.

Ab Dezember 2010 übernahmen weitere Lokomotiven

auf der Strecke Eisenach – Erfurt – Halle

Leistungen von Lokomotiven der BR 143. Die Verspätungsanfälligkeit

der betreffenden Züge konnte

damit durch die Geschwindigkeitsanhebung auf

140 km/h und durch die wesentlich bessere Beschleunigung

verringert werden. In diesen Einsätzen

bestätigte sich die grundsätzliche Eignung der

BR 182 für den Nahverkehr.

Vorübergehend waren Lokomotiven in einem

dreitägigen Umlauf an DB Fernverkehr verliehen.

3 Umfang der Umrüstung

3.1 Übersicht

Alle 25 Lokomotiven wurden mit einem als Regiopaket

bezeichneten Umbauprogramm insbesondere

für den Einsatz in Zügen mit Doppelstockwagen ab

Baujahr 1994 (DoSto 94) und mit Bestandssteuerwagen

der Bauart (BA) 761 bis 767 von DB Regio

ausgerüstet.

Das Regiopaket umfasste die folgenden Funktionspakete:

• Zeitmultiplexe Traktionssteuerung (ZWS/ZMS/

ZDS) zur Anpassung der Traktionssteuerung

an aktuelle Fahrzeugeinsatzbedingungen der

DB Regio

• Technische Einrichtungen für SAT/TAV/TB0 über

Frequenzmultiplexe Zugsteuerung (FMZ) und

Informations- und Serviceleitung (IS)-Leitung

• Fahrgastinformationssystem über das Integrierte

Bordinformationssystem (IBIS-Bus)

• Notbremsüberbrückung und ep-Bremse

• Assistenzsystem Energie sparendes Fahren

• Schaltung zum aufgerüstet Abstellen

• Unterbrechungsfreie Zugsammelschienen-

Versorgung

3.2 Zeitmultiplexe Traktionssteuerung

(ZWS/ZMS/ZDS)

Die zeitmultiplexe Wendezug-/Mehrfachtraktionssteuerung

ist das bei der DB verwendete Übertragungsmedium

für die Zugsteuerung zwischen einem

Steuerwagen und einer Lokomotive oder zwischen

Lokomotiven untereinander im Zugverband. Als

physikalisches Übertragungsmedium werden die

UIC-Adern 10 und 11 der IS-Leitung verwendet.

Die Lokomotiven der BR 182 können auf Basis der

konventionellen Zugkonfiguration Lokomotive und

Wagenzug damit folgende Betriebsfälle abdecken:

Bild 1:

Lokomotive BR 182 im Erstauslieferzustand in 2001 (alle Fotos: Siemens).

• Wendezugsteuerung ZWS: Ein Steuerwagen führt

eine Lokomotive der BR 182

• Mehrfachtraktionsteuerung ZMS: Eine Lokomotive

BR 182 führt eine oder mehrere andere

Drehstromlokomotiven der DB (außer BR 120)

und umgekehrt

• Doppeltraktion ZDS120: Eine Lokomotive BR 182

führt eine Lokomotive BR 120 und umgekehrt

3.3 Technische Einrichtungen für

SAT/TAV/TB0

Die bereits bestehende Steuerung für die Türblockierung

bei 0 km/h (TB0) wurde um die beiden bei der DB

Regio üblichen Verfahren der technikbasierten Abfertigung

(TAV) und der Selbstabfertigung durch den Triebfahrzeugführer

(SAT) erweitert. Hierzu wurden folgende

Komponenten zusätzlich eingebaut oder ersetzt:

• in jedem Führerraum

––

Wahlschalter Türfreigabe im Pult, ersetzt durch

DB-Ausführung

––

Leuchtmelder SAT beidseitig oberhalb der

Frontfenster an den außenseitigen Befestigungen

der Sonnenrollos

––

Leuchtmelder TAV im Modularen Führerraumanzeigegerät

(MFA)

• im so genannten Regioschrank

––

Schalter Überbrückung Traktionssperre, nur für

den Störungsfall, daher verplombt

––

Betriebsartenwahlschalter für Aktivierung der

Einrichtungen zum gewählten Abfertigungsverfahren

––

Leitungsschutzschalter (LSS) zur Überwachung

von mehrfachem Zugschluss

112 (2014) Heft 6

329


Fahrzeugtechnik

Die Funktionen zu den genannten Verfahren und

Einrichtungen der zugweiten Türsteuerung wurden

zudem als Softwarepaket auf den betroffenen rechnergestützten

Einrichtungen realisiert.

Die praktische Anwendung der Türsteuerungsverfahren

im Betrieb richtet sich nach den Regelungen der DB

Regio unter der Prämisse der Verwendung des sicherheitstechnisch

wirksamsten Systems, welches auf allen

Fahrzeugen des jeweiligen Zugverbandes installiert ist.

3.4 Fahrgastinformationssystem über

IBIS-Bus

Die Bedienelemente des Fahrgastinformationssystems

(FIS) im Führerraum, wie Bedienteil FT95, Schwanenhalsmikrofon

für Durchsagen im Zug, Taster

Fortschaltung Haltestelle und Fahrgastsprechwunsch,

sind zentral auf dem Führerpult links oberhalb des

Zugfunkdisplays angeordnet (Bild 2). Der FIS-Zentralrechner

UKR2-L befindet sich im Regioschrank.

Im Bereich der im Führerraum linken Frontscheibe

war die Zugzielanzeige anzuordnen (Bild 3). Die

Anzeigentexte werden über das FIS-Bedienteil FT95

eingegeben.

Die Signalübertragung des IBIS-Bus übernehmen

die Adern 17/18 der IS-Leitung.

3.5 Notbremsüberbrückung und

ep-Bremse

Die Lokomotiven sind mittels einer separaten Baugruppe,

die über I/O-Module mit der Fahrzeugleit ebene

kommuniziert, mit Notbremsüberbrückung der Funktionalität

NBÜ 2004 und einer elektropneumatischen

Bremse (ep-Bremse) nach UIC 541-5 ausgerüstet.

Für die Integration von NBÜ2004/ep wurde das

bestehende Bremssystem durch ein Steuergerät der

Firma Rexxon GmbH erweitert. Dieses Steuergerät

übernimmt die Aufgabe der Erzeugung, Verarbeitung

und Übertragung von Meldungen und Befehlen

zur Steuerung der NBÜ2004/ep und stellt über

die 9-adrige Steuerleitung die Verbindung von der

Lokomotive zum Wagenzug her. Das Steuergerät hat

keine direkte Anbindung an den Multifunction Vehicle

Bild 2:

FIS-Bedienteil FT95; der noch mit der vorläufigen Beschriftung Notruf gezeigte

Leuchtdrucktaster trägt jetzt die endgültige Bezeichnung Fahrgastsprechwunsch.

Bild 3:

Anordnung der Zugzielanzeige an der gewölbten Frontscheibe.

Bild 4:

Bedieneinrichtung für Notbremsüberbrückung/elektropneumatische

Bremse.

330 112 (2014) Heft 6


Fahrzeugtechnik

Bus (MVB) der Lokomotivsteuerung, sondern ist über

I/O-Module einer SIBAS-KLIP-Station eingebunden.

Innerhalb des Systems Notbremsüberbrückung/ep

sind verschiedene Betriebsarten wählbar. Dazu ist in

jedem Führerraum seitlich am Rückwandschrank die

Bedieneinrichtung der NBÜ 2004 angebracht (Bild 4).

Die folgenden drei Betriebsstellungen sind möglich:

• Aus

• NBÜ2004: Notbremsüberbrückung und ep-

Bremse nach UIC 541-5 sind aktiv, Überwachung

Meldung Fahrgastnotbremse und elektrische

Steuerleitung

• UIC-ep: ep-Bremse aktiv

Für die elektrische Verbindung zum Wagenzug erhielt

die Lokomotive an beiden Lokomotivenden

zwei Kupplungsdosen für die 9-adrige Steuerleitung

nach UIC 541-5 (Bild 5).

Zur Prüfung der ep-Bremse ist an den beiden Einstiegen

am Längsträger je eine ep-Prüfeinheit angebaut

(Bild 6).

Die Fahrzeuge haben ergänzende Bremsanschriften

erhalten, wobei die Kennzeichnung NBÜ System

DB, da im Regiobetrieb nicht aktiv, aber ausgekreuzt,

erhalten bleibt (Bild 7).

Bild 5:

Frontbereich der Lokomotive mit Anordnung der beiden

9-poligen Kupplungsdosen.

3.6 Assistenzsystem Energie sparendes

Fahren

Das System für Energie sparendes Fahren (ESF) basiert

auf der Nutzung von Fahrplanreserven durch einen

frühzeitigen Übergang in Ausrollabschnitte, optimiert

durch Assistenz- und Steuerungssysteme. Hierzu wurden

die Lokomotiven der BR 182 mit einer Ortungseinheit

der Firma Cognid und einer Kathrein-Antenne mit

Verstärker ausgerüstet. Die Ortungseinheit befindet

sich im Regioschrank, die Antenne auf dem Dach.

Das Ortungssystem erfasst über den integrierten

GPS-Receiver sehr genau die aktuelle Position der Lokomotive

und gleicht diese mit dem Fahrplansystem

EBuLa ab. Damit kann das Streckenprofil im weiteren

Verlauf berücksichtigt und damit dem Triebfahrzeugführer

ein Vorschlag für die zu fahrende Geschwindigkeit

angezeigt werden.

Bild 6:

Prüfeinheit für elektropneumatische Bremse.

3.7 Schaltung zum aufgerüstet Abstellen

Mit der Funktion Aufgerüstet Abstellen wird der Abstellbetrieb

technisch so unterstützt, dass wiederkehrende

Kontrollen der Lokomotive durch das Betriebspersonal

weitestgehend entfallen können.

Bei aktivierter Funktion erhält eine vorbestimmte

Betriebsstelle des Betreibers auf eine von ihm hinterlegte

Nummer im Störungsfall über das Zugfunkgerät

eine SMS, die auf eine technische Störung am

Triebfahrzeug während des Abstellbetriebes hinweist.

Bild 7:

Bremsanschrift am Langträger hinsichtlich NBÜ/ep-Bremse.

112 (2014) Heft 6

331


Fahrzeugtechnik

3.8 Unterbrechungsfreie Zugsammelschienen-Versorgung

Mit der Realisierung der Funktionalität Unterbrechungsfreie

Zugsammelschiene wird bei jeder

Zugwende im Wendezugbetrieb auch bei nach

0 verlegtem Richtungsschalter die Zugsammelschienenversorgung

inklusive der Fahrgastraumklimatisierung

und Wagenbatterieladung beibehalten.

Voraussetzung für eine uneingeschränkte

Nutzung ist unter anderem ein baureihen-/bauartspezifisches

Software-Update der ZWS der

beteiligten Führungsfahrzeuge Lokomotive und

Steuerwagen im Zug.

4 Umrüstung der Lokomotiven

4.1 Umbauorganisation

Die Umbauarbeiten fanden im Siemens-Lokomotivwerk

München-Allach statt. Für den Umbau der

Lokomotiven einschließlich der erforderlichen Zulassungsaktivitäten

stand der kurze Zeitraum vom

6. September 2010 bis 2. November 2011 zur Verfügung.

Um das ambitionierte Projektziel trotz der

hohen technischen Komplexität und des Umbauaufwandes

an den Lokomotiven zu erreichen, wurden

alle Projektbeteiligten von Anfang an in hohem

Maße eingebunden.

Beispielhaft seien hier folgende Maßnahmen aufgeführt:

• Einbindung des Eisenbahnbundesamtes (EBA) als

Zulassungsbehörde in das Vorhaben und Abstimmen

einer Zulassungsstrategie. Diese wurde vom

EBA über die gesamte Projektlaufzeit begleitet

und umgesetzt.

• Einbindung und Terminabstimmung mit Fachkräften

für die erforderlichen funktionalen sowie

bremstechnischen Gutachten.

• Unverzüglicher Start der Konstruktionsarbeiten

mit dem Ziel, in kurzer Zeit eine erste umgebaute

Lokomotive als Prototyp für Versuche, Tests,

Kundenpräsentationen und Abstimmungen zur

Verfügung zu haben. Dabei wurde im Verlauf des

Projektes kurzfristig entschieden, einen zweiten

Prototypen zu bauen, um weitere Tätigkeiten

beschleunigt abarbeiten zu können.

Parallel zu diesen Tätigkeiten wurden die endgültigen

Umbauunterlagen und die für die Zulassung

erforderlichen Dokumente und Gutachten termingerecht

erstellt. Eine wesentliche Aufgabe in diesem

Zusammenhang bestand für das Engineering darin,

die erforderlichen Einrichtungen zur Kommunikation,

wie für Durchsagen und die Realisierung der

Notbremsüberbrückung, zwischen der Lokomotive

und den Wagen an das vorhandene Wagenmaterial

anzupassen.

Im Siemens-Lokomotivwerk in München-Allach

wurde für den Umbau kurzfristig eine flexible Kapazitätsplanung

aufgesetzt. Dies gewährleistete, dass

bei einer an die betrieblichen Erfordernisse von DB

Regio angepassten Zuführung von umzubauenden

Lokomotiven jederzeit die erforderlichen Umbauplätze

und das benötigte Material in ausreichender

Anzahl zur Verfügung standen.

4.2 Besonderheiten der Umbaumaßnahmen

Zur Realisierung der neuen Funktionen in der Lokomotive

wurde an einer noch freien Stelle im

Maschinenraum ein zusätzlicher Schrank, der so

genannte Regioschrank, montiert. In ihm sind die

wesentlichen Komponenten für die zusätzlichen

Funktionen integriert.

Als technische Herausforderung stellte sich die

Anordnung der Zugzielanzeige heraus. Diese musste

entsprechend Bild 2 innen im oberen Bereich der

linken Frontscheibe so angebracht werden, dass sie

einerseits den Triebfahrzeugführer auf keinen Fall

durch Blendungen oder Reflexionen stören kann

und andererseits natürlich der Zugzieltext vom

Bahnsteig aus gut zu lesen ist. Bei der Lösung dieser

Aufgabe erwies sich die gekrümmte Frontscheibe als

besonderes Problemfeld.

Ebenfalls blendfrei und gut erkennbar mussten im

Führerraum die SAT-Leuchtmelder angebracht werden.

Auch dies bedurfte eines nicht unerheblichen

Abstimmungsaufwandes zwischen den Beteiligten.

Gewisse Modifikationen wurden im Hilfsbetriebeumrichter-Gerüst

vorgenommen.

Eine Seitenabfahreinrichtung wurde auf der jeweils

linken Seite des Führerraumes eingebaut,

rechtsseitig war eine solche bereits vorhanden.

Bei der Wiederinbetriebsetzung jeder Lokomotive

nach dem erfolgten Umbau wurde für verschiedene

Funktionsprüfungen, wie zum Beispiel der Notbremsüberbrückung,

der angehängte Wagenzug

mit Hilfe eines Prüfgerätes simuliert.

Im Anschluss an den Umbau und die Inbetriebsetzung

nahmen Vertreter der DB Regio eine Standabnahme

im Umbauwerk vor und erledigten die Überführung

nach Cottbus. Dort führte dann DB Regio

eine Abnahmefahrt mit Doppelstock- und Steuerwagen

durch, um jede umgebaute Lokomotive im Zugverband

abschließend zu testen. Die Maßnahmen

stellten sicher, dass alle 25 Lokomotiven der BR 182

termingerecht zum Fahrplanwechsel 2011/2012 für

den Betriebseinsatz verfügbar waren. Die enge Zusammenarbeit

drückte sich auch in der gemeinsamen Veranstaltung

der Übergabe der letzten der umgebauten

Lokomotive in München Allach an die DB Regio aus.

332 112 (2014) Heft 6


Fahrzeugtechnik

Seit dem 15. August 2011 ist ein Teil der Lokomotiven

auf der Linie S1 der S-Bahn Dresden mit

teils erheblich verkürzten Wendezeiten erfolgreich

im Einsatz. Die übrigen Lokomotiven waren von

Dezember 2011 bis Dezember 2012 auf Strecken

im Raum Cottbus, Berlin und Wismar anzutreffen

und verrichten seit Fahrplanwechsel Dezember

2013 sehr zuverlässig vor allem auf der Strecke

RE1 des Verkehrsverbundes Berlin-Brandenburg

ihren Dienst.

5 Ausblick

Mit dem erfolgreichen Umbau der vorhandenen Lokomotiven

der BR 182 für einen Einsatz bei DB Regio

wurde das seinerzeit von Siemens entwickelte modulare

Lokomotivkonzept bezüglich der Umrüstbarkeit

im Fall inzwischen geänderter Anforderungen

und der Befähigung, hierzu die Zulassung zu erreichen,

bestätigt.

Die Lokomotiven bewähren sich seit dem Umbau

in ihrem Einsatzfeld im Bereich DB Regio Nordost

mit Tagesleistungen von bis zu 1 800 km eindrucksvoll.

Die hohe Verfügbarkeit der Fahrzeuge sowie

die niedrigen laufenden Betriebskosten markieren

ein bislang nicht gekanntes Niveau im Triebfahrzeugbestand

der DB Regio. Für die DB Regio ergibt

sich für zukünftige Verkehrsausschreibungen damit

die Möglichkeit, als kompetenter, leistungsstarker

Anbieter im Bereich lokomotivbespannter Leistungen

aufzutreten.

Der Umbau in der verfügbaren kurzen Zeit und

die termingerechte Betriebseinführung der Lokomotiven

waren nur möglich, weil die Beteiligten von DB

Regio, EBA und Siemens dem Grundsatz einer partnerschaftlichen

und engen Zusammenarbeit folgten,

um dieses Projekt zum Erfolg zu führen.

AUTORENDATEN

Dipl.-Ing (FH) Gerd Behrendt (54),

Studium Elektromaschinenbau an der

Ingenieurschule für Verkehrstechnik

Dresden, Abschluss 1983; seit 1976 im

Bahnbetrieb sowie in der Schienenfahrzeug-Instandhaltung

und -Bereitstellung

in verschiedenen leitenden Positionen

tätig, seit 2002 bei DB Regio als Leiter

der Werkstatt Cottbus.

Adresse: DB Regio AG, Region Nordost,

P.R.-NO-B4, Sachsendorfer Str. 41,

03048 Cottbus, Deutschland;

Fon: +49 355 44-5113, Fax: -5120;

E-Mail: Gerd.Behrendt@

deutschebahn.com

Dipl.-Ing. Thomas Geyer (52), Studium

der Elektrotechnik an der Universität

Erlangen; seit 1990 bei der Siemens AG,

Sector Infrastructure and Cities, Rail

Systems, in verschiedenen Positionen

der Akquisition, des Projektmanagements

und des Produktmanagements

von Triebzügen und Lokomotiven tätig;

seit 2004 Projektleiter für verschiedene

Projekte mit der DB AG.

Adresse: Siemens AG, IC RL LOC S&P

E2, Werner-von-Siemens-Str. 67,

91052 Erlangen, Deutschland;

Fon: +49 9131 7-25930, Fax: -21365;

E-Mail: Thomas.Geyer@siemens.com

Ulrich Grützner (49), Elektrotechniker;

seit 1981 bei der Siemens AG tätig

in der Fertigung und Entwicklung von

Bahnstromrichtern, ab 1996 im Sector

Infrastructure and Cities, Rail Systems,

in verschiedenen Positionen ICE 2, als

Teilprojektleiter Traktion ICE 3 sowie

Teilprojektleiter Traktion und Fahrzeugsteuerung

und Terminmanager

Velaro E; seit 2007 Projektleiter BR 189

und ab 2011 Projektleiter Umbau

BR 182 DB Regio.

Adresse: Siemens AG, IC RL LOC S&P

E2, Werner-von-Siemens-Str. 67,

91052 Erlangen, Deutschland;

Fon: +49 9131 7-24794, Fax: -21365;

E-Mail: Ulrich.Gruetzner@siemens.com

Dipl.-Ing. Ulrich Hempel (64), Studium

der Schienenfahrzeugtechnik an der

Hochschule für Verkehrswesen „Friedrich

List“ Dresden; Tätigkeit in verschiedenen

Positionen bei DR und DB AG; seit 2002

bei DB Regio AG Bauartverantwortlicher

für Lokomotiven und Wagen, ab 2010

unter anderem für BR 182.

Adresse: DB Regio AG, BR-Management

Lokomotiven und Reisezugwagen,

Brandenburger Str.16b, 04103 Leipzig,

Deutschland;

Fon: +49 341 968-8504,

Fax: +49 265 55923;

E-Mail: ulrich.hempel@deutschebahn.com

112 (2014) Heft 6

333


Fahrleitungsanlagen

Errichtung der Oberleitungsbauart 2.1

Wien – St. Pölten

Guido Kirmaier, Hannover; Franz Kurzweil, Wien

Die 44 km lange Neubaustrecke (NBS) Wien – St. Pölten ist ein wesentlicher Bestandteil des viergleisigen

Ausbaus der Westbahn zwischen Wien und Wels und gehört zu den hochrangigen Infrastrukturprojekten

des transeuropäischen Bahnnetzes (TEN). Der Abschnitt bis St. Pölten ging mit dem

Fahrplanwechsel im Dezember 2012 in Betrieb. Der Abschnitt umfasst mehrere ein- und zweigleisige

Tunnel mit unterschiedlichen Querschnitten. Die ÖBB errichtete auf dieser neuen Strecke erstmals

die für 250 km/h ausgelegte Oberleitungsbauart 2.1. Die Abnahmeprüfungen und der bisherige Betrieb

wiesen die Eignung dieser Bauart für die Anwendung nach.

CONSTRUCTION OF OVERHEAD CONTACT LINE TYPE 2.1 ON THE HIGH-SPEED LINE VIENNA – ST PÖLTEN

The 44 km long new high-speed line Vienna – St. Pölten is an important part of the four-track extension

of the western line between Vienna and Wels (Austria) and is one of the major infrastructure

projects of the transeuropean railway system TEN. On the sub-section to St. Pölten operation started

at the change of operational schedule in December 2012. This section comprises several one- and

two-track tunnels with differing cross sections. It was the first time that the operating entity constructed

the overhead contact line type 2.1 designed for 250 km/h operational speed. The acceptance

tests and the operation up to now confirmed the suitability of the design for the planned application.

MONTAGE DE LA CATÉNAIRE DE TYPE 2.1 SUR LA LGV VIENNE – ST-PÖLTEN

La nouvelle ligne à grande vitesse Vienne – St-Pölten, longue de 44 km, est un élément important de la mise

à quatre voies de la ligne Ouest entre Vienne et Wels, un projet prioritaire pour l’aménagement de l’infrastructure

du réseau transeuropéen de transport (RTE-T). Le tronçon jusqu’à St-Pölten a été mis en service au

changement d’horaire en décembre 2012. Le tronçon comporte plusieurs tunnels à une et deux voies avec

des sections différentes. Sur cette ligne, les chemins de fer autrichiens ont procédé pour la première fois au

montage de la caténaire de type 2.1, conçue pour une vitesse de 250 km/h. Les contrôles de réception et

l’exploitation jusqu’à présent ont démontré l’aptitude à l’usage de ce type de caténaire.

1 Einführung

Die neue Hochleistungsstrecke zwischen Wien und

St. Pölten gehört als Teil der Westbahn zu den hochrangigen

Infrastrukturprojekten des transeuropäischen

Bahnnetzes (TEN). Sie ist nicht nur eine der

wichtigsten Hauptverkehrsachsen Österreichs, sondern

hat aufgrund ihrer Lage im Donaukorridor auch

eine besondere Bedeutung innerhalb Europas. Der

Abschnitt Wien – St. Pölten ist Teil des europäischen

Projekts 17 als Eisenbahnachse Paris – Straßburg –

Stuttgart – München – Wien – Bratislava [1] und

ging mit dem Fahrplanwechsel im Dezember 2012

in Betrieb. Bild 1 nach [2] zeigt den Streckenverlauf.

Die Harmonisierung der europäischen Bahnen

zielt auf einen grenzüberschreitenden Betrieb ohne

technische Hindernisse, entspricht dem gesellschaftlichen

Wunsch nach mehr Mobilität und fördert den

Umweltschutz. Daher fordert die Europäische Union

die Interoperabilität der Bahnen. Die Vorgaben für die

Harmonisierung des transeuropäischen Bahnsystems

gehen aus den technischen Spezifikationen für die

Interoperabilität (TSI) der jeweiligen Teilsysteme hervor,

zum Beispiel TSI ENE HS für das Hochgeschwindigkeitsbahnsystem

[3]. Die neue Oberleitungsbauart

2.1 setzt die Vorgaben der [3] in Österreich um.

2 Streckenführung der

Neubaustrecke

Die Bahnausbauvorhaben in Österreich sind in [4]

beschrieben. Die Neubaustrecke (NBS) Wien – St.

Pölten beginnt im Osten kurz nach dem Bahnhof

Wien-Meidling mit dem Lainzer Tunnel und mündet

im unterirdischen Knotenbauwerk Hadersdorf gemeinsam

mit der bestehenden Westbahn in die Neubaustrecke

(Bild 1). Vom Knotenbauwerk Hadersdorf

führt der insgesamt 44 km lange, fertiggestellte Neubauabschnitt

in den 13,3 km langen Wienerwaldtunnel,

dann durch das Tullnerfeld und das Perschlingtal

mit insgesamt sechs weiteren Tunnelbauwerken [5]

bis zum Knoten Wagram. Nach diesem Knoten mün-

334 112 (2014) Heft 6


Fahrleitungsanlagen

Bild 1:

Streckenführung der Neubaustrecke Wien – St. Pölten (Grafik: Bild 1 aus [2]).

1 Atzenbrugger Tunnel

5 Stierschweiffeldtunnel

2 Hankendorfer Tunnel

6 Raingrubentunnel

3 Saladorfer Tunnel

7 Güterumfahrung Lückenschluss St. Pölten – Loosdorf

4 Reiserbergtunnel

det die Neubaustrecke (NBS) kurz vor dem Hauptbahnhof

St. Pölten wieder in die Bestandsstrecke.

Mehr als die Hälfte der teilweise viergleisig ausgebauten

Strecke verläuft in den acht Tunneln.

Eine zentrale Bedeutung hat der neue Überholund

Regionalbahnhof Tullnerfeld. Dieser ebenerdig

errichtete Bahnhof befindet sich im 17 km langen

Abschnitt Tullnerfeld zwischen Wienerwald- und Atzenbrugger

Tunnel (Bild 1). Die Bestandsstrecke Tulln

– Herzogenburg verläuft in diesem Abschnitt parallel

zur Hochleistungsstrecke und mündet über die Tullner

Westschleife in die NBS, so dass nun eine direkte

Verbindung der Franz-Josefs-Bahn mit der NBS Wien

– St. Pölten besteht und der zusätzliche Abzweig Absdorf

in Tulln die Verkehrsverbindungen im nördlichen

Niederösterreich deutlich verbessert [1].

Damit waren mit der Fertigstellung der NBS Wien

– St. Pölten, des Lainzer Tunnels und den Anbindungen

an diese Strecke im Dezember 2012 die infrastrukturellen

Grundlagen für ein attraktives Angebot

im öffentlichen Verkehr im Westen Wiens geschaffen.

für den Güterverkehr erhöht. Die Fahrzeit zwischen

Salzburg und Wien beträgt nun 2,5 h und zwischen

St. Pölten und Wien 15 bis 20 min.

Die neue Strecke steigert die Qualität im Güterverkehr

durch [1; 5]

• höhere Zugdichten,

• höhere Geschwindigkeiten,

• umweltfreundliche Verlagerung des Güterverkehrs

von der Straße auf die Schiene,

und sichert somit den Wirtschaftsstandort Österreich.

a)

b)

16

2,50 2,50

6,75 6,75

14

offene Strecke

max.

6,75

Tunnel

16

2,50 2,50

6,75 6,75

14

1,80

1,10/

1,00

3 Wirtschaftlicher Nutzen

2,50 2,50

6,75 6,75

max.

6,75

2,50 2,50

6,75 6,75

Die Neubaustrecke Wien – St. Pölten bewirkt hohen

wirtschaftlichen Nutzen, da diese die Reisezeiten

im Personenverkehr verkürzt und die Kapazitäten

112 (2014) Heft 6

Bild 2:

Längskettenwerk der Oberleitungsbauart 2.1 für die offene Strecke (a) und im Tunnel (b),

alle Angaben in mm (Grafik: Autoren).

335


Fahrleitungsanlagen

5,50

Erdungsleitung

CuS 150

5

Übersetzungsverhältnis

1:1

1,17

6

2,20

Tragseilhöhe 6,80

3

Fahrdrahthöhe 5,30

0,30 4 4

2,70

2,65

Tunnelachse

Gleisachse

Radius 4,35

2

5,27

4,90

1

• neue Umsteigmöglichkeit im Bahnhof Tullnerfeld

mit Park- und Ride-Plätzen und Anbindung an

die öffentlichen Buslinien,

• höhere Geschwindigkeiten im Personenverkehr

durch weitgehende Trennung von Güter- und

Personenverkehr.

Die geforderte Fahrzeitverkürzung wurde im 44 km

langen Abschnitt mit der Geschwindigkeitserhöhung

auf 250 km/h zwischen St. Pölten und Knoten

Hadersdorf beziehungsweise auf 200 km/h im

Lainzer Tunnel erreicht. Für die Stromversorgung

der Züge bei diesen hohen Geschwindigkeiten entwickelte

die Österreichische Bundesbahn (ÖBB) die

Oberleitungsbauart 2.1, die Geschwindigkeiten bis

250 km/h zulässt.

0,60

Bild 3:

Querschnitt des eingleisigen Wienerwaldtunnel mit Oberleitung, alle Angaben in mm

(Grafik: Autoren).

1 Rückleiter CuAg 150

2 Stützpunkt für Verstärkungsleitung

3 Tragseil

4 Fahrdraht

5

Gleisachse

M

6 6

SO

5 Nachspanneinrichtung

6 Flucht- und Rettungsweg

SO Schienenoberkante

Gleisachse

Radius 5,20

SO

Tunnelachse

Verstärkungsleitungsstützpunkt

2

2

2

0,70 2,02 bis 2,24

3

3

Tragseilhöhe 6,40

Rückleiteraufhängung

5,90-6,20 1

Fahrdrahthöhe

4 4 5,30

0,70

2,70

5

Übersetzungsverhältnis

1:1

4 Anforderungen an die

Oberleitung

Die Hochgeschwindigkeitsoberleitung 2.1 erfüllt

die elektrischen und mechanischen Anforderungen

der Technischen Spezifikation für die Interoperabilität

im Hochgeschwindigkeitsverkehr [3].

Über den Kontakt zwischen Stromabnehmer und

Fahrdraht fließen Ströme bis rund 600 A, die auch

mit zunehmenden Geschwindigkeiten möglichst

lichtbogenfrei vom Fahrdraht auf den Stromabnehmer

übertragen werden müssen. Daher soll

die Betriebsgeschwindigkeit 70 % der Wellenausbreitungsgeschwindigkeit

im Fahrdraht der Oberleitung

nicht überschreiten. Die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit

sollte deshalb mindestens

360 km/h betragen; sie wird durch die Zugkraft

im Fahrdraht bestimmt [6]. Für die mit 250 km/h

befahrene Oberleitungsbauart 2.1 werden der

Fahrdraht AC-120–CuAg0,1 mit 15,3 kN entsprechend

rund 430 km/h Wellenausbreitungsgeschwindigkeit

und das Tragseil Bz II 70 mit 10,8 kN

nachgespannt. Bild 2 zeigt das Kettenwerk der

Oberleitungsbauart 2.1 auf offenen Strecken und

in Tunneln.

Bild 4:

Querschnitt der zweigleisigen Atzenbrugger, Hankenfelder, Saladorfer, Reiserberg-, Stierschweiffeld-

und Raingruben-Tunnel mit der Oberleitungsbauart 2.1 für die Tunnelanwendung,

alle Angaben in mm (Grafik: Autoren); Legende siehe Bild 3.

Auch im Personenverkehr steigert die neue Strecke

die Qualität erheblich [1; 5] durch

• höhere Kapazitäten im erweiterten Nahverkehr,

• regionale Anbindung des Tullnerfeldes und des

nördlichen Niederösterreich durch den Bahnhof

Tullnerfeld,

5 Varianten der Oberleitungsbauart

auf der neuen Strecke

5.1 Bauarten im Tunnel

Auf der 44 km langen Neubaustrecke finden sich insgesamt

vier unterschiedliche Oberleitungsbauarten:

Drei unterschiedliche Bauarten in Tunneln und eine

Bauart auf offenen Strecken.

Der 12,8 km lange, einröhrige und zweigleisige

Lainzer Tunnel wird mit 200 km/h Betriebsgeschwin-

336 112 (2014) Heft 6


Fahrleitungsanlagen

digkeit befahren und ist mit einer Stromschienenoberleitung

ausgerüstet [7].

Im 13,3 km langen, zweiröhrigen und jeweils

eingleisigen Wienerwaldtunnel mit fester Fahrbahn

ist die Tunnelvariante der Oberleitungsbauart 2.1

eingebaut. Bild 2 b) zeigt das Längskettenwerk dieser

Bauart. In Bild 3 ist ein Stützpunkt dieser Bauart

im eingleisigen Wienerwaldtunnel dargestellt,

wobei der Querschnitt der Tunnelröhre 51,1 m 2 beträgt.

Die Ausleger dieser Oberleitungsbauart bestehen

aus einem gebogenen, an die Tunnelwand

angepassten Auslegerrohr mit Isolator. Bei diesem

Ausleger lassen sich die Fahrdrahthöhen- und -seitenlage

auf der Baustelle einfach anpassen. Auslegerberechnungen

erübrigen sich, da die Ausleger

auf die Grundformen an- und umgelenkt mit gleichen

Maßen beschränkt wurden. Die Oberleitung

ist in [7; 8] beschrieben.

Die weiteren Tunnel, also Atzenbrugger, Hankenfelder,

Saladorfer, Reiserberg-, Stierschweiffeldund

Raingruben-Tunnel mit 11,4 km Gesamtlänge

sind einröhrig und zweigleisig mit fester Fahrbahn

ausgeführt, wobei der Tunnelquerschnitt 71 m 2 beträgt.

Diese Tunnel wurden mit der Oberleitungsbauart

2.1 für die Tunnelanwendung ausgerüstet

(Bild 4). Die Oberleitungsstützpunkte sind als

Einzelstützpunkte für jedes Streckengleis mit einer

Hängesäule und einem Drehausleger und in Nachspannungen

und Streckentrennungen als Doppelausleger

mit 2,0 m Versatz ausgeführt. Die mit

Verbundankern am Tunnelfirst befestigten Hängesäulen

sind nicht in die Tunnelerdung einbezogen.

Eine Erdungsleitung aus 150-CuAg im Bereich der

Tunnelfirstmitte verbindet die zu erdenden Bauteile

der Oberleitung. Je Gleis wird eine Verstärkungsleitung

mit Leitern 260-AL1/23-A20SA mitgeführt,

welche bei jeder Nachspannung mit der Oberleitung

verbunden ist. Die Längsspannweiten betragen

im Tunnel 46 m (Bild 2). Die Verstärkungsleitungen

haben 24,0 m Längsspannweite, die

Rückleitungen 12,0 m. Die Systemhöhe des Kettenwerks

im Tunnel liegt bei 1,10 m und die Y-Beiseillänge

ist am an- und umgelenkten Stützpunkt auf

14,0 m begrenzt. Die Regelfahrdrahthöhe beträgt

wie bei der offenen Strecke 5,30 m. Das Tragseil

wird im Tunnel lotrecht über dem Fahrdraht verlegt.

Eine abweichende Führung des Längstragseiles

ist zum Erreichen des elektrischen Mindestabstandes

in beengten Verhältnissen möglich. Bild 5

zeigt die Oberleitung im Atzenbrugger Tunnel.

Für die Oberleitungsbauart 2.1 wird im Tunnel

eine Nachspannungsvorrichtung mit dem Übersetzungsverhältnis

1 : 1 nach Bild 6 verwendet. Diese

besteht aus einem äußeren Gewichtsführungsrahmen

und einem innen liegenden Rahmen zur

Aufnahme der Plattengewichte. Die Nachspannlast

wird über eine Einlaufrolle, die sich direkt am

Gewichtsführungsrahmen befindet und über eine

Umlenkrolle in der Wölbung der Tunnelwand in

das Tragseil oder in den Fahrdraht übertragen.

Die Anordnung der Gewichte und Umlenkrollen

ist im Bild 7 gezeigt. Die Nachspannkräfte betragen

bei der Bauart 2.1 im Tragseil 10,8 kN und im

Fahrdraht 15,3 kN. Der äußere Gewichtsführungsrahmen

wird 400 mm oberhalb der tiefer gelegenen

Schiene aufgestellt. Abhängig von der Tunnelausrüstung

und der Lage der Fluchtwege lässt

sich der Gewichtsführungsrahmen entweder direkt

auf dem Bankett oder mit Hilfe von Konsolen und

Verbundankern an der Tunnelwand montieren. In

zweigleisigen Tunneln werden Kunststoffisolatoren

in Auslegern und Seilen eingesetzt, in eingleisigen

Tunnels mit gebogenem Rohr in den Auslegern Keramikisolatoren.

5.2 Bauart auf offenen Strecken

Die Oberleitungsbauart 2.1 verwendet überwiegend

Stahlbetonmasten und nur dort, wo dies nicht

vorteilhaft ist, Stahlgitter- oder HEB-Masten, zum

Beispiel auf Ingenieurbauwerken. Köcherfundamente

aus Stahlbeton mit entsprechenden Aussparungen

tragen die Stahlbetonmasten. Der in den Köchern

eingesetzte Mast wird eingeschottert und mit

einem Betonkranz fixiert. Wie im Tunnel führen die

Masten je Gleis eine Verstärkungs- und eine Rückleitung

mit, jedoch wird als Rückleitung auf offenen

Strecken ein Leiter 260-AL1/23-A20SA verwendet.

Im Bereich von Überleitstellen und Bahnhöfen werden

entsprechende Umgehungsleitungen von den

Schaltern am Schaltgerüst bis zur Einspeisestelle

hinter den Streckentrennungen, in Österreich als

Bild 5:

Oberleitungsanordnung im Atzenbrugger Tunnel (Foto: Autoren).

112 (2014) Heft 6

337


Fahrleitungsanlagen

145

2 991

200 875

875

875

45°

1360

5

1

2

4

10

3

6

7

8

11

Lufttrennungen bezeichnet, an den Masten mitgeführt.

Das Schaltgerüst mit sämtlichen Schaltern des

Bahnhofes befindet sich in der Mitte des Bahnhofs

oder der Überleitstelle.

Die Anbauteile am Mast, mit Eisen und Gegeneisen

durch Verschraubungen geklammert, werden

durch Erdungsverbindungen an einer Erdungsbuchse

mit der Mastbewehrung sowie mit der Rückleitung

verbunden.

Der Aluminium-Ausleger der Bauart 2.1 verfügt

über ein fallendes Spitzenankerrohr, in Österreich

als Druckrohr bezeichnet, mit rund 70 mm/m Neigung

(Bild 8). Die Keramik-Stabisolatoren können

12

Baulänge 1440

1420

9

1300 260

Bild 6:

Nachspannungsvorrichtung mit dem Übersetzungsverhältnis 1 : 1, alle Angaben in mm

(Grafik: Autoren).

1 Umlenkrolle

2 Einlaufrollenhalterung

3 Aufhängepunkt – 30 °C

4 maximaler Hub 1 430 mm für 110 K

Temperaturdifferenz

5 Pressabspanngabel

6 Rahmen für Plattengewichte

7 Plattengewichte

8 Aufhängepunkt 80 °C

9 Schutzgitter

10 Bauhöhe des Rahmens für Plattengewichte

11 Gewichtsführungsrahmen

12 Konsole für Gewichtsführungsrahmen

gegebenenfalls mittels Rohrhülsen Rohrdurchmesser

zwischen 26,9 und 60,3 mm aufnehmen.

Bei größerer Lastaufnahme der Ausleger wird

das Auslegerrohr, auch als Strebenrohr bezeichnet,

mit 70 mm Durchmesser ausgeführt. Mittels

Aluminium-Schweißung bleiben aber die Klemmbereiche

für die Ösenschelle, auch als Rohröse

bezeichnet, und für die Tragseildrehklemme bei

maximal 60,3 mm Durchmesser. Der vertikale,

konstruktive Freiraum für Seitenhalter beträgt

240 mm, die maximale Seitenverschiebung des

Fahrdrahts 0,3 m.

Der gebogene Seitenhalter der fünffeldrigen

Streckentrennung kann je nach Anwendungsfall

als angelenkter oder umgelenkter Stützpunkt ausgeführt

werden (Bild 9). Um bei eventuell entstehenden

Lichtbögen im Bereich der Streckentrennungen

einen Abbrand der beiden Längstragseile

zu verhindern, werden diese in den Parallelfeldern

mit 1 000 mm Abstand, je 500 mm links und rechts

der Gleisachse, verlegt. Die Fahrdrähte verlaufen

in gleichbleibend 400 mm horizontalem Abstand

zueinander. An den das Übergangsfeld begrenzenden

Stützunkten liegt der angehobene Fahrdraht

150 mm über der Nennfahrdrahthöhe [9]. Bild 10

zeigt die Überleitstelle Tullnerfeld.

Im ÖBB-Regelwerk DB 945 [9] findet sich das

Bild ED 65, das die Führung des Tragseils an den das

Übergangsfeld begrenzenden Stützpunkten und

Auslegern zeigt. Die befahrenen Stützpunkte nehmen

wegen des fallenden Spitzenrohres Zugkräfte

auf. Dies führt bei der Kettenwerksverlegung zu erhöhtem

Aufwand.

Auf der Strecke Wien – St. Pölten wurden überwiegend

halbe, maximal 750 m lange Nachspannabschnitte,

auch als Halbsektionen bezeichnet,

geplant und ausgeführt. Wegen des dabei geringeren

Aufwands gehen die ÖBB zunehmend

auf ganze, 1 500 m lange Nachspannabschnitte,

als Ganzsektionen bezeichnet, über. Die Längsspannweiten

variieren zwischen 40 m und 65 m;

Die Y-Beiseile sind 16,0 m lang. Die Regelfahrdrahthöhe

der offenen Strecken beträgt 5,30 m,

die Systemhöhe 1,60 m (Bild 2). Die Bauart 2.1

wird in halbwindschiefer Bauweise ausgeführt,

wobei das Tragseil in geraden Strecken lotrecht

über der Gleisachse verläuft und der Fahrdraht die

Seitenlage wechselt. In Radien wird das Tragseil

senkrecht über dem Fahrdraht verlegt. Die Fahrdrahthöhentoleranz

beträgt +/-30 mm, das heißt

in einem Abschnitt darf die höchste Fahrdrahthöhe

5,33 m und die niedrigste 5,27 m betragen, jedoch

zwischen zwei Stützpunkten nur um 20 mm

und zwischen zwei Hängern nur noch um 10 mm

unterschiedlich sein.

Die Hänger werden nach ED 134, Ausführung D,

in [9] eingeteilt. Der Abstand der Y-Beiseilhänger vom

Stützpunkt beträgt 2,50 m. Die verbleibende Feld-

338 112 (2014) Heft 6


Fahrleitungsanlagen

weite wird gleichmäßig mit maximal 6,75 m Abstand

geteilt. Die kürzeste zulässige Hängerlänge in Feldmitte

wird auf 55 mm begrenzt (Bild 2). Bei der Oberleitungsbauart

2.1 werden stromfeste Hängerklemmen

verwendet, wobei die Stromfestigkeit durch

zweifaches Verpressen des 10-mm 2 -Hängerseils mit

der Hängerklemme erreicht wird.

1750

5 600

3 850

Tragseil

6 Planung der Oberleitung und

Materialermittlung

Fahrdraht

Die ÖBB-Mitarbeiter nutzten für die Planung der

Oberleitung das evaluierte Planungsprogramm Sicat-Master

[6; 10].

Als Auftraggeber übergibt die ÖBB für die Bauausführung

dem Auftragnehmer mit der Beauftragung

nach EU-konformer Ausschreibung und

Vergabe die genehmigten Ausführungspläne mit

ausführlichem Leistungsverzeichnis sowie mit Lageplänen,

Mastverzeichnissen und Querprofilen,

auch Spitzenbilder genannt.

Mit Hilfe des Fahrleitungsplanungsprogramms

FBauPro, einer Gemeinschaftsentwicklung der ÖBB

und der Fahrleitungsfirmen in Österreich, wird die

Detailplanung durch den Auftragnehmer erstellt.

Durch die Eingabe von spezifischen Mastdaten entsprechend

der Oberleitungsbauart, den mittleren

Längsspannweiten, Auslegerdaten, Leitungen am

Mast und der Gleisgeometrie ergibt sich die Ausführungsplanung

als Datensatz mit der Möglichkeit

zur schematischen Visualisierung. Das Programm ermittelt

anhand dieser Daten die benötigten Bauteile

für den Mast und ermöglicht über Filterfunktionen

auch die Materialermittlung für den zu errichtenden

Streckenabschnitt oder für einzelne Masten. Es

können auch Aufträge für die Fertigung der Bauteile

erstellt und ausgegeben werden.

Nach Einmessung der Maststandorte werden die

Messdaten in FBauPro eingepflegt, so dass dort der

Wirklichkeit entsprechende Daten für die Anbauteile

vorhanden sind. Dabei wird der Mast in Bezug zum

Gleis sowohl in horizontaler als auch in der vertikalen

Position eingegeben. Die Anbaumaßabweichungen

werden dokumentiert und im Programm beachtet.

Im Anschluss lassen sich die Maße der Auslegerelemente

und Anbaumaße durch FBauPro ermitteln

und in Listen dokumentieren.

Nach der Auslegerberechnung folgt die Hängerberechnung

ebenfalls mit FBauPro. Durch die

Eingabe der vor Ort aufgenommenen Längsspannweiten

und Einmessung der Tragseildrehklemmen

lassen sich für die Längsspannweiten die jeweiligen

Hänger berechnen und fertigen. Mit Hilfe von

FBauPro erzeugten Hängermontagelisten lassen

sich die Hänger nach [9], ED 134, montieren (siehe

auch Abschnitt 5.2).

112 (2014) Heft 6

7 015

Nachspanneinrichtungen

400

Stützpunktachse

Bild 7:

Anordnung der Umlenkrollen an der Nachspannvorrichtung, alle Angaben in mm

(Grafik: Autoren).

Bild 8:

Einzelausleger der Oberleitungsbauart 2.1, offene Strecke (Foto: Autoren).

339


Fahrleitungsanlagen

a) 1000

b)

Ax

TS

100

Ax

1000

TS

100

FD

400

150

FD

400

150

Bild 9:

Ausleger in der Streckentrennung, alle Angaben in mm (Grafik: Autoren).

a Ausleger befahren und zugbelastet

FD Fahrdraht

b Ausleger befahren und druckbelastet

TS Tragseil

7 Errichtung der Oberleitung

Bild 10:

Überleitstelle Tullnerfeld, Führung der Fahrdrähte und Tragseile (Foto: Autoren).

Die Oberleitungsmontage im Zeitraum von Oktober

2009 bis Juli 2012 begann im Lainzer Tunnel und

endete in St. Pölten [8]. Insgesamt wurden rund

133 km Kettenwerk errichtet.

Durch die frühzeitige Beauftragung durch die ÖBB

ließen sich viele Montagearbeiten konventionell mit

Straßenfahrzeugen vom Oberbau-Planum aus durchführen,

was sich positiv auf den Baufortschritt und die

Errichtungskosten auswirkte. Die Masten ließen sich

mit herkömmlichen LKW und Ladekranen transportieren

und stellen sowie die Vormontage der Masten

und Ausleger mit kostengünstigen, selbstfahrenden

Arbeitsbühnen ausführen. Die Leitungen konnten vom

Oberbau-Planum aus gezogen werden. Dazu waren

die Planungs- und Vermessungsdaten der noch zu errichtenden

Gleise erforderlich, welche auch als Grundlage

für die Auslegerberechnung dienten.

Die Oberleitung wurde mit gleisgebundenen

Großgeräten und mit Zweiwege-Fahrzeugen montiert.

Das Bild 11 zeigt das Verlegen des Kettenwerks

mit einem Zweiwegefahrzeug in einer Überleitstelle

auf offener Strecke. In Bild 12 ist die Fertigmontage

der Stützpunkte auf der freien Strecke zu sehen. Der

Einbau der Erdungen und Verstärkungsleitungen im

Tunnel ist in Bild 13 dargestellt.

8 Rückstromführung und Erdung

Bild 11:

Verlegen des Kettenwerks auf offener Strecke (Foto: Autoren).

Die Stahlbewehrung der Oberleitungsmasten ist mit

dem Rückleiter 260-AL1/23-A20SA durch ein Seil

Cu50 und Erdungsanschluss an den Masten verbunden.

Die Erdungsbuchse am Mastfuß nimmt den Verbinder

zur Schiene auf. Die metallischen Anbauteile

werden über die an den Masten vorhandenen Erdungsbuchsen

mit Leitern Cu50 geerdet. Bei Gleisen

mit konventionellem Schotterbett werden in jeder

340 112 (2014) Heft 6


Fahrleitungsanlagen

Überlappung die Rückleiter zur Schiene geführt und

dort angeschlossen. Zusätzlich werden ein Kugelfestpunkt

unterhalb des Rückleiters und ein Erdungswinkel

kurz oberhalb der Schienenoberkante am Mast

montiert. Die so ausgerüsteten Masten erhalten eine

Kennzeichnung mit einem gelben Ring. An diesen

Masten sind die Schienen- und Gleise der zweigleisigen

Strecke mit Erdungsseilen verbunden, die auf

offenen Strecken mit Cu50, an den Tunnelportalen

mit Cu95 und in Bahnhöfen und in der Nähe von

Unterwerken mit Cu150 ausgeführt sind.

Bei der festen Fahrbahn auf offenen Strecken und

im Tunnel verbinden Erdungsseile in 180 m bis 200 m

Abstand die Rückleiter mit den Gleisen. In den Überlappungen

im Tunnel wird zusätzlich die Erdungsleitung

am Tunnelfirst mit eingebunden und wie auf

offenen Strecken ein Erdungsring hergestellt. An den

Tunnelportalen und am Übergang von der festen

Fahrbahn auf die Schotterfahrbahn wird ein Erdungsring

mit Leitern Cu95 hergestellt. Die metallenen Anbauteile

im Tunnel sind mit Cu50 mit der Erdleitung

im Tunnelfirst verbunden. Bei der festen Fahrbahn ist

die Bewehrung an den Blockfugen mit Leitern Cu50

überbrückt, so dass eine durchgehende Verbindung

der Bewehrung der festen Fahrbahn entsteht.

Bild 12:

Montage der Stützpunkte auf offener Strecke (Foto: Autoren).

9 Abnahme und Inbetriebnahme

9.1 Abnahme der Oberleitungsanlage

Bei den ÖBB muss jede neue oder umgebaute Oberleitungsanlage

vor der Inbetriebnahme technisch

und funktional abgenommen werden. Der Regelplan

[9], ED 21, enthält die notwendigen Prüfungen, welche

bei größeren Bauvorhaben durchzuführen sind.

Diese sind:

• die Sichtprüfung der bodennahen und –fernen

Anlagenteile

• die berührungslose Fahrdrahtlagemessung

• die Messung der statischen Anhublage

• Kontaktkraftmessungen mit einem Messverfahren

nach EN 50317 [11]

• Erdungsmessungen nach EN 50122-1 [12]

Die Prüfungen sind in einem Abnahmebericht zu

protokollieren, der als Grundlage für die

• Erklärung nach § 40 Eisenbahngesetz 1957 zur

Betriebsbewilligung und die

• Konformitätsbewertung im Teilsystem Energie

heranzuziehen ist.

9.2 Messfahrten zur Inbetriebnahme

Zum Nachweis des TSI-konformen Kontaktverhaltens

wurden Messfahrten mit dem

Bild 13:

Montage der Rückleiter und Verstärkungsleitungen im Tunnel (Foto: Autoren).

• ÖBB-Oberleitungsmesswagen in Doppeltraktion

mit 31 m Stromabnehmerabstand,

• kurzen deutschen Messzug ICE-S und einem

Messstromabnehmer und mit dem

• langen deutschen Messzug ICE-S und zwei

Stromabnehmern

durchgeführt.

Die Neubaustrecke Wien – St. Pölten befuhr

der Messzug ICE-S der Deutschen Bahn mit bis

330 km/h Geschwindigkeit. Das Bild 14 zeigt den

Verlauf der gemessenen Mittelwerte der Kontaktkräfte

sowie die Mittelwerte zuzüglich und abzüglich

der dreifachen Standardabweichung in Abhängigkeit

von der Fahrgeschwindigkeit für offene

Strecken bis 330 km/h Fahrgeschwindigkeit. Die

Messwerte und die statistischen Maximal- und Minimalwerte

blieben innerhalb der nach [3] vorgegebenen

Bandbreite.

112 (2014) Heft 6

341


Fahrleitungsanlagen

F K

450

N

350

300

250

200

150

100

50

2

0

100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 km/h 360

v

Bild 14:

Gemessene Mittelwerte F K der Kontaktkräfte und dreifache Standardabweichung in Abhängigkeit

der Fahrgeschwindigkeit v für die Oberleitungsbauart 2.1 (Grafik: Autoren).

gemessener Mittelwert der Kontaktkraft

Mittelwert minus drei Standardabweichungen

Mittelwert plus drei Standardabweichungen

1 Mittelwert nach [4]

2 Mittelwert nach [4] minus drei Standardabweichungen

3 Mittelwert nach [4] plus drei Standardabweichungen

120

mm

100

90

80

70

60

50

40

e 30

20

10

0

-10

-20

-30

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 s 75

t

Bild 15:

Fahrdrahtanhub e über der Zeit t an zwei stationären Messstellen bei der Befahrung mit

dem Zug ICE-S mit 330 km/h (Grafik: Autoren).

blau Messung bei km 23,436

rot Messung bei km 23,472

In Bild 15 ist der Verlauf des Anhubs über der Zeit

an zwei stationären Messstellen bei der Befahrung

mit dem Zug ICE-S mit 330 km/h dargestellt. Bei

der Durchfahrt des Zuges betrug der beobachtete

Fahrdrahtanhub an den beiden Messstellen rund

125 mm beziehungsweise 110 mm. Auch diese Messungen

bestätigten die Eignung der Bauart 2.1 für

den Betrieb mit 300 km/h.

3

1

10 Betriebserfahrungen

Die Reglementierungsabteilung, die Instandhaltungsstellen

und Anlagenservicecenter (ASC) haben

zwischenzeitlich mit dem Motorturmwagen alle

Streckenabschnitte befahren. Die erste Kontaktkraftmessfahrt

mit dem ÖBB-Oberleitungsmesswagen

mit maximaler Befahrgeschwindigkeit der einzelnen

Streckenabschnitte fand ebenfalls statt.

Die Auswertung dieser Inspektionen und Messergebnisse

im gesamten Streckenabschnitt zeigte nur geringfügige

Mängel, welche inzwischen behoben wurden.

Die TSI-konforme Oberleitungsanlage im gesamten Abschnitt

der NBS Wien – St. Pölten hat den einjährigen

Probebetrieb ohne Störungen absolviert und wird weiterhin

als technische Infrastruktureinrichtung für einen

zuverlässigen Traktionsbetrieb im Zusammenwirken zwischen

Oberleitungsanlage und Stromabnehmer sorgen.

Literatur + Links

[1] ÖBB Infrastruktur Bau: Neubaustrecke Wien – St. Pölten.

Projektbroschüre Ausgabe 02.2009. http://www.oebb.

at/infrastruktur/de/5_0_fuer_ Generationen/5_4_Wir_

bauen_fuer_Generationen/5_4_5_Schieneninfrastruktur_

abgeschlossene_Projekte/Donauachse_Westbahn/

Neubaustrecke_Wien_-St.Poelten/_Dms_Dateien/_

Printproduktionen_Neubaustrecke_Wien_St_Poelten.jsp

[2] Schindlegger, H.; Polzhofer­Girstmair, G.; Neulinger, M.:

Wienerwaldtunnel – Elektrotechnische Ausrüstung. In:

Elektrische Bahnen 108 (2010), H. 7, S. 297–303.

[3] Entscheidung 2002/733/EG: Technische Spezifikation für die

Interoperabilität des Teilsystems Energie des transeuropäischen

Hochgeschwindigkeitsbahnsystems In: Amtsblatt der

europäischen Gemeinschaften Nr. L245 (2002), S. 280 – 369.

[4] Dreßler, Th.: Ausbauplan 2011 – 2016 für die österreichische

Bahninfrastruktur. In: Elektrische Bahnen 109

(2011), H. 8, S. 384–396.

[5] ÖBB Infrastruktur Bau: Die neue Hochleistungsstrecke

Wien Meidling – St. Pölten. Fertigstellungsbroschüre

Hochleistungsstrecke Wein Meidling – St. Pölten, Ausgabe

12.2012.

[6] Kießling, F.; Puschmann, R.; Schmieder; A.: Fahrleitungen

elektrischer Bahnen. Erlangen-München, Verlag Publicis

MC&D, 3. Auflage, 2014.

[7] Kurzweil, F.; Furrer, B.: Deckenstromschienen für hohe

Fahrgeschwindigkeiten. In: Elektrische Bahnen 109

(2011), H. 8, S. 398–403.

[8] Hofbauer, G.: Wienerwaldtunnel – Montage der Oberleitung.

In: Elektrische Bahnen 111 (2013), H. 6-7, S. 425–429.

[9] ÖBB-Regelwerk: DB 945 Ausführungszeichnungen über

die ÖBB-Einheitsfahrleitung, ED Systemzeichnungen.

[10] Burkert, W.: Oberleitungsplanung mit der erweiterten

Software Sicat-MASTER. In: Elektrische Bahnen 108

(2010), H. 8-9, S. 377–384.

[11] EN 50317:2002: Bahnanwendungen – Stromabnahmesysteme

– Anforderungen an und Validierung der

Messungen des dynamischen Zusammenwirkens zwischen

Stromabnehmer und Oberleitung.

[12] EN 50122-1:2011: Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen

Elektrische Sicherheit, Erdung und Rückleitung

– Teil 1: Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag.

342 112 (2014) Heft 6


Fahrleitungsanlagen

AUTORENDATEN

Dipl.-Ing. Guido Kirmaier (40),

Ingenieurstudium an der Hochschule

Hannover mit Fachrichtung Baubetrieb

und Projektmanagement, Betriebswirtschaftsstudium

(BA) berufsbegleitend an

der Hochschule Magdeburg – Stendal;

seit 2002 bei der Firma Siemens TS EL

SG N, ab 2006 bei der SPL Powerlines

Germany GmbH in zahlreichen Projekten

tätig als Projektleiter Oberleitung

in Deutschland; von 2009 bis 2012 als

Projektleiter Oberleitung in Österreich

für die Projekte NBS Wien – St. Pölten

und NBS Unterinntal.

Adresse: SPS Powerlines Germany

GmbH, Hans-Böckler-Str. 42-44,

30851 Langenhagen, Deutschland;

Fon +49 511 740 886-678, Fax: -650;

E-Mail: Guido.Kirmaier@powerlinesgroup.com

Ing. Franz Kurzweil (57), Elektrolehre

bei den ÖBB und Elektroinstallateur

sowie Fahrleitungsmonteur, Abendstudium

der Elektrotechnik an der Höheren

Technischen Lehranstalt in Wien 1; ab

1978 Sachbearbeiter für Oberleitungsanlagen,

Projektplanung und Instandhaltungsmanagement

für Oberleitungsanlagen,

ab 1994 Systembearbeiter für

Oberleitungsanlagen in der Reglementierung

und seit 1998 Systemverantwortlicher

für ÖBB- Oberleitungsanlagen;

seit 2005 verantwortlich für die

Reglementierung von 50-Hz-Energietechnikanlagen,

Weichenheizungsanlagen

und 16,7-Hz-Bahnstromanlagen

sowie Fernwirk- und Leittechnikanlagen

einschließlich Zulassung von Produkten

und Systemen; derzeit Teamleiter Systeme

und Produkte, Regelwerke Energie.

Adresse: ÖBB Infrastruktur AG, Praterstern

4, 1020 Wien, Österreich;

Fon: +43 1 93000-34684; Fax: -25287

E-Mail: franz.kurzweil@oebb.at

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.

Das Werk veranschaulicht die Zusammenhänge zwischen den technischen, wirtschaftlichen sowie

den gesellschaftlichen und politischen Entwicklungen dieser Epoche.

P. Glanert / T. Scherrans / T. Borbe / R. Lüderitz

1. Auflage 2012, 240 Seiten mit CD-ROM, Hardcover

Bestellung per Fax: +49 201 / 82002-34 oder abtrennen und im Fensterumschlag einsenden

Ja, ich bestelle gegen Rechnung 3 Wochen zur Ansicht

___ Ex. Wechselstrom-Zugbetrieb in Deutschland – Band 3 (Teil 1)

1. Auflage 2013, ISBN: 978-3-8356-3219-6

Normalpreis pro Einzelband: € 49,90 (zzgl. Versand)

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343

PAWZD31013


Bahnenergieversorgung

Autotransformatorsystem für die

Luino-Linie

Martin Aeberhard, Egon Basler, Zollikofen; Felix Leu, Luzern

Auf der grenzüberschreitenden Strecke von Giubiasco (CH) nach Luino (I) wird zur Steigerung der

Leistungsfähigkeit der Bahnenergieversorgung erstmals im Netz der SBB ein Autotransformatorsystem

realisiert. Gegenüber vergleichbaren Projekten waren spezielle Herausforderungen zu bewältigen

und spezielle Lösungen zu entwickeln.

AUTO-TRANSFORMER SYSTEM FOR THE LUINO-RAILWAY SERVICE

For the first time, an auto-transformer system has been realised on the cross-border route from

Giubiasco (Switzerland) to Luino (Italy) in the network of Swiss Federal Railways (SBB) to en-hance

the effectiveness of railway electrical power supply systems. Compared to similar projects, special

challenges had to be coped with and special solutions developed.

UN SYSTÈME D’AUTOTRANSFORMATEUR POUR LA LIGNE DE LUINO

Sur la ligne internationale Giubiasco (Suisse) – Luino (Italie), un système d’autotransformateur est

en cours de réalisation pour accroître le rendement de l’alimentation électrique, une première sur

le réseau CFF. Par rapport à d’autres projets comparables, il a fallu surmonter des problèmes spécifiques

en développant des solutions appropriées.

1 Einführung

Die Luino-Linie ist eine südliche Zubringerstrecke zum

Gotthard (Bild 1). Die Strecke diente ursprünglich vor

allem dem Lokalverkehr und wurde als letzte Strecke

des SBB-Netzes 1960 elektrifiziert. Trotz der Tatsache,

dass die Strecke eingleisig ist, hat ihre Bedeutung im

Gütertansitverkehr über die Gotthard-Achse stetig zugenommen.

Der Grund liegt vor allem in ihrer Lage

als direkte Verbindung zwischen der Gotthardstrecke

und künftig dem Ende 2016 in Betrieb gehenden

Gotthard-Basistunnel (GBT) sowie den Terminals des

kombinierten Verkehrs in Busto Arsizio und Gallarate

in Norditalien. Heute verkehren etwa ein Drittel des

Gotthard-Gütertransitverkehrs über die Luino-Linie,

während die anderen zwei Drittel über die Ceneri-

Strecke und den Grenzübergang in Chiasso geführt

werden. Nach Inbetriebnahme des GBT wird mit einer

weiteren Steigerung des Verkehrs gerechnet. Im

Personenverkehr hat die Strecke dagegen ausschließlich

regionalen Charakter und wird von S-Bahn-Zügen

der TILO (Ticino – Lombardia, gemeinsames Tochterunternehmen

von SBB und Trenord) befahren.

Eine Besonderheit der Luino-Linie besteht darin,

dass die Systemtrennstelle zwischen der schweizerischen

Bahnenergieversorgung mit AC 15 kV 16,7 Hz

und der italienischen mit DC 3 kV mitten im Bahnhof

Luino angeordnet ist, etwa 15 km südlich der

Landesgrenze. Die Versorgung des auf italienischem

Staatsgebiet liegenden Abschnittes mit Traktionsenergie

obliegt ausschließlich den SBB. Die Bahnenergieversorgungsanlagen

mit Oberleitung, 15-kV-

Hilfsleitung und Schaltposten auf diesem Abschnitt

gehören jedoch der Rete Ferroviaria Italiana (RFI) und

bestehen im Wesentlichen aus an die andere Spannung

angepassten RFI-Standard-Komponenten.

Die vorhandene einphasige Stichspeisung ab Unterwerk

(UW) Giubiasco ermöglicht bereits heute

nur noch eine knapp genügende Spannungsstabilität.

Der zunehmende Güterverkehr macht, nebst

anderen Anpassungen wie Doppelspurinseln und

Reduktion der Zugfolgezeiten, eine Steigerung der

Leistungsfähigkeit der Bahnenergieversorgung unumgänglich.

Dabei wird erstmals in der Bahnenergieversorgung

der SBB ein Autotransformatorsystem

(AT-System) mit AC 30/15 kV 16,7 Hz eingeführt.

2 Betriebliche Anforderungen

Wegen ihrer eingleisigen Anlage ist die Kapazität der

Luino-Linie trotz Verbesserungsmaßnahmen wie einem

Doppelspurabschnitt bei Contone und Blockverdichtungen

begrenzt. Nachts, wenn der Personenverkehr

ruht, kann die Güterzugskapazität gesteigert

werden, indem die Züge paketweise abwechselnd in

der einen und anschließend in der anderen Richtung

„durchgeschleust“ werden. Das Pflichtenheft für den

Ausbau der Bahnenergieversorgung auf der Luino-

Linie sieht denn auch genau dieses Betriebskonzept

als dimensionierungsbestimmend vor, und zwar mit

344 112 (2014) Heft 6


Bahnenergieversorgung

Bild 1:

Lage der Luinio-Linie im Streckennetz de SBB (Zeichnung: SBB).

Paketen von bis zu acht Zügen, mit einer Anhängelast

von je 2 000 t und bei 4 min Zugfolgezeit. Es ist

anzumerken, dass der Bahnhof Luino nebst diversen

anderen Gleisen über nicht weniger als neun elektrifizierte

Durchgangsgleise verfügt. Es ist daher ohne

weiteres möglich eine derartige „Batterie“ von Zügen

aus Luino Richtung Gotthard abfahren zu lassen,

insbesondere auch weil bereits heute die meisten

Züge mit Mehrsystemlokomotiven bespannt sind

und somit der Lokomotivwechsel entfällt.

Traktionstechnisch genügt auf der Luino-Linie

eine vierachsige 5,6-MW-Lokomotive für einen solchen

Zug. Zwar ist gemäß aktuellen Planungen bei

den meisten Zügen ein Traktionswechsel in Bellinzona

vorgesehen; ebenfalls denkbare durchlaufende

Züge mit dieser Anhängelast müssten aber im GBT

mit Doppeltraktion bespannt werden. Deren zusätzliches

Leistungsangebot wäre gerade auch auf

der eingleisigen Luino-Linie für das Beschleunigen

nach Signalhalten willkommen. Aus diesem Grund

ist die Doppeltraktion für die Bemessung der Bahnenergieversorgung

bei allen Zügen vorgesehen. Das

bedeutet, dass bis zu 16 Lokomotiven gleichzeitig

unterwegs sein können, der maximale Kurzzeit-Leistungsbezug

auf der Linie kann in einem solchen Fall

40 MW übersteigen.

3 Untersuchte Varianten und

Wahl der Bestvariante

3.1 Konventionelles Unterwerk mit

132-kV-Stichleitung

Das Unterwerk wurde nicht am südlichen Ende

in Luino, sondern in der Nähe der Landesgrenze

bei Ranzo vorgesehen. Dies hätte eine genügende

Spannungsstabilität bis Luino ermöglicht, allerdings

wäre das Unterbringen des Unterwerks in der steilen

Hanglage und innerhalb der bevorzugten Wohnund

Urlaubsregion sehr schwierig geworden. Das

noch größere Problem wäre allerdings der Bau einer

132-kV-Leitung von einer neu zu erstellenden

132-kV-Schaltanlage im Raum Magadino bis zum

neuen Unterwerk gewesen. Eine Realisierung als Freileitung

war so gut wie ausgeschlossen. Es blieb eine

Lösung als Kabelleitung, entweder mit Verlegung

der Kabel im Bahntrasse oder alternativ auch als Seekabel

im Lago Maggiore. Dies hätte aber die Kosten

massiv in die Höhe getrieben, die Variante neues

Unterwerk plus Kabelanspeisung war denn auch die

teuerste aller untersuchten Varianten. Es war auch

zu berücksichtigen, dass der weiteren Verkabelung

des SBB-Hochspannungsnetzes enge Grenzen ge-

112 (2014) Heft 6

345


Bahnenergieversorgung

setzt sind [1], die man nur sehr ungern für eine im

zeitlichen Durchschnitt schlecht genutzte Leitung

beansprucht hätte. Aus all diesen Gründen war die

Variante neues Unterwerk mit 132-kV-Stichleitung

der Variante AT-System deutlich unterlegen.

3.2 Frequenzumrichter mit Einspeisung

auf 15 kV

Unweit südlich der Landesgrenze besteht in Musignano

eine Schaltanlage des europäischen 380-kV-Verbundnetzes.

Dort wäre der Anschluss eines Frequenzumrichters

grundsätzlich denkbar gewesen. Diese Lösung

hätte den Zusatzvorteil einer redundanten Versorgung

von Süden her gehabt. Da aber bei Unterbruch der

Oberleitung auf der Luino-Linie ein ordentlicher Betrieb

ohnehin nicht mehr möglich ist, muss dieser Vorteil

stark relativiert werden. Die Variante war bezüglich

Investitionskosten ebenfalls deutlich teurer als die Lösung

mit Autotransformatoren, außerdem hätten die

Kosten für die Energiedurchleitung über das 50-Hz-

Netz die Lebenszykluskosten zusätzlich verteuert.

3.3 Blindleistungskompensation

Es wurden Varianten untersucht mit geregelten

Blindleistungskompensatoren in der Nähe der Landesgrenze

und/oder in Luino. Solange nur mit Einfachtraktion

gefahren wird, lässt sich mit einer solchen

Lösung eine genügende Spannungsstabilität

erzielen. Bei der geforderten Bespannung der Züge

mit Doppeltraktion kann dagegen die benötigte

Leistung trotz Einspeisung von kapazitiver Blindleistung

nicht mehr übertragen werden.

3.4 2 x 15 kV mit Autotransformatoren

Das nachtstehend näher beschriebe System AC

30/15 kV 16,7 Hz mit Autotransformatoren hat alle

Anforderungen am besten und mit dem günstigsten

Kosten-Nutzen-Verhältnis erfüllt. Es können alle

Züge mit Doppeltraktion bespannt sein und mit maximaler

Anhängelast verkehren. Einzig wenn noch in

größerem Maß ältere Stufenschalterloks eingesetzt

werden sollten, müsste wegen deren Blindleistungs-

1001

1 2

3

UW Giubiasco

1002 1004 1003

6

7 8 7L

8L

7F-

Feeder – 15 kV

Cadenazzo

~km 159,500

Autotransformator

Reserve

Feeder – 15 kV

10

70

Magadino

~km 167,000

Feeder – 15 kV

San Nazzaro

~km 170,500

Feeder – 15 kV

nach

Bellinzona

U1/3 U3/7

AT AT AT

nach

Lugano

1

+ 15 kV

19LP

19L

19LR

2 3 6

7R

AT3

1

3 7

1 3

7

356

363

368 372

456

Giubiasco

~km 154,000

561 565 570

21 23 27

1

3 7

1 3

Riazzino

~km 163,900

Tenero

~km 167,800

Locarno

~km 172,000

Autotransformator

Feeder – 15 kV

10 70

Autotransformator

Feeder – 15 kV

Feeder – 15 kV

Pino-Tronzano

~km 63,700

Maccagno

~km 56,700

Luino

~km 50,700

10 70

12

AT3

1

21

27 21 27

1

3

1

AT3

372 375

Ranzo-S.Abbondio

~km 173,700

Schweiz

18

7

Ranzo-Confine

~km 175,900 SBB

~km 65,600 RFI

Italien

AC 15 kV 16,7 Hz

DC 3 kV

nach

Laveno

Bild 2:

Projekt-Streckenschema Luino-Linie (Zeichnung: SBB).

rot neue oder angepasste Anlagenteile in der Schweiz

blau neue Anlagen in Italien

346 112 (2014) Heft 6


Bahnenergieversorgung

bedarf beim beschriebenen Maximalbetrieb die Zugfolgezeit

etwas vergrößert werden. Dies ist aber bereits

heute nur noch selten der Fall und für die Zeit

nach Eröffnung des GBT nicht mehr vorgesehen,

sodass diese Einschränkung kaum ins Gewicht fällt.

3.5 Variantenwahl

Aus den beschriebenen Gründen war die Variantenwahl

letztendlich einfach. Nur das AT-System erfüllte

die Anforderungen mit gutem Kosten-Nutzen-Verhältnis

und erlaubte dank der geringfügigen baulichen

Eingriffe eine Realisierung in verhältnismäßig kurzer

Zeit. Es wurde deshalb dem Projekt zugrunde gelegt.

Mit dem Projekt Bahnenergieversorgung Luino-Linie

wird erstmals in der Schweiz eine Strecke mit AT-

System realisiert. Das Projekt hat eine vierjährige Planungsgeschichte

hinter sich. Aktuell werden die ersten

Arbeiten entlang der Strecke zwischen Cadenazzo

und Luino, sowie im UW Giubiasco ausgeführt.

Die Prinzipschaltung (Bild 2) zeigt vereinfacht

den Aufbau der Bahnenergieversorgung auf der

Luino-Linie. Im UW Giubiasco werden am Speisepunkt

1003 drei Autotransformatoren angeschlossen,

davon genügen zwei für die Leistungsbereitstellung

für die Luino-Linie. Der dritte parallel

geschaltete Autotransformator dient als permanent

mitlaufende Reserve.

Ab dem UW Giubiasco wird über zwei 800 m lange

Kabel bei der Morobbia-Brücke die zweimal 15 kV

auf die Trasse nach Cadenazzo geführt. Der Negativfeeder

(-15 kV) wird als Speiseleitung auf den Gestängen

der Oberleitung nach Cadenazzo geführt.

Die Autotransformatoren selbst werden auf Eisenbahnwagen

montiert, um sie gegebenenfalls umsetzen

zu können. Ausgangs der Station Cadenazzo bei

Contone befindet sich der erste fahrbare Autotransformator,

welcher als Reserve zur Verfügung steht.

Im Falle eines Ausfalls der nachfolgenden zwei Autotransformatoren

kann dieser ersatzweise für den

defekten Autotransformator an den gewünschten

Aufstellungsort verschoben werden.

Der nächste Autotransformator folgt in Ranzo

Sant’Abbondio. In Ranzo Sant’Abbondio sind die

Platzverhältnisse besonders schwierig. Zwischen

dem Einschnitt der bergwärts führenden Straße,

einer Brücke und dem steil abfallenden Hang

Richtung See konnte nur eine Fläche von 5 x 20 m²

nutzbar gemacht werden. Der letzte mobile Autotransformator

steht im Bahnhof Luino. Ein entscheidender

Vorteil im Fall der Luino-Linie ist die

Tatsache, dass bereits auf der ganzen Streckenlänge

eine Hilfsleitung (Bild 3) vorhanden ist, die

jetzt als Negativfeeder „umgenutzt“ werden kann.

Ohne das Vorhandensein dieser Hilfsleitung wären

die Kosten für die Erstellung des Gesamtsystems

fast doppelt so hoch gewesen.

4.2 Fahrbare Autotransformator-

Stationen

Im steil zum See abfallenden Gelände war die Wahl

einer mobilen Lösung mit Autotransformatoren

(AT) entscheidend für die Umsetzbarkeit des Projekts.

Die fahrbaren AT-Stationen sind das Kernstück

des Projekts (Bild 4). Der größte Teil der Kosten

4 Projektbeschreibung

4.1 Schaltung

112 (2014) Heft 6

Bild 3:

Luino-Linie am Lago Maggiore bei Magadino (Foto: SBB).

Gut sichtbar sind auf dem Mastaufsatz die zukünftig als

Negativfeeder genutzte Hilfsleitung, sowie eine Stations-Umgehungsleitung,

deren Funktion unverändert bleibt.

Schnittstellenschrank

Rückleiterschrank

Nullleiter

4 x 150 mm 2

Fahrleitungsmast

Negativ-Feeder – 15 kV

Lastschalter

Transformator

Hinleiter 3 x 240 mm 2

Ölwanne

Ölabscheider

Hömerschalter

(sichtbare Trennung)

Bild 4:

Ansicht der mobilen Autotransformatoranlage mit Lastschaltern (Zeichnung: SBB).

FSG

FSG

Erdungsschrank

Containerlastschalter

347


Bahnenergieversorgung

UW Giubiasco Locarno AT-Schutz

FLS für AT-System

UU

FLS

132 kV 15 kV

VV

1003

+

0


+

0


+


+

0


Cadenazo

Bild 5:

Wirkungsbereich der Schutzkonzepte (Zeichnung: SBB).

M

M M M

19L

entfällt auf die Realisierung der fahrbaren AT-Stationen.

Die AT-Stationen bestehen aus vier klar abgrenzbaren

Bestandteilen. Der Wagen mit der integrierten

Ölauffangwanne bildet die Grundlage.

Unmittelbar über der Ölauffangwanne befindet sich

der Autotransformator. Um den Autotransformator

allseitig von der Bahnenergieversorgung abtrennen

zu können, werden Lastschalter eingesetzt. Deren

zwei befinden sich in einer Schalterkabine zwischen

Transformator und Wagenbegrenzung. Auf der gegenüberliegenden

Seite ist der Niederspannungsteil

der AT-Station aufgebaut.

4.3 DC-Streuströme

+

0


Ranzo

In Luino erfolgt die Trennung zwischen der

schweizerischen AC- und der italienischen DC-

Bahnenergieversorgung mitten im Bahnhof über

kurze spannungslose, nicht geerdete Oberleitungsabschnitte,

die Schienen und Rückleiter sind

alle miteinander verbunden. Entsprechend muss

mit massivem Eindringen von DC-Streuströmen

auch in die Anlagen der AC-Seite gerechnet werden,

dies obwohl RFI vor wenigen Jahren in Luino

ein neues DC-Unterwerk gebaut hat. Dieses verbesserte

die Situation spürbar, vorher wurde die

Strecke nur vom etwa 17 km weiter südlich gelegenen

UW Laveno aus im Stich gespeist.

Erschwerend kommt hinzu, dass im Grenzbahnhof

Chiasso eine noch wesentlich großflächigere und engere

Verflechtung von AC- und DC-Anlagen besteht.

Zwischen den beiden Systemwechselbahnhöfen

Luino und Chiasso besteht über die Rückleiter der

SBB-Bahnstrecken, sowie über die Erdseile von Hochspannungsleitungen

der SBB und anderer Netzbetreiber

offenbar ein genügend niederohmiger Pfad,

sodass trotz der geografischen Distanz von rund

70 km nicht unwesentliche DC-Ausgleichströme auftreten

und gemessen werden können. Probleme aus

dieser Situation manifestieren sich durch allerdings

schwierig zuordenbare Korrosionsprobleme, exzessiven

Transformatorlärm wegen Sättigungseffekten

+

0


Luino

+

0


in 50-Hz-Unterwerken sowie Hauptschalterauslösungen

auf Triebfahrzeugen wegen Ansprechen der

100-Hz-Überwachung.

Umfangreiche Messungen im ganzen Perimeter

zwischen Luino und Chiasso haben eine Fülle von

Erkenntnissen und Messwerten geliefert, unter anderem

Gleichstromkomponenten in den Rückleitern auf

der AC-Seite von Luino mit 24-h-Mittelwerten zwischen

100 und 150 A und Spitzenwerten bis 750 A

sowie langzeitige Gleichspannungs-Schienenpotentiale

von etwa 7,5 V mit Spitzenwerten bis zu 60 V.

Mittelfristig streben die SBB eine grundsätzliche

Sanierung dieser Streustromsituation im Südtessin

an, darüber soll zu gegebener Zeit in einem separaten

Beitrag berichtet werden.

Kurzfristig blieb jedoch nichts anders übrig als

die Autotransformatoren „streustromfest“ zu spezifizieren.

Mithilfe der genannten Messwerte und

von Modellen der zukünftigen Situation konnte die

DC-Belastung der Autotransformatoren berechnet

werden. Im Worst Case ist eine zusätzliche Wicklungsbelastung

mit Gleichstrom von 33 A und eine

Gleichstrommagnetisierung mit 27 A anzunehmen,

die sich aus der größten Differenz der Gleichströme

in beiden Wicklungsteilen ergibt. Dieser Werte

sind für die Auslegung des magnetischen Kreises der

Transformatoren und insbesondere für deren Lärmdesign

zu berücksichtigen.

4.4 Schutz

4.4.1 Allgemeines

Das Schutzkonzept dieser neuen 36,8 km langen AT-

Strecke entstand im SBB-Team Schutztechnik in enger

Abstimmung mit den Spezialisten vom Systemdesign,

Primärtechnik und der Projektleitung (Bild 5).

4.4.2 Fahrleitungsschutz (FLS)

Verschiedene Varianten, wie beispielsweise der

Einsatz von ein- oder zweiphasigen Fahrleitungsschutzsystemen,

vergleichbar mit dem Schutz im

132-kV-Netz, verschiedene Standorte und Anzahl

und auch die Variante nur mit dem „einphasigen“

Fahrleitungsschutz, direkt vor der Bildung des

AT-Systems wurden verglichen. Diskussionen mit

AT-Fachexperten anderer Länder, sowie Informationen

aus Fachartikeln [2] zeigten schnell auf, dass

es für diese „einfache“ Topologie genügt, den

Fahrleitungsschutz wie gewohnt einphasig, vor

der Bildung des AT-Systems aufzubauen (Bild 2,

am Speisepunktschalter 1003).

Mit diesem Konzept resultiert eine Kurzschluss-

Selektivität über die gesamte AT-Strecke mit der

Länge von 36,8 km. Bei einem Kurzschluss wird

348 112 (2014) Heft 6


Bahnenergieversorgung

immer das gesamte AT-System zwischen Giubiasco

und Luino durch den Schutz kurzzeitig spannungslos

geschaltet, bis durch die automatische Prüfeinrichtung

bei momentanen Fehlern innerhalb 10 s

wieder zuschaltet wird. Bei permanenten Störungen

kann der Kurzschluss über die manuelle Prüfung in

der Leitstelle festgestellt und der fehlerbehaftete

Abschnitt durch die vorhandenen Lastschalter frei

geschaltet werden. Ein permanenter Fehler wird bei

der mehrheitlich einspurigen Strecke in vielen Fällen

zu Streckensperrungen führen.

Ein Nachteil mit dem einphasigen Schutzsystem,

angeordnet vor dem AT-System, liegt in den

beschränkt nutzbaren Fehlerortsinformationen ab

diesem Schutz, da die Fehlerimpedanz alles andere

als linear verläuft und auch eine Zuordnung

zur Oberleitung oder zum Negativfeeder nicht gelingt.

Diesem Nachteil stehen gewichtige Vorteile

durch die Verwendung der Standardschutzkomponenten,

das erheblich kleinere Mengengerüst,

das heißt keine weiteren Leistungsschalter, Prüfschaltungen

und Wandler sowie die Einfachheit

des Konzepts gegenüber.

Nach 21,9 km ab UW Giubiasco verläuft die Linie

auf italienischem Staatsgebiet entlang dem südöstlichen

Ufer des Lago Maggiore über weitere 14,9 km.

Diese Oberleitungsanlagen werden vom italienischen

Unterhaltsdienst betreut. Damit im Störungsfall die

richtige Organisation avisiert werden kann, wird an

der Grenze ein Fahrleitungsschutz nur zur Fehlerortung

in der Oberleitung und im Negativfeeder realisiert.

Damit wird der oben erwähnte Nachteil der

wenig selektiven Fehlerortung teilweise kompensiert.

4.4.3 AT-Schutz

Beim AT-Schutz wurden ebenfalls verschiedene Lösungen

studiert. Die Bandbreite reichte von „Transformatorschutz

durch den Fahrleitungsschutz abgedeckt“

bis zur Anwendung des vollständigen

Schutzkonzeptes für einen großen Unterwerkstransformator.

Im Bewusstsein dass in der 16,7-Hz-Schutztechnik

nur wenige Lieferanten Schutzapparate liefern

und Weiterentwicklungen beispielsweise für den

AT-Schutz für den kleinen Markt unverhältnismäßig

viel kosten, wurden realisierbare Lösungen gesucht.

Diverse Abklärungen mit diesen wenigen Schutzlieferanten,

dem Bundesamt für Verkehr (BAV) und

auch SBB-intern zu den Kommunikationsmöglichkeiten

führten zu folgender Lösung:

1 Die Autotransformatoren erhalten einen eigenen,

einfachen Schutz der Hauptschutzfunktion

Differentialschutz. Die Wahl fiel auf eine

flexible Schutzhardware, welche über das IEC

60870-5-103-Protokoll neben den Meldungen

auch weitere Störungsinformationen liefert, unter

anderem auch den abgeschalteten Strom.

2 Ebenfalls wird das Ansprechen des Buchholzschutzes

der Autotransformatoren gemeldet,

was direkt zur Auslösung führt und gleichzeitig

ein Störschrieb im Transformatorschutz

triggert.

3 Am Standort der Autotransformatoren werden

Lastschalter eingesetzt. Die Schutz-Auslösung

erfolgt über einen Fernauslösebefehl zum

Leistungsschalter im speisenden UW Giubiasco,

Speisepunkt 1003. Die Kommunikation dazu

geschieht über IP und via das auch in Italien, in

Luino vorhandene SDH-Netz (Synchrone Digitale

Hierarchie) von SBB-Telecom. Die Verbindung

wird durch die Endgeräte überwacht und

garantiert zeitlich eine Befehlsübertragung in

weniger als 40 ms. Die Fernauslösebefehle sind

außerhalb der Leittechniksysteme realisiert. Die

gleiche Endgerätetechnik wird für die Schutzsignalübertragung

beim Fahrleitungsschutz im GBT

oder bei der neuen Durchmesserlinie Zürich,

direkt über Lichtwellenleiter mit weniger als 5 ms

Übertragungszeit, ebenfalls angewendet.

Damit kann mit bekannten Standardprodukten

und der durch SBB-Telecom an den Standorten

kostengünstig realisierbaren Schutzkommunikation

ein zweckmäßiges Schutzkonzept für diese

erste AT-Strecke der SBB realisiert werden. Die

schutztechnisch selektiv überwachten Autotransformatoren

unterstützen den Netzbetrieb in der

Selektivitätsfrage und Zuordnung von Auslösungen

auf die Oberleitungsanlage gegenüber den

hoffentlich seltenen Fehlern in den AT-Stationen.

Weiter werden auch stromschwache Fehler im Autotransformator

durch den Differentialschutz oder/

und Buchholzschutz direkt geklärt, bevor sehr große

Schäden entstehen können. Auslösungen durch

den Transformatorschutz führen zur Auslösung des

entfernten Leistungsschalters in Giubiasco, wobei

in der stromlosen Pause die Lastschalter beim Autotransformator

automatisch öffnen.

Das vollständige Schutzkonzept wurde gleichzeitig

mit dem Schutzkonzept „Südtessin“ mit dem

neuen Ceneri-Basistunnel erstellt und in einer auch

für Schutzingenieure neuen Art dargestellt (Bild 6).

Der Großteil der vom Gesetzgeber über die AB-EBV

AB 44f [3] verlangten Kriterien zum Schutzkonzept

wie Fehlerarten und erforderliche Schutzfunktionen,

Abschaltzeiten, Selektivität, Schutzzuverlässigkeit

sind so auf einer Darstellung ersichtlich und recht

einfach nachvollziehbar.

4.4.4 Schutz nach Locarno

Nach 5,5 km ab UW Giubiasco zweigt eine Bahnlinie

in Cadenazzo nach Locarno (18 km) ab. Diese

im Stich gespeiste Strecke wurde früher über eine

112 (2014) Heft 6

349


Bahnenergieversorgung

LS LS LS

4004 4006 4007

LS

1003

TR-SS 15 kV

UW Giubiasco

Kurzschluss

Fahrleitung-Feeder/

Fahrleitung-Erde/

Feeder-Erde

M2: Sammelschienenschutz

mit integriertem Reserveschutz

CT Überstromzeitschutz

I > t der

Alle LS

B.1

SS

30 ms + 1 s + 45 ms

Kurzschluss

Autotransformator

(am Beispiel

Autotransformator in

Ranzo)

Überlast

(am Beispiel

Autotransformator

in Ranzo)

CT B.1

VT B.1

Hauptschutz: FLS

Überstromzeitschutz

I

CT B.1

>>>

CT B.1/

VT B.1

Impedanzschutz

Z1–Z3

LS

1003

LS

1003

Hauptschutz: FLS

CT B.1/ Impedanzschutz

VT B.1 Z1–Z3

LS

1003

Z 1–Z 3: 35 ms + 0 s + 45 ms

Hauptschutz: FLS

CT B.1/ Überlastschutz

Temp.

Ith

LS

1003

Auslösung auf

Leistungsschalter

AT Giubiasco

I >>>: 5 ms + 0 s + 45 ms

Z 1–Z 3: 35 ms + 0 s + 45 ms

Auslösezeit:

Relaiszeit + Staffelzeit +

Leistungsschalter

Schutzfunktion

AT Cadenazzo

Fahrleitung

Rückleiter

Feeder

– 15 kV

Hauptschutz: AT-Schutz

CT

C.1-3

Differentialschutz

∆I

75 ms + 0 s + 45 ms

LS

1003

M1

Buchholz

1003

LS

Buchholzschutz

30 ms + 0 s + 45 ms

Hauptschutz: AT-Schutz

CT C/ Überlastschutz LaS 10/

Temp. Ith 70/AT3

AT Ranzo

LaS

AT3

CT C.3

CT C.1 CT C.2

LaS 10

LaS 70

Messwertübertragung für

Fehlerorter

CT Überstromzeitschutz

MW-

C.3

I > t Übertr.

75 ms

Selektive Freischaltung AT

mit Lastschaltern

CT C.1/ Stromfunktion

LaS 10/

C.2

I > t 70/AT3

1–2 s

CT B.2

VT B.2

Fehlerorter FLS

CT B.2/

VT B.2

Impedanzschutz

Z1

KS-

Anzeige

AT Luino

Eingang: Strom- und

Spannungsmessung

Bild 6:

Schutzübersicht (Zeichnung: SBB).

Speiseleitung mit einem eigenen Fahrleitungsschutz

und Leistungsschalter im UW Giubiasco

versorgt. Da diese Speiseleitung nun zum Energietransport

als Negativ-Feeder für den Beginn

der AT-Strecke verwendet wird, ist vorgelagert in

Cadenazzo ein Leistungsschalter 19L mit Fahrleitungsschutz

aufgebaut worden, welcher aus

der Oberleitung versorgt wird und im Stich Richtung

Locarno speist und schützt. Die Parameter

der Prüfeinrichtungen Schalter 19L in Cadenazzo

und Schalter am Speisepunkt 1003 in Giubiasco

sind zeitlich so aufeinander abgestimmt, dass der

Prüfzyklus in Giubiasco abläuft und erst dann die

Prüfung beim 19L beginnt (rund 15 s nach Kurzschluss).

Damit wird bei nicht selektiven Auslösungen

die serielle automatische Prüfung sichergestellt.

Eine verbesserte Selektivität könnte bei

ausgewiesener Notwendigkeit über Schutz-Schutz-

Kommunikation später nachgerüstet werden.

4.4.5 Fehlerortung nach japanischer Methode

Spezialisten im Bereich Systemdesign hatten sich an

einen acrps-Vortrag in Leipzig 2009 erinnert, bei dem

japanische Fachkollegen eine Fehlerorts-Berechnung

über die Ströme in der Verbindung vom Autotransformator

zum Schienenpotential vorgestellt hatten.

Die Formel in Bild 7 wurde dabei präsentiert und

auch in [4] weiter erläutert.

Die SBB-Schutzingenieure haben diesen Hinweis

aufgenommen und eine technische Umsetzung

ohne zusätzliche Elemente oder Technik entwickelt.

Diese nutzt die Tatsache, dass diese Ströme mit dem

Transformatorschutz sowieso erfasst und via Standardprotokoll

einfach an die Leitstelle übermittelt

werden können. Die Auswertung und Berechnung

erfolgt dann in der Leitstelle.

Idealerweise teilt sich der Mittelpunktstrom in

den an den Fehler angrenzenden Autotransformator

350 112 (2014) Heft 6


Bahnenergieversorgung

proportional zur Distanz vom Fehler zum Autotransformator

auf. Für die Nichtidealität des Autotransformators

wird mit dem Parameter a und b = 1 - 2a ein

Korrekturfaktor eingeführt.

Es folgte ein interessanter Mailaustausch mit japanischen

Ingenieuren, wobei die Ermittlung der

„magic numbers“ a = 0,1und b = 0,8 in der Formel

in Japan über Versuche und im Systemdesign der

SBB in der Zwischenzeit zu diversen Berechnungen

geführt hat. Die Inbetriebnahme mit echten Versuchen

zur Justierung dieser Parameter hat damit an

„Spannung“ gewonnen.

Abschließend zeigt Bild 8 die theoretischen Kurzschluss-

und Betriebsimpedanzen, die am Einbauort

des Hauptschutzes für den Speisepunkt 1003 in Giubiasco

wirksam werden und für die Schutzparameter

als Grundlage dienen. Aufgezeichnet sind die

Kurzschlussimpedanzen für die drei Fehlerarten in

Abhängigkeit des Kurzschlussortes, sowie die aus der

maximalen Last sich ergebende minimale Betriebsimpedanz,

wenn sich diese Last in Luino befindet.

Gegenüber der Betriebsimpedanz besteht für die

Schutzreichweite eine komfortable Reserve.

0

Giubiasco

ratio

neutral current

L n

X = L n + x = L n + D × (

Bild 7:

Fehlerortung nach [4].

1,00

0,08

0,00

X

1 AT 2 AT

I n+1

I n + I n+1

– 0,1)/0,8

Fault

0,92 H n+1

H n

I n I n+1

c

D

Length (L n )

T

R

F

4.4.6 Notspeisefähigkeit

6

Entlang den großen Alptransit-Tunnelprojekten

Gotthard- und Ceneribasistunnel (CBT), den nahen

Zufahrten „Nord“ und „Sud“ sowie den Verbindungen

zwischen diesen Anlagen wurden zahlreiche

Konzepte zur Notspeisefähigkeit der Energieversorgung

erstellt. Dabei ist die Topologie dieser Nord-

Süd-Strecke meist so einfach, dass mit wenigen

Überbrückungsschaltern außerhalb der Schaltanlagen

auch mit der vorhandenen Schutztechnik kompatible

Lösungen bei Unterwerks-Gesamtausfällen

gefunden wurden.

In Giubiasco mit dem CBT, der Ceneri-Bergstrecke,

der Nordzufahrt und dem langen Abzweig Richtung

Luino/Locarno ist die Topologie schwieriger.

Hier werden beim Gesamtausfall des UW Giubiasco

(alle Leistungsschalter offen) die Hauptlinien Nord-

Süd im Raum Giubiasco ebenfalls durch außerhalb

des Unterwerks angeordnete Schalter überbrückt.

Die speisenden Unterwerke sind dann das neue UW

Vezia (südlich CBT) und das mobile Unterwerk in Rivera.

Für die Notspeisung Richtung Luino/Locarno

wird die Verbindungslinie Camorino – San Antonino

genutzt und dazu im Schaltposten San Antonino ein

Leistungsschalter mit Fahrleitungsschutz aufgebaut.

Dieser Schutz übernimmt dann die Schutzfunktion

Richtung Cadenazzo – Luino/Locarno. Es ist offensichtlich,

dass in diesem Fall durch die fehlenden Autotransformatoren

des UW Giubiasco die Leistungsfähigkeit

des AT-Gesamtsystems etwas abnimmt.

Aufgrund des erwarteten hohen Verkehrs bliebe

das Risiko, dass Züge bei einem permanenten

Z

Ω

4

3

2

1

0

Cadenazzo

Magadino

San Nazzaro

Ranzo-S.Abbondio

Ranzo-Confine

Kurzschlussort

Pino-Tronzano

Bild 8:

Ergebnis der Fehlerort-Impedanz-Berechnungen (Grafik: SBB).

Minimale Betriebsimpedanz

KS Positiv-Erde

KS Negativ-Erde

KS Positiv-Negativ

Fehler zum Beispiel in Luino einen Fehler mittels

Stromabnehmer über eine elektrische Trennung

derart verschleppen dass die Schutzeinrichtungen

in Vezia oder Rivera den entfernten Fehler nicht

mehr erfassen könnten. Der Einbau von fakultativen

Schutzstrecken wäre enorm teuer, kaum örtlich

platzierbar und damit auch unverhältnismäßig zum

Risikoeintritt und -ausmaß. Um dem zu begegnen,

wird der Schalter 19 in Cadenazzo, mit Schutz normal

nur Richtung Locarno speisend, in dieser Notsituation

so umgeschaltet, dass er sowohl Richtung

Locarno als auch Richtung Luino schützt. Damit

Maccagno

Luino

112 (2014) Heft 6

351


Bahnenergieversorgung

Speisung normal

Notspeisung UW Giubiasco (blau)

Giubiasco

Rivera

Vezia

Giubiasco Rivera Vezia

Giustizia

Giustizia

Camorino

Luino

Locarno

Cadenazzo 19

4W

Ein

4L Ein S. Antonino

Luino AT

Locarno

Bild 9:

Normalspeisung (links) und Notspeisung (rechts) (Zeichnung: SBB).

sind die beiden Schutzsysteme seriell nahe hintereinander

geschaltet und die Fehlerverschleppung

wird beherrscht. Für die Umschaltung genügt die

Erweiterung der Schaltanlage um einen einzigen

Lasttrennschalter 4W (Bild 9).

4.5 Zusammenarbeit mit RFI

Die Luino-Linie ist seit der Elektrifizierung mit

Wechselstrom AC 15 kV 16,7 Hz im Jahre 1960

eine der Strecken, welche ohne grenzüberschreitende

Zusammenarbeit nicht funktionieren würde.

Wegen der Anwendung des Territorialprinzips

sind die Schweiz und Italien auf dem jeweils eigenen

Streckenabschnitt für die Finanzierung von

Infrastrukturbauten und deren Unterhalt selbst

verantwortlich. Da der italienische Infrastrukturbetreiber

RFI kaum Erfahrung auf dem Gebiet der

15-kV-Bahnenergieversorgung hat, wurde schon

früh von den für den Unterhalt verantwortlichen

Fachdiensten in der Schweiz Personal auf der italienischen

Seite mit Schulungen für den Betrieb

und Unterhalt unterstützt.

Seit der Studienphase des Projekts wurde, dieser

alten Tradition folgend, der Kontakt zu den Verantwortlichen

gesucht und erfolgreich hergestellt. Am

10. Dezember 2009 war der erste offizielle Besuch

beim Ministero dei Trasporti in Rom. Das Konzept

wurde, wohl auch aufgrund der guten Erfahrungen

mit AT-Systemen AC 50/25 kV 50 Hz auf den neuen

italienischen Hochgeschwindigkeitsstrecken [5],

durch die Verantwortlichen bestätigt. So konnte das

Vorprojekt für die Planung gestartet werden.

Schon im darauffolgenden Frühjahr wurde festgestellt,

dass Projekte in Italien anders ablaufen als

bei den SBB. Der Projektleiter der SBB wurde nach

Luino an eine Projektsitzung für den italienischen

Teil der Luino-Linie eingeladen. Es handelte sich

um das Kick-Off für das Ausführungsprojekt für die

Erneuerung der Oberleitungsanlage von der Grenze

bis nach Luino. Die SBB hatten zu diesem Zeitpunkt

eben erst mit dem Vorprojekt begonnen. Als

Konsulent für 15-kV-Bahnenergieversorgung wurde

der SBB-Projektleiter weiterhin an die Bausitzungen

nach Luino eingeladen und durfte die Bedürfnisse

der SBB für die in Planung befindliche Ertüchtigung

der Bahnenergieversorgung mit Autotransformatoren

in die Ausführungsphase der italienischen Kollegen

einfließen lassen. Er lernte dabei, dass die

Kollegen bei RFI sehr offen für die Bedürfnisse der

SBB waren. Die Projektpläne, welche die SBB für

die Autotransformatoranlage erstellt hatten, wurden

praktisch 1 : 1 übernommen. Ab und an wurde

es hektisch, wenn während der Ausführung Projektänderungen

vor Ort diskutiert werden mussten.

Beschlüsse, welche vor Ort gefasst wurden, waren

zumeist verbindlich und wurden jeweils sofort umgesetzt.

Wichtig war und ist es nach wie vor, für

solche Beschlüsse eine gemeinsame Basis zu schaffen.

Für die Vertreter der SBB ist es wichtig, sich

den lokalen Gepflogenheiten anzupassen. Dass die

Kommunikation in italienischer Sprache stattfand,

versteht sich von selbst.

352 112 (2014) Heft 6


Bahnenergieversorgung

Bild 10:

Für 15 kV isolierte RFI-Oberleitung auf dem italienischen

Abschnitt (Foto: SBB).

Bild 11:

Beim Gleichstrombetrieb noch akzeptable Vegetationsabstände

zu den Leitungen werden bei 15 kV problematisch (Foto: SBB).

Heute ist das Projekt auf der italienischen Seite

bereits weit fortgeschritten (Bild 10). Natürlich

gibt es immer wieder Hindernisse, welche überwunden

werden müssen. Beispiele reichen von der

Freigabe des Bauplatzes im Gleisfeld durch den Archäologen

bis zum Schneiden der Bäume entlang

der Strecke durch den Forstdienst. Nach vier Jahren

Zusammenarbeit auf der Luino-Linie besteht die

Zuversicht, dass mehr als 50 Jahre nach der ersten

Elektrifizierung im nächsten Jahr die Inbetriebnahme

der Autotransformatoranlagen erfolgreich abgeschlossen

werden kann.

5 Inbetriebnahme

Die Inbetriebnahme der Autotransformatoranlage

wird in vier Schritten erfolgen.

Als erstes werden im November 2014 die drei

Autotransformatoren im sich im Neubau befindlichen

UW Giubiasco montiert werden. Der Anschluss

an die 15-kV-Schaltanlage wird mit der Ausprüfung

der Anlage Anfang 2015 zwei Monate in Anspruch

nehmen. Parallel zur Anlage im Unterwerk muss die

Trasse der Luino-Linie über zwei 800 m lange 15-kV-

Kabel neu erschlossen werden.

Ab Mitte März 2015 ist geplant, in drei Schritten

die drei fahrbaren AT-Anlagen in Betrieb zu nehmen.

Begonnen wird mit der Anlage in Contone.

Weiter wird die Anlage in Ranzo Sant’Abbondio in

Betrieb genommen, worauf zuletzt die Anlage in

Luino folgen wird.

Das kritische Element bei der Inbetriebnahme ist

die Situation der Freileitung für den Negativfeeder

auf der italienischen Seite. Das Gebiet zwischen der

Grenze bei Dirinella und Colmegna kurz vor Luino ist

sehr waldreich. Das Gelände ist steil und an gewissen

Stellen kann der Forstdienst ohne eine Totalsperre

von Schiene und Straße die notwendigen Arbeiten

nicht ausführen (Bild 11).

Für die Abstimmung der Schutztechnik und

eine verbesserte Genauigkeit der Fehlerortung

wird es notwendig sein, Kurzschlussversuche auf

der Strecke durchzuführen. Seit mehreren Jahren

werden nur noch selten Kurzschlussversuche

auf offener Strecke ausgeführt. Der Nutzen von

Kurzschlussversuchen muss deren Nachteile klar

überwiegen. Im vorliegenden Fall ist dies zweifelsfrei

gegeben. Die detaillierte Planung für die

Durchführung der Inbetriebnahme läuft auf vollen

Touren. Der Betrieb soll auf der für den Güterverkehr

so wichtigen Strecke so wenig wie möglich

beeinträchtigt werden.

112 (2014) Heft 6

353


Bahnenergieversorgung

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[1] Resonanzproblematik im SBB Energienetz. Bericht der

SBB vom 24.09.2012, einsehbar unter www.news.admin.

ch/NSBSubscriber/message/attachments/34330.pdf

[2] Eberling. W.; Levermann­Vollmer, D.; Klinge, R.; Martens

G.: Oberleitungsnetzkonzepte und Autotransformersystem

bei der Deutschen Bahn. In: Elektrische Bahnen 100

(2002) H. 7, S. 259–266.

[3] Ausführungsbestimmungen zur Eisenbahnverordnung

(AB-EBV). Hrsg.: Bundesamt für Verkehr (BAV).

[4] Uzuka, T.; Nagasawa, H.: AC power supply for railways

in Japan: In: Elektrische Bahnen 107 (2009) H. 4-5,

S. 199–206.

[5] Buffarini, G.; Colla, A.; Fumi, A.: L’evoluzione degli impianti

di trazione elettrica A 25 kV in Italia. In: Ingegneria

Ferroviaria, 2009, H. 1.

AUTORENDATEN

Dipl. El.-Ing. ETHZ Martin Aeberhard

(47), Studium Elektrotechnik

an der Eidgenössischen Technischen

Hochschule (ETH) Zürich; Technische

Projektleitung bei ABB Verkehrssysteme

AG Zürich; Leiter Steuerungen und

Systeme bei SLM AG, Winterthur, Leiter

Fachbereich Fahrstrom bei ENOTRAC

AG; seit 2005 bei SBB Energie, seit 2007

Leiter Systemdesign bei SBB Energie.

Adresse: SBB AG, Infrastruktur Energie,

Industriestr. 1, 3052 Zollikofen,

Schweiz;

Fon: +41 51 2204633;

E-Mail: martin.aeberhard@sbb.ch

eb - Elektrische Bahnen erscheint in der DIV Deutscher Industrieverlag GmbH, Arnulfstr. 124, 80636 München

El.-Ing. HTL Egon Basler (56);

Elektromechaniker bei BBC, Inbetriebsetzungsingenieur

bei BBC; 1986 bis

2000 bei SBB Kraftwerke, 2000 bis

2005 bei SBB Engineering Bahnsysteme

Projektleiter Fahrstrom und Fahrleitung;

seit 2005 Leiter Schutztechnik bei SBB

Energie Operations.

Adresse: SBB AG, Infrastruktur Energie

Operations, Industriestr. 1, 3052 Zollikofen,

Schweiz;

E-Mail: egon.bs.basler@sbb.ch

Dipl. El.-Ing. HTL Felix Leu (51); Studium

Elektrotechnik am Zentralschweizerischen

Technikum in Luzern, CAS in

Projektmanagement an der HWZ Hochschule

für Wirtschaft Zürich; Technische

Projektleitung und Gesamtprojektleitung

für Halbleitermontageroboter bei

ESEC SA; seit 2007 bei SBB Infrastruktur,

seit 2012 Senior Projektleiter bei SBB

Infrastruktur Projekte.

Adresse: SBB AG, Infrastruktur Projekte

Netzprojekte, Güterstr. 3, 6005 Luzern,

Schweiz;

Fon: +41 79 5173521;

E-Mail: felix.leu@sbb.ch

354 112 (2014) Heft 6


Bahnenergieversorgung

Modellierung von Erdungsund

Rückleitungssystemen

elektrischer Bahnen

Andriy Zynovchenko, Gerhard George, Offenbach; Arnd Stephan, Sven Körner, Dresden

Für ein sicheres und nachhaltiges Bahnsystem ist die Einhaltung der Grenzwerte für Körper- und

Berührungsspannungen sowie streustromrelevanter Kriterien gemäß EN 50122 unentbehrlich. Eine

normgerechte Auslegung der Bahnanlagen und Erarbeitung von Maßnahmen zur Streustromüberwachung

kann durch computerbasierte Modellierung von Erdungs- und Rückleitungssystemen unterstützt

werden.

MODELLING OF EARTHING AND RETURN CURRENT SYSTEMS OF ELECTRIC RAILWAYS

For a safe and sustainable railway system it is essential to comply with the limits for body and touch

voltages as well as for stray current criteria according to EN 50122. A design of railway systems

and stray current monitoring arrangements in compliance with the standard can be supported by

computer-based modelling of earthing and return current systems.

MODÉLISATION DE SYSTÈMES DE MISE A LA TERRE ET DE CIRCUIT DE RETOUR POUR LIGNES ÉLECTRIFIÉES

Pour l’exploitation d’un système ferroviaire sûr et durable, il est indispensable de respecter les

valeurs limites des tensions de contact ainsi que les critères relatifs aux courants de fuite conformément

à la norme EN 50122. Une conception des installations ferroviaires et l’élaboration d’un

système de contrôle des courants de fuite en conformité avec la norme peuvent être assistées par

une modélisation informatisée de systèmes de mise à la terre et de circuit de retour.

1 Einführung

In elektrischen Bahnsystemen fließt der Strom vom

Unterwerk über die Fahrleitung zum elektrischen Triebfahrzeug

und über die Rückleitung zurück zum speisenden

Unterwerk. Sowohl bei Gleichstrom- als auch bei

Wechselstrombahnen ist die Rückleitung über Bettungsableitung

der in der Rückstromführung einbezogenen

Fahrschienen zwangsläufig mit der Erde verbunden. Bei

Wechselstrombahnen ist die Rückleitung in der Regel

zusätzlich über die Mastfundamente und Bauwerkserde

absichtlich mit der Erde verbunden. Bei Gleichstrombahnen

werden solche Verbindungen in der Regel vermieden,

oder bei Erfordernis über Spannungsbegrenzungseinrichtungen

realisiert. Allerdings lässt sich die

Rückleitung von der Erde nicht vollständig isolieren.

Daher ist es unvermeidlich, dass ein Teil des Rückstromes

sowohl bei Wechselstrombahnen als auch

gezielt begrenzt bei Gleichstrombahnen in die Erde

eintritt und über diese zurück zum Unterwerk fließt.

An den Stellen des Stromein- und -austritts entstehen

Berührungsspannungen. Werden die Grenzwerte

für Berührungsspannungen nach EN 50122-1 [1]

und EN 50122-3 [2] nicht eingehalten, können diese

Spannungen zur Personengefährdung führen.

Der Erdanteil des Rückstromes ist bei Gleichstrombahnen

als Streustrom zu betrachten. Der

Streustrom kann Korrosion mit nachfolgender Zerstörung

von metallenen Strukturen in der Bahnumgebung

verursachen. Überhitzung, Lichtbogenbildung

und Brand sind weitere mögliche Gefahren

durch den Streustrom mit möglichen Folgegefahren

für Personen. In EN 50122-2 [3] sind Grenzwerte für

Ableitungsbelag der Strecke, mittleren Streustrom

pro Streckenlängeeinheit und durch den Streustrom

verursachten Potentialunterschied zwischen Bauwerk

und Erde festgelegt. Werden diese Streustromkennwerte

eingehalten, gilt die Rückleitungsanlage

als akzeptabel gestaltet.

Rein messtechnische Nachweise der Grenzwerte

nach [1] und [3] sind mit viel Aufwand verbunden und

grundsätzlich erst nach der Fertigstellung der Bahnanlage

möglich. Darüber hinaus sind manche Nachweise

messtechnisch kaum durchführbar, zum Beispiel wenn

korrosionsgefährdete metallene Konstruktionen für die

Potentialmessung nicht zugänglich sind.

Mit Hilfe eines Computermodells für Erdungs- und

Rückleitungssysteme elektrischer Bahnen (ERS) kann

die Einhaltung der Grenzwerte schon in der Planungsphase

überprüft werden. Bei Nichteinhaltung

können Korrekturmaßnahmen frühzeitig eingeplant

werden. Messtechnische Nachweise nach Fertigstellung

der Anlage können an wenigen ausgewählten

Stellen durchgeführt und auf andere Stellen mit Hilfe

112 (2014) Heft 6

355


Bahnenergieversorgung

des Computermodells übertragen werden. Dadurch

können die Kosten für ein umfassendes Messprogramm

und, je nach Messergebnissen, für nachträgliche

Korrekturmaßnahmen an einer bereits errichteten

Bahnanlage reduziert werden.

2 Modellierungsansätze

2.1 Grundsätze

Zwei Grundansätze zur Feldberechnung der ERS-

Anlagen lassen sich hervorheben.

1 Vereinfachte Modellierung und Berechnung mit

analytisch geschlossenen Gleichungen aus der

klassischen Elektrotechniktheorie für einfache Körperformen,

wie zum Beispiel Staberder oder Banderder,

oder für übliche Erdungsanordnungen,

wie zum Beispiel Erdungsgitter. Das Feldproblem

wird dabei auf eine statische Problemstellung

beschränkt. Die marktüblichen Programme [4; 5],

die nach diesem Prinzip arbeiten, ermöglichen

zwar eine schnelle Berechnung, bieten jedoch

eine sehr eingeschränkte Flexibilität bei der Modellierung

der Geometrien und Randbedingungen.

Die Komplexität der damit handhabbaren

ERS-Anordnungen ist daher stark begrenzt.

2 Zerlegung sämtlicher geometrischer Strukturen,

einschließlich Erdreich, in kleine Elemente mit

nachfolgender Aufstellung und gemeinsamer

Lösung der Maxwell’schen Gleichungen für alle

Teilelemente. Die Erfahrungen [6] zeigen, dass

das Feldproblem zwecks eines vertretbaren

Rechenaufwandes in den meisten Berechnungsfällen

auf statische Problemstellungen beschränkt

werden muss. Auf diesen Feldberechnungsansatz

wird im Abschnitt 2.2 eingegangen.

Die im Abschnitt 2.3 vorgestellte neuartige Methode

kombiniert die Vorteile der zwei oben genannten

Grundsätze, sodass sie ein optimales Verhältnis zwischen

der Genauigkeit, der Flexibilität und dem Aufwand der

Modellierung und Berechnung für ERS erzielt wird.

2.2 Finite-Elemente-Modellierung

Aus mathematischer Sicht stellen die Maxwell’schen

Gleichungen ein System von partiellen Differentialgleichungen

erster Ordnung dar, die numerisch,

zum Beispiel mit der Finite Elemente Methode (FEM),

gelöst werden können. Bei dieser Methode wird der

Untersuchungsraum in endlich (finite) kleine Elemente

wie Dreiecke, Vierecke, Rechtecke, Tetraeder oder

Hexaeder zerlegt. Innerhalb dieser Elemente werden

lineare oder quadratische Formfunktionen angesetzt,

um die gesuchten Feldgrößen zu approximieren [7].

Diese Formfunktionen werden in die zu lösende Differentialgleichung

eingesetzt und zusammen mit den

Rand- und Übergangsbedingungen gelöst.

Ein wichtiger Bestandteil jedes FEM-Algorithmus

ist die Gittergenerierung, das so genannte Meshing,

über sämtliche geometrischen Strukturen des

Modells. Die Gitterauflösung bestimmt maßgeblich

auf der einen Seite über die Genauigkeit der Ergebnisse.

Auf der anderen Seite, hängt die Anzahl der

Gitter-Elemente mit der Anzahl der Unbekannten

im zu lösenden Gleichungssystem überproportional

zusammen und beeinflusst maßgeblich den Rechenzeit-

und Speicheraufwand.

Hohe Flexibilität bei der Modellierung ist der wichtigste

Vorteil der FEM-basierten Programme. Sie wird

allerdings auf Kosten von hohen Anforderungen an

Rechen- und Speicherkapazität und feldberechnungsspezifischer

Qualifikation des Anwenders erkauft.

Die Untersuchungen [6] zeigen, dass sich die FEMbasierten

Programme, wie zum Beispiel [8] und [9]

bei ihrer Anwendung auf ERS schnell auf ihre Grenzen

stoßen. Die große räumliche Ausdehnung des

typischen ERS einer Strecke und die hohe Anzahl der

zu modellierenden ERS-Elemente führen dazu, dass

die Rechen- und Speicherkapazität eines herkömmlichen

Bürorechners schnell ausgeschöpft wird.

Weiterhin führen starke Dimensionenunterschiede

einzelner Modellobjekte, zum Beispiel des Erdreichskörpers

und eines Stabes des Erdungsgitters, zu numerischen

Problemen im Meshing-Algorithmus.

Vereinfachte Modellierung der ausgewählten ERS-

Elemente, so wie unter Punkt 1 im Abschnitt 2.1

beschrieben, mit nachfolgender Einbindung solcher

Modelle in ein FEM-Modell könnte die genannten

Probleme mäßigen, ist aber in FEM-Standardprogrammen

üblicherweise nicht möglich. Weiterhin

ist die Möglichkeit FEM-Modelle für unterirdische

ERS-Elemente und Widerstandsnetzwerkmodelle der

überirdischen ERS-Elemente in einem Gesamtmodell

zu kombinieren, nicht gegeben.

Bisher gibt es kein FEM-Standardprogramm zur

Modellierung von komplexen räumlich ausgedehnten

ERS, welches ein akzeptables Ergebnis bei angemessenem

Modellierungs- und Rechenaufwand

liefern kann. Gleichwohl ist es möglich, einfache Erderanordnungen

mit verfügbarer FEM-Software zu

berechnen und als Grundlage für die Verifizierung der

neuartigen Berechnungsmethoden zu verwenden.

2.3 Erdungs-Modellierungs-Methode

(EMM)

2.3.1 Anforderungen

Wie aus den Abschnitten 2.1 und 2.2 folgt, besteht

aktuell der Bedarf an einer Modellierungs- und Berechnungsmethode,

die folgenden Anforderungen genügt.

356 112 (2014) Heft 6


Bahnenergieversorgung

1 Die Methode soll für bahnspezifische räumlich

ausgedehnte ERS anwendbar sein, welche aus

vielen sowohl unter- als auch überirdischen Einzelelementen

bestehen.

2 Die Methode soll komplexe Geometrien unterirdischer

Leiter ausreichend genau modellieren.

3 Oberirdische ERS-Leiter mit Anschlüssen an

unterirdische ERS-Elemente, zum Beispiel Rückleiterseile

und Fahrschienen mit Anschlüssen an

Mastfundamente, beeinflussen die Aufteilung des

Erdstromes und sind daher mit ihren Widerständen

im Modell zu berücksichtigen.

4 Die erheblichen in Bahnanwendungen auftretenden

Unterschiede zwischen den Abmessungen

der unterirdischen Leiter und des modellierten

Streckenabschnitts sollen zu keinen numerischen

Problemen der Methode führen.

5 Berechnungsabschnitte von mehreren hundert

Metern Länge sollen mit einem herkömmlichen

Bürorechner handhabbar sein. Der Rechenaufwand

ist zu optimieren.

6 Um den optimalen Rechenaufwand zu erzielen,

soll der Nutzer, auch ohne tiefgreifende Kenntnisse

in der numerischen Feldberechnung und

Programmierung, möglichst viel Kontrolle über

den Modellierungsvorgang haben.

Die von Balfour Beatty Rail entwickelte Erdungs-Modellierungs-Methode

(EMM) [10] erfüllt diese Anforderungen

und kombiniert die Vorteile der numerischen

Feldberechnungsmethoden mit denen der

vereinfachten analytischen Modellierung.

2.3.2 Annahmen und Vereinfachungen

In der EMM werden Annahmen und Vereinfachungen

getroffen, welche die Modellierung und Berechnung

erheblich erleichtern, ohne die Ergebnisse

maßgeblich zu verfälschen.

Das Erdreich ist homogen, isotrop, mit Permittivität

von ε = ε 0 und spezifischer elektrischer Leitfähigkeit

von γ E . Die Grenzfläche zwischen dem Medium

Erdreich und dem Medium Luft ist flach.

Leitende Objekte im Erdreich, das heißt Konstruktionen

oder Konstruktionsteile, die sich an der

r

S i

S j

P j

Bild 1:

Leitende Flächen S i und S j (alle Grafiken: Balfour Beatty Rail).

Ausbreitung des Erdstromes unmittelbar beteiligen,

bestehen aus Metall mit einer spezifischen elektrischen

Leitfähigkeit γ M >> γ E . Daher wird in der EMM

die Annahme γ M = ∞ getroffen. Dank dieser Annahme

lässt sich die Modellbetrachtung der Metallobjekte

im Erdreich von ihren Volumen- auf ihre äquipotentialen

Oberflächen reduzieren.

2.3.3 Physikalisches Grundprinzip

Mit den Gleichungen für das elektrostatische Feld

werden elektrische Potentiale und Ladungen von

Objekten, und mit Gleichungen für elektrisches Strömungsfeld

ihre Potentiale und Ableitströme miteinander

verknüpft. Dank der Analogie zwischen den

Feldarten, erhält man die Gleichungen für das Strömungsfeld

aus den Gleichungen der Elektrostatik

durch folgende Substitutionen

1

C → ; Q→I R ; E

ε →γ

(1)

E

mit C, Q und ε als Kapazität, Ladung und Permittivität

in den Gleichungen für das elektrostatische Feld,

und R E , I E und γ als Ausbreitungswiderstand, Ableitstrom

und spezifische Leitfähigkeit des Erdreichs in

den Gleichungen für das elektrische Strömungsfeld.

Nachstehende Betrachtungen werden daher zunächst

für das elektrostatische Feld gemacht. Dann

werden die Substitutionen (1) vorgenommen und die

Berechnungen für das Strömungsfeld weitergeführt.

Es wird ein System aus insgesamt n leitenden Flächen

S 1 ... S n mit Ladungen Q 1 ... Q n und Potentialen

U 1 ... U n betrachtet, wobei Potentiale und Ladungen

über die Matrixgleichung miteinander verbunden sind

U

= α ⋅ Q (2)

n×n

n×1 n×1

mit |α| als Matrix der Potentialkoeffizienten α ji , mit

i = 1 ... n und j = 1 ... n.

Jeder Potentialkoeffizient α ji für i ≠ j lässt sich annähernd

bestimmen als

α = α ≈ 1 dSi

ji ij ∫

4ε S i S i r

(3)

mit r als Abstand von jedem Punkt auf der Fläche

S i zum geometrischen Mittelpunkt P j der Fläche

S j , (Bild 1). Die Näherung (3) ist umso genauer, je

kleiner die Abmessungen von S i und S j im Vergleich

zu r sind.

Für die Eigenpotentialkoeffizienten α ii gilt

= 1

αii 2

4 ε S i

dS i

∫ dS ' i

∫ (4)

S i S i r

Für den Sonderfall von flachen rechteckförmigen Flächen

S i und S j im dreidimensionalen Raum konnten

analytische Lösungen für (3) und (4) hergeleitet werden,

siehe auch [11].

112 (2014) Heft 6

357


Bahnenergieversorgung

z

0

m

-2

-3

-4

-5

-6

8

m

6

4

Bild 2:

Modellierung der Rohrgründungen der Maste in EMM.

2

Streckenmittelachse

0

y

-2

-4

Für ein System der Flächen S 1 ... S n in einem leitenden

Medium, zum Beispiel im Erdreich, geht (2) in

ein Gleichungssystem für elektrisches Strömungsfeld

über, also für Ableitströme I 1 ... I n der Flächen und

ihre Spannungen

U = α' ⋅ I (5)

n×1 n×n n×1

Die Elemente α’ ij der Matrix |α’| berechnen sich nach

(3) und (4) unter Durchführung der Substitutionen (1).

Bildet die Gesamtheit der Flächen S 1 ... S n die Oberfläche

eines metallenen Erders, an dem das Potential

U E angelegt ist, lässt sich der Ableitstrom des Erders

I E als Summe der Ableitströme einzelner Flächen aus

(5) berechnen:

–1

I E

= 1 1×n

⋅ I = 1 α ' 1

n×1 1×n

⋅ ⋅

n×1 n×1

⋅U E

(6)

2.3.4 Modellierungsverfahren

128

m

126

-8 125 x

-6

Der Modellierungsvorgang für ein ERS ist mit Hilfe

von MATLAB ® implementiert und besteht aus folgenden

Schritten:

1 Identifizierung sämtlicher leitenden Objekte

eines Erdungssystems, die mit ihren Oberflächen

im Kontakt mit dem Erdreich stehen

2 Aufteilung der Objekte unter Schritt 1 in rechteckförmige

Teilflächen, so wie im Bild 2 beispielhaft

für die Rohrgründungen zweier Maste

gezeigt, und Erstellung einer Datenbank mit Koordinaten

und Abmessungen all dieser Teilflächen

3 Spiegelung der Teilflächen aus Schritt 2 an der

Erdoberfläche zur Berücksichtigung der Feldrandbedingungen

an der Grenzfläche Erdreich/Luft

4 Aufstellung der Matrixgleichung (5) und Berechnung

der Koeffizienten α’ ij nach (3), (4) und (1)

aus den Koordinaten und Abmessungen einzelner

Teilflächen aus Schritten 2 und 3

5 Aufstellung der Randbedingungsgleichungen für

Ströme und Spannungen der Objekte:

––

Gleichsetzung der Potentiale aller zu demselben

Objekt gehörenden Teilflächen

––

Zuweisung der Strom- oder Spannungswerte

an ausgewählte Objekte

––

Aufstellung der Knotengleichungen zur Verknüpfung

der Ströme und Spannungen aller Objekte,

die mit widerstandsbehafteten Elementen der

Rückleitung miteinander verbunden sind

6 Gemeinsame Lösung der unter Schritt 4 und 5

erhaltenen Gleichungen

7 Aufsummierung der Ströme einzelner Teilflächen

objektweise für sämtlicher unter Schritt 1 identifizierten

Objekte und Ausgabe der berechneten

Spannungen und Ableitströme der Objekte

8 Falls erforderlich, Berechnung der Potenziale an

den ausgewählten Punkten der Erdoberfläche mit

Hilfe der Potentialkoeffizienten analog zu (3), (1)

Im Schritt 2 bestimmt der Nutzer über die Modellierungsgenauigkeit

und folglich über den Rechenaufwand,

indem er die Feinheit der Aufteilung der

Objektoberflächen in Teilflächen festlegt

Der Rechenaufwand kann weiterhin optimiert

werden, indem man für ausgewählte rundstabförmige

Leiter auf die Oberflächenaufteilung verzichtet.

Potentialkoeffizienten für diese Leiter können

anhand klassischer Gleichungen aus der Theorie des

elektrostatischen Feldes unter Einbeziehung von (1)

ermittelt werden. Dadurch lässt sich die Dimension

von (5) reduzieren. Insbesondere für ERS, die Erdungsgitter

aus rundstabförmigen Leitern beinhalten,

kann diese Vorgehensweise sehr vorteilhaft sein.

3 Validierung

Da sich eine messtechnische Validierung der EMM

als sehr problematisch und aufwändig darstellt,

wurde die Validierung anhand eines Vergleichs mit

ANSYS ® Maxwell ® [8] durchgeführt. Mehrere Modelle,

die mit vertretbarem Rechenaufwand in Maxwell

handhabbar waren, wurden von Balfour Beatty

Rail definiert und mit Hilfe von EMM berechnet.

Dieselben Modelle wurden anschließend durch die

Technische Universität Dresden, Professur Elektri-

358 112 (2014) Heft 6


Bahnenergieversorgung

sche Bahnen, mit Hilfe von Maxwell berechnet [12].

Der Validierungsbericht [13] zeigt eine gute Übereinstimmung

der Berechnungsergebnisse aus der

EMM und Maxwell. Die Abweichungen beliefen sich

auf


Bahnenergieversorgung

AUTORENDATEN

Dr.-Ing. Andriy Zynovchenko

(35), Studium industrielle Energieversorgungssysteme

an der Priasower

staatlichen technischen Universität

in Mariupol, Ukraine; 2003 bis 2006

wissenschaftlicher Mitarbeiter, anschließend

Promotion an der Universität

Ulm; seit 2006 Systemingenieur in der

Abteilung Systemtechnik bei Balfour

Beatty Rail GmbH.

Adresse: Balfour Beatty Rail GmbH,

Abteilung Systemtechnik, Frankfurter

Str. 111, 63067 Offenbach am Main,

Deutschland;

Fon: +49 69 30859-384, Fax: -486;

E-Mail: andriy.zynovchenko@bbrail.com

Prof. Dr.-Ing. Arnd Stephan (49),

Studium Elektrotechnik/ Elektrische

Bahnen an der Hochschule für Verkehrswesen

(HfV) „Friedrich List“ Dresden;

1990 bis 1993 Forschungsstudium an

der HfV/TU Dresden; 1995 Promotion

zum Dr.-Ing.; 1993 bis 2008 IFB – Institut

für Bahntechnik GmbH, ab 1995

Niederlassungsleiter des IFB Dresden;

1995 Sachverständiger des Eisenbahn-

Bundesamtes für elektrotechnische

Anlagen, seit 1999 für Magnetbahnsysteme;

2002 Honorarprofessor an der TU

Dresden; seit 2008 Professor für Elektrische

Bahnen an der TU Dresden; seit

2012 Geschäftsführer IFB – Institut für

Bahntechnik GmbH Berlin und Dresden.

Dipl.-Ing. Gerhard George (59), Studium

der Verkehrselektrotechnik, Hochschule

für Verkehrswesen „Friedrich List”

Dresden; ab 1982 Projektingenieur für

die DC-Bahnenergieversorgung, Berliner

Verkehrsbetriebe (BVB); 1988 bis 1991

Experte Forschung und Entwicklung,

Deutsche Reichsbahn (DR) Wissenschaftliches

und technisches Zentrum; seit

1991 bei AEG/Adtranz/Balfour Beatty

Rail, seit 2000 Leiter Systemtechnik;

Mitarbeit in verschiedenen Gremien des

DKE und des CENELEC.

Adresse: wie oben;

Fon +49 69 30859-668, Fax: -486;

E-Mail: gerhard.george@bbrail.com

Dipl.-Ing. Sven Körner (35), Studium

des Verkehrsingenieurwesens an der TU

Dresden, Spezialisierung Planung und

Betrieb elektrischer Verkehrssysteme;

2007 bis 2013 Stipendium der Siemens

AG und wissenschaftlicher Mitarbeiter

an der Professur Elektrische Bahnen; seit

2013 Projektleiter beim IFB - Institut

für Bahntechnik GmbH, Fachbereich

Antriebstechnik und Bahnenergieversorgung.

Adresse: IFB – Institut für Bahntechnik

GmbH, Wiener Str. 114/116, 01219

Dresden, Deutschland;

Fon: +49 351 87759 -52; Fax: -90,

E-Mail: sk@bahntechnik.de

Adresse: TU Dresden, Fakultät Verkehrswissenschaften

„Friedrich List“, Professur

Elektrische Bahnen, 01062 Dresden,

Deutschland;

Fon: +49 351 463-36730,

E-Mail: arnd.stephan@tu-dresden.de

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH

Arnulfstraße 124

80636 München

Ihr direkter Weg zur Redaktion

Elektrische

Bahnen

Elektrotechnik

im Verkehrswesen

Dr.-Ing. Steffen Röhlig

E-Mail: redaktion-eb@di-verlag.de

360 112 (2014) Heft 6


Historie

100 Jahre Innovationen aus Genf für die

BLS Lötschbergbahn – Teil 2

nach Vortrag Christian Vetterli, Product Manager, ABB Sécheron AG, Genf, auf der ETG-

Fachtagung 100 Jahre Hochleistungstraktion – 100 Jahre Lötschbergbahn in Spiez im Juni 2013

Vor rund 130 Jahren begann die Geschichte der Genfer Elektroindustrie. Diese war und ist noch heute

eine Lokomotive der Innovation und erbrachte herausragende Leistungen mit Weltrekorden.

Firmengeschichte

Die Geschichte der heutigen

ABB Sécheron AG in Genf war

Bild 1:

Triebwagen der Chemin de Fer du Salève (CFS) (1892) (Foto: Archiv ABB).

Meterspur, Zahnstangen System Abt, Stromschienenspannung DC 600 V, Leistung

2 x 40 PS = 2 x 29 kW, Höchstgeschwindigkeit bis 11 km/h

Bild 2:

Lokomotive E1 Le Drac der Chemin de Fer de La Mure (1903) (Foto: Archiv ABB).

Meterspur, Oberleitungsspannung DC ±1 200 V, Leistung 500 PS ± 370 kW

schon in den frühen Jahrzehnten

bewegter als es diejenige

der meisten anderen Großunternehmen

der Bahnindustrie zu

dieser Zeit war.

Den Anfang setzten 1879 Alfred

de Meuron und Jean-François

Lamon mit der Gründung eines

Geschäftes für Elektroapparate.

Über verschiedene Kompagnons

wie Edouard Cuénod und Sauter

entstand durch Fusion mit einer

anderen Apparatefirma 1891 die

Compagnie de l’Industrie Électrique

(CIE), die 1902 ihr Geschäftsfeld

und ihren Namen um „et Méchanique“

(CIEM) erweiterte. Aus

dieser wurde 1918 die Socièté

Anonyme des Ateliers de Sécheron

(SAAS), die sich nach dem östlichsten,

am Genfer See liegenden

Quartier des Stadtteils Petit-

Saconnex benannte.

Im Jahr 1919 wurde Brown,

Boveri & Cie (BBC) Hauptaktionär,

stieg 1924 wieder aus, wurde

dann 1969 Alleinaktionär und

änderte 1982 den Namen in BBC-

Sécheron AG. Nachdem 1987 BBC

und die schwedische Allmänna

Svenska Elektriska Aktiebolaget

(ASEA) zur ASEA Brown Boveri

(ABB) fusioniert hatten, trennte

sich der schweizerische Konzernteil

1988 in Sécheron SA und ABB

Sécheron SA. Letztere spezialisierte

und beschränkte sich auf

die Entwicklung und Herstellung

von Transformatoren und siedelte

1992 in neue Werkanlagen am

südlichen Rand der Zone Industrielle

Meyrin-Satigny (ZIMEYSA)

um, zweier westlicher Nachbargemeinden

von Genf.

Erste Referenzfahrzeuge

Die Bahngeschichte der Genfer

Industrie begann 1892 mit den

Triebfahrzeugen für die erste elek-

112 (2014) Heft 6

361


Historie

Bild 3:

BLS-Lokomotive Ae 6/8 205, zweite Serie, 1939 (Foto: Archiv ABB).

Normalspur, Fahrleitungsspannung 1AC 15 kV 16 2 /3 Hz, Länge über Puffer

20 260 mm, Radsatzfolge (1‘Co)(Co1‘), Gesamtmasse 140 t davon 120 t auf Treibradsätzen,

Stundenleistung anfangs 3 900 und später 4 400 kW, spezifische Leistung 29

und 31 kW/t, Höchstgeschwindigkeit anfangs 90 und später 100 km/h

trische Zahnradbahn der Welt auf

den Mt. Salève, den Hausberg von

Genf (Bild 1).

Berühmt wurde dann die Lokomotive

Le Drac für die 1903

durchgeführte Elektrifizierung der

Chemins der Fer de La Mure südlich

von Grenoble, und zwar mit

der damals ungewöhnlich hohen

zweipoligen Übertragungsspannung

DC ±1 200 V mit den Fahrschienen

als Nullleiter (Bild 2) [1].

Diese und alle weiteren Projekte

elektrischer Triebfahrzeuge realisierte

das Genfer Unternehmen

zusammen mit wechselnden Partnern

für den mechanischen Teil.

Innovationen für die BLS

Zu den herausragenden Spitzenleistungen

von SAAS gehörten je

zwei 1926 und 1931 bei der BLS

in Betrieb gesetzte Lokomotiven

Be 6/8, mit 4 500 PS ≈ 3 300 kW

Stundenleistung zu der Zeit die

weltweit leistungsstärksten Einphasenlokomotiven.

Das Konzept

mit einzeln angetriebenen Radsätzen

bedeutete einen großen

Entwicklungssprung, zumal andere

Bahnen in Europa damals und

noch länger auf Stangenantriebe

setzten. Die in [2] gewählte Kennzeichnung

der Radsatzfolge könnte

auf eine Rahmenlokomotive

schließen lassen, tatsächlich hatte

es aber Drehgestelle mit Laufradsatz.

Später wurden Stundenleistung

und Höchstgeschwindigkeit,

ursprünglich 75 km/h, schrittweise

denen der zweiten Serie angeglichen

und folglich die Bezeichnung

in Ae 6/8 geändert.

Vier gleichartig konzipierte

Lokomotiven folgten 1939 bis

1943, die bei Ablieferung mit

3 900 kW Stundenleistung wiederum

die damals leistungsstärksten

für 1 AC weltweit waren (Bild 3).

Die Ae 6/8 205 und 206 stehen

noch heute im Dienst für Nostalgiefahrten.

Eine weitere Weltpremiere waren

1935 drei Leichttriebwagen

Ce 2/4 Blauer Pfeil für die BLS-

Betriebsgruppe (Bild 4) [3]. Von

SAAS patentierte Neuheit war hier

die Montage des 2,8 t schweren

Transformators in der Dachkonstruktion

(Bild 5). Es folgten 1938

für 110 km/h Höchstgeschwindigkeit

zwei weitere solcher Triebwagen

gleicher Leistung, einer mit

Steuerwagen als CFZe 2/6 sowie

drei zweiteilige Züge BCFZe 4/6

mit doppelter Leistung, also mit

der Konfiguration Bo‘(2‘)Bo‘.

Mit einem großen Zeitsprung

gehören in die Reihe der Rekorde,

an denen das Genfer Unternehmen

beteiligt war, die ab 1994

in zwei Losen gelieferten 18 Lokomotiven

Re 465 (Bild 6) [4].

Bild 4:

Elektrischer Leichttriebwagen Ce 2/4 Nr. 701 für Spiez-Erlenbach-Bahn (SEB)

Baujahr 1935, Kenndaten in [3] (Bild 1 aus [3]).

Bild 5:

Stufentransformator mit Hochspannungssicherung und

Schützenbatterie für Dachmontage auf Triebwagen Ce 2/4

und BCFZe 4/6 (Bild 7 aus [3]).

362 112 (2014) Heft 6


Historie

übertrager PETT behandelt,

steht in diesem Heft als Fokus

Report. – Die Sachverhalte zu

den Lokomotiven Ae 6/8 und zu

den Leichttriebwagen Blauer Pfeil

wurden von Martin Kocher nachrecherchiert;

sie sind besonders

im Internet vielfach unvollständig

dargestellt.

Be

Literatur

Bild 6:

BLS-Lokomotive Re 465, Kenndaten in [4] (Foto: ABB).

Deren Maximalleistung 7 000 kW

ist bis heute von keiner Bo’Bo‘-

Lokomotive für 15 kV übertroffen.

Anmerkungen: Teil 1 dieses Berichts,

der die Mittelfrequenz-

[1] Hübener, W.: Elektrische Schmalspur-Güterzugslokomotive

für

2400 Volt Gleichstrom für die

Bahn St. Georges de Commiers –

La Mure. In: Elektrische Bahnen 1

(1903), H 4, S. 185–192.

[2] Meyfarth, G. L.: Die neuen Lötschberglokomotiven

Type 1AAA-

AAA1. In: Elektrische Bahnen 3

(1927), H 2, S. 53–65.

[3] Werz, H., Genf: Elektrische Leichttriebwagen

der Lötschbergbahn.

In: Elektrische Bahnen 14 (1938),

H 7, S. 159–165. Rezension in:

Elektrische Bahnen 111 (2013),

H 7, S. 159–165.

[4] Gerber, P.: Lokomotiven Baureihe

Re 465 der BLS Lötschbergbahn.

In: Elektrische Bahnen 93 (1995),

H 12, S. 386–395.

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112 (2014) Heft 6

363


Historie

ebElektrische Bahnen

im Jahre 1964 – Teil 2

Schluss zu eb Heft 3/2014, Seiten

138–143

Bahnbetrieb

Der Bericht [29] beschrieb die erste,

515 km lange Eisenbahn der

Welt für kommerzielle Geschwindigkeit

über 200 km/h. Der Rezensent

muss der Versuchung widerstehen,

die aus heutiger Sicht

altertümlich anmutenden Komponenten

und Verfahren aufzuzählen.

Beeindruckend kompakt

wurde auf nur 13 Seiten mit einer

Relieflandkarte, acht Fotos, sechs

Zeichnungen und zehn Diagrammen

alles Wesentliche über das

Gesamtsystem abgehandelt, bestehend

aus den Fahrzeugen mit

ihrer Aerodynamik sowie ihren

mechanischen und elektrischen

Teilen, Stromabnehmern und

Fahrleitungen, Streckenspeisung

und Bahnenergieversorgung

(Bild 15) sowie Betriebssicherheit.

Bemerkenswert ist auch das damals

offenbar mögliche timing:

der Beitrag erschien in der EB ein

TABELLE 1 (Fortsetzung).

Editorials in EB 35 (1964).

Heft Verfasser Thema

7 Wilke Neuer Nahverkehrstriebwagen der Deutschen Bundesbahn

8 Kniffler Fernsteuern, Fernmessen, Fernregeln in der Bahnstromversorgung

9 Kasperowski 25 Jahre Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen

10 Förstner 50-W/62,5-MVA-Einphasen-Turbosatz Aschaffenburg

11 Köhl Elektronische Steuerung für Straßenbahn-Schnellverkehr

12 Kniffler Elektrifizierung im norddeutschen Raum

Vierteljahr vor der Eröffnung der

Strecke am 1. Oktober 1964, die

wiederum auf die am 10. Oktober

eröffneten Olympischen Sommerspiele

in Tokio abgestimmt war.

Vergleichsweise bescheiden

erscheinen dagegen zwei bundesdeutsche

Projekte [45; 51],

die gleichwohl netzstrategisch

enorm wichtig waren. Dabei

überrascht heute, dass die Riedbahn

erst so spät an die Reihe

kam (Bild 16). Eine Besonderheit

in Norddeutschland war die

16 2 /3-Hz-Erzeugung im Kraftwerk

Mittelsbüren aus dem Gichtgas

der benachbarten Klöckner-Hütte

(eb 6/2011, S. 276–280). In der

Streckenkarte (Bild 17) sieht man,

dass in diesem Landesteil die

Nord-Süd-Richtung noch Vorrang

vor der Ost-West-Richtung hatte.

Bahnenergieversorgung und

Netzbetrieb

Diese Themen waren mit neun

von 26 Beiträgen, davon sechs im

themenreinen Heft 8 gebündelt,

ein deutlicher Schwerpunkt des

Halbjahres.

Bild 15:

Bahnenergieversorgung Tokaido-Bahn (Bild 24 aus [29]).

Umformerwerke 50/60 Hz im Raum Tokio für durchgehenden 60-Hz-Betrieb mit Einfrequenztriebzügen

364 112 (2014) Heft 6


Historie

Bild 16:

Elektrifizierung Rhein-Main- und Rhein-Neckar-Gebiet (Bild 1 aus [45]).

Knoten Darmstadt sehr stark vereinfacht dargestellt

Im November 1962 und im

April 1964 war in Mannheim und

im Oktober 1963 in Düsseldorf

je ein 16 2 /3-Hz-Turbogenerator in

Betrieb gegangen [49]. Die Leistung

40 MW/50 MVA war nur im

Dampfverbund mit 50-Hz-Generatoren

wirtschaftlich bereitzustellen

(Bild 18), und die Turbinendrehzahl

3 000 min –1 erforderte für den Generator

ein Untersetzungsgetriebe

(Bild 19). Der noch fortzusetzende

Beitrag beschrieb zunächst mit

großflächigen Bildern den thermischen

Teil bis zur elektrischen

Wellendrehvorrichtung, die den abgestellten

Turbosatz kontinuierlich

mit 50 min –1 drehte. Damit wurde

verhindert, dass sich Turbinenläufer

und Gehäuse als Folge von Wärmeströmung

verkrümmten.

Die DB hatte Anfang 1963 die

Betriebsführung ihres Bahnstromnetzes

so strukturiert, dass die

Lastverteilung des Gesamtnetzes

auf je fünf Dampf- und Wasserkraftwerke

sowie sechs Umformerwerke

in der Netzleitstelle in

Frankfurt (Main) lag (Bild 20), das

Schaltgeschäft im 110-kV-Netz

dagegen bei den Schaltbefehlsstellen

(Sbs) München (Sitz in Pasing),

Köln (Sitz in Gremberghoven) und

Hannover (Sitz in Lehrte). Nach einem

Jahr guter Erfahrungen damit

gab es eine Gesamtdarstellung der

Anlagen, Strukturen und Aufgaben

[27]. Bei den 16 tabellarisch

gelisteten Werken stand neben

anderen eine geplante 50-MW-

Maschine im Kraftwerk Hallendorf

der Salzgitter AG, die aber nie

gebaut wurde. Auch sind die drei

Sbs in den letzten Jahren wieder

aufgelassen und ihre Funktionen

nach Frankfurt rückverlagert worden.

Als Fortsetzung beschrieb

[46] die für den zentralen Netzbetrieb

eingesetzte Telematik.

Bild 17:

Streckenelektrifizierung und Bahnenergieversorgung Norddeutschland (Bild 3 aus [51]).

112 (2014) Heft 6

365


Historie

Bild 18:

Vereinfachtes Wärmeschaltbild 197,5-MW-Block im Großkraftwerk

Mannheim, links 40-MW-Bahnstrommaschine (Bild 3 aus [49]).

Bild 19:

Rotor 40-MW-Bahnstromgenerator mit Getriebe 3 : 1 im Großkraftwerk Mannheim

(Bild 8 aus [49]).

Entsprechend der Netzhierarchie

folgte [32] für die 15-kV-

Schaltanlagen und Fahrleitungsanlagen.

Ausgangspunkt war

dabei, dass und warum bei der

DB die im Gleisfeld verteilten

Fahrleitungsmastschalter nicht

mehr vom Fahrdienstleiter an einer

Ortssteuertafel im Stellwerk

bedient wurden, sondern durch

Fernsteuerung vom Unterwerk

(Uw) aus (Bild 21). Dann wurde

der Aufbau von Großraumfernsteuerungen

verkündet und begründet,

bei denen unbesetzte

Tochter-Uw und die Fahrleitungsanlagen

in deren Speisebezirken

von großen Mutter-Uw aus fernüberwacht

und -gesteuert werden;

letztere wurden später in

Bild 20:

Netzleitstelle der Zentralstelle für Bahnstromversorgung der DB, rechts Arbeitsplatz

Netzregelanlage (Bild 5 aus [27]).

Zentralschaltstellen (Zes) umbenannt,

also nach ihrer Funktion

statt nach ihrem Sitz. Geplant waren

für das Netz der Deutschen

Bundesbahn 23 solcher Mutter-

Uw, heute wird das Gesamtnetz

der Deutschen Bahn von sieben

Zes betreut.

Schließlich zeigte [36], wie bei

ausgefallener Fernsteuerung die

Fahrleitungsschalter von den weiterhin

vorgehaltenen Ortssteuertafeln

im Stellwerk zu bedienen

waren (Bild 22).

Alle beschriebenen Verbindungswege

für Stellungsbefehle

und -meldungen waren mit klassischer

Wähler- und Relaistechnik

aufgebaut (Bild 22), und es gab

erst eine elektronische Fernsteuerung

[8]. Die bis dahin gegebene

Zuverlässigkeit der Elektronik

wurde in [32] noch leicht kritisch

hinterfragt. Dieser Punkt blieb in

[37] ausgespart, worin die allgemeinen

Eigenschaften, Kodierungen

und Gerätetechniken elektronischer

Anlagen dargelegt und

ihre Zukunft vorausgesagt wurde.

In beiden Artikeln wurden als Vorteile

einerseits der wachsende Be-

366 112 (2014) Heft 6


Historie

Bild 21:

Wandsteuertafeln mit Steuerquittungsschaltern im DB-Knotenunterwerk Bebra

(Bild 2 aus [32]).

oben für Schaltanlagen mit 110-kV-und 15-kV-Sammelschienen, sechs Bahnstromleitungs-

und acht Fahrleitungsabzweigen, drei Hauptumspannern,

Eigenbedarfs- und Prüfumspanner

unten Ausschnitt Fahrleitungsnetz Bahnhof Bebra und angrenzende Strecken mit

Betriebsstellen

Bild 22:

Steuerschrank für sechs Fahrleitungs-Mastschalter in kleinem

DB-Stellwerk (Bild 3 aus [36]).

oben Fernsteuerteil mit Hebdrehwählern und Relais

unten Ortsbedienung mit Umschalter Fern-Orts-Bedienung und

Ein-Aus-Drucktastenpaaren, davon aktuell zwei gegen

unbeabsichtigtes Drücken gesichert

darf an Informationsübertragungen,

vor allem Messwerten, und

andererseits der Zwang zum Einsparen

qualifizierten Personals in

der oft ländlichen Fläche betont.

Weitere Beiträge zu diesem

Komplex kamen von zwei Nachbarbahnen

und zum Nahverkehr

[33; 34; 35]. Daraus Einzelheiten

und Unterschiede zu filtern würde

aber hier zu weit führen.

Beeinflussung

Das gleichfalls komplett themenreine

Schwerpunktheft 9 behandelte

einen sensiblen Komplex

der elektrischen Bahnen. Anlass

dafür war das 25-wjährige Nachkriegsbestehen

der Schiedsstelle

für Beeinflussungsfragen (SfB),

deren Zusammensetzung in der

Überschrift von [40] steht – zwar

sehr ungewöhnlich, aber hier

höchst praktisch. Dazu brachte

[38] zunächst als spannende

Vorgeschichte, wie schon ab

1939 ein paritätisch besetztes

Vorgängergremium versuchte,

tiefe Meinungsverschiedenheiten

zwischen der Reichsbahn und der

Wirtschaftsgruppe Elektrizitätsversorgung

auszuräumen. Auslöser

war die Sorge der Bahn vor Störwirkungen,

die Doppelerdschlüsse

in gelöscht betriebenen Hochspannungsnetzen

3 AC 110 kV

50 Hz auf ihre lebenswichtigen,

weil die Zugfolge sichernden

elektrischen Blockanlagen haben

könnten. Als nächstes Thema

kamen dazu alsbald Geräuschspannungen

aus einpoligen Erdschlüssen,

die bei längerer Dauer

die fahrdienstliche Verständigung

auf den Fernsprechleitungen gefährden

konnten. Es folgten dann

Abschnitte über die aktuelle fachliche

Besetzung und Arbeitsweise

der neuen SfB, ihre Zusammenarbeit

mit anderen Fachstellen und

ihre Ergebnisse, eine Tabelle zählte

aus ihrem Aufgabenbereich 24

nach Verursachern und Betroffenen

unterschiedene Beeinflussungsfälle

auf.

Eine hervorragende wissenschaftlich-systematische

Übersicht

der vorkommenden Erscheinungen,

angefangen von

den elektrochemischen schon

112 (2014) Heft 6

367


Historie

Bild 24:

Messgerät für Ausbreitungswiderstand von Erdungsanlagen (Bild 4 aus [42).

Bild 23:

Jahreszeitliche Verteilung der monatlichen Erdschlusswischer im

gelöscht betriebenen 110-kV-Bahnstromleitungsnetz der DB im

Jahr 1962, Trassenlänge etwa 2 800 km überwiegend zweischleifig

(Bild 7 aus [43]).

bei den ersten DC-Bahnen über

die klassischen elektrischen, elektromagnetischen

und kapazitiven

bei AC bis zu damals aktuellen

Problemen bot [39]. Eines davon

war die schwierige Bestimmung

von Bodenwiderstand oder Bodenleitfähigkeit

als Grundlage

für ausreichend zuverlässige Vorausberechnungen,

besonders

bei zunehmend zu erwartenden

AC-Tunnelbahnen in Stadtkernen

mit unübersehbar vielen verschiedenen

Metallmantelkabeln und

Rohrleitungen im Untergrund;

hierfür wurden interessante Messungen

in München beschrieben.

Ein anderes Problem wurde der

zunehmende Oberwellenanteil in

den elektrischen Größen.

Der Beitrag [43] behandelte

den grundsätzlichen Aufbau des

damals 2 900 Trassenkilometer

großen 110-kV-Bahnstromleitungsnetzes

des DB und technische

Veränderungen daran,

zum Beispiel bei den Isolatoren.

Ausführlich beschrieben wurde

das Thema Erdschlüsse mit deren

Auswirkungen und Behandlung

im gelöschten betriebenen

2AC-Netz (Bild 23). Besonders

herausgestellt wurde, dass die

dafür maßgebenden Werte um

ein Vielfaches besser sind als bei

50-Hz-Netzen. Doppelerdschlüsse

waren zu wenigen Einzelfällen

im Jahr geworden.

Der Bericht [42] ging von den

praktischen Problemen beim

Umgang mit der fernen Erde aus

und beschrieb, wie sich mögliche

Messfehler ausschalten lassen;

das Gerät dafür wirkt heute anmutig

(Bild 24).

In [44] implizierte die Überschrift

auch Mittelspannungsfahrleitungen.

Es wurde nach

Summierung von Oberwellen

verschiedener und Oberwellen

gleicher Frequenz unterschieden.

Zum ersten Fall war die

Bewertungstabelle nach CCITT

Bild 25:

SBB-Prototyplokomotive Re 4/4 II 11201, später 11101 (Bild 1 aus [28] Seite 180).

Normalspur, Fahrleitungsspannung 1 AC 15 kV 16 2 /3 Hz, Länge über Puffer

14 800 mm, Radsatzfolge Bo’Bo‘, Gesamtmasse 79 später 80 t, Anfahrzugkraft 255 kN,

Stundenleistung 4 120 später 4 700 kW, spezifische Leistung 48 später 59 kW/t,

Höchstgeschwindigkeit 140 km/h, elektrische Bremsleistung 2 900 kW, größte elektrische

Bremskraft 130 kN

368 112 (2014) Heft 6


Historie

und VDE 0227 und 0228 (siehe

Hintergrund in eb 6-7/2013,

Seite 409) für die Frequenzen

„16,7 Hz“ bis 7 000 Hz gezeigt

und erklärt. Zum zweiten Fall

wurde als Problem die völlig

unbestimmte und noch dazu

veränderliche Phasenlage von

Oberwellen behandelt, die aus

verschiedenen Quellen wie beispielsweise

gleichzeitig fahrenden

Triebfahrzeugen mit gleicher

Steuerungstechnik stammen.

Bei der oben schon angesprochenen

Arbeit [40] erwies sich der

voluminöse Zusatz in der Überschrift

als überflüssig: Tatsächlich

behandelt wurden die seit 1956

geltenden Richtlinien über Kreuzungen

von Starkstromleitungen eines

Unternehmens der öffentlichen Elektrizitätsversorgung

(EVU) mit DB-Gelände

oder DB-Starkstromleitungen

(Stromkr Richtl), wobei zu letzteren

auch die 110-kV-Bahnstromleitungen

zählten. Ausführlich referiert

wurden Geltungsbereich der

Richtlinie, Rechtsgrundlagen der

Kreuzungen, Ausführung der Kreuzungen

und Kostentragung.

Fahrzeuge

Objekt zu [28] war die erste

von sechs Prototypen der Reihe

Re 4/4 II, heute Re 420 (Bild 25).

Diesen folgten, einschließlich etlicher

bei Privatbahnen und einiger

als Re 4/4 III mit anderer Übersetzung,

insgesamt rund 300 Serienfahrzeuge

– eine für die Schweiz

einmalige Zahl. In ihrer Perfektion

mit klassischer AC-Technik einschließlich

Rekuperationsbremse,

allerdings vollelektronischer

Steuerung und Regelung, wurde

sie nur noch von ihrer größeren

Schwester Re 6/6, heute Re 620

etwas überboten.

Lokomotiven für durchgehende

Traktion Paris – Brüssel – Amsterdam,

also mit AC 25 kV 50 Hz,

DC 3 kV und DC 1,5 kV beschafften

sich die SNCF als Baureihe

BB 26 000 und die SNCB als Baureihe

123 [30], nach dem Stand

der Technik mit Si-Gleichrichter

für den AC-Betrieb und dabei

auch Widerstandssteuerung wie

112 (2014) Heft 6

Bild 26:

Schaltgerätegerüst

für Fahrsteuerung DC

3 kV (Bilder 11 und 12

aus [48] Seite 333).

Bild 27:

Messung Fahrdraht-

Seitenlage (links)

und -Höhenlage

(rechts) mit Optischem

Lot (Doppelbild

3-4 aus [52]).

369


Historie

TABELLE 2

Bahnneuheiten Hannover-Messe 1964.

AEG

Bayerische Schrauben- und

Federnfabriken Richard Bergner

BBC

Fahrleitungsbau

PINTSCH-BAMAG

Ringsdorf

Schunk & Ebe

beim DC-Betrieb. Nicht einmal

für einen solchen eng verzahnten

Einsatz war ein gemeinsames Projekt

möglich.

Die in [48] vorgestellten belgischen

Triebwagen hatten

die ungewöhnliche Radsatzfolge

(A1)‘(1A)‘+(A1)‘(1A)‘ und

130 km/h Höchstgeschwindigkeit;

bei Fahrzeugen dieser Zeit

beeindruckt heute immer wieder

die aufwändige elektromechanische

Schaltapparatur (Bild 26).

Als einziger Beitrag in dem

Jahrgang über steuerbare Leistungshalbleiter

in Triebfahrzeugen

erklärte [47] mit Prinzipgrafiken

und Basisgleichungen die

Funktion des Gleichstromstellers

und betonte die Vorteile gegenüber

klassischen Steuerungen

mit deren aufwändigem Umgruppierungen

der Fahrmotoren

und Energieverlusten in den Anfahrwiderständen

und dagegen

DC-Schnellschalter GEARAPID

Klauenpol-Zuglichtgenerator

1-kV-Netzgerät für Wagenversorgung

Leiterseil-Reparaturspiralen

Leiterseil-Pressklemmen

elektronisches Netzschutzrelais

elastischer Fahrdrahthalter

schleifringloser Zuglichtgenerator

Straßenbahn-Signal- und Weichensteuerung

Erdungskontakt für Radsatzwellen

Bürstenhalter mit lenkergeführtem Druckfinger

Bild 28:

Elastischer Fahrdrahthalter aus glasfaserverstärktem Gießharz (Bild 4 aus [31]).

zusätzlich noch der einfachen

Rückspeisemöglichkeit. Dann

wurden die Ausrüstungen zweier

kleiner batteriegetriebener

Rangierlokomotiven in Industriebetrieben

und erste Betriebserfahren

angeführt. Der Einsatz

dieser Technik bei Straßen- und

U-Bahnen wurde noch in Konditionalform

angesprochen.

Sonstiges

Im Beitrag [41] ging es um die Behandlung

der Fernmeldeanlagenerde

gegenüber der Bahnerde,

und zwar mit Blick auf Potenzialunterschiede

und Belastung der

Kabelmäntel durch Betriebs- und

Kurzschlussrückströme.

Der Beitrag [50] beschrieb zunächst

die Fertigungsverfahren

für Leitungskupfer und für die

Gummi- oder Kunststoffisolierung

und danach den Einkauf von

Starkstromleitern durch die DB.

Diese brauchte trotz interner Normung

rund 400 Sorten und sie

stellte das Elektrolytkupfer aus eigenem,

zentral gesteuertem und

aufgearbeitetem Rückgewinn bei.

Der einzige Fahrleitungsbeitrag

des Halbjahres beschrieb das

verbesserte Optische Lot [52], mit

dem jetzt das Messen von Seitenund

von Höhenlage des Fahrdrahtes

ohne Umbau des Gerätes

möglich war (Bild 27).

Im Heft 7 stand wieder der einige

Jahre lang regelmäßige Bericht

über Bahnneuheiten auf der

Hannover-Messe [31]. Tabelle 2

zeigt heute nicht nur, was damals

neu war (Bild 28), sondern auch

deutsche Industriegeschichte: Richard

Bergner und Fahrleitungsbau

erscheinen bei einer Schnellsuche

im Internet noch unter dem eigenen

Namen, die drei anderen

Mittelständler immerhin unter

größeren Firmengruppen und das

Schicksal der beiden ganz Großen

ist hinlänglich bekannt.

Uwe Behmann

Hauptbeiträge Jahrgang 35

(1964) Hefte 7 bis 12

[27] Schaefer, Herbert: Betriebsführung

und Lastverteilung in der

110-kV-Bahnstromversorgung

der Deutschen Bundesbahn. In:

Elektrische Bahnen 35 (1964),

H. 7, S. 172–179.

[28] Gladigau, Albert: Neue Bo’Bo‘-

Lokomotive der SBB. In: Elektrische

Bahnen 35 (1964), H. 7,

S. 180–181.

[29] Boehm, Bernhard: Fahrzeuge und

Stromversorgungsanlagen der

neuen Schnellbahn in Japan. In:

Elektrische Bahnen 35 (1964),

H. 7, S. 181–194.

[30] Sparkuhle, Hans: Dreisystemlokomotiven

der Französischen und

Belgischen Staatsbahnen. In:

Elektrische Bahnen 35 (1964),

H. 7, S. 194–196.

[31] Behmann, U.: Hannover-Messe

1964. In: Elektrische Bahnen 35

(1964), H. 7, S. 197–200.

[32] Kulla, Hans: Fernsteuertechnik

in Unterwerken und Fahrleitungsanlagen

der DB. In: Elektrische

Bahnen 35 (1964), H. 8,

S. 204–212.

[33] Hartmann, Ludwig: Die Fernwirktechnik

im Nahverkehr. In: Elektrische

Bahnen 35 (1964), H. 8,

S. 212–218.

370 112 (2014) Heft 6


Historie

[34] Labadie, J. L.: Die Fernsteuerung

in denn Fahrleitungsanlagen der

SNCF. In: Elektrische Bahnen 35

(1964), H. 8, S. 218–224.

[35] Ankersmit, J. E. J.: Die Fernsteuerung

der Niederländischen Eisenbahnen.

In: Elektrische Bahnen

35 (1964), H. 8, S. 225–230.

[36] Bauer, Karl­Hans: Die Fernbedienung

von Mast- und Kuppelschaltern

mit Orststeuertafeln bei

der DB. In: Elektrische Bahnen 35

(1964), H. 8, S. 231–233.

[37] Dhen, Walter: Elektronische Fernwirkanlagen

für die Bahnstromversorgung.

In: Elektrische Bahnen

35 (1964), H. 8, S. 233–237.

[38] Kasperowski, Ottomar: Die

Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen.

In: Elektrische Bahnen 35

(1964), H. 9, S. 242–246.

[39] Buckel, Rolf: Probleme der Beeinflussung

im Bereich elektrischer

Bahnen. In: Elektrische Bahnen

35 (1964), H. 9, S. 246–255.

[40] Kadenbach, Ernst: Zum Recht der

Kreuzungen von EVU-Starkstromleitungen

mit DB-Gelände oder DB-

Starkstromleitungen – Zugleich ein

Beitrag zum Aufgabenbereich der

Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen

der Deutschen Bundesbahn,

der Deutschen Bundespost und der

Vereinigung Deutscher Elektrizitätswerke

e. V. In: Elektrische Bahnen

35 (1964), H. 9, S. 255–263.

[41] Plathner, Walter: Einführung von

Fernmeldekabeln in Bahnunterwerke.

In: Elektrische Bahnen 35

(1964), H. 9, S. 263–264.

[42] Renner, W.: Kompensationsverfahren

zur Meßfehlerkorrektur bei

der Ermittlung des Ausbreitungswiderstandes

ausgedehnter Erdungsanlagen.

In: Elektrische Bahnen

35 (1964), H. 9, S. 265–267.

[43] Schaefer, Herbert: Die 110-kV-Bahnstromleitungen

der Deutschen

Bundesbahn unter besonderer Berücksichtigung

der Beeinflussungsfragen.

In: Elektrische Bahnen 35

(1964), H. 9, S. 268–272.

[44] Hofmann, Fritz: Die Summenbildung

von Oberschwingungen

in Hochspannungsleitungen. In:

Elektrische Bahnen 35 (1964),

H. 9, S. 273–277.

[45] Sailer, Josef: Elektrischer Betrieb

auf der Strecke Frankfurt – Mannheim.

In: Elektrische Bahnen 35

(1964), H. 10, S. 284–285.

[46] Schaefer, Herbert: Fernwirk- und

Fernmeßtechnik in der 110-kV-Bahnstromversorgung

der Deutschen

Bundesbahn. In: Elektrische Bahnen

35 (1964), H. 10, S. 286–294.

[47] Wagner, Rudolf.; Wolski, Alexander:

Batterie-Triebfahrzeuge

mit Gleichstromsteuerung über

Silizium-Stromtore. In: Elektrische

Bahnen 35 (1964), H. 10,

S. 294–301.

[48] Neruez, J.: Neue elektrische

Triebwagen der Nationalen

Gesellschaft der Belgischen Eisenbahnen

(SNCB). In: Elektrische

Bahnen 35 (1964), H. 11,

S. 304–307; H. 12, S. 331–336.

[49] Förstner, Rudolf: Die 40-MW/50-

MVA-Bahnstromturbosätze für

das Großkraftwerk Mannheim.

In: Elektrische Bahnen 35 (1964),

H. 11, S. 308–316; 36 (1965),

H. 1, S. 19–27.

[50] Keller, Meinrad: Isolierte Leitungen.

In: Elektrische Bahnen 35

(1964), H. 11, S. 316–321.

[51] Tägert, Ludwig: Die Elektrifizierung

der Strecke Hannover – Bremen.

In: Elektrische Bahnen 35

(1964), H. 12, S. 324–331.

[52] Freidhofer, Harry: Bestimmung

der Seiten- und Höhenlage des

Fahrdrahtes mit dem Optischen

Lot. In: Elektrische Bahnen 35

(1964), H. 12, S. 336–337.

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112 (2014) Heft 6

371


Nachrichten Bahnen

Neue Hauptschaltleitung der DB Energie

Die DB Energie hat für knapp

10 Mio. EUR ihre Hauptschaltleitung

in Frankfurt (Main) komplett

erneuert. Mit der Eröffnung

im April 2014 wurde auch das

50-jährige Bestehen dieser

Leitstelle gefeiert. Die Arbeiten

hatten vier Jahre gedauert. Die

wesentlichen Verbesserungen

betreffen die IT-Sicherheit, die

Netzstabilität bei Lastsprüngen

bis 350 MW und die Ansteuerung

der Kraft-, Umformer- und Umrichterwerke,

die 16,7-Hz-Bahnenergie

erzeugen. Neben dem

wirtschaftlichen Einsatz dieser

Werke, mit dem rund 1 Mrd. EUR

Beschaffungskosten pro Jahr

disponiert werden, obliegt der

HSL auch die Betriebsführung des

7 900 Trassenkilometer langen

110-kV-Bahnstromleitungsnetzes.

Die Versorgungszuverlässigkeit

für die 110/15-kV-Unterwerke

liegt mit 99,99 % über derjenigen

der öffentlichen 50-Hz-

Versorgung. Die Vorgängerin der

neuen Anlage war 1999 errichtet

worden war [1], die Nachfolgerin

der Anfang 1963 in Betrieb

gegangenen Netzleitstelle der

Zentralstelle für Bahnstromversorgung

(ZBV) war [2].

[1] Sternberg, E.; Schaarschmidt, J.:

Hauptschaltleitung der DB Energie.

In: Elektrische Bahnen 99

(2001), H. 67, S. 247–254.

[2] Schaefer, Herbert: Betriebsführung

und Lastverteilung in der

110-kV-Bahnstromversorgung der

Deutschen Bundesbahn. In: Elektrische

Bahnen 35 (1964), H. 7,

S. 172–179.

Bundesverkehrsministerium prüft DB

Das Bundesverkehrsministerium

lässt von Eurailscout die

Angaben überprüfen, die von

der DB über den Zustand ihres

Netzes gemacht werden. Die

DB bekundete Freude darüber,

dass sich die Politik für die

Eisenbahn interessiere. Um eine

gemeinsame Datengrundlage zu

erhalten, hätte man die Messtechnik

zusammen mit dem

niederländischen Unternehmen

kalibriert. Der neue Bundesverkehrsminister

Alexander Dobrindt

begründet, man werde in den

nächsten Jahren mehr Geld in

die Schiene investieren. Der

Bund will die bestehende Gleisgeometriedatenbank

der DB

kontrollieren und gleichzeitig

mit dem Aufbau einer unabhängigen

Datengrundlage beginnen,

um unmittelbar Einblick

in den Zustand der Eisenbahninfrastruktur

in Deutschland zu

erhalten. Dazu wird die Softwaregesellschaft

Erdmann aus

Görlitz alle Inspektionsdaten

vorhalten, Analysen erstellen

und das Ministerium fachlich

beraten. Der niederländische

Messzug soll rund 5 000 km des

Netzes erfassen.

Neue S-Bahnen für Rhein-Main

DB Regio Hessen und der Rhein-

Main-Verkehrsverbund haben

die ersten der insgesamt 91

neuen S-Bahn-Triebzüge ET 430

der Öffentlichkeit vorgestellt.

Für rund 500 Mio. EUR liefern

Bombardier und Alstom Fahrzeuge

mit je 176 Sitz- und 310

Stehplätzen, Fahrgastinformationssystem

mit Schriftanzeigen

an Front- und Außenseiten,

Monitore im Fahrzeuginneren

und Rampen für Mobilitätseingeschränkte,

mit denen der

Höhenunterschied zwischen

Fahrzeug und den zum Teil nur

76 cm hohen Bahnsteigkanten

überbrückt werden kann. Die

ET 430 sollen zunächst einzelne

ET 420 auf der Linie S 1 und Verstärker

zum Flughafen ersetzen.

Ab Fahrplanwechsel Dezember

2014 sollen ET 430 auch als S7,

S8 und S9 fahren. Weiterhin

werden parallel zur Auslieferung

der ET 430 die seit 2002 eingesetzten

ET 423 bis Ende 2015

modernisiert. Dann sollen auf

allen S-Bahn-Linien des RMV nur

noch neue sowie modernisierte,

insgesamt 191 S-Bahn-Triebzüge

im Einsatz sein.

372 112 (2014) Heft 6


Bahnen Nachrichten

Vertrag über Instandhaltung

Die Instandhaltung von Bremskomponenten,

Radsätzen und

Drehgestellen von 220 Doppelstockwagen

und 37 Lokomotiven

der Metronom Eisenbahngesellschaft

wird bis 2022 in den Werken

Fulda und Wittenberge durch

die DB Fahrzeuginstandhaltung

erfolgen. Dazu hat diese mit Bombardier

Transportation Verträge

über ein Volumen im zweistelligen

Millionenbereich unterzeichnet.

LST für U-Bahn Suzhou vergeben

Siemens hat von der China Electronics

Technology Group Corporation

(CETC) den Auftrag zur

signaltechnischen Ausrüstung der

Erweiterung der U-Bahn-Linie 2 in

Suzhou erhalten. Zum Lieferumfang

gehören das automatische

Zugbeeinflussungssystem Trainguard

MT, elektronische Stellwerke

vom Typ Trackguard Sicas ECC sowie

das Funkübertragungssystem

Airlink. Der Auftrag hat einen Wert

von rund 15 Mio. EUR und soll

Ende 2016 abgeschlossen sein.

Die Linie 2, die ab 2009 vom

selben Auftragnehmer gebaut

wurde, verläuft mit 22 Stationen

in Nord-Süd-Richtung und endet

am Hauptbahnhof, wo Umsteigemöglichkeiten

zum Regional- und

Hochgeschwindigkeitsverkehr unter

anderem nach Shanghai bestehen.

Mit der Erweiterung der Linie 2

wird der Osten Suzhous an das U-

Bahn-Netz angeschlossen. Suzhou

ist eine der ältesten Städte im Osten

Chinas, liegt rund 80 km nordwestlich

von Shanghai und zählt

mehr als zehn Millionen Einwohner.

Die steigende Einwohnerzahl und

die schnelle Entwicklung der Stadt

machen einen Ausbau des Nahverkehrssystems

notwendig.

Container-Bahnstromschalt anlage für ÖBB

Die ÖBB-Infrastruktur hat Anfang

April 2014 Balfour Beatty

TABELLE

112 (2014) Heft 6

Rail Austria mit Entwurf und

Lieferung einer transportablen

Leistungsumfang Container-Bahnstromschaltanlage für ÖBB.

kompletter mechanischer Containerbau

sechsfeldrige Schaltanlage 1 AC 15 kV 16,7 Hz

15-kV-Kabel zu externem Umspanner 110/15 kV

15-kV-Kabel zu externem Oberleitungsschaltgerüst

Eigenbedarfsanlage 3 AC 400/230 V 50 Hz

Batterie und Ladegerät DC 220 V

statische USV-Anlage mit Umrichter DC 220 V/AC 230 V

Verlegen und Anschließen der Steuerkabel zu externem 110-kV-Hybridschaltfeld

Verlegen und Anschließen der Steuerkabel zu externem Umspanner 110/15 kV

Umspannerschutz mit Reserveschutz

Oberleitungsschutz

Messung und Zählung

Anschließen beigestellter Steuer- und Leittechnik an Fernwirk- und

Kommunikationsschnittstelle zur Regionalen Leitstelle (RLS) der ÖBB

Inbetriebnahme

Testbetrieb in bestehendem Unterwerk

3

4

2

1

7

5

8

6

9

Schaltanlage in Containerbauweise

beauftragt (Tabelle).

Solche Anlagen sollen langfristig

die alten fahrbaren Unterwerke

(fUW) ersetzen und wie diese bei

Umbau, Erweiterung oder Neubau

bestehender Unterwerke den

Bahnbetrieb aufrechterhalten.

Der Container wird 12 m lang,

3 m hoch und 3 m breit werden

und 15 t Nutzlast haben. Als

Schaltanlage wird TracFeed ® TAA

15 kV 16,7 Hz eingebaut. Der

Zeitplan sieht die Montage

im Werk Wiener Neudorf des

Auftragnehmers etwa von

Oktober 2014 bis Januar 2015

vor. Von Februar bis März 2015

soll die Anlage im ÖBB-Unterwerk

Attnang in Betrieb genommen

und dann bei dessen Umbau

ihren Testbetrieb absolvieren.

Bild:

Containerschaltanlage 3D-Ansicht (Grafik: Balfour Beatty 2014).

1 15-kV-Schaltanlage TracFeed ® TAA

2 Druckentlastung nach außen

3 Übergabeschrank zu den externen Anlagenteilen

4 Nullpunktschrank

5 Verteilung Eigenbedarf, Batterieladung und USV

6 Batterieanlage DC 220 V

7 Leittechnikschränke mit FW-Schnittstelle

8 Zentrale Oberleitung- und Umspannerschutztechnik

9 UW-Traktionsleistungszählung

373


Nachrichten Bahnen

Zwei Neuausschreibungen für Ceneri-Basistunnel

Als Folge von Urteilen des

Bundesverwaltungsgerichts

schreibt die AlpTransit Gotthard

AG (ATG) zwei Aufträge rund

um den Bau des Ceneri-Basistunnels

der Neat neu aus. Die

Verfahren im Zusammenhang

mit den Bahntechnik-Vergaben

der ATG sind offenbar abgebrochen

worden. Grund seien zwei

zugelassene Beschwerden gegen

die vergebenen Lose Fahrbahn

und Logistik sowie Bahntechnik

und Gesamtkoordination im Wert

von rund 96 Mio. CHF sowie rund

129 Mio. CHF.

Das Bundesverwaltungsgericht

soll detailliert erläutert haben, wie

die für den Eignungsnachweis eingereichten

Referenzen bewertet

werden müssten. Demnach seien

die Zuschlagsempfängerinnen

vom Verfahren auszuschließen.

Die entsprechende Überprüfung

der Eignung der Beschwerdeführerinnen

durch die ATG habe

allerdings ergeben, dass auch

die Beschwerdeführerinnen die

Referenznachweise im Sinne

der Urteile nicht erbringen und

folglich ebenfalls vom Verfahren

auszuschließen seien. Weil damit

kein im Verfahren verbliebener

Anbieter die geforderte Eignung

gemäß Bundesverwaltungsgericht

erfülle, wurde das Vergabeverfahren

abgebrochen. Die Inbetriebsetzung

des Ceneri-Basistunnels ist

für Dezember 2019 vorgesehen.

Simplonstrecke

In der Schweiz hat der Nationalrat

(erste Kammer des Bundesparlamentes)

den Bundesrat

(Bundesregierung) mit ganz

knapper Mehrheit beauftragt, mit

Italien über den 19 km langen

südlichen Abschnitt Domodossola

– Iselle di Trasquera zu verhandeln

mit dem Ziel, Instandhaltung

und Betriebsführung

schweizerischen Unternehmen zu

übertragen. Die Initianten sehen

darin Verbesserungspotenzial

angesichts immer wiederkehrender

Abstimmungsprobleme bei

der Instandhaltungsplanung und

im Störungsmanagement. Der

Bundesrat hatte dem Ansinnen

widersprochen, weil das Ganze

schon 2006 bei der Erneuerung

der Simplonkonzession erörtert

und von Italien abgelehnt

worden war. Die SBB betreibt

schon seit den 1920er Jahren

die Bahnenergieversorgung mit

15 kV 16 2 /3 Hz bis Domodossola

will sich jetzt mit 280 Mio. CHF

an der Herstellung des 4-m-

Lichtraums auf dem italienischen

Abschnitt beteiligen.

Nachrichten Energie und Umwelt

Verkabelung von Hochspannungsleitungen

In der Schweiz hat der Nationalrat

(erste Kammer des

Bundesparlamentes) sich gegen

das Votum des Bundesrates

(Bundesregierung) mit knapper

Mehrheit dafür ausgesprochen,

für Hochspannungskabelstrecken

ein beschleunigtes Plangenehmigungsverfahren

zu ermöglichen

und die Mehrinvestitionen für

die Verkabelung auf die Netznutzungsentgelte

umzulegen,

jedoch mit Sonderkonditionen

für Unternehmen mit sehr

hohem Bedarf. Dazu muss noch

der Ständerat (zweite Kammer)

entscheiden.

Lärmschutz an Bahnstrecken

Wenn bestehende Bahnstrecken in

unveränderter Lage modernisiert

wurden, galt dies bisher nicht als

eine solche Änderung, die den

Anwohnern zu einem Anspruch auf

Lärmschutz verhalf. Das Bundesverwaltungsgericht

hat jetzt zur

abschnittsweise Modernisierung

der Strecke Berlin – Rostock entschieden,

dass trotz unveränderter

Gleislage die Heraufsetzung der

Streckenhöchstgeschwindigkeit

von 120 auf 160 km/h einen

„erheblichen baulichen Eingriff“

bedeutet, der Anspruch auf

Schallschutz begründet. Das Urteil

könnte weit reichende Konsequenzen

haben und die Erneuerung

oder Modernisierung bestehender

Strecken enorm verteuern.

Beim Nachrüsten des zweiten

Gleises auf dem Streckenabschnitt

Igel – Igel West zwischen

Trier und der deutsch-luxemburgischen

Grenze (eb 5/2014,

S. 310) wehren sich Anwohner

in Igel gegen die auf 621 m

Länge vorgesehenen Schallschutzwände,

weil sie ihnen die

Sicht auf die Mosel versperren

würden. Als Alternative werden

„nur“ 80 cm hohe Schallschutzwände

geprüft.

374 112 (2014) Heft 6


Berichtigungen und Nachträge Nachrichten

zu „Bahnstromversorgung der Lötschbergbahn

...“ in eb 3/2014 Seiten 135–137

Die ursprünglich nur vom

Kraftwerk Kandersteg gespeiste

Lötschberg-Bergstrecke mit

dem Scheiteltunnel bekam um

1980 eine zweite Speisung,

und zwar ab dem SBB Kraftund

Umformerwerk Massaboden

bei Brig.

zu „Anfänge und weitere Entwicklung ...“ in

eb 4/2014 ab Seite 214

Zur Streckenkarte Bild 7: In

Nordostfrankreich gibt es noch

eine seit 1961 elektrifizierte Strecke

von Longwy nach Rodange­

Pétange (CFL) und weiter nach

Luxembourg.

zu „Erfahrungen

des Betreibers ...“ in

eb 4/2014 Seiten 218–220

Die weltweit ersten Frequenzumrichter

3 AC 50 Hz / 1 AC 16 2 /3 Hz

mit GTO-Thyristoren waren nicht

diejenigen der SBB in Giubiasco.

Vielmehr hatte der Hersteller ABB

Schweden schon von 1990 bis

1993 insgesamt zwölf 14-MW-

Umrichter mit dieser Technik für

fünf Anlagen in Schweden und

eine Anlage in Norwegen geliefert

(eb 6/1995 S. 182).

zu „Bahnenergieversorgung einst ...“ in eb 5/2014 Seite 307–309.

Die zu Bild 3 notierte Vermutung,

dass der gezeigte 16 2 /3-Hz-

Turboläufer von BBC zu einem

Generator 40 MW/50 MVA im

Großkraftwerk Mannheim gehören

könnte, wird durch ein Foto

in EB 11/1964 bestätigt (siehe

Rubrik Historie Seite 364–371

Bild 19 in diesem Heft).

zu „Streckeninfrastruktur ...“ in eb 5/2014 Seite 310.

Die Baumaßnahme zweites Gleis

zwischen Igel und Igel West

erfordert 23 Mio. EUR Investitionen,

die ganz von der Bundesrepublik

Deutschland, dem

Land Rheinland-Pfalz und dem

Großherzogtum Luxembourg

übernommen werden.

Zerstörungsfreie Prüfung von Kunststoffen

und Faserverbunden

12.06.2014

Dresden

Schwingungsdiagnose Level 3

17.-18.06.2014 Vertiefende Schwingungs-

Essen

diagnose an Elektromotoren,

Getrieben und Strukturen

Rotordynamik – Schwingungen in rotierenden

Maschinenteilen

19.-20.06.2014 Theoretische Grundlagen und

Berlin

erste Vertiefungen

Versuchs- und Testtechniken für Ingenieure

Eisenbahnverkehr: Bau- und Betriebsrecht

08.09.2014 Informationen zur Sicherheit und

München zur neuen Bauaufsicht EBA – bleiben

Sie auf dem aktuellen Stand!

Eisenbahnverkehr: Umweltrecht

09.09.2014 Überblick über die wesentlichsten

München Vorschriften des Umweltrechts

beim Bau und Betrieb von Eisenbahninfrastruktur

Haus der Technik am Alexanderplatz

Karl-Liebknecht-Str. 29, 10178 Berlin

Fon: +49 30 3949-3411, Fax: -3437

E-Mail: h.cramer-jekosch@hdt-essen.de

Internet: www.hdt-eisenbahn.de

02.-03.07.2014 Versuchsplanung – Versuchs-

Berlin führung – Versuchsauswertung –

Versuchsoptimierung

Die rechtliche Verantwortung des Bauleiters bei

der Leitung und Überwachung von Bauvorhaben

02.-03.07.2014 Vertiefungsseminar zur VOB/B

112 (2014) BerlinHeft 6

375


Nachrichten Blindleistung

Hausanschluss

„So stehen beispielsweise

einige Häuser direkt an den

Schienen, was ein unschöner

Anblick sei.“ (aus der Saarbrücker

Zeitung zu einem Lärmschutzprojekt

der DB).

Das waren

Kupplungen!

Ach nein

„Zur Kompensation der Fahrzeugbewegungen

kann das System

... mit einer Kompensation

der Fahrzeugbewegung geliefert

werden.“ (aus einer Produktinformation).

Lebendige

Elektrons

Toll, die gibt’s

jetzt also

„DB Systemtechnik entwickelt

Dehnungsmessung an Radsatzwellen

für Dauerbetrieb“ (aus

DB-Pressemitteilung).

„Dauerzugkraft: 650 t ...“ (zur

BLS-Lokomotive Ae 6/8 in

Internet-Enzyklopdie).

„Im allgemeinen neigt man in

Starkstromkreisen dazu, nur eine

Erde ... zu haben.“ (aus EB 1964)

Na also, geht doch

„Wir halten uns selbstverständlich

an das geltende Gesetz zur Allgemeinen

Gleichbehandlung (AAG).

Die Texte auf unserer Website

liegen größtenteils in der männlichen

Form der Ansprache vor. Dies

dient ausschließlich der besseren

Lesbarkeit und ist frei von jeglicher

Form der Ungleichstellung. ... Vielen

Dank für Ihr Verständnis.“ (auf

Homepage eines Unternehmens

der Bahnindustrie)

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH

Arnulfstraße 124

80636 München

Ihr direkter Weg zur Redaktion

Elektrische

Bahnen

Elektrotechnik

im Verkehrswesen

Dr.-Ing. Steffen Röhlig

E-Mail: redaktion-eb@di-verlag.de

376 112 (2014) Heft 6


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VERLAGSLEITUNG & MEDIABERATUNG

Telefon: +49 89 203 53 66-36, Telefax: +49 89 203 53 66-99

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Telefon: +49 89 203 53 66-13, Telefax: +49 89 203 53 66-99

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Unternehmensportrait DB Energie GmbH

Pfarrer-Perabo-Platz 2

60326 Frankfurt/Main

www.dbenergie.de

DB Energie GmbH

Als Manager eines der größten energieartenübergreifenden

Portfolios und als Versorger der Eisenbahnen

in Deutschland verfügt die DB Energie GmbH über

die Erfahrung, das Know-how und die Technologie für

eine zuverlässige, wirtschaftliche und umweltfreundliche

Energieversorgung. Mit 1.700 Mitarbeitern, einem

Umsatz von 2,7 Milliarden Euro und einem Absatz von

14 TWh ist DB Energie fünftgrößter Stromversorger in

Deutschland und der größte unabhängige Energieversorger

im Lande. Über die reine Versorgung mit Strom

und Gas bieten wir unseren Kunden aus Industrie,

Gewerbe und Handel eine breite Palette an Dienstleistungen:

Wir analysieren den Energiebedarf, erarbeiten

Beschaffungsstrategien und verhandeln Netznutzungsund

Energielieferverträge. Als Partner für Elektromobilität

übernehmen wir alle Dienstleistungen rund um die

Lade-Infrastruktur für Elektroautos in Deutschland. Als

Umweltvorreiter bietet DB Energie Unternehmen, die

ihre ökologische Bilanz verbessern wollen, auf ihre Bedürfnisse

abgestimmte Grünstromprodukte an.

Über den Arbeitgeber

Branche: Energieversorgung

Kompetenzen: Branchenübergreifende Erfahrung, jahrzehntelange Expertise entlang der gesamten

Energieversorgungskette

Leistungen: Energieversorgung (Strom (16,7-Hz/50-Hz), Diesel, Gas), energiewirtschaftliche

Beratung, technische Dienstleistungen

Benefits

• Fahrvergünstigungen wie z. B. Jobticket, private Freifahrten

• Der DB-Konzern hat für seine Mitarbeiter bei vielen Wohnungsbaugesellschaften und -genossenschaften

Vorteile gesichert.

• Familenplanung: Wir bieten unseren Mitarbeitern flexible Beschäftigungsmodelle zur Verbesserung

der Vereinbarkeit von Beruf, Familie und Privatleben.

• Kinder und Jugendliche: Umfassendes Angebot für kleine „Bahner“ wie Kindertageseinrichtungen,

Ferienbetreuung oder Notfallbetreuung

• Individuelle Gesundheitsmaßnahmen

• Betriebliche Altersversorgung

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Die DB Energie GmbH sucht

Nachwuchskräfte für die Bereiche

• Anlagenmanagement

• Anlagenplanung

• Projektleitung Energieanlagen

• Bauüberwachung Bahn

Elektrische Betriebsführung

• Vertrieb

• Einkauf

• Portfoliomanagement

Ansprechpartner

Gelfo Kröger

Pressesprecher DB Energie

gelfo.kroeger@deutschebahn.com

Pfarrer-Perabo-Platz 2

60326 Frankfurt/Main, Deutschland

Telefon: +49 (0)30 297 62729

Telefax: +49 (0)30 297 61715

Mehr Informationen unter www.dbenergie.de/karriere


Grundlagen zu Elektrischen Triebfahrzeugen

und ihrer Energieversorgung

Das Buch wendet sich an Studierende der elektrischen Energietechnik, der Regelungstechnik und

des Maschinenbaus. Es gibt einen Überblick über die Grundlagen der elektrischen Zugförderung

und beschreibt schwerpunktmäßig die Drehstromantriebstechnik. Danach wird die Energieversorgung

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

und der Netzrückwirkungen behandelt.

Die dritte Auflage berücksichtigt maßgebliche Entwicklungen, die ihren Weg in die Bahnpraxis

gefunden haben oder bald finden werden. Dies betrifft besonders die Technik der permanenterregten

Synchronmaschinen sowie des umrichtergeführten Mittelfrequenz-Transformators zum

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

neue Zweikraft- oder Hybrid-Fahrzeuge sowie die neue Topologie des Modularen Multilevel

Converters (MMC) in der Bahnstromerzeugung 16 2/3 Hz.

Andreas Steimel

3. Auflage 2014, 416 Seiten, 170 x 240 mm

Broschur mit interaktivem eBook (Online-Lesezugriff im MediaCenter)

ISBN: 978-3-8356-7134-8

Preis: € 57,–

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH, Arnulfstr. 124, 80636 München

www.di-verlag.de

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___ Ex.

Elektrische Triebfahrzeuge und ihre Energieversorgung

3. Auflage – ISBN: 978-3-8356-7134-8

für € 57,– (zzgl. Versand)

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Brief, Fax, E-Mail) oder durch Rücksendung der Sache widerrufen. Die Frist beginnt nach Erhalt dieser Belehrung in Textform.

Zur Wahrung der Widerrufsfrist genügt die rechtzeitige Absendung des Widerrufs oder der Sache an die Vulkan-Verlag GmbH,

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dass ich vom DIV Deutscher Industrieverlag oder vom Vulkan-Verlag per Post, per Telefon, per Telefax, per E-Mail, nicht über interessante, fachspezifische Medien und Informationsangebote informiert und beworben werde.

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


Impressum

ebElektrische Bahnen

Gegründet 1903 von Prof. Wilhelm Kübler,

Königlich Sächsische Technische Hochschule zu Dresden.

Herausgeber:

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, TÜV SÜD, Geschäftsfeld Rail, Dresden

Prof. Dr.-Ing. Andreas Steimel, Forschungsgruppe elektrische Energietechnik und Leistungselektronik, 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-Versorgungssysteme

in der Direction de l‘ingénière der SNCF, Paris (FR)

Dr.-Ing. Thomas Dreßler, Experte für Energie, RailConCert, 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 (AT)

Dr. Thorsten Schütte, Senior Scientist, Atkins Sverige AB, Västerås (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, Technische Universität 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)

Chefredakteur:

Dr.-Ing. Steffen Röhlig (verantwortlich), E-Mail: roehlig@di-verlag.de

Redaktion:

Dipl.-Ing. Andreas Albrecht, Dresden

Dipl.-Ing. Uwe Behmann, St. Ingbert

Dipl.-Ing. Martin Binswanger, Mering

Dr.-Ing. Friedrich Kießling, Baiersdorf

Redaktionelle Mitarbeit:

Dipl.-Ing. Walter Gunselmann, Siemens Railsystems, Erlangen

Dipl.-Ing. Wolfgang Kropp, Balfour Beatty Rail GmbH, Offenbach am Main

Redaktionsbüro:

Ursula Grosch, Fon: +49 89 3105499

E-Mail: grosch@di-verlag.de

Verlag:

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH, Arnulfstraße 124,

80636 München, Deutschland, Fon: +49 89 203 53 66-0, Fax: -99,

Internet: http://www.di-verlag.de

Geschäftsführer:

Carsten Augsburger, Jürgen Franke

Verlagsleitung/Spartenleitung/Mediaberatung:

Kirstin Sommer, Fon: +49 89 203 53 66-36, Fax: -99,

E-Mail: sommer@di-verlag.de

Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 60.

Mediaberatung:

Angelika Weingarten, Fon: +49 89 203 53 66-13, Fax: -99,

E-Mail: weingarten@di-verlag.de

Satz und Layout:

Carolin Sehnem, DIV Deutscher Industrieverlag GmbH

Herstellung:

Dipl.-Ing. Annika Böning, DIV Deutscher Industrieverlag GmbH

Abonnement/Einzelheftbestellungen:

DataM-Services GmbH, Marcus Zepmeisel, Franz-Horn-Str. 2, 97082 Würzburg, Deutschland,

Fon: +49 931 4170-459, Fax: +49 931 4170-494,

E-Mail: leserservice@di-verlag.de

Bezugsbedingungen:

ebElektrische Bahnen“ erscheint 10 x jährlich (davon 2 Doppelhefte).

Jahresinhaltsverzeichnis im Dezemberheft

Jahresabonnement Print (AboBasic) 315,00 € (inkl. MwSt.)

Porto Inland 30,00 € (inkl. MwSt.) / Porto Ausland 35,00 €

Einzelheft 37,00 € (inkl. MwSt.), Porto (Deutschland 3,00 € / Ausland 3,50 €)

Einzelausgabe als ePaper 37,00 €

Weitere Abo-Varianten wie AboPlus und AboPremium auf Anfrage.

Die Preise enthalten bei Lieferung in EU-Staaten die Mehrwertsteuer, für das übrige Ausland sind sie Nettopreise.

Studentenpreis: 50 % Ermäßigung gegen Nachweis.

Bestellungen über jede Buchhandlung oder direkt an den Verlag.

Abonnements-Kündigungen 8 Wochen zum Ende des Kalenderjahres.

Mikrofilmausgaben ab Jahrgang 44 (1973), sind durch University Mikrofilms Ltd., St. John‘s Road Tylers

Green High Wycombe, Buckinghamshire, England, HP 108 HR, zu beziehen.

Diese Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt.

Mit Ausnahme der gesetzlich zugelassenen Fälle ist eine Verwertung ohne Einwilligung des Verlages strafbar.

ISSN 0013-5437

Gedruckt auf chlor- und säurefreiem Papier

380


Termine

Messen, Tagungen, Fachausstellungen

Comprail 2014

24.-26.06.2014 Wessex Institute

Rom (IT) Fon: 44 238 029-3223, Fax: -2853,

E-Mail: gwest@wessex.ac.uk,

Internet: wessex.ac.uk

Eisenbahntechnisches Kolloquium 2014

26.06.2014 TU Darmstadt

Darmstadt (DE) Fon: +49 6151 16-65911, Fax: -6903,

E-Mail: eisenbahn@verkehr.

tu-darmstadt.de,

Internet: www.verkehr.tu-darmstadt.de

Africa Rail 2014

01.-02.07.2014 Terrapinn Ltd.

Johannesburg Fon: +27 11 5164015,

(ZA) Fax: +27 11 4636000,

E-Mail: enquiry.za@terrapinn.com,

Internet: www.terrapinn.com

42. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge

07.-10.09.2014 Technische Universität Graz

Graz (AT) Fon: +43 316 8-736216, Fax: -16896,

E-Mail: office@schienenfahrzeug.at,

Internet: www.schienenfahrzeugtagung.at

InnoTrans 2014

23.-26.09.2014 Messe Berlin GmbH

Berlin (DE) Fon: +49 30 3038-2376, Fax: -2190,

E-Mail: innotrans@messe-berlin.com,

Internet: www.innotrans.com

FORMS/FORMAT 2014 – 10th Symposium on

Formal Methods

30.09.- TU Braunschweig

02.10.2014 Fon: +49 531 391-3317, Fax:-5197,

E-Mail: e.schnieder@tu-bs.de,

Internet: www.iva.ing.tu-bs.de

Metro Rail Asia

08.-09.10.2014 Terrapinn Ltd.

Mumbai (IN) Fon: +61 2 9-0050700, Fax: -2813950,

E-Mail: enquiry.au@terrapinn.com,

Internet: www.terrapinn.com

Entwicklungen des Sicherungswesens in Theorie und Praxis

09. 10.10.2014 TU Dresden

Dresden (DE) Fon: +49 351 463-36697, Fax: -36644,

E-Mail: sicherungstechnik@mailbox.

tu-dresden.de,

Internet: http://tu-dresden.de

DMG-Jahrestagung 2014

20 Jahre Bahnreform – Blick zurück – nach vorn

09.-11.10.2014 DMG – Bezirksgruppe Nord

Hannover (DE) Fon: 49 531 314354,

E-Mail: A.Kallmerten@gmx.de,

Internet: www.dmg-berlin.info

APTA Annual Meeting and Expo 2014

12. 15.10.2014 American Public Transportation Association

Houston (USA) Fon: +1 202 496-4839,

E-Mail: aatkins@apta.com,

Internet: www.apta.com

Exporail Russia

28.-30.10.2014 Mack Brooks Exhibitions

Moskau (RU) Fon: +44 1727 814-400, Fax: -401,

E-Mail: exporailrussia@mackbrooks.com,

Internet: http://exporailrussia.com

14. Intern. Signal+Draht-Kongress

06.-07.11.2014 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

7. Fachtagung More drive 2014 – Wie umweltschonend

ist die E-Mobilität?

13.11.2014 OVE

Wien (AT) Fon: +43 1 5876373-23,

Fax: +43 1 3705806370,

E-Mail: k.stanka@ove.at,

Internet: www.ove.at/gesellschaften/ogma/

Call for Papers: www.ove.at/akademie/

moredrive/Call_for_paper.pdf

IZBE/VDE-Fachtagung – Elektrische Fahrzeugantriebe

und –ausrüstungen

04.-05.12.2014 IZBE e.V. / VDE/ETG-Fachbereich A2

Dresden (DE) Fon: +49 351 4-769857, Fax: -519675,

E-Mail: info@izbe.eu,

Internet: www.vde.com


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9161, 97091 Würzburg.


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