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

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www.<strong>eb</strong>-info.eu<br />

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

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

Elektrotechnik<br />

im Verkehrswesen<br />

B 2580<br />

6/2014<br />

Juni<br />

Standpunkt<br />

K. Sommer<br />

Fokus<br />

Thema<br />

<strong>Eröffnung</strong> <strong>der</strong> <strong>ersten</strong> <strong>Etappe</strong> <strong>der</strong> <strong>Durchmesserlinie</strong> <strong>Zürich</strong><br />

Traktionsenergi<strong>eb</strong>ilanz mit Rückspeisung im DB-Netz im Jahr 2013<br />

Praxis<br />

S-Bahn Berlin im Jahr 2013<br />

Report<br />

100 Jahre Innovationen aus Genf für die BLS Lötschbergbahn – Teil 1<br />

Forum<br />

Leserforum<br />

Fahrzeugtechnik<br />

Umrüstung <strong>der</strong> DB-Lokomotiven BR 182 für den Personenverkehr bei <strong>der</strong> DB Regio<br />

Fahrleitungsanlagen<br />

Errichtung <strong>der</strong> Oberleitungsbauart 2.1 Wien – St. Pölten<br />

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

Autotransformatorsystem für die Luino-Linie<br />

Modellierung von Erdungs- und Rückleitungssystemen elektrischer <strong>Bahnen</strong><br />

Historie<br />

100 Jahre Innovationen aus Genf für die BLS Lötschbergbahn – Teil 2<br />

e b – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> im Jahre 1964 – Teil 2


NEU<br />

<strong>eb</strong> – International<br />

<strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

INTERNATIONAL<br />

Zur InnoTrans 2014: internationale Themen<br />

komplett in englischer Sprache<br />

20 %-Anzeigenvorteil<br />

bei Kombi-Buchung<br />

Ihre Ansprechpartner im Verlag:<br />

Kirstin Sommer<br />

VERLAGSLEITUNG<br />

Telefon: +49 89 203 53 66-36, Telefax: +49 89 203 53 66-99<br />

E-Mail: sommer@di-verlag.de<br />

Angelika Weingarten<br />

MEDIABERATUNG<br />

Telefon: +49 89 203 53 66-13, Telefax: +49 89 203 53 66-99<br />

E-Mail: weingarten@di-verlag.de<br />

www.<strong>eb</strong>-info.de<br />

23.–26.09.2014<br />

Berlin<br />

Besuchen Sie uns an<br />

unserem <strong>eb</strong>-Messestand<br />

im IZBE, Halle 7.2 b, Stand 200.<br />

Wir freuen uns auf Sie!


Standpunkt<br />

<strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> auf<br />

internationaler Schiene<br />

D<br />

ie wachsende Globalisierung erfor<strong>der</strong>t in<br />

vielen Bereichen eine stärkere internationale<br />

Ausrichtung.“<br />

Dieses Zitat aus dem Bundesministerium<br />

für Bildung und Forschung spiegelt<br />

sich auch im Markt <strong>der</strong> Bahnelektrifizierung wi<strong>der</strong>.<br />

Sie als Leser möchten sich über das weltweite Geschehen<br />

in <strong>der</strong> Bahn-Elektrotechnik im Verkehrswesen<br />

informieren. Sie als Unternehmen möchten über<br />

die deutschsprachigen Märkte hinaus, auch im Ausland<br />

auf sich aufmerksam machen.<br />

In den letzten Monaten wurden wir daher häufig<br />

mit dem Wunsch konfrontiert hierfür eine entsprechende<br />

neue Plattform zu bieten.<br />

Ich freue mich nun, Ihnen bereits heute unsere<br />

zur diesjährigen InnoTrans erscheinende internationale<br />

Ausgabe <strong>der</strong> <strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> INTER­<br />

NATIONAL anzukündigen.<br />

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

zur InnoTrans erscheinen und dort in hoher<br />

Zusatzauflage verbreitet wird, veröffentlichen wir<br />

auch <strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> INTERNATIONAL in englischer<br />

Sprache. Dieses Heft wird jedoch nicht einfach<br />

nur englischsprachiges Abbild <strong>der</strong> deutschen<br />

Ausgabe sein. Hier werden Beiträge veröffentlicht,<br />

die über eine hohe internationale Relevanz verfügen.<br />

Sie als Abonnent können diese<br />

Ausgabe <strong>der</strong> <strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> als ePaper in unserem MediaCenter<br />

unter www.di-verlag.de<br />

online lesen. Gleichzeitig wird <strong>eb</strong> –<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> INTER NATIONAL<br />

als Heft in hoher Auflage auf <strong>der</strong><br />

InnoTrans verbreitet und darüber<br />

hinaus an ein ausgesuchtes<br />

internationales Fachpublikum<br />

aus <strong>der</strong> Branche <strong>der</strong> Bahnelektrifizierung<br />

geliefert.<br />

Da wir schon heute von Unternehmen<br />

<strong>der</strong> Bahnindustrie,<br />

von Autoren und Lesern große<br />

Zustimmung zu diesem Projekt<br />

erhalten, haben wir uns dazu entschieden,<br />

in 2015 zwei internationale<br />

Ausgaben <strong>der</strong> <strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> zu veröffentlichen.<br />

Gern nehmen wir Ihren englischsprachigen Fachbeitrag<br />

entgegen, den Sie mit <strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

INTERNATIONAL einem qualifizierten, internationalen<br />

Leserkreis präsentieren können.<br />

Besuchen Sie uns im September auf <strong>der</strong> InnoTrans<br />

auf unserem Gemeinschaftsstand mit <strong>der</strong> IZBE –<br />

Inno vationszentrum Bahntechnik Europa, Stand 200<br />

in Halle 7.2b.<br />

Ich bin gespannt auf einen regen Austausch und<br />

Ihre Meinung zu <strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> und <strong>eb</strong> –<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> INTERNATIONAL.<br />

Kirstin Sommer<br />

Verlagsleiterin<br />

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH<br />

112 (2014) Heft 6<br />

317


Inhalt<br />

6 / 2014<br />

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

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

Elektrotechnik<br />

im Verkehrswesen<br />

Standpunkt<br />

317 K. Sommer<br />

<strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> auf<br />

internationaler Schiene<br />

Fokus<br />

Thema<br />

320 <br />

Urs Wili<br />

<strong>Eröffnung</strong> <strong>der</strong> <strong>ersten</strong> <strong>Etappe</strong> <strong>der</strong><br />

<strong>Durchmesserlinie</strong> <strong>Zürich</strong><br />

322 <br />

19 %<br />

22 %<br />

22 %<br />

37 %<br />

DB<br />

Fernverkehr<br />

DB Regio<br />

DB Fremdunternehmen<br />

Schenker Rail<br />

Traktionsenergi<strong>eb</strong>ilanz mit<br />

Rückspeisung im DB-Netz im Jahr 2013<br />

324 <br />

Praxis<br />

325 <br />

S-Bahn Berlin im Jahr 2013<br />

Report<br />

100 Jahre Innovationen aus Genf für die<br />

BLS Lötschbergbahn – Teil 1<br />

Forum<br />

Titelbild<br />

S-Bahn am Berliner Hauptbahnhof<br />

© _fla / #36115121 / www.depositphotos.com<br />

327 Leserforum


Inhalt<br />

Hauptbeiträge<br />

Fahrzeugtechnik<br />

361 <br />

Historie<br />

328<br />

G. Behrendt, T. Geyer, U. Grützner, U. Hempel<br />

Umrüstung <strong>der</strong> DB-Lokomotiven BR 182 für den<br />

Personenverkehr bei <strong>der</strong> DB Regio<br />

Modification of the DB freight locomotives BR 182<br />

for the regional rail transport at DB Regio<br />

Modification des lokomotives fret du type BR 182<br />

de la DB pour le traffic régional de la DB Regio<br />

Fahrleitungsanlagen<br />

364 <br />

100 Jahre Innovationen aus Genf für die<br />

BLS Lötschbergbahn – Teil 2<br />

<strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> im Jahre 1964 – Teil 2<br />

) 1000334 b)<br />

Ax<br />

TS<br />

100<br />

Ax<br />

1000<br />

TS<br />

100<br />

Nachrichten<br />

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

FD<br />

400<br />

150<br />

344 <br />

FD<br />

400<br />

150<br />

G. Kirmaier, F. Kurzweil<br />

Errichtung <strong>der</strong> Oberleitungsbauart 2.1 Wien – St. Pölten<br />

Construction of overhead contact line type 2.1 on the<br />

high-speed line Vienna – St Pölten<br />

Montage de la caténaire de type 2.1 sur la LGV Vienne – St-Pölten<br />

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

374 Energie und Umwelt<br />

375 Berichtigungen und Nachträge<br />

380 Impressum<br />

U3 Termine<br />

M. A<strong>eb</strong>erhard, E. Basler, F. Leu<br />

Autotransformatorsystem für die Luino-Linie<br />

Auto-transformer system for the Luino-Railway Service<br />

Un système d’autotransformateur pour la ligne de Luino<br />

355 <br />

r<br />

S i<br />

S j<br />

P j<br />

A. Zynovchenko, G. George, A. Stephan, S. Körner<br />

Modellierung von Erdungs- und Rückleitungssystemen<br />

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

Modelling of earthing and return current systems of electric<br />

railways<br />

Modélisation de systèmes de mise à la terre et de circuit de<br />

retour pour lignes électrifiées


Fokus Thema<br />

<strong>Eröffnung</strong> <strong>der</strong> <strong>ersten</strong> <strong>Etappe</strong> <strong>der</strong><br />

<strong>Durchmesserlinie</strong> <strong>Zürich</strong><br />

Die <strong>Durchmesserlinie</strong> verläuft S-förmig zwischen <strong>Zürich</strong>-Oerlikon und dem Bahnhofsvorfeld des Zürcher<br />

Hauptbahnhofs weiter bis <strong>Zürich</strong> Altstetten. Ab Juni durchfahren zunächst S-Bahn-Züge den<br />

Weinbergtunnel. Mit Fertigstellung <strong>der</strong> Letzigrabenbrücke Ende 2015 sollen auch Fernzüge die neue<br />

Strecke befahren.<br />

Bild 1:<br />

Zug <strong>der</strong> S14 in <strong>Zürich</strong> HB; im Hintergrund Treppenabgänge zum Bahnhof Löwenstrasse<br />

(alle Fotos: Urs Wili).<br />

Die Fahrgeschwindigkeiten in <strong>der</strong> Schweiz sind<br />

vergleichsweise klein. Dafür wird das Netz zügig<br />

ausg<strong>eb</strong>aut und werden Bauvorhaben rasch umgesetzt.<br />

Jüngstes Beispiel ist die <strong>Durchmesserlinie</strong><br />

(DML) in <strong>Zürich</strong>, <strong>der</strong>en zentrale Abschnitte, <strong>der</strong><br />

unterirdische Bahnhof Löwenstrasse und <strong>der</strong> fast<br />

5 km lange Weinbergtunnel, am 15. Juni 2014 in<br />

Betri<strong>eb</strong> gehen werden, obwohl die erste Idee zu<br />

dieser Netzergänzung nur fünfzehn Jahre alt ist<br />

(siehe Tabelle).<br />

Natürlich war die eigentliche Bauzeit kürzer: Vorinvestitionen<br />

wurden schon 2002, nur ein Jahr nach<br />

<strong>der</strong> Volksabstimmung, in Angriff genommen und<br />

<strong>der</strong> Spatenstich zu den Hauptarbeiten folgte 2007.<br />

Ganz fertig wird die DML erst 2016, wenn auch alle<br />

Zufahrten von Westen her, darunter die längste Brücke<br />

<strong>der</strong> SBB, die Letzigrabenbrücke, in Betri<strong>eb</strong> genommen<br />

werden [1]. Immerhin verfügt <strong>Zürich</strong> HB<br />

mit den bereits bestehenden unterirdischen Bahnhofsteilen<br />

SZU und Museumstrasse jetzt über zehn<br />

unterirdische Perrons, zwei mehr als Stuttgart 21<br />

<strong>der</strong>einst haben wird.<br />

Vorläufig werden die neuen Durchgangsgleise<br />

31 bis 34, <strong>der</strong> Bahnhof Löwenstrasse, für den<br />

S-Bahn-Verkehr genutzt. Ab 15. Juni werden die Linien<br />

S2, S8 und S14 die neue Strecke befahren. Die<br />

Taktzüge des Fernverkehrs machen Kopf auf den<br />

alten Gleisen 3 bis 18 (Bild 1). Ab Dezember 2015<br />

wird sich das aber än<strong>der</strong>n und auch Züge des Ost-<br />

West-Fernverkehrs werden durch den Bahnhof Löwenstrasse<br />

fahren. Dies wird eine Herausfor<strong>der</strong>ung<br />

für den Taktfahrplan. Die heutigen Anschluss-Spinnen<br />

funktionieren unter an<strong>der</strong>em dank <strong>der</strong> mindestens<br />

6 min dauernden Wendezeiten. Wollte man<br />

TABELLE<br />

Meilensteine auf dem Weg zur <strong>Durchmesserlinie</strong> (Quelle: www.zvv.ch).<br />

21.05.1999 Volksinitiative für den Bau eines zweiten unterirdischen Durchgangsbahnhofs<br />

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

(40 %) an den Gesamtkosten von 1 450 Mio. CHF.<br />

2002 bis 2004 Ausführung <strong>der</strong> Vorinvestitionen für den Bahnhof Löwenstrasse und Verlängerung <strong>der</strong> Gleise 4–9 in <strong>der</strong> Haupthalle<br />

2003 Die SBB stimmen dem vom Kanton <strong>Zürich</strong> gewünschten vorzeitigen Ausbau <strong>der</strong> Passage Sihlquai zu.<br />

2004 bis 2006 Plangenehmigungsverfahren für das Hauptprojekt<br />

20.12.2006 Projektgenehmigung durch Bundesamt für Verkehr<br />

20.09.2007 Erster Spatenstich für das Hauptprojekt und Beginn <strong>der</strong> Rohbauarbeiten am Bahnhof Löwenstrasse, am<br />

Weinbergtunnel und an <strong>der</strong> Einbindung in Oerlikon<br />

3.11.2010 Plangenehmigungsverfügung für den Ausbau Bahnhof Oerlikon<br />

12.08.2013 Inbetri<strong>eb</strong>nahme von Gleis 8 in Oerlikon<br />

15.06.2014 <strong>Eröffnung</strong> des Bahnhofs Löwenstrasse und des Weinbergtunnels<br />

Ende 2015<br />

Inbetri<strong>eb</strong>nahme <strong>der</strong> Gleisverbindung aus Richtung Westen (Bahnhof Altstetten) zum Bahnhof Löwenstrasse<br />

320 112 (2014) Heft 6


Thema Fokus<br />

das Gleiche mit den Gleisen des Durchgangsbahnhofs<br />

erreichen, würde dessen Leistungsfähigkeit<br />

unnötig beschnitten. Wegen <strong>der</strong> neuen Kapazitäten<br />

ist das anfänglich noch kein Problem, mittelfristig<br />

sind die Anschluss-Spinnen aber bedroht.<br />

Beim avisierten Viertelstundentakt bei einzelnen<br />

Fernverkehrsverbindungen werden sie sowieso an<br />

Bedeutung verlieren.<br />

Die <strong>Durchmesserlinie</strong> ist aber nicht nur betri<strong>eb</strong>lich<br />

interessant:<br />

• Elegante Schräglifte verbinden die breiten unterirdischen<br />

Bahnsteige mit dem Zwischengeschoss<br />

und dem Kopfbahnhof auf Stadtniveau (Bild 2).<br />

• Lange gläserne Lärmschutzwände fassen den tiefen<br />

Einschnitt bei den neuen Gleisverbindungen<br />

vor dem Bahnhof Oerlikon ein.<br />

• Eine überhängende Stützmauer sorgt für möglichst<br />

geringen Landbedarf für den Bahnverkehr<br />

und ausreichend große Gärten vor den bestehenden<br />

Häusern (Bild 3).<br />

• Kurze, steile Rampen erlauben das kreuzungsfreie<br />

Einfädeln <strong>der</strong> neuen Gleise in die bestehenden<br />

Anlagen.<br />

Beson<strong>der</strong>e Maßnahmen bei <strong>der</strong> Fahrleitungsspeisung<br />

und Rückstromführung sorgen für ungestörten<br />

Betri<strong>eb</strong> <strong>der</strong> heiklen elektromedizinischen Apparate<br />

im Untergeschoss des Universitätsspitals, das nur<br />

wenige Meter über dem Weinbergtunnel liegt. Erste<br />

Messungen scheinen die Wirksamkeit <strong>der</strong> Maßnahmen<br />

zu bestätigen.<br />

Diese Maßnahmen zur Reduktion <strong>der</strong> elektromagnetischen<br />

Beeinflussungen sind ihrerseits wie<strong>der</strong> eine<br />

Herausfor<strong>der</strong>ung an die Einhaltung <strong>der</strong> Grenzen <strong>der</strong><br />

Berührungsspannnungen. Die am 12. April 2014<br />

durchgeführten Fahrten des Prob<strong>eb</strong>etri<strong>eb</strong>s, zu denen<br />

auch Pressevertreter geladen waren, wurden daher<br />

auch zum Erfassen von Messdaten für den Nachweis<br />

<strong>der</strong> Unbedenklichkeit verwendet.<br />

Natürlich macht die <strong>Durchmesserlinie</strong> nicht alle<br />

gleich glücklich: Mit ihrer S-Form gleicht sie <strong>der</strong> Demarkationslinie<br />

zwischen Yin und Yang; sie ist Licht<br />

und Schatten, schafft Kapazität aber auch Mehrverkehr,<br />

verkürzt Reisezeiten auf direkten Verbindungen<br />

und verlangt bei an<strong>der</strong>en Umsteigen, sie dient<br />

zwar dem S-Bahnverkehr, wirkt sich aber auf den<br />

Fahrplan bis nach Mailand aus.<br />

Seit dem 7. April 2014 sind die Stellwerksanlagen<br />

in Betri<strong>eb</strong> und es wird signalmäßig gefahren. Nach<br />

Feldstärkemessungen mit dem Funkmesswagen<br />

wurde am 9. April eine Evakuationsübung durchgeführt.<br />

Übungsansatz war das Steckenbleiben zweier<br />

vierteiliger Doppelstock-S-Bahn-Einheiten mit einem<br />

Getri<strong>eb</strong>eschaden. Dadurch konnte auch <strong>der</strong> Löschund<br />

Rettungszug die Komposition nicht bewegen<br />

und alle Fahrgäste mussten über die verschiedenen<br />

Fluchtwege evakuiert werden. Es gelang sogar Rollstühle<br />

hinauszuführen.<br />

Bild 2:<br />

Schräglift vom neuen Bahnsteig 33/34 zum Zwischengeschoss<br />

und zur Stadt<strong>eb</strong>ene.<br />

Bild 3:<br />

Überhängende Stützmauer und hohe Glaswände im Einschnitt Oerlikon.<br />

Die Schulung von insgesamt 5 000 Lokführern,<br />

Zugverkehrsleitern, Zugbegleitern, Reiseverkäuferinnen,<br />

Logistikern und des RailClean-Personals läuft<br />

bereits seit einiger Zeit [2].<br />

Noch in Arbeit ist <strong>der</strong> Ausbau <strong>der</strong> Ladenflächen im<br />

Zwischengeschoss, und Anpassungen werden noch<br />

vorgenommen an den Fahrgastinformationsanzeigen.<br />

In <strong>Zürich</strong> Oerlikon sind die neuen Gleise 7 und 8<br />

in Betri<strong>eb</strong>. Die an<strong>der</strong>en werden jetzt paarweise umg<strong>eb</strong>aut<br />

und erneuert.<br />

Am 12. April fanden zwischen 7:20 Uhr und<br />

09:00 Uhr Fahrten eines simulierten Regelbetri<strong>eb</strong>s<br />

statt. Ab 9:00 Uhr wurde ein gestörter Betri<strong>eb</strong> getestet<br />

mit verspäteten Zügen, Halt und Wie<strong>der</strong>anfahrt<br />

112 (2014) Heft 6<br />

321


Fokus Thema<br />

ein teilweise besetztes Gleis. Beim Pressezug sorgte<br />

ein supponierter Schwan im Tunnel für den gewollten<br />

unfreiwilligen Aufenthalt und eine mit ungläubigem<br />

Lachen quittierte Lautsprecherdurchsage.<br />

Der Aufenthalt war immerhin lang genug für ein<br />

Bild aus dem Führerstand. Man sieht die konventionelle<br />

Signalisierung, die Schallabsorber an den<br />

Tunnelwänden, den Übergang von <strong>der</strong> Stromschiene<br />

zum Kettenwerk und von <strong>der</strong> festen Fahrbahn<br />

zum Schottergleis (Bild 4). Nicht zu sehen ist die<br />

Neigungstafel. Hier ist aber eine <strong>der</strong> steilsten Stellen<br />

<strong>der</strong> <strong>Durchmesserlinie</strong>. Die Wie<strong>der</strong>anfahrt war aber<br />

völlig problemlos.<br />

Urs Wili, Bern (Schweiz)<br />

Bild 4:<br />

Blick aus dem Führerstand beim Halt vor <strong>der</strong> Ausfahrt aus dem<br />

Weinbergtunnel.<br />

in den Steilstrecken mit rund 35 ‰, Fahrt mit reduzierter<br />

Traktionsleistung, Trennen und Vereinigen<br />

von Zügen, Fahrtrichtungswechsel und Einfahrt auf<br />

Literatur<br />

[1] SIA, TEC21 Nr 48, 23.11.2012 <strong>Durchmesserlinie</strong> II, Seite<br />

16ff. Schritt für Schritt über das Gleisfeld.<br />

[2] Das grosse Üben vor <strong>der</strong> <strong>Eröffnung</strong>. In: SBB, Unterwegs<br />

03/2014, S.14ff.<br />

Traktionsenergi<strong>eb</strong>ilanz mit<br />

Rückspeisung im DB-Netz im Jahr 2013<br />

Im Jahr 2013 hat die DB Energie netto 10 TWh an elektrisch fahrende Eisenbahnverkehrsunternehmen<br />

in Deutschland geliefert, nachdem diese insgesamt 11 % <strong>der</strong> zunächst abgenommenen<br />

Energie rückgespeist hatten.<br />

14 %<br />

20 %<br />

8 %<br />

2 %<br />

24 %<br />

32 %<br />

16 %<br />

11 %<br />

7 %<br />

1 %<br />

30 %<br />

2012 2013<br />

35 %<br />

EE Steinkohle Kernenergie Braunkohle Erdgas Sonstige<br />

Bild 1:<br />

<strong>Bahnen</strong>ergiemix für elektrischen Zugbetri<strong>eb</strong> im DB-Netz 2012 und 2013.<br />

Der Geschäftsbericht <strong>der</strong> DB für 2013 nennt Zahlen<br />

zum Traktionsenergieumsatz in dem Jahr. Danach<br />

hat die DB Energie an Eisenbahnverkehrsunternehmen<br />

(EVU) in Deutschland 10,2 TWh elektrische Traktionsenergie<br />

geliefert (Vorjahreswert 10,4 TWh), und<br />

zwar an die konzerneigenen EVU DB Fernverkehr,<br />

DB Regio und DB Schenker Rail Deutschland sowie an<br />

fremde EVU. Dabei sind zu DB Regio auch die DC-<br />

S-<strong>Bahnen</strong> Berlin und Hamburg gezählt, <strong>der</strong>en anteiliger<br />

Gesamtbedarf sich zu etwa 0,5 TWh/a abschätzen<br />

lässt. Die Zahl bedeutet den Nettowert, das<br />

heißt den Saldo aus denjenigen Energiemengen, die<br />

die elektrischen Tri<strong>eb</strong>fahrzeuge (Tfz) aus den Oberleitungen<br />

o<strong>der</strong> Stromschienen entnommen und die<br />

sie dorthin zurückgespeist haben. Soweit Tfz nicht<br />

mit Energiezählern ausgerüstet sind wie bei den beiden<br />

DC-S-<strong>Bahnen</strong> und älteren AC-Lokomotiven von<br />

Privatbahnen, sind die Mengen nach üblichen energiewirtschaftlichen<br />

Regeln ermittelt. Nicht enthal-<br />

322 112 (2014) Heft 6


Thema Fokus<br />

ten sind die Bezugsmengen von Zugvorheizanlagen<br />

und Weichenheizanlagen aus dem Oberleitungsnetz<br />

15 kV 16,7 Hz, die je nach Jahreswetterverlauf um<br />

0,2 TWh/a schwanken.<br />

Der <strong>Bahnen</strong>ergiemix, <strong>der</strong> die Anteile <strong>der</strong> für die<br />

Traktionsenergie eingesetzten Primärenergiearten<br />

kennzeichnet, hat sich gegenüber dem Vorjahr ganz<br />

erh<strong>eb</strong>lich geän<strong>der</strong>t (Bild 1): Während die Anteile <strong>der</strong><br />

Steinkohle geringfügig und diejenigen von Kernenergie,<br />

Braunkohle und Erdgas um je rund ein Fünftel<br />

geschrumpft sind, ist <strong>der</strong> Anteil sich erneuern<strong>der</strong><br />

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

ist, n<strong>eb</strong>en höherem EE-Anteil im umgewandelten<br />

50-Hz-Mix, durch Direkteinkauf umzuwandeln<strong>der</strong><br />

50-Hz-Wind- und Wasserenergie entstanden<br />

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

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

ab 2015, beides aus Wasserkraft (<strong>eb</strong> 11/2011,<br />

S. 567; <strong>eb</strong> 12/2012, S. 705).<br />

Mit den im Geschäftsbericht genannten Daten<br />

lässt sich ausrechnen, dass sich die 10 TWh auf die<br />

drei DB-EVU und als verbleibende Differenz auf die<br />

fremden EVU so verteilt haben wie in Bild 2 dargestellt.<br />

Dabei sind die drei DB-Werte wegen einstelliger,<br />

also mehr o<strong>der</strong> weniger stark gerundeter<br />

Ausgangszahlen auf ±1 %-Punkt und somit <strong>der</strong><br />

Fremd-Wert entsprechend ungenau zu sehen.<br />

Als Energierückspeisequoten des elektrischen<br />

Zugbetri<strong>eb</strong>s im Jahr 2013 werden genannt:<br />

• DB Fernverkehr 11 %<br />

• DB Regio 14 %<br />

• DB Schenker Rail Deutschland 6 %<br />

Mit dem Vorbehalt zur ganzzahligen Rundung,<br />

die sich bei <strong>der</strong> einstelligen Zahl stärker auswirken<br />

kann, zeigt Tabelle 1 einen Zuwachs <strong>der</strong> Quoten gegenüber<br />

2011 bei allen drei EVU und auch bei <strong>der</strong><br />

gewichteten DB-Quote um jeweils rund einen Prozentpunkt;<br />

an<strong>der</strong>s als in Tabelle 3 in [1] sind bei DB<br />

Regio und im DB-Gesamtwert jetzt die beiden DC-<br />

S-<strong>Bahnen</strong> einbezogen. Zu den Spalten 1 gilt, dass<br />

bis auf die Doppelzählung <strong>der</strong> ICE 1 alle Stückzahlen<br />

ungewichtet addiert sind, also ungeachtet <strong>der</strong> Leistungsdaten<br />

und <strong>der</strong> Einsatzverhältnisse.<br />

Die Entwicklung <strong>der</strong> Rückspeisequoten ist differenziert<br />

zu betrachten. DB Fernverkehr fährt mit<br />

<strong>der</strong> komplett rückspeisefähigen ICE-Flotte und nur<br />

noch wenigen Lokomotiven ohne 3AC-Antri<strong>eb</strong><br />

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

Sättigungsasymptote. Dabei ist die Rückspeisequote<br />

für 2013 sicherlich durch das Elbe-Hochwasser<br />

im Juni und die Monate dauernde Sperrung<br />

<strong>der</strong> Schnellfahrstrecke Berlin – Wolfsburg<br />

gedrückt worden (<strong>eb</strong> 10/2013, S. 568), die großräumige<br />

Umleitungen erfor<strong>der</strong>te. Bei solchen Betri<strong>eb</strong>sstörungen<br />

und -behin<strong>der</strong>ungen muss bei<br />

den <strong>Bahnen</strong> das Bemühen um Pünktlichkeit vor<br />

dem um Wirtschaftlichkeit gehen.<br />

112 (2014) Heft 6<br />

DB<br />

Fernverkehr<br />

TABELLE 1<br />

22 %<br />

19 %<br />

DB Regio<br />

22 %<br />

37 %<br />

DB Fremdunternehmen<br />

Schenker Rail<br />

Bild 2:<br />

Relativanteile <strong>der</strong> Eisenbahnverkehrsunternehmen an Gesamt-<br />

Nettoabgabe <strong>der</strong> DB Energie 2013.<br />

Flottenanteile rückspeisefähiger Tri<strong>eb</strong>fahrzeuge (1) und Rückspeisequoten<br />

(2) <strong>der</strong> DB-Verkehrsunternehmen, gerundete Werte in %.<br />

Tri<strong>eb</strong>züge ICE 1 doppelt gezählt, DB Regio mit DC-S-<strong>Bahnen</strong><br />

Fernverkehr Regio Schenker Rail<br />

Deutschland<br />

Bei DB Schenker Rail und bei DB Regio ist <strong>der</strong><br />

Anstieg <strong>der</strong> Quote dem des Flottenanteils rückspeisefähiger<br />

Tri<strong>eb</strong>fahrzeuge gefolgt. Mit immer<br />

noch hohen Stückzahlen bewährter und robuster<br />

Lokomotiven mit klassischer Technik liegen die beiden<br />

EVU bei dieser Kennzahl angenähert gleichauf<br />

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

noch ähnlich hohes Rückspeisepotenzial in <strong>der</strong><br />

Hinterhand. Absolut und konzernbezogen ist das<br />

aber beim Güterverkehr begrenzt, bedingt durch<br />

dessen extrem niedriges Verhältnis von Antri<strong>eb</strong>szu<br />

Laufradsätzen. Dagegen hat <strong>der</strong> Regionalverkehr<br />

das meiste, aufgrund <strong>der</strong> bis 8/10 reichenden<br />

Tri<strong>eb</strong>zug-Antri<strong>eb</strong>skonfigurationen spezifisch überdurchschnittlich<br />

hohe Potenzial, sowohl absolut<br />

wie unternehmens- und konzernbezogen.<br />

Die Fremd-EVU fahren im Güterverkehr überwiegend<br />

und im Regionalverkehr fast nur mit rückspeisefähigen<br />

Tfz, während sie im Fernverkehr noch keine<br />

nennenswerte Rolle spielen.<br />

Be<br />

[1] Graßmann, S.; Behmann, U.: <strong>Bahnen</strong>ergiemessung und<br />

-rückspeisung bei den DB-Verkehrsunternehmen. In:<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 112 (2014), H. 4, S. 168–171.<br />

Summe DB<br />

1 2 1 2 1 2 1 2<br />

2011 93 10 60 13 63 5 65 10<br />

2013 94 11 67 14 72 6 71 11<br />

323


Fokus Praxis<br />

S-Bahn Berlin im Jahr 2013<br />

Die S-Bahn Berlin hat sich weiter stabilisiert. Die Tri<strong>eb</strong>zug-Altbaureihen 480 und 485 werden vielleicht<br />

für Weiterbetri<strong>eb</strong> bis 2023 ertüchtigt.<br />

Bild 1:<br />

S-Bahn Berlin, Langzug aus drei Viertelzügen Baureihe 481+482 auf Stadtbahn von Alexan<strong>der</strong>platz<br />

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

Bild 2:<br />

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

(Foto: DB/Rolf Kranert).<br />

Auf <strong>der</strong> Bilanzpressekonferenz <strong>der</strong> S-Bahn Berlin<br />

(Bild 1) Anfang Mai 2014 wurden positive Zahlen bekannt<br />

geg<strong>eb</strong>en. Danach hat das Unternehmen 2013<br />

mit 402 Mio. Fahrgästen so viele wie noch nie beför<strong>der</strong>t,<br />

bei den Bestellerentgelten weniger Abzüge hinnehmen<br />

müssen als in den Vorjahren und nach vier<br />

Jahren Verlust wie<strong>der</strong> 43 Mio. EUR Gewinn gemacht.<br />

Die durchschnittliche Pünktlichkeit 2013 lag mit<br />

93,5 % zwar über dem Vorjahreswert 88,6 %, aber<br />

immer noch unter den verkehrsvertraglichen 96 %.<br />

N<strong>eb</strong>en Störungen an Weichen, Signalanlagen und<br />

Fahrzeugen beklagt das Unternehmen hier als Ursache<br />

zunehmende Eingriffe Dritter in den Bahnbetri<strong>eb</strong>.<br />

Unbefugtes Betreten <strong>der</strong> Gleisanlagen, Eino<strong>der</strong><br />

Aussteigeversuche nach <strong>der</strong> Zugabfertigung<br />

und „schlichte Fahrlässigkeit beim Umgang mit<br />

einfachsten Verhaltensregeln bei <strong>der</strong> Benutzung von<br />

Eisenbahnfahrzeugen“ hätten zu manchmal stundenlangem<br />

Stillstand im Netz geführt. Mit breiter<br />

Öffentlichkeitsarbeit, auch zusammen mit <strong>der</strong> Bundespolizei,<br />

versucht man hier gegenzusteuern.<br />

Die Gesamtmitarbeiterzahl war 2013 mit 3 085<br />

etwas höher und die Zahl <strong>der</strong> Leiharbeitnehmer mit<br />

185 deutlich niedriger als 2012. Beim Bereich Tri<strong>eb</strong>fahrzeugführer<br />

(Tf) sind mit <strong>der</strong>zeit 1 006 Kräften<br />

letzte Lücken geschlossen worden, während bei Fahrdienstleitern<br />

noch weitere Ausbildungen und Schulungen<br />

notwendig sind. In <strong>der</strong> Fahrzeuginstandhaltung<br />

hatten niedrige Revisionszahlen 2013 weniger<br />

Personal erfor<strong>der</strong>t, was sich 2014 wie<strong>der</strong> umkehrt.<br />

Die Instandsetzung <strong>der</strong> 2011 wie<strong>der</strong> eröffneten<br />

Betri<strong>eb</strong>swerkstatt Friedrichsfelde mit 15 Mio. Investitionen<br />

wird bis 2016 abgeschlossen, und für eine neue<br />

Außenreinigungsanlage wurden 5 Mio. EUR bereitgestellt.<br />

Die Projekte werden aus Eigenmitteln finanziert.<br />

Nachdem eine externe Expertengruppe den Weiterbetri<strong>eb</strong><br />

<strong>der</strong> Alt-Baureihen (BR) 480.0+480.5 und<br />

485+885 (Bild 2) über den 2017 auslaufenden Verkehrsvertrages<br />

hinaus als technisch und wirtschaftlich<br />

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

auf Grundlage ihres Berichtes ein Stabilisierungsprogramm<br />

erstellt und mit dem Eisenbahn-Bundesamt<br />

(EBA) schon teilweise abgestimmt worden. So müssten<br />

alle Viertelzüge (Vz) 485+885 nochmals neue Radsatzwellen<br />

bekommen; weitere Ertüchtigungsmaßnahmen<br />

würden ab 100 Mio. EUR aufwärts kosten.<br />

Für die Län<strong>der</strong> Berlin und Brandenburg könnte<br />

dies eine Alternative zu Neufahrzeugen des künftigen<br />

Betreibers sein, die wahrscheinlich nicht mehr<br />

bis 2017 verfügbar sein können. Die Sache soll den<br />

Bestellern als Basis für eine Übergangsvereinbarung<br />

vorgelegt werden. Bei einem Auftrag könnten die Arbeiten<br />

zum Jahresende beginnen.<br />

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

soll im Nord-Süd-Tunnel bei seiner Sanierung 2015<br />

installiert werden, und die Ausrüstung aller übrigen<br />

Strecken soll bis zum Jahreswechsel 2023/2024<br />

abgeschlossen sein. Weil die BR 480.0+480.5 und<br />

485+885 auf keinen Fall mehr damit ausgerüstet<br />

werden, steht das Ende ihres eventuell verlängerten<br />

Betri<strong>eb</strong>seinsatzes zum 31 Dezember 2023 fest. Umgekehrt<br />

müssen die von 2019 bis 2023 zu liefernden<br />

voraussichtlich 190 neuen Vz noch die mechanische<br />

Fahrsperrenausrüstung bekommen.<br />

Be<br />

324 112 (2014) Heft 6


Report Fokus<br />

100 Jahre Innovationen aus Genf für die<br />

BLS Lötschbergbahn – Teil 1<br />

nach Vortrag Christian Vetterli, Product Manager, ABB Sécheron AG, Genf, auf <strong>der</strong> ETG-<br />

Fachtagung 100 Jahre Hochleistungstraktion – 100 Jahre Lötschbergbahn in Spiez im Juni 2013<br />

Nach dem Dachtransformator für die Nie<strong>der</strong>flurtri<strong>eb</strong>züge<br />

NINA entwickelte ABB Sécheron den <strong>ersten</strong><br />

betri<strong>eb</strong>sreifen Mittelfrequenzübertrager für 15 kV<br />

Eingangsspannung. Das Konzept soll langfristig die<br />

klassischen Haupttransformatoren ersetzen.<br />

Tri<strong>eb</strong>züge NINA<br />

Eine weitere Pionier- und Rekordleistung von ABB<br />

Sécheron war <strong>der</strong> Haupttransformator für die erste<br />

Generation Nie<strong>der</strong>flur-Nahverkehrstri<strong>eb</strong>züge RABe<br />

525 NINA (Bild 1). Ab 1998 bekam die BLS 36 teils<br />

drei- und teils vierteilige dieser Züge und weitere<br />

wurden für an<strong>der</strong>e Privatbahnen g<strong>eb</strong>aut. Unabhängig<br />

von <strong>der</strong> Antri<strong>eb</strong>skonfiguration 4/8 o<strong>der</strong> 4/10 versorgt<br />

ein Transformator auf einem Endwagen je eine<br />

Traktionsausrüstung für zwei Fahrmotoren im selben<br />

und im an<strong>der</strong>en Endwagen. Soweit bekannt, ist es<br />

<strong>der</strong> weltweit schwerste auf dem Fahrzeugdach montierte<br />

Transformator (Bild 2).<br />

Die historisch entstandene niedrige Frequenz 16 2 /3 Hz<br />

war gegenüber 50 Hz vorteilhaft für die Kommutie-<br />

Bild 1:<br />

BLS-Tri<strong>eb</strong>zug RABe 525 NINA auf Lötschberg-Nordrampe talwärts<br />

(Foto: Bernhard Stu<strong>der</strong>, 2009).<br />

Antri<strong>eb</strong>sleistung 1 000 kW, Höchstgeschwindigkeit 140 km/h<br />

Bild 2:<br />

Transformator für 15 kV 16 2 /3 Hz 1 MVA für Dachmontage auf BLS-Tri<strong>eb</strong>zug<br />

RABe 525, Masse 4,0 t (Foto: ABB).<br />

Bild 3:<br />

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

112 (2014) Heft 6<br />

Bild 4:<br />

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

(Foto: ABB).<br />

325


Fokus Report<br />

rung <strong>der</strong> 1AC-Reihenschlussmotoren, aber die Transformatormasse<br />

stieg dabei gegenläufig stark an. Ziel musste<br />

es sein, diesen Nachteil wie<strong>der</strong> zu beseitigen.<br />

Kapitaldienst<br />

20 %<br />

Mittelfrequenzübertrager PETT<br />

7 %<br />

Instandhaltung<br />

Die Zukunft <strong>der</strong> Traktionsausrüstung für AC-Tri<strong>eb</strong>fahrzeuge<br />

heißt Power Electronics Traction Transformer<br />

(PETT). Das Projekt wurde 2000 eingeleitet und es<br />

war ein langer Weg, bis nach zwölf Jahren Arbeit <strong>der</strong><br />

Demonstrator PETT 1 betri<strong>eb</strong>sbereit war (Bild 3). Sein<br />

Aufbau und seine Funktion sind in [1] beschri<strong>eb</strong>en.<br />

Er wurde im Frühjahr 2011 auf einer SBB-Rangierlokomotive<br />

Ee 3/3 IV als Erprobungsträger installiert und<br />

arbeitete mit dieser im Bahnhof Genf Cornavin an<br />

15 kV von F<strong>eb</strong>ruar 2012 bis Mai 2013 (Bild 4). Dann<br />

wurde die Betri<strong>eb</strong>serprobung nach 13 000 km Laufweg<br />

beendet, und die Lokomotive steht seit Juli 2013<br />

im Verkehrshaus <strong>der</strong> Schweiz in Luzern.<br />

In <strong>der</strong> Tabelle 1 stehen einige Daten und Merkmale<br />

<strong>der</strong> PETT-Technologie im Vergleich zur konventionellen<br />

Technik, wobei die geringeren Geräuschemissionen<br />

auffallen. Die Energieeffizienz ist bei Volllast<br />

schon beachtlich höher, bei Teillast allerdings noch<br />

eine Herausfor<strong>der</strong>ung. Dieser Komplex wird immer<br />

wichtiger, wie das LCC-Beispiel in Bild 5 zeigt. Ziel<br />

73 %<br />

Energie<br />

Bild 5:<br />

L<strong>eb</strong>enszykluskosten Antri<strong>eb</strong>sstrang Transformator – Umrichter<br />

– Fahrmotoren für 18 Jahre S-Bahnfahrspiele <strong>Zürich</strong> – Aarau –<br />

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

ist, je nach Fahrspielen bis 15 % weniger Energi<strong>eb</strong>edarf<br />

zu erreichen.<br />

Der nächste Schritt ist, in 2016 ein 15-kV-Pilotprojekt<br />

für Dachmontage zu haben, die bis 1,6 MW<br />

möglich ist. In Aussicht genommen ist danach die<br />

Weiterentwicklung für 25 kV, was viel höhere Schaltfrequenzen<br />

erfor<strong>der</strong>t als 1,75 kHz beim PETT 1; angestr<strong>eb</strong>t<br />

werden 5 bis 10 kHz.<br />

AC<br />

1 2<br />

1~ =<br />

= 3~<br />

3<br />

M<br />

3~<br />

AC<br />

AC<br />

3 2 3 1<br />

1<br />

3 2 3<br />

4 3<br />

1~ = =<br />

= = 3~<br />

M<br />

3~<br />

4<br />

AC<br />

4<br />

5 5 5 5<br />

3 6 3 3 6 3<br />

Bild 6:<br />

Traktionsstrang heute und morgen (Grafik: ABB).<br />

1 Haupttransformator für Nie<strong>der</strong>frequenz o<strong>der</strong> Industriefrequenz<br />

2 Hauptumrichter aus 1AC-Vierquadrantensteller, DC-Zwischenkreis und 3AC-Umrichter<br />

3 Fahrmotoren<br />

4 Mittelfrequenzübertrager<br />

5 DC-Sammelschiene<br />

6 Umrichter DC/3AC<br />

326 112 (2014) Heft 6


Report Fokus<br />

Endziel ist <strong>der</strong> Einsatz in Hochleistungstri<strong>eb</strong>zügen.<br />

Dabei können die künftigen Antri<strong>eb</strong>sstränge aus<br />

PETT-Blöcken und einer DC-Zugsammelschiene bestehen,<br />

aus <strong>der</strong> die 3AC-Traktionsumrichter versorgt<br />

werden (Bild 6). Das Konzept bietet hohe Flexibilität<br />

für verteilte Antri<strong>eb</strong>e bei vereinfachter Redundanz,<br />

DC-Fahrleitungen können über Eingangssteller in<br />

diese Sammelschiene speisen.<br />

Anmerkung: Teil 2 dieses Berichts, <strong>der</strong> die Entstehung<br />

von SAAS und ihre Pionierleistungen für die BLS behandelt,<br />

steht in diesem Heft unter <strong>der</strong> Rubrik Historie.<br />

Be<br />

Literatur<br />

[1] Be: Erster Mittelfrequenz-Traktionstransformator im Betri<strong>eb</strong>seinsatz.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 110 (2012), H. 8-9,<br />

S. 408–413; H. 10, S. 577.<br />

TABELLE 1<br />

Vergleich technischer Daten und Merkmale.<br />

16 2 /3-Hz-Transformator<br />

und<br />

IGBT-Umrichter<br />

Mittelfrequenzübertrager<br />

Leistungsdichte MVA/t 0,20 ... 0,40 0,44 ... 0,57<br />

Kupferbedarf kg/MVA ≈500 ≈70<br />

Ölmenge l/MVA 500 ... 700 ≈200<br />

Wirkungsgrad<br />

bei Volllast<br />

bei Teillast<br />

Netzverhalten<br />

Einschaltstromfaktor 1<br />

EMV-Ansprüche<br />

%<br />

%<br />

89 ... 92<br />

gut<br />

5 ... 10<br />

hoch<br />

96,5<br />

herausfor<strong>der</strong>nd<br />


Fahrzeugtechnik<br />

Umrüstung <strong>der</strong> DB-Lokomotiven BR 182<br />

für den Personenverkehr bei DB Regio<br />

Gerd Behrendt, Cottbus; Thomas Geyer, Ulrich Grützner, Erlangen; Ulrich Hempel, Leipzig<br />

Das Zusammentreffen des Rückgangs <strong>der</strong> Transportmengen im Güterverkehr in 2009 mit einem<br />

Mehrbedarf an Lokomotiven für den Personennahverkehr führte innerhalb des DB-Konzerns zu dem<br />

Beschluss, die für den Güterverkehr beschafften Lokomotiven BR 182 gemäß den Anfor<strong>der</strong>ungen des<br />

Nahverkehrs umzurüsten. Nach Definition des Umrüstumfangs fanden beim Hersteller die Umbaumaßnahmen<br />

statt. Inzwischen sind die Lokomotiven bei DB Regio umgerüstet im Einsatz.<br />

MODIFICATION OF THE DB FREIGHT LOCOMOTIVES BR 182 FOR THE REGIONAL RAIL TRANSPORT<br />

AT DB REGIO<br />

The coincidence of the decline in the quantities of transported freight in 2009 with an additional<br />

need for commuter locomotives within the DB group resulted in the decision to convert<br />

the procured freight locomotives BR 182 in accordance with the requirements for short distance<br />

(passenger) service. According to the definition of the scope of the conversion, the reconstruction<br />

works took place at the manufacturer site. Meanwhile, these converted locomotives are in<br />

revenue service at DB Regio.<br />

MODIFICATION DES LOKOMOTIVES FRET DU TYPE BR 182 DE LA DB POUR LE TRAFFIC RÉGIONAL<br />

DE LA DB REGIO<br />

La coïncidence de la régression du transport de marchandises en 2009 avec un besoin supplémentaire<br />

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

les locomotives BR 182, achetées pour le transport de marchandises, selon les exigences du trafic<br />

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

fabricant. Depuis, les locomotives modifiées sont en service chez DB Regio.<br />

1 Einführung<br />

Die Lokomotiven <strong>der</strong> Baureihe (BR) 182 gehören<br />

technisch zur Siemens-Lokomotivplattform<br />

ES64U2, die aus <strong>der</strong> ÖBB-Reihe 1016/1116 hervorgegangen<br />

ist. Sie wurden im Rahmen einer<br />

Wandlung des für die BR 152 laufenden Auftrages<br />

des damaligen Geschäftsbereichs DB Cargo <strong>der</strong><br />

Deutschen Bahn beschafft und für den län<strong>der</strong>übergreifenden<br />

Verkehr Deutschland – Österreich bis<br />

230 km/h angepasst (Bild 1).<br />

Ab <strong>der</strong> Betri<strong>eb</strong>saufnahme <strong>der</strong> <strong>ersten</strong> Lokomotive<br />

im Juli 2001 war die BR 182 im schnellen Güterverkehr<br />

eingesetzt und verrichtete dort ihren Dienst<br />

zuverlässig. Nach einem Rückgang <strong>der</strong> Transportmengen<br />

im Jahre 2009 entstand allerdings bei <strong>der</strong><br />

Güterverkehrssparte <strong>der</strong> Deutschen Bahn AG, inzwischen<br />

Railion, heute DB Schenker Rail, ein Überschuss<br />

an Lokomotiven. Als Folge daraus wurde im<br />

Herbst 2009 ein möglicher Einsatz dieser im Güterverkehr<br />

überzähligen Lokomotiven im Regional- und<br />

S-Bahnverkehr bei <strong>der</strong> DB Regio AG erwogen.<br />

Nach erfolgreichen Testfahrten übergab Railion<br />

erste Lokomotiven im Dezember 2009 an DB Regio,<br />

Region Nordost. Die DB Regio beauftragte im März<br />

2010 schließlich bei <strong>der</strong> Siemens AG die für ihren Regional-<br />

und S-Bahnverkehr notwendige Umrüstung<br />

<strong>der</strong> Lokomotiven.<br />

2 Anlass für Lokomotivumbau<br />

Ursprünglich waren die Lokomotiven BR 182 für den<br />

universellen Einsatz im schweren Güterzug- und<br />

schnellen Reisezugbetri<strong>eb</strong> konzipiert. Insofern waren<br />

die speziellen Ausrüstungsdetails, die heute für<br />

einen mo<strong>der</strong>nen Regional- und S-Bahnverkehr und<br />

somit für den Betri<strong>eb</strong> bei <strong>der</strong> DB Regio typisch und<br />

Standard sind, nicht erfor<strong>der</strong>lich und nicht vorhanden.<br />

Für den neuen Verwendungszweck mussten sie<br />

daher nachträglich definiert, konstruktiv ausgearbeitet<br />

und in allen 25 Lokomotiven realisiert werden.<br />

Gleichzeitig war eine einfache technische Rückrüstbarkeit<br />

unter Werkstattbedingungen zu integrieren,<br />

um auch weiterhin die Möglichkeit zu haben, diese<br />

Lokomotiven wie<strong>der</strong> im DB-Güterverkehr o<strong>der</strong><br />

-Fernverkehr einzusetzen.<br />

Nach <strong>der</strong> Übereignung <strong>der</strong> <strong>ersten</strong> fünf Lokomotiven<br />

BR 182 an die DB Regio wurden diese noch ohne Um-<br />

328 112 (2014) Heft 6


Fahrzeugtechnik<br />

bau auf <strong>der</strong> Verbindung Cottbus – Leipzig eingesetzt,<br />

und zwar als Ersatz für damals in <strong>der</strong> Folge von Lieferverzögerungen<br />

noch fehlende Nahverkehrstri<strong>eb</strong>züge.<br />

Ab Dezember 2010 übernahmen weitere Lokomotiven<br />

auf <strong>der</strong> Strecke Eisenach – Erfurt – Halle<br />

Leistungen von Lokomotiven <strong>der</strong> BR 143. Die Verspätungsanfälligkeit<br />

<strong>der</strong> betreffenden Züge konnte<br />

damit durch die Geschwindigkeitsanh<strong>eb</strong>ung auf<br />

140 km/h und durch die wesentlich bessere Beschleunigung<br />

verringert werden. In diesen Einsätzen<br />

bestätigte sich die grundsätzliche Eignung <strong>der</strong><br />

BR 182 für den Nahverkehr.<br />

Vorübergehend waren Lokomotiven in einem<br />

dreitägigen Umlauf an DB Fernverkehr verliehen.<br />

3 Umfang <strong>der</strong> Umrüstung<br />

3.1 Übersicht<br />

Alle 25 Lokomotiven wurden mit einem als Regiopaket<br />

bezeichneten Umbauprogramm insbeson<strong>der</strong>e<br />

für den Einsatz in Zügen mit Doppelstockwagen ab<br />

Baujahr 1994 (DoSto 94) und mit Bestandssteuerwagen<br />

<strong>der</strong> Bauart (BA) 761 bis 767 von DB Regio<br />

ausgerüstet.<br />

Das Regiopaket umfasste die folgenden Funktionspakete:<br />

• Zeitmultiplexe Traktionssteuerung (ZWS/ZMS/<br />

ZDS) zur Anpassung <strong>der</strong> Traktionssteuerung<br />

an aktuelle Fahrzeugeinsatzbedingungen <strong>der</strong><br />

DB Regio<br />

• Technische Einrichtungen für SAT/TAV/TB0 über<br />

Frequenzmultiplexe Zugsteuerung (FMZ) und<br />

Informations- und Serviceleitung (IS)-Leitung<br />

• Fahrgastinformationssystem über das Integrierte<br />

Bordinformationssystem (IBIS-Bus)<br />

• Notbremsüberbrückung und ep-Bremse<br />

• Assistenzsystem Energie sparendes Fahren<br />

• Schaltung zum aufgerüstet Abstellen<br />

• Unterbrechungsfreie Zugsammelschienen-<br />

Versorgung<br />

3.2 Zeitmultiplexe Traktionssteuerung<br />

(ZWS/ZMS/ZDS)<br />

Die zeitmultiplexe Wendezug-/Mehrfachtraktionssteuerung<br />

ist das bei <strong>der</strong> DB verwendete Übertragungsmedium<br />

für die Zugsteuerung zwischen einem<br />

Steuerwagen und einer Lokomotive o<strong>der</strong> zwischen<br />

Lokomotiven untereinan<strong>der</strong> im Zugverband. Als<br />

physikalisches Übertragungsmedium werden die<br />

UIC-A<strong>der</strong>n 10 und 11 <strong>der</strong> IS-Leitung verwendet.<br />

Die Lokomotiven <strong>der</strong> BR 182 können auf Basis <strong>der</strong><br />

konventionellen Zugkonfiguration Lokomotive und<br />

Wagenzug damit folgende Betri<strong>eb</strong>sfälle abdecken:<br />

Bild 1:<br />

Lokomotive BR 182 im Erstauslieferzustand in 2001 (alle Fotos: Siemens).<br />

• Wendezugsteuerung ZWS: Ein Steuerwagen führt<br />

eine Lokomotive <strong>der</strong> BR 182<br />

• Mehrfachtraktionsteuerung ZMS: Eine Lokomotive<br />

BR 182 führt eine o<strong>der</strong> mehrere an<strong>der</strong>e<br />

Drehstromlokomotiven <strong>der</strong> DB (außer BR 120)<br />

und umgekehrt<br />

• Doppeltraktion ZDS120: Eine Lokomotive BR 182<br />

führt eine Lokomotive BR 120 und umgekehrt<br />

3.3 Technische Einrichtungen für<br />

SAT/TAV/TB0<br />

Die bereits bestehende Steuerung für die Türblockierung<br />

bei 0 km/h (TB0) wurde um die beiden bei <strong>der</strong> DB<br />

Regio üblichen Verfahren <strong>der</strong> technikbasierten Abfertigung<br />

(TAV) und <strong>der</strong> Selbstabfertigung durch den Tri<strong>eb</strong>fahrzeugführer<br />

(SAT) erweitert. Hierzu wurden folgende<br />

Komponenten zusätzlich eing<strong>eb</strong>aut o<strong>der</strong> ersetzt:<br />

• in jedem Führerraum<br />

––<br />

Wahlschalter Türfreigabe im Pult, ersetzt durch<br />

DB-Ausführung<br />

––<br />

Leuchtmel<strong>der</strong> SAT beidseitig oberhalb <strong>der</strong><br />

Frontfenster an den außenseitigen Befestigungen<br />

<strong>der</strong> Sonnenrollos<br />

––<br />

Leuchtmel<strong>der</strong> TAV im Modularen Führerraumanzeigegerät<br />

(MFA)<br />

• im so genannten Regioschrank<br />

––<br />

Schalter Überbrückung Traktionssperre, nur für<br />

den Störungsfall, daher verplombt<br />

––<br />

Betri<strong>eb</strong>sartenwahlschalter für Aktivierung <strong>der</strong><br />

Einrichtungen zum gewählten Abfertigungsverfahren<br />

––<br />

Leitungsschutzschalter (LSS) zur Überwachung<br />

von mehrfachem Zugschluss<br />

112 (2014) Heft 6<br />

329


Fahrzeugtechnik<br />

Die Funktionen zu den genannten Verfahren und<br />

Einrichtungen <strong>der</strong> zugweiten Türsteuerung wurden<br />

zudem als Softwarepaket auf den betroffenen rechnergestützten<br />

Einrichtungen realisiert.<br />

Die praktische Anwendung <strong>der</strong> Türsteuerungsverfahren<br />

im Betri<strong>eb</strong> richtet sich nach den Regelungen <strong>der</strong> DB<br />

Regio unter <strong>der</strong> Prämisse <strong>der</strong> Verwendung des sicherheitstechnisch<br />

wirksamsten Systems, welches auf allen<br />

Fahrzeugen des jeweiligen Zugverbandes installiert ist.<br />

3.4 Fahrgastinformationssystem über<br />

IBIS-Bus<br />

Die Bedienelemente des Fahrgastinformationssystems<br />

(FIS) im Führerraum, wie Bedienteil FT95, Schwanenhalsmikrofon<br />

für Durchsagen im Zug, Taster<br />

Fortschaltung Haltestelle und Fahrgastsprechwunsch,<br />

sind zentral auf dem Führerpult links oberhalb des<br />

Zugfunkdisplays angeordnet (Bild 2). Der FIS-Zentralrechner<br />

UKR2-L befindet sich im Regioschrank.<br />

Im Bereich <strong>der</strong> im Führerraum linken Frontscheibe<br />

war die Zugzielanzeige anzuordnen (Bild 3). Die<br />

Anzeigentexte werden über das FIS-Bedienteil FT95<br />

eingeg<strong>eb</strong>en.<br />

Die Signalübertragung des IBIS-Bus übernehmen<br />

die A<strong>der</strong>n 17/18 <strong>der</strong> IS-Leitung.<br />

3.5 Notbremsüberbrückung und<br />

ep-Bremse<br />

Die Lokomotiven sind mittels einer separaten Baugruppe,<br />

die über I/O-Module mit <strong>der</strong> Fahrzeugleit <strong>eb</strong>ene<br />

kommuniziert, mit Notbremsüberbrückung <strong>der</strong> Funktionalität<br />

NBÜ 2004 und einer elektropneumatischen<br />

Bremse (ep-Bremse) nach UIC 541-5 ausgerüstet.<br />

Für die Integration von NBÜ2004/ep wurde das<br />

bestehende Bremssystem durch ein Steuergerät <strong>der</strong><br />

Firma Rexxon GmbH erweitert. Dieses Steuergerät<br />

übernimmt die Aufgabe <strong>der</strong> Erzeugung, Verarbeitung<br />

und Übertragung von Meldungen und Befehlen<br />

zur Steuerung <strong>der</strong> NBÜ2004/ep und stellt über<br />

die 9-adrige Steuerleitung die Verbindung von <strong>der</strong><br />

Lokomotive zum Wagenzug her. Das Steuergerät hat<br />

keine direkte Anbindung an den Multifunction Vehicle<br />

Bild 2:<br />

FIS-Bedienteil FT95; <strong>der</strong> noch mit <strong>der</strong> vorläufigen Beschriftung Notruf gezeigte<br />

Leuchtdrucktaster trägt jetzt die endgültige Bezeichnung Fahrgastsprechwunsch.<br />

Bild 3:<br />

Anordnung <strong>der</strong> Zugzielanzeige an <strong>der</strong> gewölbten Frontscheibe.<br />

Bild 4:<br />

Bedieneinrichtung für Notbremsüberbrückung/elektropneumatische<br />

Bremse.<br />

330 112 (2014) Heft 6


Fahrzeugtechnik<br />

Bus (MVB) <strong>der</strong> Lokomotivsteuerung, son<strong>der</strong>n ist über<br />

I/O-Module einer SIBAS-KLIP-Station eing<strong>eb</strong>unden.<br />

Innerhalb des Systems Notbremsüberbrückung/ep<br />

sind verschiedene Betri<strong>eb</strong>sarten wählbar. Dazu ist in<br />

jedem Führerraum seitlich am Rückwandschrank die<br />

Bedieneinrichtung <strong>der</strong> NBÜ 2004 ang<strong>eb</strong>racht (Bild 4).<br />

Die folgenden drei Betri<strong>eb</strong>sstellungen sind möglich:<br />

• Aus<br />

• NBÜ2004: Notbremsüberbrückung und ep-<br />

Bremse nach UIC 541-5 sind aktiv, Überwachung<br />

Meldung Fahrgastnotbremse und elektrische<br />

Steuerleitung<br />

• UIC-ep: ep-Bremse aktiv<br />

Für die elektrische Verbindung zum Wagenzug erhielt<br />

die Lokomotive an beiden Lokomotivenden<br />

zwei Kupplungsdosen für die 9-adrige Steuerleitung<br />

nach UIC 541-5 (Bild 5).<br />

Zur Prüfung <strong>der</strong> ep-Bremse ist an den beiden Einstiegen<br />

am Längsträger je eine ep-Prüfeinheit ang<strong>eb</strong>aut<br />

(Bild 6).<br />

Die Fahrzeuge haben ergänzende Bremsanschriften<br />

erhalten, wobei die Kennzeichnung NBÜ System<br />

DB, da im Regiobetri<strong>eb</strong> nicht aktiv, aber ausgekreuzt,<br />

erhalten bleibt (Bild 7).<br />

Bild 5:<br />

Frontbereich <strong>der</strong> Lokomotive mit Anordnung <strong>der</strong> beiden<br />

9-poligen Kupplungsdosen.<br />

3.6 Assistenzsystem Energie sparendes<br />

Fahren<br />

Das System für Energie sparendes Fahren (ESF) basiert<br />

auf <strong>der</strong> Nutzung von Fahrplanreserven durch einen<br />

frühzeitigen Übergang in Ausrollabschnitte, optimiert<br />

durch Assistenz- und Steuerungssysteme. Hierzu wurden<br />

die Lokomotiven <strong>der</strong> BR 182 mit einer Ortungseinheit<br />

<strong>der</strong> Firma Cognid und einer Kathrein-Antenne mit<br />

Verstärker ausgerüstet. Die Ortungseinheit befindet<br />

sich im Regioschrank, die Antenne auf dem Dach.<br />

Das Ortungssystem erfasst über den integrierten<br />

GPS-Receiver sehr genau die aktuelle Position <strong>der</strong> Lokomotive<br />

und gleicht diese mit dem Fahrplansystem<br />

EBuLa ab. Damit kann das Streckenprofil im weiteren<br />

Verlauf berücksichtigt und damit dem Tri<strong>eb</strong>fahrzeugführer<br />

ein Vorschlag für die zu fahrende Geschwindigkeit<br />

angezeigt werden.<br />

Bild 6:<br />

Prüfeinheit für elektropneumatische Bremse.<br />

3.7 Schaltung zum aufgerüstet Abstellen<br />

Mit <strong>der</strong> Funktion Aufgerüstet Abstellen wird <strong>der</strong> Abstellbetri<strong>eb</strong><br />

technisch so unterstützt, dass wie<strong>der</strong>kehrende<br />

Kontrollen <strong>der</strong> Lokomotive durch das Betri<strong>eb</strong>spersonal<br />

weitestgehend entfallen können.<br />

Bei aktivierter Funktion erhält eine vorbestimmte<br />

Betri<strong>eb</strong>sstelle des Betreibers auf eine von ihm hinterlegte<br />

Nummer im Störungsfall über das Zugfunkgerät<br />

eine SMS, die auf eine technische Störung am<br />

Tri<strong>eb</strong>fahrzeug während des Abstellbetri<strong>eb</strong>es hinweist.<br />

Bild 7:<br />

Bremsanschrift am Langträger hinsichtlich NBÜ/ep-Bremse.<br />

112 (2014) Heft 6<br />

331


Fahrzeugtechnik<br />

3.8 Unterbrechungsfreie Zugsammelschienen-Versorgung<br />

Mit <strong>der</strong> Realisierung <strong>der</strong> Funktionalität Unterbrechungsfreie<br />

Zugsammelschiene wird bei je<strong>der</strong><br />

Zugwende im Wendezugbetri<strong>eb</strong> auch bei nach<br />

0 verlegtem Richtungsschalter die Zugsammelschienenversorgung<br />

inklusive <strong>der</strong> Fahrgastraumklimatisierung<br />

und Wagenbatterieladung beibehalten.<br />

Voraussetzung für eine uneingeschränkte<br />

Nutzung ist unter an<strong>der</strong>em ein baureihen-/bauartspezifisches<br />

Software-Update <strong>der</strong> ZWS <strong>der</strong><br />

beteiligten Führungsfahrzeuge Lokomotive und<br />

Steuerwagen im Zug.<br />

4 Umrüstung <strong>der</strong> Lokomotiven<br />

4.1 Umbauorganisation<br />

Die Umbauarbeiten fanden im Siemens-Lokomotivwerk<br />

München-Allach statt. Für den Umbau <strong>der</strong><br />

Lokomotiven einschließlich <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>lichen Zulassungsaktivitäten<br />

stand <strong>der</strong> kurze Zeitraum vom<br />

6. September 2010 bis 2. November 2011 zur Verfügung.<br />

Um das ambitionierte Projektziel trotz <strong>der</strong><br />

hohen technischen Komplexität und des Umbauaufwandes<br />

an den Lokomotiven zu erreichen, wurden<br />

alle Projektbeteiligten von Anfang an in hohem<br />

Maße eing<strong>eb</strong>unden.<br />

Beispielhaft seien hier folgende Maßnahmen aufgeführt:<br />

• Einbindung des Eisenbahnbundesamtes (EBA) als<br />

Zulassungsbehörde in das Vorhaben und Abstimmen<br />

einer Zulassungsstrategie. Diese wurde vom<br />

EBA über die gesamte Projektlaufzeit begleitet<br />

und umgesetzt.<br />

• Einbindung und Terminabstimmung mit Fachkräften<br />

für die erfor<strong>der</strong>lichen funktionalen sowie<br />

bremstechnischen Gutachten.<br />

• Unverzüglicher Start <strong>der</strong> Konstruktionsarbeiten<br />

mit dem Ziel, in kurzer Zeit eine erste umg<strong>eb</strong>aute<br />

Lokomotive als Prototyp für Versuche, Tests,<br />

Kundenpräsentationen und Abstimmungen zur<br />

Verfügung zu haben. Dabei wurde im Verlauf des<br />

Projektes kurzfristig entschieden, einen zweiten<br />

Prototypen zu bauen, um weitere Tätigkeiten<br />

beschleunigt abarbeiten zu können.<br />

Parallel zu diesen Tätigkeiten wurden die endgültigen<br />

Umbauunterlagen und die für die Zulassung<br />

erfor<strong>der</strong>lichen Dokumente und Gutachten termingerecht<br />

erstellt. Eine wesentliche Aufgabe in diesem<br />

Zusammenhang bestand für das Engineering darin,<br />

die erfor<strong>der</strong>lichen Einrichtungen zur Kommunikation,<br />

wie für Durchsagen und die Realisierung <strong>der</strong><br />

Notbremsüberbrückung, zwischen <strong>der</strong> Lokomotive<br />

und den Wagen an das vorhandene Wagenmaterial<br />

anzupassen.<br />

Im Siemens-Lokomotivwerk in München-Allach<br />

wurde für den Umbau kurzfristig eine flexible Kapazitätsplanung<br />

aufgesetzt. Dies gewährleistete, dass<br />

bei einer an die betri<strong>eb</strong>lichen Erfor<strong>der</strong>nisse von DB<br />

Regio angepassten Zuführung von umzubauenden<br />

Lokomotiven je<strong>der</strong>zeit die erfor<strong>der</strong>lichen Umbauplätze<br />

und das benötigte Material in ausreichen<strong>der</strong><br />

Anzahl zur Verfügung standen.<br />

4.2 Beson<strong>der</strong>heiten <strong>der</strong> Umbaumaßnahmen<br />

Zur Realisierung <strong>der</strong> neuen Funktionen in <strong>der</strong> Lokomotive<br />

wurde an einer noch freien Stelle im<br />

Maschinenraum ein zusätzlicher Schrank, <strong>der</strong> so<br />

genannte Regioschrank, montiert. In ihm sind die<br />

wesentlichen Komponenten für die zusätzlichen<br />

Funktionen integriert.<br />

Als technische Herausfor<strong>der</strong>ung stellte sich die<br />

Anordnung <strong>der</strong> Zugzielanzeige heraus. Diese musste<br />

entsprechend Bild 2 innen im oberen Bereich <strong>der</strong><br />

linken Frontscheibe so ang<strong>eb</strong>racht werden, dass sie<br />

einerseits den Tri<strong>eb</strong>fahrzeugführer auf keinen Fall<br />

durch Blendungen o<strong>der</strong> Reflexionen stören kann<br />

und an<strong>der</strong>erseits natürlich <strong>der</strong> Zugzieltext vom<br />

Bahnsteig aus gut zu lesen ist. Bei <strong>der</strong> Lösung dieser<br />

Aufgabe erwies sich die gekrümmte Frontscheibe als<br />

beson<strong>der</strong>es Problemfeld.<br />

Ebenfalls blendfrei und gut erkennbar mussten im<br />

Führerraum die SAT-Leuchtmel<strong>der</strong> ang<strong>eb</strong>racht werden.<br />

Auch dies bedurfte eines nicht unerh<strong>eb</strong>lichen<br />

Abstimmungsaufwandes zwischen den Beteiligten.<br />

Gewisse Modifikationen wurden im Hilfsbetri<strong>eb</strong>eumrichter-Gerüst<br />

vorgenommen.<br />

Eine Seitenabfahreinrichtung wurde auf <strong>der</strong> jeweils<br />

linken Seite des Führerraumes eing<strong>eb</strong>aut,<br />

rechtsseitig war eine solche bereits vorhanden.<br />

Bei <strong>der</strong> Wie<strong>der</strong>inbetri<strong>eb</strong>setzung je<strong>der</strong> Lokomotive<br />

nach dem erfolgten Umbau wurde für verschiedene<br />

Funktionsprüfungen, wie zum Beispiel <strong>der</strong> Notbremsüberbrückung,<br />

<strong>der</strong> angehängte Wagenzug<br />

mit Hilfe eines Prüfgerätes simuliert.<br />

Im Anschluss an den Umbau und die Inbetri<strong>eb</strong>setzung<br />

nahmen Vertreter <strong>der</strong> DB Regio eine Standabnahme<br />

im Umbauwerk vor und erledigten die Überführung<br />

nach Cottbus. Dort führte dann DB Regio<br />

eine Abnahmefahrt mit Doppelstock- und Steuerwagen<br />

durch, um jede umg<strong>eb</strong>aute Lokomotive im Zugverband<br />

abschließend zu testen. Die Maßnahmen<br />

stellten sicher, dass alle 25 Lokomotiven <strong>der</strong> BR 182<br />

termingerecht zum Fahrplanwechsel 2011/2012 für<br />

den Betri<strong>eb</strong>seinsatz verfügbar waren. Die enge Zusammenarbeit<br />

drückte sich auch in <strong>der</strong> gemeinsamen Veranstaltung<br />

<strong>der</strong> Übergabe <strong>der</strong> letzten <strong>der</strong> umg<strong>eb</strong>auten<br />

Lokomotive in München Allach an die DB Regio aus.<br />

332 112 (2014) Heft 6


Fahrzeugtechnik<br />

Seit dem 15. August 2011 ist ein Teil <strong>der</strong> Lokomotiven<br />

auf <strong>der</strong> Linie S1 <strong>der</strong> S-Bahn Dresden mit<br />

teils erh<strong>eb</strong>lich verkürzten Wendezeiten erfolgreich<br />

im Einsatz. Die übrigen Lokomotiven waren von<br />

Dezember 2011 bis Dezember 2012 auf Strecken<br />

im Raum Cottbus, Berlin und Wismar anzutreffen<br />

und verrichten seit Fahrplanwechsel Dezember<br />

2013 sehr zuverlässig vor allem auf <strong>der</strong> Strecke<br />

RE1 des Verkehrsverbundes Berlin-Brandenburg<br />

ihren Dienst.<br />

5 Ausblick<br />

Mit dem erfolgreichen Umbau <strong>der</strong> vorhandenen Lokomotiven<br />

<strong>der</strong> BR 182 für einen Einsatz bei DB Regio<br />

wurde das seinerzeit von Siemens entwickelte modulare<br />

Lokomotivkonzept bezüglich <strong>der</strong> Umrüstbarkeit<br />

im Fall inzwischen geän<strong>der</strong>ter Anfor<strong>der</strong>ungen<br />

und <strong>der</strong> Befähigung, hierzu die Zulassung zu erreichen,<br />

bestätigt.<br />

Die Lokomotiven bewähren sich seit dem Umbau<br />

in ihrem Einsatzfeld im Bereich DB Regio Nordost<br />

mit Tagesleistungen von bis zu 1 800 km eindrucksvoll.<br />

Die hohe Verfügbarkeit <strong>der</strong> Fahrzeuge sowie<br />

die niedrigen laufenden Betri<strong>eb</strong>skosten markieren<br />

ein bislang nicht gekanntes Niveau im Tri<strong>eb</strong>fahrzeugbestand<br />

<strong>der</strong> DB Regio. Für die DB Regio ergibt<br />

sich für zukünftige Verkehrsausschreibungen damit<br />

die Möglichkeit, als kompetenter, leistungsstarker<br />

Anbieter im Bereich lokomotivbespannter Leistungen<br />

aufzutreten.<br />

Der Umbau in <strong>der</strong> verfügbaren kurzen Zeit und<br />

die termingerechte Betri<strong>eb</strong>seinführung <strong>der</strong> Lokomotiven<br />

waren nur möglich, weil die Beteiligten von DB<br />

Regio, EBA und Siemens dem Grundsatz einer partnerschaftlichen<br />

und engen Zusammenarbeit folgten,<br />

um dieses Projekt zum Erfolg zu führen.<br />

AUTORENDATEN<br />

Dipl.-Ing (FH) Gerd Behrendt (54),<br />

Studium Elektromaschinenbau an <strong>der</strong><br />

Ingenieurschule für Verkehrstechnik<br />

Dresden, Abschluss 1983; seit 1976 im<br />

Bahnbetri<strong>eb</strong> sowie in <strong>der</strong> Schienenfahrzeug-Instandhaltung<br />

und -Bereitstellung<br />

in verschiedenen leitenden Positionen<br />

tätig, seit 2002 bei DB Regio als Leiter<br />

<strong>der</strong> Werkstatt Cottbus.<br />

Adresse: DB Regio AG, Region Nordost,<br />

P.R.-NO-B4, Sachsendorfer Str. 41,<br />

03048 Cottbus, Deutschland;<br />

Fon: +49 355 44-5113, Fax: -5120;<br />

E-Mail: Gerd.Behrendt@<br />

deutsch<strong>eb</strong>ahn.com<br />

Dipl.-Ing. Thomas Geyer (52), Studium<br />

<strong>der</strong> Elektrotechnik an <strong>der</strong> Universität<br />

Erlangen; seit 1990 bei <strong>der</strong> Siemens AG,<br />

Sector Infrastructure and Cities, Rail<br />

Systems, in verschiedenen Positionen<br />

<strong>der</strong> Akquisition, des Projektmanagements<br />

und des Produktmanagements<br />

von Tri<strong>eb</strong>zügen und Lokomotiven tätig;<br />

seit 2004 Projektleiter für verschiedene<br />

Projekte mit <strong>der</strong> DB AG.<br />

Adresse: Siemens AG, IC RL LOC S&P<br />

E2, Werner-von-Siemens-Str. 67,<br />

91052 Erlangen, Deutschland;<br />

Fon: +49 9131 7-25930, Fax: -21365;<br />

E-Mail: Thomas.Geyer@siemens.com<br />

Ulrich Grützner (49), Elektrotechniker;<br />

seit 1981 bei <strong>der</strong> Siemens AG tätig<br />

in <strong>der</strong> Fertigung und Entwicklung von<br />

Bahnstromrichtern, ab 1996 im Sector<br />

Infrastructure and Cities, Rail Systems,<br />

in verschiedenen Positionen ICE 2, als<br />

Teilprojektleiter Traktion ICE 3 sowie<br />

Teilprojektleiter Traktion und Fahrzeugsteuerung<br />

und Terminmanager<br />

Velaro E; seit 2007 Projektleiter BR 189<br />

und ab 2011 Projektleiter Umbau<br />

BR 182 DB Regio.<br />

Adresse: Siemens AG, IC RL LOC S&P<br />

E2, Werner-von-Siemens-Str. 67,<br />

91052 Erlangen, Deutschland;<br />

Fon: +49 9131 7-24794, Fax: -21365;<br />

E-Mail: Ulrich.Gruetzner@siemens.com<br />

Dipl.-Ing. Ulrich Hempel (64), Studium<br />

<strong>der</strong> Schienenfahrzeugtechnik an <strong>der</strong><br />

Hochschule für Verkehrswesen „Friedrich<br />

List“ Dresden; Tätigkeit in verschiedenen<br />

Positionen bei DR und DB AG; seit 2002<br />

bei DB Regio AG Bauartverantwortlicher<br />

für Lokomotiven und Wagen, ab 2010<br />

unter an<strong>der</strong>em für BR 182.<br />

Adresse: DB Regio AG, BR-Management<br />

Lokomotiven und Reisezugwagen,<br />

Brandenburger Str.16b, 04103 Leipzig,<br />

Deutschland;<br />

Fon: +49 341 968-8504,<br />

Fax: +49 265 55923;<br />

E-Mail: ulrich.hempel@deutsch<strong>eb</strong>ahn.com<br />

112 (2014) Heft 6<br />

333


Fahrleitungsanlagen<br />

Errichtung <strong>der</strong> Oberleitungsbauart 2.1<br />

Wien – St. Pölten<br />

Guido Kirmaier, Hannover; Franz Kurzweil, Wien<br />

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

Ausbaus <strong>der</strong> Westbahn zwischen Wien und Wels und gehört zu den hochrangigen Infrastrukturprojekten<br />

des transeuropäischen Bahnnetzes (TEN). Der Abschnitt bis St. Pölten ging mit dem<br />

Fahrplanwechsel im Dezember 2012 in Betri<strong>eb</strong>. Der Abschnitt umfasst mehrere ein- und zweigleisige<br />

Tunnel mit unterschiedlichen Querschnitten. Die ÖBB errichtete auf dieser neuen Strecke erstmals<br />

die für 250 km/h ausgelegte Oberleitungsbauart 2.1. Die Abnahmeprüfungen und <strong>der</strong> bisherige Betri<strong>eb</strong><br />

wiesen die Eignung dieser Bauart für die Anwendung nach.<br />

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

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

of the western line between Vienna and Wels (Austria) and is one of the major infrastructure<br />

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

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

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

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

tests and the operation up to now confirmed the suitability of the design for the planned application.<br />

MONTAGE DE LA CATÉNAIRE DE TYPE 2.1 SUR LA LGV VIENNE – ST-PÖLTEN<br />

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

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

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

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

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

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

l’exploitation jusqu’à présent ont démontré l’aptitude à l’usage de ce type de caténaire.<br />

1 Einführung<br />

Die neue Hochleistungsstrecke zwischen Wien und<br />

St. Pölten gehört als Teil <strong>der</strong> Westbahn zu den hochrangigen<br />

Infrastrukturprojekten des transeuropäischen<br />

Bahnnetzes (TEN). Sie ist nicht nur eine <strong>der</strong><br />

wichtigsten Hauptverkehrsachsen Österreichs, son<strong>der</strong>n<br />

hat aufgrund ihrer Lage im Donaukorridor auch<br />

eine beson<strong>der</strong>e Bedeutung innerhalb Europas. Der<br />

Abschnitt Wien – St. Pölten ist Teil des europäischen<br />

Projekts 17 als Eisenbahnachse Paris – Straßburg –<br />

Stuttgart – München – Wien – Bratislava [1] und<br />

ging mit dem Fahrplanwechsel im Dezember 2012<br />

in Betri<strong>eb</strong>. Bild 1 nach [2] zeigt den Streckenverlauf.<br />

Die Harmonisierung <strong>der</strong> europäischen <strong>Bahnen</strong><br />

zielt auf einen grenzüberschreitenden Betri<strong>eb</strong> ohne<br />

technische Hin<strong>der</strong>nisse, entspricht dem gesellschaftlichen<br />

Wunsch nach mehr Mobilität und för<strong>der</strong>t den<br />

Umweltschutz. Daher for<strong>der</strong>t die Europäische Union<br />

die Interoperabilität <strong>der</strong> <strong>Bahnen</strong>. Die Vorgaben für die<br />

Harmonisierung des transeuropäischen Bahnsystems<br />

gehen aus den technischen Spezifikationen für die<br />

Interoperabilität (TSI) <strong>der</strong> jeweiligen Teilsysteme hervor,<br />

zum Beispiel TSI ENE HS für das Hochgeschwindigkeitsbahnsystem<br />

[3]. Die neue Oberleitungsbauart<br />

2.1 setzt die Vorgaben <strong>der</strong> [3] in Österreich um.<br />

2 Streckenführung <strong>der</strong><br />

Neubaustrecke<br />

Die Bahnausbauvorhaben in Österreich sind in [4]<br />

beschri<strong>eb</strong>en. Die Neubaustrecke (NBS) Wien – St.<br />

Pölten beginnt im Osten kurz nach dem Bahnhof<br />

Wien-Meidling mit dem Lainzer Tunnel und mündet<br />

im unterirdischen Knotenbauwerk Ha<strong>der</strong>sdorf gemeinsam<br />

mit <strong>der</strong> bestehenden Westbahn in die Neubaustrecke<br />

(Bild 1). Vom Knotenbauwerk Ha<strong>der</strong>sdorf<br />

führt <strong>der</strong> insgesamt 44 km lange, fertiggestellte Neubauabschnitt<br />

in den 13,3 km langen Wienerwaldtunnel,<br />

dann durch das Tullnerfeld und das Perschlingtal<br />

mit insgesamt sechs weiteren Tunnelbauwerken [5]<br />

bis zum Knoten Wagram. Nach diesem Knoten mün-<br />

334 112 (2014) Heft 6


Fahrleitungsanlagen<br />

Bild 1:<br />

Streckenführung <strong>der</strong> Neubaustrecke Wien – St. Pölten (Grafik: Bild 1 aus [2]).<br />

1 Atzenbrugger Tunnel<br />

5 Stierschweiffeldtunnel<br />

2 Hankendorfer Tunnel<br />

6 Raingrubentunnel<br />

3 Saladorfer Tunnel<br />

7 Güterumfahrung Lückenschluss St. Pölten – Loosdorf<br />

4 Reiserbergtunnel<br />

det die Neubaustrecke (NBS) kurz vor dem Hauptbahnhof<br />

St. Pölten wie<strong>der</strong> in die Bestandsstrecke.<br />

Mehr als die Hälfte <strong>der</strong> teilweise viergleisig ausg<strong>eb</strong>auten<br />

Strecke verläuft in den acht Tunneln.<br />

Eine zentrale Bedeutung hat <strong>der</strong> neue Überholund<br />

Regionalbahnhof Tullnerfeld. Dieser <strong>eb</strong>enerdig<br />

errichtete Bahnhof befindet sich im 17 km langen<br />

Abschnitt Tullnerfeld zwischen Wienerwald- und Atzenbrugger<br />

Tunnel (Bild 1). Die Bestandsstrecke Tulln<br />

– Herzogenburg verläuft in diesem Abschnitt parallel<br />

zur Hochleistungsstrecke und mündet über die Tullner<br />

Westschleife in die NBS, so dass nun eine direkte<br />

Verbindung <strong>der</strong> Franz-Josefs-Bahn mit <strong>der</strong> NBS Wien<br />

– St. Pölten besteht und <strong>der</strong> zusätzliche Abzweig Absdorf<br />

in Tulln die Verkehrsverbindungen im nördlichen<br />

Nie<strong>der</strong>österreich deutlich verbessert [1].<br />

Damit waren mit <strong>der</strong> Fertigstellung <strong>der</strong> NBS Wien<br />

– St. Pölten, des Lainzer Tunnels und den Anbindungen<br />

an diese Strecke im Dezember 2012 die infrastrukturellen<br />

Grundlagen für ein attraktives Ang<strong>eb</strong>ot<br />

im öffentlichen Verkehr im Westen Wiens geschaffen.<br />

für den Güterverkehr erhöht. Die Fahrzeit zwischen<br />

Salzburg und Wien beträgt nun 2,5 h und zwischen<br />

St. Pölten und Wien 15 bis 20 min.<br />

Die neue Strecke steigert die Qualität im Güterverkehr<br />

durch [1; 5]<br />

• höhere Zugdichten,<br />

• höhere Geschwindigkeiten,<br />

• umweltfreundliche Verlagerung des Güterverkehrs<br />

von <strong>der</strong> Straße auf die Schiene,<br />

und sichert somit den Wirtschaftsstandort Österreich.<br />

a)<br />

b)<br />

16<br />

2,50 2,50<br />

6,75 6,75<br />

14<br />

offene Strecke<br />

max.<br />

6,75<br />

Tunnel<br />

16<br />

2,50 2,50<br />

6,75 6,75<br />

14<br />

1,80<br />

1,10/<br />

1,00<br />

3 Wirtschaftlicher Nutzen<br />

2,50 2,50<br />

6,75 6,75<br />

max.<br />

6,75<br />

2,50 2,50<br />

6,75 6,75<br />

Die Neubaustrecke Wien – St. Pölten bewirkt hohen<br />

wirtschaftlichen Nutzen, da diese die Reisezeiten<br />

im Personenverkehr verkürzt und die Kapazitäten<br />

112 (2014) Heft 6<br />

Bild 2:<br />

Längskettenwerk <strong>der</strong> Oberleitungsbauart 2.1 für die offene Strecke (a) und im Tunnel (b),<br />

alle Angaben in mm (Grafik: Autoren).<br />

335


Fahrleitungsanlagen<br />

5,50<br />

Erdungsleitung<br />

CuS 150<br />

5<br />

Übersetzungsverhältnis<br />

1:1<br />

1,17<br />

6<br />

2,20<br />

Tragseilhöhe 6,80<br />

3<br />

Fahrdrahthöhe 5,30<br />

0,30 4 4<br />

2,70<br />

2,65<br />

Tunnelachse<br />

Gleisachse<br />

Radius 4,35<br />

2<br />

5,27<br />

4,90<br />

1<br />

• neue Umsteigmöglichkeit im Bahnhof Tullnerfeld<br />

mit Park- und Ride-Plätzen und Anbindung an<br />

die öffentlichen Buslinien,<br />

• höhere Geschwindigkeiten im Personenverkehr<br />

durch weitgehende Trennung von Güter- und<br />

Personenverkehr.<br />

Die gefor<strong>der</strong>te Fahrzeitverkürzung wurde im 44 km<br />

langen Abschnitt mit <strong>der</strong> Geschwindigkeitserhöhung<br />

auf 250 km/h zwischen St. Pölten und Knoten<br />

Ha<strong>der</strong>sdorf beziehungsweise auf 200 km/h im<br />

Lainzer Tunnel erreicht. Für die Stromversorgung<br />

<strong>der</strong> Züge bei diesen hohen Geschwindigkeiten entwickelte<br />

die Österreichische Bundesbahn (ÖBB) die<br />

Oberleitungsbauart 2.1, die Geschwindigkeiten bis<br />

250 km/h zulässt.<br />

0,60<br />

Bild 3:<br />

Querschnitt des eingleisigen Wienerwaldtunnel mit Oberleitung, alle Angaben in mm<br />

(Grafik: Autoren).<br />

1 Rückleiter CuAg 150<br />

2 Stützpunkt für Verstärkungsleitung<br />

3 Tragseil<br />

4 Fahrdraht<br />

5<br />

Gleisachse<br />

M<br />

6 6<br />

SO<br />

5 Nachspanneinrichtung<br />

6 Flucht- und Rettungsweg<br />

SO Schienenoberkante<br />

Gleisachse<br />

Radius 5,20<br />

SO<br />

Tunnelachse<br />

Verstärkungsleitungsstützpunkt<br />

2<br />

2<br />

2<br />

0,70 2,02 bis 2,24<br />

3<br />

3<br />

Tragseilhöhe 6,40<br />

Rückleiteraufhängung<br />

5,90-6,20 1<br />

Fahrdrahthöhe<br />

4 4 5,30<br />

0,70<br />

2,70<br />

5<br />

Übersetzungsverhältnis<br />

1:1<br />

4 Anfor<strong>der</strong>ungen an die<br />

Oberleitung<br />

Die Hochgeschwindigkeitsoberleitung 2.1 erfüllt<br />

die elektrischen und mechanischen Anfor<strong>der</strong>ungen<br />

<strong>der</strong> Technischen Spezifikation für die Interoperabilität<br />

im Hochgeschwindigkeitsverkehr [3].<br />

Über den Kontakt zwischen Stromabnehmer und<br />

Fahrdraht fließen Ströme bis rund 600 A, die auch<br />

mit zunehmenden Geschwindigkeiten möglichst<br />

lichtbogenfrei vom Fahrdraht auf den Stromabnehmer<br />

übertragen werden müssen. Daher soll<br />

die Betri<strong>eb</strong>sgeschwindigkeit 70 % <strong>der</strong> Wellenausbreitungsgeschwindigkeit<br />

im Fahrdraht <strong>der</strong> Oberleitung<br />

nicht überschreiten. Die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit<br />

sollte deshalb mindestens<br />

360 km/h betragen; sie wird durch die Zugkraft<br />

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

befahrene Oberleitungsbauart 2.1 werden <strong>der</strong><br />

Fahrdraht AC-120–CuAg0,1 mit 15,3 kN entsprechend<br />

rund 430 km/h Wellenausbreitungsgeschwindigkeit<br />

und das Tragseil Bz II 70 mit 10,8 kN<br />

nachgespannt. Bild 2 zeigt das Kettenwerk <strong>der</strong><br />

Oberleitungsbauart 2.1 auf offenen Strecken und<br />

in Tunneln.<br />

Bild 4:<br />

Querschnitt <strong>der</strong> zweigleisigen Atzenbrugger, Hankenfel<strong>der</strong>, Saladorfer, Reiserberg-, Stierschweiffeld-<br />

und Raingruben-Tunnel mit <strong>der</strong> Oberleitungsbauart 2.1 für die Tunnelanwendung,<br />

alle Angaben in mm (Grafik: Autoren); Legende siehe Bild 3.<br />

Auch im Personenverkehr steigert die neue Strecke<br />

die Qualität erh<strong>eb</strong>lich [1; 5] durch<br />

• höhere Kapazitäten im erweiterten Nahverkehr,<br />

• regionale Anbindung des Tullnerfeldes und des<br />

nördlichen Nie<strong>der</strong>österreich durch den Bahnhof<br />

Tullnerfeld,<br />

5 Varianten <strong>der</strong> Oberleitungsbauart<br />

auf <strong>der</strong> neuen Strecke<br />

5.1 Bauarten im Tunnel<br />

Auf <strong>der</strong> 44 km langen Neubaustrecke finden sich insgesamt<br />

vier unterschiedliche Oberleitungsbauarten:<br />

Drei unterschiedliche Bauarten in Tunneln und eine<br />

Bauart auf offenen Strecken.<br />

Der 12,8 km lange, einröhrige und zweigleisige<br />

Lainzer Tunnel wird mit 200 km/h Betri<strong>eb</strong>sgeschwin-<br />

336 112 (2014) Heft 6


Fahrleitungsanlagen<br />

digkeit befahren und ist mit einer Stromschienenoberleitung<br />

ausgerüstet [7].<br />

Im 13,3 km langen, zweiröhrigen und jeweils<br />

eingleisigen Wienerwaldtunnel mit fester Fahrbahn<br />

ist die Tunnelvariante <strong>der</strong> Oberleitungsbauart 2.1<br />

eing<strong>eb</strong>aut. Bild 2 b) zeigt das Längskettenwerk dieser<br />

Bauart. In Bild 3 ist ein Stützpunkt dieser Bauart<br />

im eingleisigen Wienerwaldtunnel dargestellt,<br />

wobei <strong>der</strong> Querschnitt <strong>der</strong> Tunnelröhre 51,1 m 2 beträgt.<br />

Die Ausleger dieser Oberleitungsbauart bestehen<br />

aus einem g<strong>eb</strong>ogenen, an die Tunnelwand<br />

angepassten Auslegerrohr mit Isolator. Bei diesem<br />

Ausleger lassen sich die Fahrdrahthöhen- und -seitenlage<br />

auf <strong>der</strong> Baustelle einfach anpassen. Auslegerberechnungen<br />

erübrigen sich, da die Ausleger<br />

auf die Grundformen an- und umgelenkt mit gleichen<br />

Maßen beschränkt wurden. Die Oberleitung<br />

ist in [7; 8] beschri<strong>eb</strong>en.<br />

Die weiteren Tunnel, also Atzenbrugger, Hankenfel<strong>der</strong>,<br />

Saladorfer, Reiserberg-, Stierschweiffeldund<br />

Raingruben-Tunnel mit 11,4 km Gesamtlänge<br />

sind einröhrig und zweigleisig mit fester Fahrbahn<br />

ausgeführt, wobei <strong>der</strong> Tunnelquerschnitt 71 m 2 beträgt.<br />

Diese Tunnel wurden mit <strong>der</strong> Oberleitungsbauart<br />

2.1 für die Tunnelanwendung ausgerüstet<br />

(Bild 4). Die Oberleitungsstützpunkte sind als<br />

Einzelstützpunkte für jedes Streckengleis mit einer<br />

Hängesäule und einem Drehausleger und in Nachspannungen<br />

und Streckentrennungen als Doppelausleger<br />

mit 2,0 m Versatz ausgeführt. Die mit<br />

Verbundankern am Tunnelfirst befestigten Hängesäulen<br />

sind nicht in die Tunnelerdung einbezogen.<br />

Eine Erdungsleitung aus 150-CuAg im Bereich <strong>der</strong><br />

Tunnelfirstmitte verbindet die zu erdenden Bauteile<br />

<strong>der</strong> Oberleitung. Je Gleis wird eine Verstärkungsleitung<br />

mit Leitern 260-AL1/23-A20SA mitgeführt,<br />

welche bei je<strong>der</strong> Nachspannung mit <strong>der</strong> Oberleitung<br />

verbunden ist. Die Längsspannweiten betragen<br />

im Tunnel 46 m (Bild 2). Die Verstärkungsleitungen<br />

haben 24,0 m Längsspannweite, die<br />

Rückleitungen 12,0 m. Die Systemhöhe des Kettenwerks<br />

im Tunnel liegt bei 1,10 m und die Y-Beiseillänge<br />

ist am an- und umgelenkten Stützpunkt auf<br />

14,0 m begrenzt. Die Regelfahrdrahthöhe beträgt<br />

wie bei <strong>der</strong> offenen Strecke 5,30 m. Das Tragseil<br />

wird im Tunnel lotrecht über dem Fahrdraht verlegt.<br />

Eine abweichende Führung des Längstragseiles<br />

ist zum Erreichen des elektrischen Mindestabstandes<br />

in beengten Verhältnissen möglich. Bild 5<br />

zeigt die Oberleitung im Atzenbrugger Tunnel.<br />

Für die Oberleitungsbauart 2.1 wird im Tunnel<br />

eine Nachspannungsvorrichtung mit dem Übersetzungsverhältnis<br />

1 : 1 nach Bild 6 verwendet. Diese<br />

besteht aus einem äußeren Gewichtsführungsrahmen<br />

und einem innen liegenden Rahmen zur<br />

Aufnahme <strong>der</strong> Plattengewichte. Die Nachspannlast<br />

wird über eine Einlaufrolle, die sich direkt am<br />

Gewichtsführungsrahmen befindet und über eine<br />

Umlenkrolle in <strong>der</strong> Wölbung <strong>der</strong> Tunnelwand in<br />

das Tragseil o<strong>der</strong> in den Fahrdraht übertragen.<br />

Die Anordnung <strong>der</strong> Gewichte und Umlenkrollen<br />

ist im Bild 7 gezeigt. Die Nachspannkräfte betragen<br />

bei <strong>der</strong> Bauart 2.1 im Tragseil 10,8 kN und im<br />

Fahrdraht 15,3 kN. Der äußere Gewichtsführungsrahmen<br />

wird 400 mm oberhalb <strong>der</strong> tiefer gelegenen<br />

Schiene aufgestellt. Abhängig von <strong>der</strong> Tunnelausrüstung<br />

und <strong>der</strong> Lage <strong>der</strong> Fluchtwege lässt<br />

sich <strong>der</strong> Gewichtsführungsrahmen entwe<strong>der</strong> direkt<br />

auf dem Bankett o<strong>der</strong> mit Hilfe von Konsolen und<br />

Verbundankern an <strong>der</strong> Tunnelwand montieren. In<br />

zweigleisigen Tunneln werden Kunststoffisolatoren<br />

in Auslegern und Seilen eingesetzt, in eingleisigen<br />

Tunnels mit g<strong>eb</strong>ogenem Rohr in den Auslegern Keramikisolatoren.<br />

5.2 Bauart auf offenen Strecken<br />

Die Oberleitungsbauart 2.1 verwendet überwiegend<br />

Stahlbetonmasten und nur dort, wo dies nicht<br />

vorteilhaft ist, Stahlgitter- o<strong>der</strong> HEB-Masten, zum<br />

Beispiel auf Ingenieurbauwerken. Köcherfundamente<br />

aus Stahlbeton mit entsprechenden Aussparungen<br />

tragen die Stahlbetonmasten. Der in den Köchern<br />

eingesetzte Mast wird eingeschottert und mit<br />

einem Betonkranz fixiert. Wie im Tunnel führen die<br />

Masten je Gleis eine Verstärkungs- und eine Rückleitung<br />

mit, jedoch wird als Rückleitung auf offenen<br />

Strecken ein Leiter 260-AL1/23-A20SA verwendet.<br />

Im Bereich von Überleitstellen und Bahnhöfen werden<br />

entsprechende Umgehungsleitungen von den<br />

Schaltern am Schaltgerüst bis zur Einspeisestelle<br />

hinter den Streckentrennungen, in Österreich als<br />

Bild 5:<br />

Oberleitungsanordnung im Atzenbrugger Tunnel (Foto: Autoren).<br />

112 (2014) Heft 6<br />

337


Fahrleitungsanlagen<br />

145<br />

2 991<br />

200 875<br />

875<br />

875<br />

45°<br />

1360<br />

5<br />

1<br />

2<br />

4<br />

10<br />

3<br />

6<br />

7<br />

8<br />

11<br />

Lufttrennungen bezeichnet, an den Masten mitgeführt.<br />

Das Schaltgerüst mit sämtlichen Schaltern des<br />

Bahnhofes befindet sich in <strong>der</strong> Mitte des Bahnhofs<br />

o<strong>der</strong> <strong>der</strong> Überleitstelle.<br />

Die Anbauteile am Mast, mit Eisen und Gegeneisen<br />

durch Verschraubungen geklammert, werden<br />

durch Erdungsverbindungen an einer Erdungsbuchse<br />

mit <strong>der</strong> Mastbewehrung sowie mit <strong>der</strong> Rückleitung<br />

verbunden.<br />

Der Aluminium-Ausleger <strong>der</strong> Bauart 2.1 verfügt<br />

über ein fallendes Spitzenankerrohr, in Österreich<br />

als Druckrohr bezeichnet, mit rund 70 mm/m Neigung<br />

(Bild 8). Die Keramik-Stabisolatoren können<br />

12<br />

Baulänge 1440<br />

1420<br />

9<br />

1300 260<br />

Bild 6:<br />

Nachspannungsvorrichtung mit dem Übersetzungsverhältnis 1 : 1, alle Angaben in mm<br />

(Grafik: Autoren).<br />

1 Umlenkrolle<br />

2 Einlaufrollenhalterung<br />

3 Aufhängepunkt – 30 °C<br />

4 maximaler Hub 1 430 mm für 110 K<br />

Temperaturdifferenz<br />

5 Pressabspanngabel<br />

6 Rahmen für Plattengewichte<br />

7 Plattengewichte<br />

8 Aufhängepunkt 80 °C<br />

9 Schutzgitter<br />

10 Bauhöhe des Rahmens für Plattengewichte<br />

11 Gewichtsführungsrahmen<br />

12 Konsole für Gewichtsführungsrahmen<br />

geg<strong>eb</strong>enenfalls mittels Rohrhülsen Rohrdurchmesser<br />

zwischen 26,9 und 60,3 mm aufnehmen.<br />

Bei größerer Lastaufnahme <strong>der</strong> Ausleger wird<br />

das Auslegerrohr, auch als Str<strong>eb</strong>enrohr bezeichnet,<br />

mit 70 mm Durchmesser ausgeführt. Mittels<br />

Aluminium-Schweißung bleiben aber die Klemmbereiche<br />

für die Ösenschelle, auch als Rohröse<br />

bezeichnet, und für die Tragseildrehklemme bei<br />

maximal 60,3 mm Durchmesser. Der vertikale,<br />

konstruktive Freiraum für Seitenhalter beträgt<br />

240 mm, die maximale Seitenverschi<strong>eb</strong>ung des<br />

Fahrdrahts 0,3 m.<br />

Der g<strong>eb</strong>ogene Seitenhalter <strong>der</strong> fünffeldrigen<br />

Streckentrennung kann je nach Anwendungsfall<br />

als angelenkter o<strong>der</strong> umgelenkter Stützpunkt ausgeführt<br />

werden (Bild 9). Um bei eventuell entstehenden<br />

Lichtbögen im Bereich <strong>der</strong> Streckentrennungen<br />

einen Abbrand <strong>der</strong> beiden Längstragseile<br />

zu verhin<strong>der</strong>n, werden diese in den Parallelfel<strong>der</strong>n<br />

mit 1 000 mm Abstand, je 500 mm links und rechts<br />

<strong>der</strong> Gleisachse, verlegt. Die Fahrdrähte verlaufen<br />

in gleichbleibend 400 mm horizontalem Abstand<br />

zueinan<strong>der</strong>. An den das Übergangsfeld begrenzenden<br />

Stützunkten liegt <strong>der</strong> angehobene Fahrdraht<br />

150 mm über <strong>der</strong> Nennfahrdrahthöhe [9]. Bild 10<br />

zeigt die Überleitstelle Tullnerfeld.<br />

Im ÖBB-Regelwerk DB 945 [9] findet sich das<br />

Bild ED 65, das die Führung des Tragseils an den das<br />

Übergangsfeld begrenzenden Stützpunkten und<br />

Auslegern zeigt. Die befahrenen Stützpunkte nehmen<br />

wegen des fallenden Spitzenrohres Zugkräfte<br />

auf. Dies führt bei <strong>der</strong> Kettenwerksverlegung zu erhöhtem<br />

Aufwand.<br />

Auf <strong>der</strong> Strecke Wien – St. Pölten wurden überwiegend<br />

halbe, maximal 750 m lange Nachspannabschnitte,<br />

auch als Halbsektionen bezeichnet,<br />

geplant und ausgeführt. Wegen des dabei geringeren<br />

Aufwands gehen die ÖBB zunehmend<br />

auf ganze, 1 500 m lange Nachspannabschnitte,<br />

als Ganzsektionen bezeichnet, über. Die Längsspannweiten<br />

variieren zwischen 40 m und 65 m;<br />

Die Y-Beiseile sind 16,0 m lang. Die Regelfahrdrahthöhe<br />

<strong>der</strong> offenen Strecken beträgt 5,30 m,<br />

die Systemhöhe 1,60 m (Bild 2). Die Bauart 2.1<br />

wird in halbwindschiefer Bauweise ausgeführt,<br />

wobei das Tragseil in geraden Strecken lotrecht<br />

über <strong>der</strong> Gleisachse verläuft und <strong>der</strong> Fahrdraht die<br />

Seitenlage wechselt. In Radien wird das Tragseil<br />

senkrecht über dem Fahrdraht verlegt. Die Fahrdrahthöhentoleranz<br />

beträgt +/-30 mm, das heißt<br />

in einem Abschnitt darf die höchste Fahrdrahthöhe<br />

5,33 m und die niedrigste 5,27 m betragen, jedoch<br />

zwischen zwei Stützpunkten nur um 20 mm<br />

und zwischen zwei Hängern nur noch um 10 mm<br />

unterschiedlich sein.<br />

Die Hänger werden nach ED 134, Ausführung D,<br />

in [9] eingeteilt. Der Abstand <strong>der</strong> Y-Beiseilhänger vom<br />

Stützpunkt beträgt 2,50 m. Die verbleibende Feld-<br />

338 112 (2014) Heft 6


Fahrleitungsanlagen<br />

weite wird gleichmäßig mit maximal 6,75 m Abstand<br />

geteilt. Die kürzeste zulässige Hängerlänge in Feldmitte<br />

wird auf 55 mm begrenzt (Bild 2). Bei <strong>der</strong> Oberleitungsbauart<br />

2.1 werden stromfeste Hängerklemmen<br />

verwendet, wobei die Stromfestigkeit durch<br />

zweifaches Verpressen des 10-mm 2 -Hängerseils mit<br />

<strong>der</strong> Hängerklemme erreicht wird.<br />

1750<br />

5 600<br />

3 850<br />

Tragseil<br />

6 Planung <strong>der</strong> Oberleitung und<br />

Materialermittlung<br />

Fahrdraht<br />

Die ÖBB-Mitarbeiter nutzten für die Planung <strong>der</strong><br />

Oberleitung das evaluierte Planungsprogramm Sicat-Master<br />

[6; 10].<br />

Als Auftragg<strong>eb</strong>er übergibt die ÖBB für die Bauausführung<br />

dem Auftragnehmer mit <strong>der</strong> Beauftragung<br />

nach EU-konformer Ausschreibung und<br />

Vergabe die genehmigten Ausführungspläne mit<br />

ausführlichem Leistungsverzeichnis sowie mit Lageplänen,<br />

Mastverzeichnissen und Querprofilen,<br />

auch Spitzenbil<strong>der</strong> genannt.<br />

Mit Hilfe des Fahrleitungsplanungsprogramms<br />

FBauPro, einer Gemeinschaftsentwicklung <strong>der</strong> ÖBB<br />

und <strong>der</strong> Fahrleitungsfirmen in Österreich, wird die<br />

Detailplanung durch den Auftragnehmer erstellt.<br />

Durch die Eingabe von spezifischen Mastdaten entsprechend<br />

<strong>der</strong> Oberleitungsbauart, den mittleren<br />

Längsspannweiten, Auslegerdaten, Leitungen am<br />

Mast und <strong>der</strong> Gleisgeometrie ergibt sich die Ausführungsplanung<br />

als Datensatz mit <strong>der</strong> Möglichkeit<br />

zur schematischen Visualisierung. Das Programm ermittelt<br />

anhand dieser Daten die benötigten Bauteile<br />

für den Mast und ermöglicht über Filterfunktionen<br />

auch die Materialermittlung für den zu errichtenden<br />

Streckenabschnitt o<strong>der</strong> für einzelne Masten. Es<br />

können auch Aufträge für die Fertigung <strong>der</strong> Bauteile<br />

erstellt und ausgeg<strong>eb</strong>en werden.<br />

Nach Einmessung <strong>der</strong> Maststandorte werden die<br />

Messdaten in FBauPro eingepflegt, so dass dort <strong>der</strong><br />

Wirklichkeit entsprechende Daten für die Anbauteile<br />

vorhanden sind. Dabei wird <strong>der</strong> Mast in Bezug zum<br />

Gleis sowohl in horizontaler als auch in <strong>der</strong> vertikalen<br />

Position eingeg<strong>eb</strong>en. Die Anbaumaßabweichungen<br />

werden dokumentiert und im Programm beachtet.<br />

Im Anschluss lassen sich die Maße <strong>der</strong> Auslegerelemente<br />

und Anbaumaße durch FBauPro ermitteln<br />

und in Listen dokumentieren.<br />

Nach <strong>der</strong> Auslegerberechnung folgt die Hängerberechnung<br />

<strong>eb</strong>enfalls mit FBauPro. Durch die<br />

Eingabe <strong>der</strong> vor Ort aufgenommenen Längsspannweiten<br />

und Einmessung <strong>der</strong> Tragseildrehklemmen<br />

lassen sich für die Längsspannweiten die jeweiligen<br />

Hänger berechnen und fertigen. Mit Hilfe von<br />

FBauPro erzeugten Hängermontagelisten lassen<br />

sich die Hänger nach [9], ED 134, montieren (siehe<br />

auch Abschnitt 5.2).<br />

112 (2014) Heft 6<br />

7 015<br />

Nachspanneinrichtungen<br />

400<br />

Stützpunktachse<br />

Bild 7:<br />

Anordnung <strong>der</strong> Umlenkrollen an <strong>der</strong> Nachspannvorrichtung, alle Angaben in mm<br />

(Grafik: Autoren).<br />

Bild 8:<br />

Einzelausleger <strong>der</strong> Oberleitungsbauart 2.1, offene Strecke (Foto: Autoren).<br />

339


Fahrleitungsanlagen<br />

a) 1000<br />

b)<br />

Ax<br />

TS<br />

100<br />

Ax<br />

1000<br />

TS<br />

100<br />

FD<br />

400<br />

150<br />

FD<br />

400<br />

150<br />

Bild 9:<br />

Ausleger in <strong>der</strong> Streckentrennung, alle Angaben in mm (Grafik: Autoren).<br />

a Ausleger befahren und zugbelastet<br />

FD Fahrdraht<br />

b Ausleger befahren und druckbelastet<br />

TS Tragseil<br />

7 Errichtung <strong>der</strong> Oberleitung<br />

Bild 10:<br />

Überleitstelle Tullnerfeld, Führung <strong>der</strong> Fahrdrähte und Tragseile (Foto: Autoren).<br />

Die Oberleitungsmontage im Zeitraum von Oktober<br />

2009 bis Juli 2012 begann im Lainzer Tunnel und<br />

endete in St. Pölten [8]. Insgesamt wurden rund<br />

133 km Kettenwerk errichtet.<br />

Durch die frühzeitige Beauftragung durch die ÖBB<br />

ließen sich viele Montagearbeiten konventionell mit<br />

Straßenfahrzeugen vom Oberbau-Planum aus durchführen,<br />

was sich positiv auf den Baufortschritt und die<br />

Errichtungskosten auswirkte. Die Masten ließen sich<br />

mit herkömmlichen LKW und Ladekranen transportieren<br />

und stellen sowie die Vormontage <strong>der</strong> Masten<br />

und Ausleger mit kostengünstigen, selbstfahrenden<br />

Arbeitsbühnen ausführen. Die Leitungen konnten vom<br />

Oberbau-Planum aus gezogen werden. Dazu waren<br />

die Planungs- und Vermessungsdaten <strong>der</strong> noch zu errichtenden<br />

Gleise erfor<strong>der</strong>lich, welche auch als Grundlage<br />

für die Auslegerberechnung dienten.<br />

Die Oberleitung wurde mit gleisg<strong>eb</strong>undenen<br />

Großgeräten und mit Zweiwege-Fahrzeugen montiert.<br />

Das Bild 11 zeigt das Verlegen des Kettenwerks<br />

mit einem Zweiwegefahrzeug in einer Überleitstelle<br />

auf offener Strecke. In Bild 12 ist die Fertigmontage<br />

<strong>der</strong> Stützpunkte auf <strong>der</strong> freien Strecke zu sehen. Der<br />

Einbau <strong>der</strong> Erdungen und Verstärkungsleitungen im<br />

Tunnel ist in Bild 13 dargestellt.<br />

8 Rückstromführung und Erdung<br />

Bild 11:<br />

Verlegen des Kettenwerks auf offener Strecke (Foto: Autoren).<br />

Die Stahlbewehrung <strong>der</strong> Oberleitungsmasten ist mit<br />

dem Rückleiter 260-AL1/23-A20SA durch ein Seil<br />

Cu50 und Erdungsanschluss an den Masten verbunden.<br />

Die Erdungsbuchse am Mastfuß nimmt den Verbin<strong>der</strong><br />

zur Schiene auf. Die metallischen Anbauteile<br />

werden über die an den Masten vorhandenen Erdungsbuchsen<br />

mit Leitern Cu50 geerdet. Bei Gleisen<br />

mit konventionellem Schotterbett werden in je<strong>der</strong><br />

340 112 (2014) Heft 6


Fahrleitungsanlagen<br />

Überlappung die Rückleiter zur Schiene geführt und<br />

dort angeschlossen. Zusätzlich werden ein Kugelfestpunkt<br />

unterhalb des Rückleiters und ein Erdungswinkel<br />

kurz oberhalb <strong>der</strong> Schienenoberkante am Mast<br />

montiert. Die so ausgerüsteten Masten erhalten eine<br />

Kennzeichnung mit einem gelben Ring. An diesen<br />

Masten sind die Schienen- und Gleise <strong>der</strong> zweigleisigen<br />

Strecke mit Erdungsseilen verbunden, die auf<br />

offenen Strecken mit Cu50, an den Tunnelportalen<br />

mit Cu95 und in Bahnhöfen und in <strong>der</strong> Nähe von<br />

Unterwerken mit Cu150 ausgeführt sind.<br />

Bei <strong>der</strong> festen Fahrbahn auf offenen Strecken und<br />

im Tunnel verbinden Erdungsseile in 180 m bis 200 m<br />

Abstand die Rückleiter mit den Gleisen. In den Überlappungen<br />

im Tunnel wird zusätzlich die Erdungsleitung<br />

am Tunnelfirst mit eing<strong>eb</strong>unden und wie auf<br />

offenen Strecken ein Erdungsring hergestellt. An den<br />

Tunnelportalen und am Übergang von <strong>der</strong> festen<br />

Fahrbahn auf die Schotterfahrbahn wird ein Erdungsring<br />

mit Leitern Cu95 hergestellt. Die metallenen Anbauteile<br />

im Tunnel sind mit Cu50 mit <strong>der</strong> Erdleitung<br />

im Tunnelfirst verbunden. Bei <strong>der</strong> festen Fahrbahn ist<br />

die Bewehrung an den Blockfugen mit Leitern Cu50<br />

überbrückt, so dass eine durchgehende Verbindung<br />

<strong>der</strong> Bewehrung <strong>der</strong> festen Fahrbahn entsteht.<br />

Bild 12:<br />

Montage <strong>der</strong> Stützpunkte auf offener Strecke (Foto: Autoren).<br />

9 Abnahme und Inbetri<strong>eb</strong>nahme<br />

9.1 Abnahme <strong>der</strong> Oberleitungsanlage<br />

Bei den ÖBB muss jede neue o<strong>der</strong> umg<strong>eb</strong>aute Oberleitungsanlage<br />

vor <strong>der</strong> Inbetri<strong>eb</strong>nahme technisch<br />

und funktional abgenommen werden. Der Regelplan<br />

[9], ED 21, enthält die notwendigen Prüfungen, welche<br />

bei größeren Bauvorhaben durchzuführen sind.<br />

Diese sind:<br />

• die Sichtprüfung <strong>der</strong> bodennahen und –fernen<br />

Anlagenteile<br />

• die berührungslose Fahrdrahtlagemessung<br />

• die Messung <strong>der</strong> statischen Anhublage<br />

• Kontaktkraftmessungen mit einem Messverfahren<br />

nach EN 50317 [11]<br />

• Erdungsmessungen nach EN 50122-1 [12]<br />

Die Prüfungen sind in einem Abnahm<strong>eb</strong>ericht zu<br />

protokollieren, <strong>der</strong> als Grundlage für die<br />

• Erklärung nach § 40 Eisenbahngesetz 1957 zur<br />

Betri<strong>eb</strong>sbewilligung und die<br />

• Konformitätsbewertung im Teilsystem Energie<br />

heranzuziehen ist.<br />

9.2 Messfahrten zur Inbetri<strong>eb</strong>nahme<br />

Zum Nachweis des TSI-konformen Kontaktverhaltens<br />

wurden Messfahrten mit dem<br />

Bild 13:<br />

Montage <strong>der</strong> Rückleiter und Verstärkungsleitungen im Tunnel (Foto: Autoren).<br />

• ÖBB-Oberleitungsmesswagen in Doppeltraktion<br />

mit 31 m Stromabnehmerabstand,<br />

• kurzen deutschen Messzug ICE-S und einem<br />

Messstromabnehmer und mit dem<br />

• langen deutschen Messzug ICE-S und zwei<br />

Stromabnehmern<br />

durchgeführt.<br />

Die Neubaustrecke Wien – St. Pölten befuhr<br />

<strong>der</strong> Messzug ICE-S <strong>der</strong> Deutschen Bahn mit bis<br />

330 km/h Geschwindigkeit. Das Bild 14 zeigt den<br />

Verlauf <strong>der</strong> gemessenen Mittelwerte <strong>der</strong> Kontaktkräfte<br />

sowie die Mittelwerte zuzüglich und abzüglich<br />

<strong>der</strong> dreifachen Standardabweichung in Abhängigkeit<br />

von <strong>der</strong> Fahrgeschwindigkeit für offene<br />

Strecken bis 330 km/h Fahrgeschwindigkeit. Die<br />

Messwerte und die statistischen Maximal- und Minimalwerte<br />

bli<strong>eb</strong>en innerhalb <strong>der</strong> nach [3] vorgeg<strong>eb</strong>enen<br />

Bandbreite.<br />

112 (2014) Heft 6<br />

341


Fahrleitungsanlagen<br />

F K<br />

450<br />

N<br />

350<br />

300<br />

250<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

2<br />

0<br />

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

v<br />

Bild 14:<br />

Gemessene Mittelwerte F K <strong>der</strong> Kontaktkräfte und dreifache Standardabweichung in Abhängigkeit<br />

<strong>der</strong> Fahrgeschwindigkeit v für die Oberleitungsbauart 2.1 (Grafik: Autoren).<br />

gemessener Mittelwert <strong>der</strong> Kontaktkraft<br />

Mittelwert minus drei Standardabweichungen<br />

Mittelwert plus drei Standardabweichungen<br />

1 Mittelwert nach [4]<br />

2 Mittelwert nach [4] minus drei Standardabweichungen<br />

3 Mittelwert nach [4] plus drei Standardabweichungen<br />

120<br />

mm<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

e 30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

-10<br />

-20<br />

-30<br />

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

t<br />

Bild 15:<br />

Fahrdrahtanhub e über <strong>der</strong> Zeit t an zwei stationären Messstellen bei <strong>der</strong> Befahrung mit<br />

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

blau Messung bei km 23,436<br />

rot Messung bei km 23,472<br />

In Bild 15 ist <strong>der</strong> Verlauf des Anhubs über <strong>der</strong> Zeit<br />

an zwei stationären Messstellen bei <strong>der</strong> Befahrung<br />

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

<strong>der</strong> Durchfahrt des Zuges betrug <strong>der</strong> beobachtete<br />

Fahrdrahtanhub an den beiden Messstellen rund<br />

125 mm beziehungsweise 110 mm. Auch diese Messungen<br />

bestätigten die Eignung <strong>der</strong> Bauart 2.1 für<br />

den Betri<strong>eb</strong> mit 300 km/h.<br />

3<br />

1<br />

10 Betri<strong>eb</strong>serfahrungen<br />

Die Reglementierungsabteilung, die Instandhaltungsstellen<br />

und Anlagenservicecenter (ASC) haben<br />

zwischenzeitlich mit dem Motorturmwagen alle<br />

Streckenabschnitte befahren. Die erste Kontaktkraftmessfahrt<br />

mit dem ÖBB-Oberleitungsmesswagen<br />

mit maximaler Befahrgeschwindigkeit <strong>der</strong> einzelnen<br />

Streckenabschnitte fand <strong>eb</strong>enfalls statt.<br />

Die Auswertung dieser Inspektionen und Messerg<strong>eb</strong>nisse<br />

im gesamten Streckenabschnitt zeigte nur geringfügige<br />

Mängel, welche inzwischen behoben wurden.<br />

Die TSI-konforme Oberleitungsanlage im gesamten Abschnitt<br />

<strong>der</strong> NBS Wien – St. Pölten hat den einjährigen<br />

Prob<strong>eb</strong>etri<strong>eb</strong> ohne Störungen absolviert und wird weiterhin<br />

als technische Infrastruktureinrichtung für einen<br />

zuverlässigen Traktionsbetri<strong>eb</strong> im Zusammenwirken zwischen<br />

Oberleitungsanlage und Stromabnehmer sorgen.<br />

Literatur + Links<br />

[1] ÖBB Infrastruktur Bau: Neubaustrecke Wien – St. Pölten.<br />

Projektbroschüre Ausgabe 02.2009. http://www.o<strong>eb</strong>b.<br />

at/infrastruktur/de/5_0_fuer_ Generationen/5_4_Wir_<br />

bauen_fuer_Generationen/5_4_5_Schieneninfrastruktur_<br />

abgeschlossene_Projekte/Donauachse_Westbahn/<br />

Neubaustrecke_Wien_-St.Poelten/_Dms_Dateien/_<br />

Printproduktionen_Neubaustrecke_Wien_St_Poelten.jsp<br />

[2] Schindlegger, H.; Polzhofer­Girstmair, G.; Neulinger, M.:<br />

Wienerwaldtunnel – Elektrotechnische Ausrüstung. In:<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 108 (2010), H. 7, S. 297–303.<br />

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

Interoperabilität des Teilsystems Energie des transeuropäischen<br />

Hochgeschwindigkeitsbahnsystems In: Amtsblatt <strong>der</strong><br />

europäischen Gemeinschaften Nr. L245 (2002), S. 280 – 369.<br />

[4] Dreßler, Th.: Ausbauplan 2011 – 2016 für die österreichische<br />

Bahninfrastruktur. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 109<br />

(2011), H. 8, S. 384–396.<br />

[5] ÖBB Infrastruktur Bau: Die neue Hochleistungsstrecke<br />

Wien Meidling – St. Pölten. Fertigstellungsbroschüre<br />

Hochleistungsstrecke Wein Meidling – St. Pölten, Ausgabe<br />

12.2012.<br />

[6] Kießling, F.; Puschmann, R.; Schmie<strong>der</strong>; A.: Fahrleitungen<br />

elektrischer <strong>Bahnen</strong>. Erlangen-München, Verlag Publicis<br />

MC&D, 3. Auflage, 2014.<br />

[7] Kurzweil, F.; Furrer, B.: Deckenstromschienen für hohe<br />

Fahrgeschwindigkeiten. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 109<br />

(2011), H. 8, S. 398–403.<br />

[8] Hofbauer, G.: Wienerwaldtunnel – Montage <strong>der</strong> Oberleitung.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 111 (2013), H. 6-7, S. 425–429.<br />

[9] ÖBB-Regelwerk: DB 945 Ausführungszeichnungen über<br />

die ÖBB-Einheitsfahrleitung, ED Systemzeichnungen.<br />

[10] Burkert, W.: Oberleitungsplanung mit <strong>der</strong> erweiterten<br />

Software Sicat-MASTER. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 108<br />

(2010), H. 8-9, S. 377–384.<br />

[11] EN 50317:2002: Bahnanwendungen – Stromabnahmesysteme<br />

– Anfor<strong>der</strong>ungen an und Validierung <strong>der</strong><br />

Messungen des dynamischen Zusammenwirkens zwischen<br />

Stromabnehmer und Oberleitung.<br />

[12] EN 50122-1:2011: Bahnanwendungen – Ortsfeste Anlagen<br />

– <strong>Elektrische</strong> Sicherheit, Erdung und Rückleitung<br />

– Teil 1: Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag.<br />

342 112 (2014) Heft 6


Fahrleitungsanlagen<br />

AUTORENDATEN<br />

Dipl.-Ing. Guido Kirmaier (40),<br />

Ingenieurstudium an <strong>der</strong> Hochschule<br />

Hannover mit Fachrichtung Baubetri<strong>eb</strong><br />

und Projektmanagement, Betri<strong>eb</strong>swirtschaftsstudium<br />

(BA) berufsbegleitend an<br />

<strong>der</strong> Hochschule Magd<strong>eb</strong>urg – Stendal;<br />

seit 2002 bei <strong>der</strong> Firma Siemens TS EL<br />

SG N, ab 2006 bei <strong>der</strong> SPL Powerlines<br />

Germany GmbH in zahlreichen Projekten<br />

tätig als Projektleiter Oberleitung<br />

in Deutschland; von 2009 bis 2012 als<br />

Projektleiter Oberleitung in Österreich<br />

für die Projekte NBS Wien – St. Pölten<br />

und NBS Unterinntal.<br />

Adresse: SPS Powerlines Germany<br />

GmbH, Hans-Böckler-Str. 42-44,<br />

30851 Langenhagen, Deutschland;<br />

Fon +49 511 740 886-678, Fax: -650;<br />

E-Mail: Guido.Kirmaier@powerlinesgroup.com<br />

Ing. Franz Kurzweil (57), Elektrolehre<br />

bei den ÖBB und Elektroinstallateur<br />

sowie Fahrleitungsmonteur, Abendstudium<br />

<strong>der</strong> Elektrotechnik an <strong>der</strong> Höheren<br />

Technischen Lehranstalt in Wien 1; ab<br />

1978 Sachbearbeiter für Oberleitungsanlagen,<br />

Projektplanung und Instandhaltungsmanagement<br />

für Oberleitungsanlagen,<br />

ab 1994 Systembearbeiter für<br />

Oberleitungsanlagen in <strong>der</strong> Reglementierung<br />

und seit 1998 Systemverantwortlicher<br />

für ÖBB- Oberleitungsanlagen;<br />

seit 2005 verantwortlich für die<br />

Reglementierung von 50-Hz-Energietechnikanlagen,<br />

Weichenheizungsanlagen<br />

und 16,7-Hz-Bahnstromanlagen<br />

sowie Fernwirk- und Leittechnikanlagen<br />

einschließlich Zulassung von Produkten<br />

und Systemen; <strong>der</strong>zeit Teamleiter Systeme<br />

und Produkte, Regelwerke Energie.<br />

Adresse: ÖBB Infrastruktur AG, Praterstern<br />

4, 1020 Wien, Österreich;<br />

Fon: +43 1 93000-34684; Fax: -25287<br />

E-Mail: franz.kurzweil@o<strong>eb</strong>b.at<br />

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

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

Eine einzigartige, chronologische Beschreibung <strong>der</strong> Entwicklung <strong>der</strong> Tri<strong>eb</strong>fahrzeuge, Bahnstromversorgungs-<br />

und Fahrleitungsanlagen sowie des Werkstättenwesens dieser Zeit.<br />

Das Werk veranschaulicht die Zusammenhänge zwischen den technischen, wirtschaftlichen sowie<br />

den gesellschaftlichen und politischen Entwicklungen dieser Epoche.<br />

P. Glanert / T. Scherrans / T. Borbe / R. Lü<strong>der</strong>itz<br />

1. Auflage 2012, 240 Seiten mit CD-ROM, Hardcover<br />

Bestellung per Fax: +49 201 / 82002-34 o<strong>der</strong> abtrennen und im Fensterumschlag einsenden<br />

Ja, ich bestelle gegen Rechnung 3 Wochen zur Ansicht<br />

___ Ex. Wechselstrom-Zugbetri<strong>eb</strong> in Deutschland – Band 3 (Teil 1)<br />

1. Auflage 2013, ISBN: 978-3-8356-3219-6<br />

Normalpreis pro Einzelband: € 49,90 (zzgl. Versand)<br />

Preis für <strong>eb</strong> - Abonnenten € 44,90 (zzgl. Versand)<br />

Firma/Institution<br />

Vorname, Name des Empfängers<br />

Antwort<br />

Vulkan-Verlag GmbH<br />

Versandbuchhandlung<br />

Postfach 10 39 62<br />

45039 Essen<br />

Straße / Postfach, Nr.<br />

Land, PLZ, Ort<br />

Telefon<br />

Telefax<br />

Wi<strong>der</strong>rufsrecht: Sie können Ihre Vertragserklärung innerhalb von zwei Wochen ohne Angabe von Gründen in Textform (z.B.<br />

Brief, Fax, E-Mail) o<strong>der</strong> durch Rücksendung <strong>der</strong> Sache wi<strong>der</strong>rufen. Die Frist beginnt nach Erhalt dieser Belehrung in Textform.<br />

Zur Wahrung <strong>der</strong> Wi<strong>der</strong>rufsfrist genügt die rechtzeitige Absendung des Wi<strong>der</strong>rufs o<strong>der</strong> <strong>der</strong> Sache an die Vulkan-Verlag GmbH,<br />

Versandbuchhandlung, Huyssenallee 52-56, 45128 Essen.<br />

Nutzung personenbezogener Daten: Für die Auftragsabwicklung und zur Pflege <strong>der</strong> laufenden Kommunikation werden<br />

personenbezogene Daten erfasst und gespeichert. Mit dieser Anfor<strong>der</strong>ung erkläre ich mich damit einverstanden, dass ich<br />

vom DIV Deutscher Industrieverlag o<strong>der</strong> vom Vulkan-Verlag per Post, per Telefon, per Telefax, per E-Mail, nicht<br />

über interessante, fachspezifische Medien und Informationsang<strong>eb</strong>ote informiert und beworben werde.<br />

Diese Erklärung 112 kann (2014) ich mit Wirkung Heft 6für die Zukunft je<strong>der</strong>zeit wi<strong>der</strong>rufen.<br />

E-Mail<br />

Branche / Wirtschaftszweig<br />

Ort, Datum, Unterschrift<br />

343<br />

PAWZD31013


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

Autotransformatorsystem für die<br />

Luino-Linie<br />

Martin A<strong>eb</strong>erhard, Egon Basler, Zollikofen; Felix Leu, Luzern<br />

Auf <strong>der</strong> grenzüberschreitenden Strecke von Giubiasco (CH) nach Luino (I) wird zur Steigerung <strong>der</strong><br />

Leistungsfähigkeit <strong>der</strong> <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung erstmals im Netz <strong>der</strong> SBB ein Autotransformatorsystem<br />

realisiert. Gegenüber vergleichbaren Projekten waren spezielle Herausfor<strong>der</strong>ungen zu bewältigen<br />

und spezielle Lösungen zu entwickeln.<br />

AUTO-TRANSFORMER SYSTEM FOR THE LUINO-RAILWAY SERVICE<br />

For the first time, an auto-transformer system has been realised on the cross-bor<strong>der</strong> route from<br />

Giubiasco (Switzerland) to Luino (Italy) in the network of Swiss Fe<strong>der</strong>al Railways (SBB) to en-hance<br />

the effectiveness of railway electrical power supply systems. Compared to similar projects, special<br />

challenges had to be coped with and special solutions developed.<br />

UN SYSTÈME D’AUTOTRANSFORMATEUR POUR LA LIGNE DE LUINO<br />

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

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

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

en développant des solutions appropriées.<br />

1 Einführung<br />

Die Luino-Linie ist eine südliche Zubringerstrecke zum<br />

Gotthard (Bild 1). Die Strecke diente ursprünglich vor<br />

allem dem Lokalverkehr und wurde als letzte Strecke<br />

des SBB-Netzes 1960 elektrifiziert. Trotz <strong>der</strong> Tatsache,<br />

dass die Strecke eingleisig ist, hat ihre Bedeutung im<br />

Gütertansitverkehr über die Gotthard-Achse stetig zugenommen.<br />

Der Grund liegt vor allem in ihrer Lage<br />

als direkte Verbindung zwischen <strong>der</strong> Gotthardstrecke<br />

und künftig dem Ende 2016 in Betri<strong>eb</strong> gehenden<br />

Gotthard-Basistunnel (GBT) sowie den Terminals des<br />

kombinierten Verkehrs in Busto Arsizio und Gallarate<br />

in Norditalien. Heute verkehren etwa ein Drittel des<br />

Gotthard-Gütertransitverkehrs über die Luino-Linie,<br />

während die an<strong>der</strong>en zwei Drittel über die Ceneri-<br />

Strecke und den Grenzübergang in Chiasso geführt<br />

werden. Nach Inbetri<strong>eb</strong>nahme des GBT wird mit einer<br />

weiteren Steigerung des Verkehrs gerechnet. Im<br />

Personenverkehr hat die Strecke dagegen ausschließlich<br />

regionalen Charakter und wird von S-Bahn-Zügen<br />

<strong>der</strong> TILO (Ticino – Lombardia, gemeinsames Tochterunternehmen<br />

von SBB und Trenord) befahren.<br />

Eine Beson<strong>der</strong>heit <strong>der</strong> Luino-Linie besteht darin,<br />

dass die Systemtrennstelle zwischen <strong>der</strong> schweizerischen<br />

<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung mit AC 15 kV 16,7 Hz<br />

und <strong>der</strong> italienischen mit DC 3 kV mitten im Bahnhof<br />

Luino angeordnet ist, etwa 15 km südlich <strong>der</strong><br />

Landesgrenze. Die Versorgung des auf italienischem<br />

Staatsg<strong>eb</strong>iet liegenden Abschnittes mit Traktionsenergie<br />

obliegt ausschließlich den SBB. Die <strong>Bahnen</strong>ergieversorgungsanlagen<br />

mit Oberleitung, 15-kV-<br />

Hilfsleitung und Schaltposten auf diesem Abschnitt<br />

gehören jedoch <strong>der</strong> Rete Ferroviaria Italiana (RFI) und<br />

bestehen im Wesentlichen aus an die an<strong>der</strong>e Spannung<br />

angepassten RFI-Standard-Komponenten.<br />

Die vorhandene einphasige Stichspeisung ab Unterwerk<br />

(UW) Giubiasco ermöglicht bereits heute<br />

nur noch eine knapp genügende Spannungsstabilität.<br />

Der zunehmende Güterverkehr macht, n<strong>eb</strong>st<br />

an<strong>der</strong>en Anpassungen wie Doppelspurinseln und<br />

Reduktion <strong>der</strong> Zugfolgezeiten, eine Steigerung <strong>der</strong><br />

Leistungsfähigkeit <strong>der</strong> <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung unumgänglich.<br />

Dabei wird erstmals in <strong>der</strong> <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

<strong>der</strong> SBB ein Autotransformatorsystem<br />

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

2 Betri<strong>eb</strong>liche Anfor<strong>der</strong>ungen<br />

Wegen ihrer eingleisigen Anlage ist die Kapazität <strong>der</strong><br />

Luino-Linie trotz Verbesserungsmaßnahmen wie einem<br />

Doppelspurabschnitt bei Contone und Blockverdichtungen<br />

begrenzt. Nachts, wenn <strong>der</strong> Personenverkehr<br />

ruht, kann die Güterzugskapazität gesteigert<br />

werden, indem die Züge paketweise abwechselnd in<br />

<strong>der</strong> einen und anschließend in <strong>der</strong> an<strong>der</strong>en Richtung<br />

„durchgeschleust“ werden. Das Pflichtenheft für den<br />

Ausbau <strong>der</strong> <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung auf <strong>der</strong> Luino-<br />

Linie sieht denn auch genau dieses Betri<strong>eb</strong>skonzept<br />

als dimensionierungsbestimmend vor, und zwar mit<br />

344 112 (2014) Heft 6


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

Bild 1:<br />

Lage <strong>der</strong> Luinio-Linie im Streckennetz de SBB (Zeichnung: SBB).<br />

Paketen von bis zu acht Zügen, mit einer Anhängelast<br />

von je 2 000 t und bei 4 min Zugfolgezeit. Es ist<br />

anzumerken, dass <strong>der</strong> Bahnhof Luino n<strong>eb</strong>st diversen<br />

an<strong>der</strong>en Gleisen über nicht weniger als neun elektrifizierte<br />

Durchgangsgleise verfügt. Es ist daher ohne<br />

weiteres möglich eine <strong>der</strong>artige „Batterie“ von Zügen<br />

aus Luino Richtung Gotthard abfahren zu lassen,<br />

insbeson<strong>der</strong>e auch weil bereits heute die meisten<br />

Züge mit Mehrsystemlokomotiven bespannt sind<br />

und somit <strong>der</strong> Lokomotivwechsel entfällt.<br />

Traktionstechnisch genügt auf <strong>der</strong> Luino-Linie<br />

eine vierachsige 5,6-MW-Lokomotive für einen solchen<br />

Zug. Zwar ist gemäß aktuellen Planungen bei<br />

den meisten Zügen ein Traktionswechsel in Bellinzona<br />

vorgesehen; <strong>eb</strong>enfalls denkbare durchlaufende<br />

Züge mit dieser Anhängelast müssten aber im GBT<br />

mit Doppeltraktion bespannt werden. Deren zusätzliches<br />

Leistungsang<strong>eb</strong>ot wäre gerade auch auf<br />

<strong>der</strong> eingleisigen Luino-Linie für das Beschleunigen<br />

nach Signalhalten willkommen. Aus diesem Grund<br />

ist die Doppeltraktion für die Bemessung <strong>der</strong> <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung<br />

bei allen Zügen vorgesehen. Das<br />

bedeutet, dass bis zu 16 Lokomotiven gleichzeitig<br />

unterwegs sein können, <strong>der</strong> maximale Kurzzeit-Leistungsbezug<br />

auf <strong>der</strong> Linie kann in einem solchen Fall<br />

40 MW übersteigen.<br />

3 Untersuchte Varianten und<br />

Wahl <strong>der</strong> Bestvariante<br />

3.1 Konventionelles Unterwerk mit<br />

132-kV-Stichleitung<br />

Das Unterwerk wurde nicht am südlichen Ende<br />

in Luino, son<strong>der</strong>n in <strong>der</strong> Nähe <strong>der</strong> Landesgrenze<br />

bei Ranzo vorgesehen. Dies hätte eine genügende<br />

Spannungsstabilität bis Luino ermöglicht, allerdings<br />

wäre das Unterbringen des Unterwerks in <strong>der</strong> steilen<br />

Hanglage und innerhalb <strong>der</strong> bevorzugten Wohnund<br />

Urlaubsregion sehr schwierig geworden. Das<br />

noch größere Problem wäre allerdings <strong>der</strong> Bau einer<br />

132-kV-Leitung von einer neu zu erstellenden<br />

132-kV-Schaltanlage im Raum Magadino bis zum<br />

neuen Unterwerk gewesen. Eine Realisierung als Freileitung<br />

war so gut wie ausgeschlossen. Es bli<strong>eb</strong> eine<br />

Lösung als Kabelleitung, entwe<strong>der</strong> mit Verlegung<br />

<strong>der</strong> Kabel im Bahntrasse o<strong>der</strong> alternativ auch als Seekabel<br />

im Lago Maggiore. Dies hätte aber die Kosten<br />

massiv in die Höhe getri<strong>eb</strong>en, die Variante neues<br />

Unterwerk plus Kabelanspeisung war denn auch die<br />

teuerste aller untersuchten Varianten. Es war auch<br />

zu berücksichtigen, dass <strong>der</strong> weiteren Verkabelung<br />

des SBB-Hochspannungsnetzes enge Grenzen ge-<br />

112 (2014) Heft 6<br />

345


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

setzt sind [1], die man nur sehr ungern für eine im<br />

zeitlichen Durchschnitt schlecht genutzte Leitung<br />

beansprucht hätte. Aus all diesen Gründen war die<br />

Variante neues Unterwerk mit 132-kV-Stichleitung<br />

<strong>der</strong> Variante AT-System deutlich unterlegen.<br />

3.2 Frequenzumrichter mit Einspeisung<br />

auf 15 kV<br />

Unweit südlich <strong>der</strong> Landesgrenze besteht in Musignano<br />

eine Schaltanlage des europäischen 380-kV-Verbundnetzes.<br />

Dort wäre <strong>der</strong> Anschluss eines Frequenzumrichters<br />

grundsätzlich denkbar gewesen. Diese Lösung<br />

hätte den Zusatzvorteil einer redundanten Versorgung<br />

von Süden her gehabt. Da aber bei Unterbruch <strong>der</strong><br />

Oberleitung auf <strong>der</strong> Luino-Linie ein ordentlicher Betri<strong>eb</strong><br />

ohnehin nicht mehr möglich ist, muss dieser Vorteil<br />

stark relativiert werden. Die Variante war bezüglich<br />

Investitionskosten <strong>eb</strong>enfalls deutlich teurer als die Lösung<br />

mit Autotransformatoren, außerdem hätten die<br />

Kosten für die Energiedurchleitung über das 50-Hz-<br />

Netz die L<strong>eb</strong>enszykluskosten zusätzlich verteuert.<br />

3.3 Blindleistungskompensation<br />

Es wurden Varianten untersucht mit geregelten<br />

Blindleistungskompensatoren in <strong>der</strong> Nähe <strong>der</strong> Landesgrenze<br />

und/o<strong>der</strong> in Luino. Solange nur mit Einfachtraktion<br />

gefahren wird, lässt sich mit einer solchen<br />

Lösung eine genügende Spannungsstabilität<br />

erzielen. Bei <strong>der</strong> gefor<strong>der</strong>ten Bespannung <strong>der</strong> Züge<br />

mit Doppeltraktion kann dagegen die benötigte<br />

Leistung trotz Einspeisung von kapazitiver Blindleistung<br />

nicht mehr übertragen werden.<br />

3.4 2 x 15 kV mit Autotransformatoren<br />

Das nachtstehend näher beschri<strong>eb</strong>e System AC<br />

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

Anfor<strong>der</strong>ungen am besten und mit dem günstigsten<br />

Kosten-Nutzen-Verhältnis erfüllt. Es können alle<br />

Züge mit Doppeltraktion bespannt sein und mit maximaler<br />

Anhängelast verkehren. Einzig wenn noch in<br />

größerem Maß ältere Stufenschalterloks eingesetzt<br />

werden sollten, müsste wegen <strong>der</strong>en Blindleistungs-<br />

1001<br />

1 2<br />

3<br />

UW Giubiasco<br />

1002 1004 1003<br />

6<br />

7 8 7L<br />

8L<br />

7F-<br />

Fee<strong>der</strong> – 15 kV<br />

Cadenazzo<br />

~km 159,500<br />

Autotransformator<br />

Reserve<br />

Fee<strong>der</strong> – 15 kV<br />

10<br />

70<br />

Magadino<br />

~km 167,000<br />

Fee<strong>der</strong> – 15 kV<br />

San Nazzaro<br />

~km 170,500<br />

Fee<strong>der</strong> – 15 kV<br />

nach<br />

Bellinzona<br />

U1/3 U3/7<br />

AT AT AT<br />

nach<br />

Lugano<br />

1<br />

+ 15 kV<br />

19LP<br />

19L<br />

19LR<br />

2 3 6<br />

7R<br />

AT3<br />

1<br />

3 7<br />

1 3<br />

7<br />

356<br />

363<br />

368 372<br />

456<br />

Giubiasco<br />

~km 154,000<br />

561 565 570<br />

21 23 27<br />

1<br />

3 7<br />

1 3<br />

Riazzino<br />

~km 163,900<br />

Tenero<br />

~km 167,800<br />

Locarno<br />

~km 172,000<br />

Autotransformator<br />

Fee<strong>der</strong> – 15 kV<br />

10 70<br />

Autotransformator<br />

Fee<strong>der</strong> – 15 kV<br />

Fee<strong>der</strong> – 15 kV<br />

Pino-Tronzano<br />

~km 63,700<br />

Maccagno<br />

~km 56,700<br />

Luino<br />

~km 50,700<br />

10 70<br />

12<br />

AT3<br />

1<br />

21<br />

27 21 27<br />

1<br />

3<br />

1<br />

AT3<br />

372 375<br />

Ranzo-S.Abbondio<br />

~km 173,700<br />

Schweiz<br />

18<br />

7<br />

Ranzo-Confine<br />

~km 175,900 SBB<br />

~km 65,600 RFI<br />

Italien<br />

AC 15 kV 16,7 Hz<br />

DC 3 kV<br />

nach<br />

Laveno<br />

Bild 2:<br />

Projekt-Streckenschema Luino-Linie (Zeichnung: SBB).<br />

rot neue o<strong>der</strong> angepasste Anlagenteile in <strong>der</strong> Schweiz<br />

blau neue Anlagen in Italien<br />

346 112 (2014) Heft 6


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

bedarf beim beschri<strong>eb</strong>enen Maximalbetri<strong>eb</strong> die Zugfolgezeit<br />

etwas vergrößert werden. Dies ist aber bereits<br />

heute nur noch selten <strong>der</strong> Fall und für die Zeit<br />

nach <strong>Eröffnung</strong> des GBT nicht mehr vorgesehen,<br />

sodass diese Einschränkung kaum ins Gewicht fällt.<br />

3.5 Variantenwahl<br />

Aus den beschri<strong>eb</strong>enen Gründen war die Variantenwahl<br />

letztendlich einfach. Nur das AT-System erfüllte<br />

die Anfor<strong>der</strong>ungen mit gutem Kosten-Nutzen-Verhältnis<br />

und erlaubte dank <strong>der</strong> geringfügigen baulichen<br />

Eingriffe eine Realisierung in verhältnismäßig kurzer<br />

Zeit. Es wurde deshalb dem Projekt zugrunde gelegt.<br />

Mit dem Projekt <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung Luino-Linie<br />

wird erstmals in <strong>der</strong> Schweiz eine Strecke mit AT-<br />

System realisiert. Das Projekt hat eine vierjährige Planungsgeschichte<br />

hinter sich. Aktuell werden die <strong>ersten</strong><br />

Arbeiten entlang <strong>der</strong> Strecke zwischen Cadenazzo<br />

und Luino, sowie im UW Giubiasco ausgeführt.<br />

Die Prinzipschaltung (Bild 2) zeigt vereinfacht<br />

den Aufbau <strong>der</strong> <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung auf <strong>der</strong><br />

Luino-Linie. Im UW Giubiasco werden am Speisepunkt<br />

1003 drei Autotransformatoren angeschlossen,<br />

davon genügen zwei für die Leistungsbereitstellung<br />

für die Luino-Linie. Der dritte parallel<br />

geschaltete Autotransformator dient als permanent<br />

mitlaufende Reserve.<br />

Ab dem UW Giubiasco wird über zwei 800 m lange<br />

Kabel bei <strong>der</strong> Morobbia-Brücke die zweimal 15 kV<br />

auf die Trasse nach Cadenazzo geführt. Der Negativfee<strong>der</strong><br />

(-15 kV) wird als Speiseleitung auf den Gestängen<br />

<strong>der</strong> Oberleitung nach Cadenazzo geführt.<br />

Die Autotransformatoren selbst werden auf Eisenbahnwagen<br />

montiert, um sie geg<strong>eb</strong>enenfalls umsetzen<br />

zu können. Ausgangs <strong>der</strong> Station Cadenazzo bei<br />

Contone befindet sich <strong>der</strong> erste fahrbare Autotransformator,<br />

welcher als Reserve zur Verfügung steht.<br />

Im Falle eines Ausfalls <strong>der</strong> nachfolgenden zwei Autotransformatoren<br />

kann dieser ersatzweise für den<br />

defekten Autotransformator an den gewünschten<br />

Aufstellungsort verschoben werden.<br />

Der nächste Autotransformator folgt in Ranzo<br />

Sant’Abbondio. In Ranzo Sant’Abbondio sind die<br />

Platzverhältnisse beson<strong>der</strong>s schwierig. Zwischen<br />

dem Einschnitt <strong>der</strong> bergwärts führenden Straße,<br />

einer Brücke und dem steil abfallenden Hang<br />

Richtung See konnte nur eine Fläche von 5 x 20 m²<br />

nutzbar gemacht werden. Der letzte mobile Autotransformator<br />

steht im Bahnhof Luino. Ein entscheiden<strong>der</strong><br />

Vorteil im Fall <strong>der</strong> Luino-Linie ist die<br />

Tatsache, dass bereits auf <strong>der</strong> ganzen Streckenlänge<br />

eine Hilfsleitung (Bild 3) vorhanden ist, die<br />

jetzt als Negativfee<strong>der</strong> „umgenutzt“ werden kann.<br />

Ohne das Vorhandensein dieser Hilfsleitung wären<br />

die Kosten für die Erstellung des Gesamtsystems<br />

fast doppelt so hoch gewesen.<br />

4.2 Fahrbare Autotransformator-<br />

Stationen<br />

Im steil zum See abfallenden Gelände war die Wahl<br />

einer mobilen Lösung mit Autotransformatoren<br />

(AT) entscheidend für die Umsetzbarkeit des Projekts.<br />

Die fahrbaren AT-Stationen sind das Kernstück<br />

des Projekts (Bild 4). Der größte Teil <strong>der</strong> Kosten<br />

4 Projektbeschreibung<br />

4.1 Schaltung<br />

112 (2014) Heft 6<br />

Bild 3:<br />

Luino-Linie am Lago Maggiore bei Magadino (Foto: SBB).<br />

Gut sichtbar sind auf dem Mastaufsatz die zukünftig als<br />

Negativfee<strong>der</strong> genutzte Hilfsleitung, sowie eine Stations-Umgehungsleitung,<br />

<strong>der</strong>en Funktion unverän<strong>der</strong>t bleibt.<br />

Schnittstellenschrank<br />

Rückleiterschrank<br />

Nullleiter<br />

4 x 150 mm 2<br />

Fahrleitungsmast<br />

Negativ-Fee<strong>der</strong> – 15 kV<br />

Lastschalter<br />

Transformator<br />

Hinleiter 3 x 240 mm 2<br />

Ölwanne<br />

Ölabschei<strong>der</strong><br />

Hömerschalter<br />

(sichtbare Trennung)<br />

Bild 4:<br />

Ansicht <strong>der</strong> mobilen Autotransformatoranlage mit Lastschaltern (Zeichnung: SBB).<br />

FSG<br />

FSG<br />

Erdungsschrank<br />

Containerlastschalter<br />

347


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

UW Giubiasco Locarno AT-Schutz<br />

FLS für AT-System<br />

UU<br />

FLS<br />

132 kV 15 kV<br />

VV<br />

1003<br />

+<br />

0<br />

–<br />

+<br />

0<br />

–<br />

+<br />

–<br />

+<br />

0<br />

–<br />

Cadenazo<br />

Bild 5:<br />

Wirkungsbereich <strong>der</strong> Schutzkonzepte (Zeichnung: SBB).<br />

M<br />

M M M<br />

19L<br />

entfällt auf die Realisierung <strong>der</strong> fahrbaren AT-Stationen.<br />

Die AT-Stationen bestehen aus vier klar abgrenzbaren<br />

Bestandteilen. Der Wagen mit <strong>der</strong> integrierten<br />

Ölauffangwanne bildet die Grundlage.<br />

Unmittelbar über <strong>der</strong> Ölauffangwanne befindet sich<br />

<strong>der</strong> Autotransformator. Um den Autotransformator<br />

allseitig von <strong>der</strong> <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung abtrennen<br />

zu können, werden Lastschalter eingesetzt. Deren<br />

zwei befinden sich in einer Schalterkabine zwischen<br />

Transformator und Wagenbegrenzung. Auf <strong>der</strong> gegenüberliegenden<br />

Seite ist <strong>der</strong> Nie<strong>der</strong>spannungsteil<br />

<strong>der</strong> AT-Station aufg<strong>eb</strong>aut.<br />

4.3 DC-Streuströme<br />

+<br />

0<br />

–<br />

Ranzo<br />

In Luino erfolgt die Trennung zwischen <strong>der</strong><br />

schweizerischen AC- und <strong>der</strong> italienischen DC-<br />

<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung mitten im Bahnhof über<br />

kurze spannungslose, nicht geerdete Oberleitungsabschnitte,<br />

die Schienen und Rückleiter sind<br />

alle miteinan<strong>der</strong> verbunden. Entsprechend muss<br />

mit massivem Eindringen von DC-Streuströmen<br />

auch in die Anlagen <strong>der</strong> AC-Seite gerechnet werden,<br />

dies obwohl RFI vor wenigen Jahren in Luino<br />

ein neues DC-Unterwerk g<strong>eb</strong>aut hat. Dieses verbesserte<br />

die Situation spürbar, vorher wurde die<br />

Strecke nur vom etwa 17 km weiter südlich gelegenen<br />

UW Laveno aus im Stich gespeist.<br />

Erschwerend kommt hinzu, dass im Grenzbahnhof<br />

Chiasso eine noch wesentlich großflächigere und engere<br />

Verflechtung von AC- und DC-Anlagen besteht.<br />

Zwischen den beiden Systemwechselbahnhöfen<br />

Luino und Chiasso besteht über die Rückleiter <strong>der</strong><br />

SBB-Bahnstrecken, sowie über die Erdseile von Hochspannungsleitungen<br />

<strong>der</strong> SBB und an<strong>der</strong>er Netzbetreiber<br />

offenbar ein genügend nie<strong>der</strong>ohmiger Pfad,<br />

sodass trotz <strong>der</strong> geografischen Distanz von rund<br />

70 km nicht unwesentliche DC-Ausgleichströme auftreten<br />

und gemessen werden können. Probleme aus<br />

dieser Situation manifestieren sich durch allerdings<br />

schwierig zuordenbare Korrosionsprobleme, exzessiven<br />

Transformatorlärm wegen Sättigungseffekten<br />

+<br />

0<br />

–<br />

Luino<br />

+<br />

0<br />

–<br />

in 50-Hz-Unterwerken sowie Hauptschalterauslösungen<br />

auf Tri<strong>eb</strong>fahrzeugen wegen Ansprechen <strong>der</strong><br />

100-Hz-Überwachung.<br />

Umfangreiche Messungen im ganzen Perimeter<br />

zwischen Luino und Chiasso haben eine Fülle von<br />

Erkenntnissen und Messwerten geliefert, unter an<strong>der</strong>em<br />

Gleichstromkomponenten in den Rückleitern auf<br />

<strong>der</strong> AC-Seite von Luino mit 24-h-Mittelwerten zwischen<br />

100 und 150 A und Spitzenwerten bis 750 A<br />

sowie langzeitige Gleichspannungs-Schienenpotentiale<br />

von etwa 7,5 V mit Spitzenwerten bis zu 60 V.<br />

Mittelfristig str<strong>eb</strong>en die SBB eine grundsätzliche<br />

Sanierung dieser Streustromsituation im Südtessin<br />

an, darüber soll zu geg<strong>eb</strong>ener Zeit in einem separaten<br />

Beitrag berichtet werden.<br />

Kurzfristig bli<strong>eb</strong> jedoch nichts an<strong>der</strong>s übrig als<br />

die Autotransformatoren „streustromfest“ zu spezifizieren.<br />

Mithilfe <strong>der</strong> genannten Messwerte und<br />

von Modellen <strong>der</strong> zukünftigen Situation konnte die<br />

DC-Belastung <strong>der</strong> Autotransformatoren berechnet<br />

werden. Im Worst Case ist eine zusätzliche Wicklungsbelastung<br />

mit Gleichstrom von 33 A und eine<br />

Gleichstrommagnetisierung mit 27 A anzunehmen,<br />

die sich aus <strong>der</strong> größten Differenz <strong>der</strong> Gleichströme<br />

in beiden Wicklungsteilen ergibt. Dieser Werte<br />

sind für die Auslegung des magnetischen Kreises <strong>der</strong><br />

Transformatoren und insbeson<strong>der</strong>e für <strong>der</strong>en Lärmdesign<br />

zu berücksichtigen.<br />

4.4 Schutz<br />

4.4.1 Allgemeines<br />

Das Schutzkonzept dieser neuen 36,8 km langen AT-<br />

Strecke entstand im SBB-Team Schutztechnik in enger<br />

Abstimmung mit den Spezialisten vom Systemdesign,<br />

Primärtechnik und <strong>der</strong> Projektleitung (Bild 5).<br />

4.4.2 Fahrleitungsschutz (FLS)<br />

Verschiedene Varianten, wie beispielsweise <strong>der</strong><br />

Einsatz von ein- o<strong>der</strong> zweiphasigen Fahrleitungsschutzsystemen,<br />

vergleichbar mit dem Schutz im<br />

132-kV-Netz, verschiedene Standorte und Anzahl<br />

und auch die Variante nur mit dem „einphasigen“<br />

Fahrleitungsschutz, direkt vor <strong>der</strong> Bildung des<br />

AT-Systems wurden verglichen. Diskussionen mit<br />

AT-Fachexperten an<strong>der</strong>er Län<strong>der</strong>, sowie Informationen<br />

aus Fachartikeln [2] zeigten schnell auf, dass<br />

es für diese „einfache“ Topologie genügt, den<br />

Fahrleitungsschutz wie gewohnt einphasig, vor<br />

<strong>der</strong> Bildung des AT-Systems aufzubauen (Bild 2,<br />

am Speisepunktschalter 1003).<br />

Mit diesem Konzept resultiert eine Kurzschluss-<br />

Selektivität über die gesamte AT-Strecke mit <strong>der</strong><br />

Länge von 36,8 km. Bei einem Kurzschluss wird<br />

348 112 (2014) Heft 6


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

immer das gesamte AT-System zwischen Giubiasco<br />

und Luino durch den Schutz kurzzeitig spannungslos<br />

geschaltet, bis durch die automatische Prüfeinrichtung<br />

bei momentanen Fehlern innerhalb 10 s<br />

wie<strong>der</strong> zuschaltet wird. Bei permanenten Störungen<br />

kann <strong>der</strong> Kurzschluss über die manuelle Prüfung in<br />

<strong>der</strong> Leitstelle festgestellt und <strong>der</strong> fehlerbehaftete<br />

Abschnitt durch die vorhandenen Lastschalter frei<br />

geschaltet werden. Ein permanenter Fehler wird bei<br />

<strong>der</strong> mehrheitlich einspurigen Strecke in vielen Fällen<br />

zu Streckensperrungen führen.<br />

Ein Nachteil mit dem einphasigen Schutzsystem,<br />

angeordnet vor dem AT-System, liegt in den<br />

beschränkt nutzbaren Fehlerortsinformationen ab<br />

diesem Schutz, da die Fehlerimpedanz alles an<strong>der</strong>e<br />

als linear verläuft und auch eine Zuordnung<br />

zur Oberleitung o<strong>der</strong> zum Negativfee<strong>der</strong> nicht gelingt.<br />

Diesem Nachteil stehen gewichtige Vorteile<br />

durch die Verwendung <strong>der</strong> Standardschutzkomponenten,<br />

das erh<strong>eb</strong>lich kleinere Mengengerüst,<br />

das heißt keine weiteren Leistungsschalter, Prüfschaltungen<br />

und Wandler sowie die Einfachheit<br />

des Konzepts gegenüber.<br />

Nach 21,9 km ab UW Giubiasco verläuft die Linie<br />

auf italienischem Staatsg<strong>eb</strong>iet entlang dem südöstlichen<br />

Ufer des Lago Maggiore über weitere 14,9 km.<br />

Diese Oberleitungsanlagen werden vom italienischen<br />

Unterhaltsdienst betreut. Damit im Störungsfall die<br />

richtige Organisation avisiert werden kann, wird an<br />

<strong>der</strong> Grenze ein Fahrleitungsschutz nur zur Fehlerortung<br />

in <strong>der</strong> Oberleitung und im Negativfee<strong>der</strong> realisiert.<br />

Damit wird <strong>der</strong> oben erwähnte Nachteil <strong>der</strong><br />

wenig selektiven Fehlerortung teilweise kompensiert.<br />

4.4.3 AT-Schutz<br />

Beim AT-Schutz wurden <strong>eb</strong>enfalls verschiedene Lösungen<br />

studiert. Die Bandbreite reichte von „Transformatorschutz<br />

durch den Fahrleitungsschutz abgedeckt“<br />

bis zur Anwendung des vollständigen<br />

Schutzkonzeptes für einen großen Unterwerkstransformator.<br />

Im Bewusstsein dass in <strong>der</strong> 16,7-Hz-Schutztechnik<br />

nur wenige Lieferanten Schutzapparate liefern<br />

und Weiterentwicklungen beispielsweise für den<br />

AT-Schutz für den kleinen Markt unverhältnismäßig<br />

viel kosten, wurden realisierbare Lösungen gesucht.<br />

Diverse Abklärungen mit diesen wenigen Schutzlieferanten,<br />

dem Bundesamt für Verkehr (BAV) und<br />

auch SBB-intern zu den Kommunikationsmöglichkeiten<br />

führten zu folgen<strong>der</strong> Lösung:<br />

1 Die Autotransformatoren erhalten einen eigenen,<br />

einfachen Schutz <strong>der</strong> Hauptschutzfunktion<br />

Differentialschutz. Die Wahl fiel auf eine<br />

flexible Schutzhardware, welche über das IEC<br />

60870-5-103-Protokoll n<strong>eb</strong>en den Meldungen<br />

auch weitere Störungsinformationen liefert, unter<br />

an<strong>der</strong>em auch den abgeschalteten Strom.<br />

2 Ebenfalls wird das Ansprechen des Buchholzschutzes<br />

<strong>der</strong> Autotransformatoren gemeldet,<br />

was direkt zur Auslösung führt und gleichzeitig<br />

ein Störschri<strong>eb</strong> im Transformatorschutz<br />

triggert.<br />

3 Am Standort <strong>der</strong> Autotransformatoren werden<br />

Lastschalter eingesetzt. Die Schutz-Auslösung<br />

erfolgt über einen Fernauslös<strong>eb</strong>efehl zum<br />

Leistungsschalter im speisenden UW Giubiasco,<br />

Speisepunkt 1003. Die Kommunikation dazu<br />

geschieht über IP und via das auch in Italien, in<br />

Luino vorhandene SDH-Netz (Synchrone Digitale<br />

Hierarchie) von SBB-Telecom. Die Verbindung<br />

wird durch die Endgeräte überwacht und<br />

garantiert zeitlich eine Befehlsübertragung in<br />

weniger als 40 ms. Die Fernauslös<strong>eb</strong>efehle sind<br />

außerhalb <strong>der</strong> Leittechniksysteme realisiert. Die<br />

gleiche Endgerätetechnik wird für die Schutzsignalübertragung<br />

beim Fahrleitungsschutz im GBT<br />

o<strong>der</strong> bei <strong>der</strong> neuen <strong>Durchmesserlinie</strong> <strong>Zürich</strong>,<br />

direkt über Lichtwellenleiter mit weniger als 5 ms<br />

Übertragungszeit, <strong>eb</strong>enfalls angewendet.<br />

Damit kann mit bekannten Standardprodukten<br />

und <strong>der</strong> durch SBB-Telecom an den Standorten<br />

kostengünstig realisierbaren Schutzkommunikation<br />

ein zweckmäßiges Schutzkonzept für diese<br />

erste AT-Strecke <strong>der</strong> SBB realisiert werden. Die<br />

schutztechnisch selektiv überwachten Autotransformatoren<br />

unterstützen den Netzbetri<strong>eb</strong> in <strong>der</strong><br />

Selektivitätsfrage und Zuordnung von Auslösungen<br />

auf die Oberleitungsanlage gegenüber den<br />

hoffentlich seltenen Fehlern in den AT-Stationen.<br />

Weiter werden auch stromschwache Fehler im Autotransformator<br />

durch den Differentialschutz o<strong>der</strong>/<br />

und Buchholzschutz direkt geklärt, bevor sehr große<br />

Schäden entstehen können. Auslösungen durch<br />

den Transformatorschutz führen zur Auslösung des<br />

entfernten Leistungsschalters in Giubiasco, wobei<br />

in <strong>der</strong> stromlosen Pause die Lastschalter beim Autotransformator<br />

automatisch öffnen.<br />

Das vollständige Schutzkonzept wurde gleichzeitig<br />

mit dem Schutzkonzept „Südtessin“ mit dem<br />

neuen Ceneri-Basistunnel erstellt und in einer auch<br />

für Schutzingenieure neuen Art dargestellt (Bild 6).<br />

Der Großteil <strong>der</strong> vom Gesetzg<strong>eb</strong>er über die AB-EBV<br />

AB 44f [3] verlangten Kriterien zum Schutzkonzept<br />

wie Fehlerarten und erfor<strong>der</strong>liche Schutzfunktionen,<br />

Abschaltzeiten, Selektivität, Schutzzuverlässigkeit<br />

sind so auf einer Darstellung ersichtlich und recht<br />

einfach nachvollziehbar.<br />

4.4.4 Schutz nach Locarno<br />

Nach 5,5 km ab UW Giubiasco zweigt eine Bahnlinie<br />

in Cadenazzo nach Locarno (18 km) ab. Diese<br />

im Stich gespeiste Strecke wurde früher über eine<br />

112 (2014) Heft 6<br />

349


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

LS LS LS<br />

4004 4006 4007<br />

LS<br />

1003<br />

TR-SS 15 kV<br />

UW Giubiasco<br />

Kurzschluss<br />

Fahrleitung-Fee<strong>der</strong>/<br />

Fahrleitung-Erde/<br />

Fee<strong>der</strong>-Erde<br />

M2: Sammelschienenschutz<br />

mit integriertem Reserveschutz<br />

CT Überstromzeitschutz<br />

I > t <strong>der</strong><br />

Alle LS<br />

B.1<br />

SS<br />

30 ms + 1 s + 45 ms<br />

Kurzschluss<br />

Autotransformator<br />

(am Beispiel<br />

Autotransformator in<br />

Ranzo)<br />

Überlast<br />

(am Beispiel<br />

Autotransformator<br />

in Ranzo)<br />

CT B.1<br />

VT B.1<br />

Hauptschutz: FLS<br />

Überstromzeitschutz<br />

I<br />

CT B.1<br />

>>><br />

CT B.1/<br />

VT B.1<br />

Impedanzschutz<br />

Z1–Z3<br />

LS<br />

1003<br />

LS<br />

1003<br />

Hauptschutz: FLS<br />

CT B.1/ Impedanzschutz<br />

VT B.1 Z1–Z3<br />

LS<br />

1003<br />

Z 1–Z 3: 35 ms + 0 s + 45 ms<br />

Hauptschutz: FLS<br />

CT B.1/ Überlastschutz<br />

Temp.<br />

Ith<br />

LS<br />

1003<br />

Auslösung auf<br />

Leistungsschalter<br />

AT Giubiasco<br />

I >>>: 5 ms + 0 s + 45 ms<br />

Z 1–Z 3: 35 ms + 0 s + 45 ms<br />

Auslösezeit:<br />

Relaiszeit + Staffelzeit +<br />

Leistungsschalter<br />

Schutzfunktion<br />

AT Cadenazzo<br />

Fahrleitung<br />

Rückleiter<br />

Fee<strong>der</strong><br />

– 15 kV<br />

Hauptschutz: AT-Schutz<br />

CT<br />

C.1-3<br />

Differentialschutz<br />

∆I<br />

75 ms + 0 s + 45 ms<br />

LS<br />

1003<br />

M1<br />

Buchholz<br />

1003<br />

LS<br />

Buchholzschutz<br />

30 ms + 0 s + 45 ms<br />

Hauptschutz: AT-Schutz<br />

CT C/ Überlastschutz LaS 10/<br />

Temp. Ith 70/AT3<br />

AT Ranzo<br />

LaS<br />

AT3<br />

CT C.3<br />

CT C.1 CT C.2<br />

LaS 10<br />

LaS 70<br />

Messwertübertragung für<br />

Fehlerorter<br />

CT Überstromzeitschutz<br />

MW-<br />

C.3<br />

I > t Übertr.<br />

75 ms<br />

Selektive Freischaltung AT<br />

mit Lastschaltern<br />

CT C.1/ Stromfunktion<br />

LaS 10/<br />

C.2<br />

I > t 70/AT3<br />

1–2 s<br />

CT B.2<br />

VT B.2<br />

Fehlerorter FLS<br />

CT B.2/<br />

VT B.2<br />

Impedanzschutz<br />

Z1<br />

KS-<br />

Anzeige<br />

AT Luino<br />

Eingang: Strom- und<br />

Spannungsmessung<br />

Bild 6:<br />

Schutzübersicht (Zeichnung: SBB).<br />

Speiseleitung mit einem eigenen Fahrleitungsschutz<br />

und Leistungsschalter im UW Giubiasco<br />

versorgt. Da diese Speiseleitung nun zum Energietransport<br />

als Negativ-Fee<strong>der</strong> für den Beginn<br />

<strong>der</strong> AT-Strecke verwendet wird, ist vorgelagert in<br />

Cadenazzo ein Leistungsschalter 19L mit Fahrleitungsschutz<br />

aufg<strong>eb</strong>aut worden, welcher aus<br />

<strong>der</strong> Oberleitung versorgt wird und im Stich Richtung<br />

Locarno speist und schützt. Die Parameter<br />

<strong>der</strong> Prüfeinrichtungen Schalter 19L in Cadenazzo<br />

und Schalter am Speisepunkt 1003 in Giubiasco<br />

sind zeitlich so aufeinan<strong>der</strong> abgestimmt, dass <strong>der</strong><br />

Prüfzyklus in Giubiasco abläuft und erst dann die<br />

Prüfung beim 19L beginnt (rund 15 s nach Kurzschluss).<br />

Damit wird bei nicht selektiven Auslösungen<br />

die serielle automatische Prüfung sichergestellt.<br />

Eine verbesserte Selektivität könnte bei<br />

ausgewiesener Notwendigkeit über Schutz-Schutz-<br />

Kommunikation später nachgerüstet werden.<br />

4.4.5 Fehlerortung nach japanischer Methode<br />

Spezialisten im Bereich Systemdesign hatten sich an<br />

einen acrps-Vortrag in Leipzig 2009 erinnert, bei dem<br />

japanische Fachkollegen eine Fehlerorts-Berechnung<br />

über die Ströme in <strong>der</strong> Verbindung vom Autotransformator<br />

zum Schienenpotential vorgestellt hatten.<br />

Die Formel in Bild 7 wurde dabei präsentiert und<br />

auch in [4] weiter erläutert.<br />

Die SBB-Schutzingenieure haben diesen Hinweis<br />

aufgenommen und eine technische Umsetzung<br />

ohne zusätzliche Elemente o<strong>der</strong> Technik entwickelt.<br />

Diese nutzt die Tatsache, dass diese Ströme mit dem<br />

Transformatorschutz sowieso erfasst und via Standardprotokoll<br />

einfach an die Leitstelle übermittelt<br />

werden können. Die Auswertung und Berechnung<br />

erfolgt dann in <strong>der</strong> Leitstelle.<br />

Idealerweise teilt sich <strong>der</strong> Mittelpunktstrom in<br />

den an den Fehler angrenzenden Autotransformator<br />

350 112 (2014) Heft 6


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

proportional zur Distanz vom Fehler zum Autotransformator<br />

auf. Für die Nichtidealität des Autotransformators<br />

wird mit dem Parameter a und b = 1 - 2a ein<br />

Korrekturfaktor eingeführt.<br />

Es folgte ein interessanter Mailaustausch mit japanischen<br />

Ingenieuren, wobei die Ermittlung <strong>der</strong><br />

„magic numbers“ a = 0,1und b = 0,8 in <strong>der</strong> Formel<br />

in Japan über Versuche und im Systemdesign <strong>der</strong><br />

SBB in <strong>der</strong> Zwischenzeit zu diversen Berechnungen<br />

geführt hat. Die Inbetri<strong>eb</strong>nahme mit echten Versuchen<br />

zur Justierung dieser Parameter hat damit an<br />

„Spannung“ gewonnen.<br />

Abschließend zeigt Bild 8 die theoretischen Kurzschluss-<br />

und Betri<strong>eb</strong>simpedanzen, die am Einbauort<br />

des Hauptschutzes für den Speisepunkt 1003 in Giubiasco<br />

wirksam werden und für die Schutzparameter<br />

als Grundlage dienen. Aufgezeichnet sind die<br />

Kurzschlussimpedanzen für die drei Fehlerarten in<br />

Abhängigkeit des Kurzschlussortes, sowie die aus <strong>der</strong><br />

maximalen Last sich erg<strong>eb</strong>ende minimale Betri<strong>eb</strong>simpedanz,<br />

wenn sich diese Last in Luino befindet.<br />

Gegenüber <strong>der</strong> Betri<strong>eb</strong>simpedanz besteht für die<br />

Schutzreichweite eine komfortable Reserve.<br />

0<br />

Giubiasco<br />

ratio<br />

neutral current<br />

L n<br />

X = L n + x = L n + D × (<br />

Bild 7:<br />

Fehlerortung nach [4].<br />

1,00<br />

0,08<br />

0,00<br />

X<br />

1 AT 2 AT<br />

I n+1<br />

I n + I n+1<br />

– 0,1)/0,8<br />

Fault<br />

0,92 H n+1<br />

H n<br />

I n I n+1<br />

c<br />

D<br />

Length (L n )<br />

T<br />

R<br />

F<br />

4.4.6 Notspeisefähigkeit<br />

6<br />

Entlang den großen Alptransit-Tunnelprojekten<br />

Gotthard- und Ceneribasistunnel (CBT), den nahen<br />

Zufahrten „Nord“ und „Sud“ sowie den Verbindungen<br />

zwischen diesen Anlagen wurden zahlreiche<br />

Konzepte zur Notspeisefähigkeit <strong>der</strong> Energieversorgung<br />

erstellt. Dabei ist die Topologie dieser Nord-<br />

Süd-Strecke meist so einfach, dass mit wenigen<br />

Überbrückungsschaltern außerhalb <strong>der</strong> Schaltanlagen<br />

auch mit <strong>der</strong> vorhandenen Schutztechnik kompatible<br />

Lösungen bei Unterwerks-Gesamtausfällen<br />

gefunden wurden.<br />

In Giubiasco mit dem CBT, <strong>der</strong> Ceneri-Bergstrecke,<br />

<strong>der</strong> Nordzufahrt und dem langen Abzweig Richtung<br />

Luino/Locarno ist die Topologie schwieriger.<br />

Hier werden beim Gesamtausfall des UW Giubiasco<br />

(alle Leistungsschalter offen) die Hauptlinien Nord-<br />

Süd im Raum Giubiasco <strong>eb</strong>enfalls durch außerhalb<br />

des Unterwerks angeordnete Schalter überbrückt.<br />

Die speisenden Unterwerke sind dann das neue UW<br />

Vezia (südlich CBT) und das mobile Unterwerk in Rivera.<br />

Für die Notspeisung Richtung Luino/Locarno<br />

wird die Verbindungslinie Camorino – San Antonino<br />

genutzt und dazu im Schaltposten San Antonino ein<br />

Leistungsschalter mit Fahrleitungsschutz aufg<strong>eb</strong>aut.<br />

Dieser Schutz übernimmt dann die Schutzfunktion<br />

Richtung Cadenazzo – Luino/Locarno. Es ist offensichtlich,<br />

dass in diesem Fall durch die fehlenden Autotransformatoren<br />

des UW Giubiasco die Leistungsfähigkeit<br />

des AT-Gesamtsystems etwas abnimmt.<br />

Aufgrund des erwarteten hohen Verkehrs bli<strong>eb</strong>e<br />

das Risiko, dass Züge bei einem permanenten<br />

Z<br />

Ω<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Cadenazzo<br />

Magadino<br />

San Nazzaro<br />

Ranzo-S.Abbondio<br />

Ranzo-Confine<br />

Kurzschlussort<br />

Pino-Tronzano<br />

Bild 8:<br />

Erg<strong>eb</strong>nis <strong>der</strong> Fehlerort-Impedanz-Berechnungen (Grafik: SBB).<br />

Minimale Betri<strong>eb</strong>simpedanz<br />

KS Positiv-Erde<br />

KS Negativ-Erde<br />

KS Positiv-Negativ<br />

Fehler zum Beispiel in Luino einen Fehler mittels<br />

Stromabnehmer über eine elektrische Trennung<br />

<strong>der</strong>art verschleppen dass die Schutzeinrichtungen<br />

in Vezia o<strong>der</strong> Rivera den entfernten Fehler nicht<br />

mehr erfassen könnten. Der Einbau von fakultativen<br />

Schutzstrecken wäre enorm teuer, kaum örtlich<br />

platzierbar und damit auch unverhältnismäßig zum<br />

Risikoeintritt und -ausmaß. Um dem zu begegnen,<br />

wird <strong>der</strong> Schalter 19 in Cadenazzo, mit Schutz normal<br />

nur Richtung Locarno speisend, in dieser Notsituation<br />

so umgeschaltet, dass er sowohl Richtung<br />

Locarno als auch Richtung Luino schützt. Damit<br />

Maccagno<br />

Luino<br />

112 (2014) Heft 6<br />

351


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

Speisung normal<br />

Notspeisung UW Giubiasco (blau)<br />

Giubiasco<br />

Rivera<br />

Vezia<br />

Giubiasco Rivera Vezia<br />

Giustizia<br />

Giustizia<br />

Camorino<br />

Luino<br />

Locarno<br />

Cadenazzo 19<br />

4W<br />

Ein<br />

4L Ein S. Antonino<br />

Luino AT<br />

Locarno<br />

Bild 9:<br />

Normalspeisung (links) und Notspeisung (rechts) (Zeichnung: SBB).<br />

sind die beiden Schutzsysteme seriell nahe hintereinan<strong>der</strong><br />

geschaltet und die Fehlerverschleppung<br />

wird beherrscht. Für die Umschaltung genügt die<br />

Erweiterung <strong>der</strong> Schaltanlage um einen einzigen<br />

Lasttrennschalter 4W (Bild 9).<br />

4.5 Zusammenarbeit mit RFI<br />

Die Luino-Linie ist seit <strong>der</strong> Elektrifizierung mit<br />

Wechselstrom AC 15 kV 16,7 Hz im Jahre 1960<br />

eine <strong>der</strong> Strecken, welche ohne grenzüberschreitende<br />

Zusammenarbeit nicht funktionieren würde.<br />

Wegen <strong>der</strong> Anwendung des Territorialprinzips<br />

sind die Schweiz und Italien auf dem jeweils eigenen<br />

Streckenabschnitt für die Finanzierung von<br />

Infrastrukturbauten und <strong>der</strong>en Unterhalt selbst<br />

verantwortlich. Da <strong>der</strong> italienische Infrastrukturbetreiber<br />

RFI kaum Erfahrung auf dem G<strong>eb</strong>iet <strong>der</strong><br />

15-kV-<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung hat, wurde schon<br />

früh von den für den Unterhalt verantwortlichen<br />

Fachdiensten in <strong>der</strong> Schweiz Personal auf <strong>der</strong> italienischen<br />

Seite mit Schulungen für den Betri<strong>eb</strong><br />

und Unterhalt unterstützt.<br />

Seit <strong>der</strong> Studienphase des Projekts wurde, dieser<br />

alten Tradition folgend, <strong>der</strong> Kontakt zu den Verantwortlichen<br />

gesucht und erfolgreich hergestellt. Am<br />

10. Dezember 2009 war <strong>der</strong> erste offizielle Besuch<br />

beim Ministero dei Trasporti in Rom. Das Konzept<br />

wurde, wohl auch aufgrund <strong>der</strong> guten Erfahrungen<br />

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

italienischen Hochgeschwindigkeitsstrecken [5],<br />

durch die Verantwortlichen bestätigt. So konnte das<br />

Vorprojekt für die Planung gestartet werden.<br />

Schon im darauffolgenden Frühjahr wurde festgestellt,<br />

dass Projekte in Italien an<strong>der</strong>s ablaufen als<br />

bei den SBB. Der Projektleiter <strong>der</strong> SBB wurde nach<br />

Luino an eine Projektsitzung für den italienischen<br />

Teil <strong>der</strong> Luino-Linie eingeladen. Es handelte sich<br />

um das Kick-Off für das Ausführungsprojekt für die<br />

Erneuerung <strong>der</strong> Oberleitungsanlage von <strong>der</strong> Grenze<br />

bis nach Luino. Die SBB hatten zu diesem Zeitpunkt<br />

<strong>eb</strong>en erst mit dem Vorprojekt begonnen. Als<br />

Konsulent für 15-kV-<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung wurde<br />

<strong>der</strong> SBB-Projektleiter weiterhin an die Bausitzungen<br />

nach Luino eingeladen und durfte die Bedürfnisse<br />

<strong>der</strong> SBB für die in Planung befindliche Ertüchtigung<br />

<strong>der</strong> <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung mit Autotransformatoren<br />

in die Ausführungsphase <strong>der</strong> italienischen Kollegen<br />

einfließen lassen. Er lernte dabei, dass die<br />

Kollegen bei RFI sehr offen für die Bedürfnisse <strong>der</strong><br />

SBB waren. Die Projektpläne, welche die SBB für<br />

die Autotransformatoranlage erstellt hatten, wurden<br />

praktisch 1 : 1 übernommen. Ab und an wurde<br />

es hektisch, wenn während <strong>der</strong> Ausführung Projektän<strong>der</strong>ungen<br />

vor Ort diskutiert werden mussten.<br />

Beschlüsse, welche vor Ort gefasst wurden, waren<br />

zumeist verbindlich und wurden jeweils sofort umgesetzt.<br />

Wichtig war und ist es nach wie vor, für<br />

solche Beschlüsse eine gemeinsame Basis zu schaffen.<br />

Für die Vertreter <strong>der</strong> SBB ist es wichtig, sich<br />

den lokalen Gepflogenheiten anzupassen. Dass die<br />

Kommunikation in italienischer Sprache stattfand,<br />

versteht sich von selbst.<br />

352 112 (2014) Heft 6


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

Bild 10:<br />

Für 15 kV isolierte RFI-Oberleitung auf dem italienischen<br />

Abschnitt (Foto: SBB).<br />

Bild 11:<br />

Beim Gleichstrombetri<strong>eb</strong> noch akzeptable Vegetationsabstände<br />

zu den Leitungen werden bei 15 kV problematisch (Foto: SBB).<br />

Heute ist das Projekt auf <strong>der</strong> italienischen Seite<br />

bereits weit fortgeschritten (Bild 10). Natürlich<br />

gibt es immer wie<strong>der</strong> Hin<strong>der</strong>nisse, welche überwunden<br />

werden müssen. Beispiele reichen von <strong>der</strong><br />

Freigabe des Bauplatzes im Gleisfeld durch den Archäologen<br />

bis zum Schneiden <strong>der</strong> Bäume entlang<br />

<strong>der</strong> Strecke durch den Forstdienst. Nach vier Jahren<br />

Zusammenarbeit auf <strong>der</strong> Luino-Linie besteht die<br />

Zuversicht, dass mehr als 50 Jahre nach <strong>der</strong> <strong>ersten</strong><br />

Elektrifizierung im nächsten Jahr die Inbetri<strong>eb</strong>nahme<br />

<strong>der</strong> Autotransformatoranlagen erfolgreich abgeschlossen<br />

werden kann.<br />

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

Die Inbetri<strong>eb</strong>nahme <strong>der</strong> Autotransformatoranlage<br />

wird in vier Schritten erfolgen.<br />

Als erstes werden im November 2014 die drei<br />

Autotransformatoren im sich im Neubau befindlichen<br />

UW Giubiasco montiert werden. Der Anschluss<br />

an die 15-kV-Schaltanlage wird mit <strong>der</strong> Ausprüfung<br />

<strong>der</strong> Anlage Anfang 2015 zwei Monate in Anspruch<br />

nehmen. Parallel zur Anlage im Unterwerk muss die<br />

Trasse <strong>der</strong> Luino-Linie über zwei 800 m lange 15-kV-<br />

Kabel neu erschlossen werden.<br />

Ab Mitte März 2015 ist geplant, in drei Schritten<br />

die drei fahrbaren AT-Anlagen in Betri<strong>eb</strong> zu nehmen.<br />

Begonnen wird mit <strong>der</strong> Anlage in Contone.<br />

Weiter wird die Anlage in Ranzo Sant’Abbondio in<br />

Betri<strong>eb</strong> genommen, worauf zuletzt die Anlage in<br />

Luino folgen wird.<br />

Das kritische Element bei <strong>der</strong> Inbetri<strong>eb</strong>nahme ist<br />

die Situation <strong>der</strong> Freileitung für den Negativfee<strong>der</strong><br />

auf <strong>der</strong> italienischen Seite. Das G<strong>eb</strong>iet zwischen <strong>der</strong><br />

Grenze bei Dirinella und Colmegna kurz vor Luino ist<br />

sehr waldreich. Das Gelände ist steil und an gewissen<br />

Stellen kann <strong>der</strong> Forstdienst ohne eine Totalsperre<br />

von Schiene und Straße die notwendigen Arbeiten<br />

nicht ausführen (Bild 11).<br />

Für die Abstimmung <strong>der</strong> Schutztechnik und<br />

eine verbesserte Genauigkeit <strong>der</strong> Fehlerortung<br />

wird es notwendig sein, Kurzschlussversuche auf<br />

<strong>der</strong> Strecke durchzuführen. Seit mehreren Jahren<br />

werden nur noch selten Kurzschlussversuche<br />

auf offener Strecke ausgeführt. Der Nutzen von<br />

Kurzschlussversuchen muss <strong>der</strong>en Nachteile klar<br />

überwiegen. Im vorliegenden Fall ist dies zweifelsfrei<br />

geg<strong>eb</strong>en. Die detaillierte Planung für die<br />

Durchführung <strong>der</strong> Inbetri<strong>eb</strong>nahme läuft auf vollen<br />

Touren. Der Betri<strong>eb</strong> soll auf <strong>der</strong> für den Güterverkehr<br />

so wichtigen Strecke so wenig wie möglich<br />

beeinträchtigt werden.<br />

112 (2014) Heft 6<br />

353


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

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[1] Resonanzproblematik im SBB Energienetz. Bericht <strong>der</strong><br />

SBB vom 24.09.2012, einsehbar unter www.news.admin.<br />

ch/NSBSubscriber/message/attachments/34330.pdf<br />

[2] Eberling. W.; Levermann­Vollmer, D.; Klinge, R.; Martens<br />

G.: Oberleitungsnetzkonzepte und Autotransformersystem<br />

bei <strong>der</strong> Deutschen Bahn. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 100<br />

(2002) H. 7, S. 259–266.<br />

[3] Ausführungsbestimmungen zur Eisenbahnverordnung<br />

(AB-EBV). Hrsg.: Bundesamt für Verkehr (BAV).<br />

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

in Japan: In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 107 (2009) H. 4-5,<br />

S. 199–206.<br />

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

di trazione elettrica A 25 kV in Italia. In: Ingegneria<br />

Ferroviaria, 2009, H. 1.<br />

AUTORENDATEN<br />

Dipl. El.-Ing. ETHZ Martin A<strong>eb</strong>erhard<br />

(47), Studium Elektrotechnik<br />

an <strong>der</strong> Eidgenössischen Technischen<br />

Hochschule (ETH) <strong>Zürich</strong>; Technische<br />

Projektleitung bei ABB Verkehrssysteme<br />

AG <strong>Zürich</strong>; Leiter Steuerungen und<br />

Systeme bei SLM AG, Winterthur, Leiter<br />

Fachbereich Fahrstrom bei ENOTRAC<br />

AG; seit 2005 bei SBB Energie, seit 2007<br />

Leiter Systemdesign bei SBB Energie.<br />

Adresse: SBB AG, Infrastruktur Energie,<br />

Industriestr. 1, 3052 Zollikofen,<br />

Schweiz;<br />

Fon: +41 51 2204633;<br />

E-Mail: martin.a<strong>eb</strong>erhard@sbb.ch<br />

<strong>eb</strong> - <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> erscheint in <strong>der</strong> DIV Deutscher Industrieverlag GmbH, Arnulfstr. 124, 80636 München<br />

El.-Ing. HTL Egon Basler (56);<br />

Elektromechaniker bei BBC, Inbetri<strong>eb</strong>setzungsingenieur<br />

bei BBC; 1986 bis<br />

2000 bei SBB Kraftwerke, 2000 bis<br />

2005 bei SBB Engineering Bahnsysteme<br />

Projektleiter Fahrstrom und Fahrleitung;<br />

seit 2005 Leiter Schutztechnik bei SBB<br />

Energie Operations.<br />

Adresse: SBB AG, Infrastruktur Energie<br />

Operations, Industriestr. 1, 3052 Zollikofen,<br />

Schweiz;<br />

E-Mail: egon.bs.basler@sbb.ch<br />

Dipl. El.-Ing. HTL Felix Leu (51); Studium<br />

Elektrotechnik am Zentralschweizerischen<br />

Technikum in Luzern, CAS in<br />

Projektmanagement an <strong>der</strong> HWZ Hochschule<br />

für Wirtschaft <strong>Zürich</strong>; Technische<br />

Projektleitung und Gesamtprojektleitung<br />

für Halbleitermontageroboter bei<br />

ESEC SA; seit 2007 bei SBB Infrastruktur,<br />

seit 2012 Senior Projektleiter bei SBB<br />

Infrastruktur Projekte.<br />

Adresse: SBB AG, Infrastruktur Projekte<br />

Netzprojekte, Güterstr. 3, 6005 Luzern,<br />

Schweiz;<br />

Fon: +41 79 5173521;<br />

E-Mail: felix.leu@sbb.ch<br />

354 112 (2014) Heft 6


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

Modellierung von Erdungsund<br />

Rückleitungssystemen<br />

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

Andriy Zynovchenko, Gerhard George, Offenbach; Arnd Stephan, Sven Körner, Dresden<br />

Für ein sicheres und nachhaltiges Bahnsystem ist die Einhaltung <strong>der</strong> Grenzwerte für Körper- und<br />

Berührungsspannungen sowie streustromrelevanter Kriterien gemäß EN 50122 unentbehrlich. Eine<br />

normgerechte Auslegung <strong>der</strong> Bahnanlagen und Erarbeitung von Maßnahmen zur Streustromüberwachung<br />

kann durch computerbasierte Modellierung von Erdungs- und Rückleitungssystemen unterstützt<br />

werden.<br />

MODELLING OF EARTHING AND RETURN CURRENT SYSTEMS OF ELECTRIC RAILWAYS<br />

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

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

and stray current monitoring arrangements in compliance with the standard can be supported by<br />

computer-based modelling of earthing and return current systems.<br />

MODÉLISATION DE SYSTÈMES DE MISE A LA TERRE ET DE CIRCUIT DE RETOUR POUR LIGNES ÉLECTRIFIÉES<br />

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

valeurs limites des tensions de contact ainsi que les critères relatifs aux courants de fuite conformément<br />

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

système de contrôle des courants de fuite en conformité avec la norme peuvent être assistées par<br />

une modélisation informatisée de systèmes de mise à la terre et de circuit de retour.<br />

1 Einführung<br />

In elektrischen Bahnsystemen fließt <strong>der</strong> Strom vom<br />

Unterwerk über die Fahrleitung zum elektrischen Tri<strong>eb</strong>fahrzeug<br />

und über die Rückleitung zurück zum speisenden<br />

Unterwerk. Sowohl bei Gleichstrom- als auch bei<br />

Wechselstrombahnen ist die Rückleitung über Bettungsableitung<br />

<strong>der</strong> in <strong>der</strong> Rückstromführung einbezogenen<br />

Fahrschienen zwangsläufig mit <strong>der</strong> Erde verbunden. Bei<br />

Wechselstrombahnen ist die Rückleitung in <strong>der</strong> Regel<br />

zusätzlich über die Mastfundamente und Bauwerkserde<br />

absichtlich mit <strong>der</strong> Erde verbunden. Bei Gleichstrombahnen<br />

werden solche Verbindungen in <strong>der</strong> Regel vermieden,<br />

o<strong>der</strong> bei Erfor<strong>der</strong>nis über Spannungsbegrenzungseinrichtungen<br />

realisiert. Allerdings lässt sich die<br />

Rückleitung von <strong>der</strong> Erde nicht vollständig isolieren.<br />

Daher ist es unvermeidlich, dass ein Teil des Rückstromes<br />

sowohl bei Wechselstrombahnen als auch<br />

gezielt begrenzt bei Gleichstrombahnen in die Erde<br />

eintritt und über diese zurück zum Unterwerk fließt.<br />

An den Stellen des Stromein- und -austritts entstehen<br />

Berührungsspannungen. Werden die Grenzwerte<br />

für Berührungsspannungen nach EN 50122-1 [1]<br />

und EN 50122-3 [2] nicht eingehalten, können diese<br />

Spannungen zur Personengefährdung führen.<br />

Der Erdanteil des Rückstromes ist bei Gleichstrombahnen<br />

als Streustrom zu betrachten. Der<br />

Streustrom kann Korrosion mit nachfolgen<strong>der</strong> Zerstörung<br />

von metallenen Strukturen in <strong>der</strong> Bahnumg<strong>eb</strong>ung<br />

verursachen. Überhitzung, Lichtbogenbildung<br />

und Brand sind weitere mögliche Gefahren<br />

durch den Streustrom mit möglichen Folgegefahren<br />

für Personen. In EN 50122-2 [3] sind Grenzwerte für<br />

Ableitungsbelag <strong>der</strong> Strecke, mittleren Streustrom<br />

pro Streckenlängeeinheit und durch den Streustrom<br />

verursachten Potentialunterschied zwischen Bauwerk<br />

und Erde festgelegt. Werden diese Streustromkennwerte<br />

eingehalten, gilt die Rückleitungsanlage<br />

als akzeptabel gestaltet.<br />

Rein messtechnische Nachweise <strong>der</strong> Grenzwerte<br />

nach [1] und [3] sind mit viel Aufwand verbunden und<br />

grundsätzlich erst nach <strong>der</strong> Fertigstellung <strong>der</strong> Bahnanlage<br />

möglich. Darüber hinaus sind manche Nachweise<br />

messtechnisch kaum durchführbar, zum Beispiel wenn<br />

korrosionsgefährdete metallene Konstruktionen für die<br />

Potentialmessung nicht zugänglich sind.<br />

Mit Hilfe eines Computermodells für Erdungs- und<br />

Rückleitungssysteme elektrischer <strong>Bahnen</strong> (ERS) kann<br />

die Einhaltung <strong>der</strong> Grenzwerte schon in <strong>der</strong> Planungsphase<br />

überprüft werden. Bei Nichteinhaltung<br />

können Korrekturmaßnahmen frühzeitig eingeplant<br />

werden. Messtechnische Nachweise nach Fertigstellung<br />

<strong>der</strong> Anlage können an wenigen ausgewählten<br />

Stellen durchgeführt und auf an<strong>der</strong>e Stellen mit Hilfe<br />

112 (2014) Heft 6<br />

355


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

des Computermodells übertragen werden. Dadurch<br />

können die Kosten für ein umfassendes Messprogramm<br />

und, je nach Messerg<strong>eb</strong>nissen, für nachträgliche<br />

Korrekturmaßnahmen an einer bereits errichteten<br />

Bahnanlage reduziert werden.<br />

2 Modellierungsansätze<br />

2.1 Grundsätze<br />

Zwei Grundansätze zur Feldberechnung <strong>der</strong> ERS-<br />

Anlagen lassen sich hervorh<strong>eb</strong>en.<br />

1 Vereinfachte Modellierung und Berechnung mit<br />

analytisch geschlossenen Gleichungen aus <strong>der</strong><br />

klassischen Elektrotechniktheorie für einfache Körperformen,<br />

wie zum Beispiel Staber<strong>der</strong> o<strong>der</strong> Ban<strong>der</strong><strong>der</strong>,<br />

o<strong>der</strong> für übliche Erdungsanordnungen,<br />

wie zum Beispiel Erdungsgitter. Das Feldproblem<br />

wird dabei auf eine statische Problemstellung<br />

beschränkt. Die marktüblichen Programme [4; 5],<br />

die nach diesem Prinzip arbeiten, ermöglichen<br />

zwar eine schnelle Berechnung, bieten jedoch<br />

eine sehr eingeschränkte Flexibilität bei <strong>der</strong> Modellierung<br />

<strong>der</strong> Geometrien und Randbedingungen.<br />

Die Komplexität <strong>der</strong> damit handhabbaren<br />

ERS-Anordnungen ist daher stark begrenzt.<br />

2 Zerlegung sämtlicher geometrischer Strukturen,<br />

einschließlich Erdreich, in kleine Elemente mit<br />

nachfolgen<strong>der</strong> Aufstellung und gemeinsamer<br />

Lösung <strong>der</strong> Maxwell’schen Gleichungen für alle<br />

Teilelemente. Die Erfahrungen [6] zeigen, dass<br />

das Feldproblem zwecks eines vertretbaren<br />

Rechenaufwandes in den meisten Berechnungsfällen<br />

auf statische Problemstellungen beschränkt<br />

werden muss. Auf diesen Feldberechnungsansatz<br />

wird im Abschnitt 2.2 eingegangen.<br />

Die im Abschnitt 2.3 vorgestellte neuartige Methode<br />

kombiniert die Vorteile <strong>der</strong> zwei oben genannten<br />

Grundsätze, sodass sie ein optimales Verhältnis zwischen<br />

<strong>der</strong> Genauigkeit, <strong>der</strong> Flexibilität und dem Aufwand <strong>der</strong><br />

Modellierung und Berechnung für ERS erzielt wird.<br />

2.2 Finite-Elemente-Modellierung<br />

Aus mathematischer Sicht stellen die Maxwell’schen<br />

Gleichungen ein System von partiellen Differentialgleichungen<br />

erster Ordnung dar, die numerisch,<br />

zum Beispiel mit <strong>der</strong> Finite Elemente Methode (FEM),<br />

gelöst werden können. Bei dieser Methode wird <strong>der</strong><br />

Untersuchungsraum in endlich (finite) kleine Elemente<br />

wie Dreiecke, Vierecke, Rechtecke, Tetrae<strong>der</strong> o<strong>der</strong><br />

Hexae<strong>der</strong> zerlegt. Innerhalb dieser Elemente werden<br />

lineare o<strong>der</strong> quadratische Formfunktionen angesetzt,<br />

um die gesuchten Feldgrößen zu approximieren [7].<br />

Diese Formfunktionen werden in die zu lösende Differentialgleichung<br />

eingesetzt und zusammen mit den<br />

Rand- und Übergangsbedingungen gelöst.<br />

Ein wichtiger Bestandteil jedes FEM-Algorithmus<br />

ist die Gittergenerierung, das so genannte Meshing,<br />

über sämtliche geometrischen Strukturen des<br />

Modells. Die Gitterauflösung bestimmt maßg<strong>eb</strong>lich<br />

auf <strong>der</strong> einen Seite über die Genauigkeit <strong>der</strong> Erg<strong>eb</strong>nisse.<br />

Auf <strong>der</strong> an<strong>der</strong>en Seite, hängt die Anzahl <strong>der</strong><br />

Gitter-Elemente mit <strong>der</strong> Anzahl <strong>der</strong> Unbekannten<br />

im zu lösenden Gleichungssystem überproportional<br />

zusammen und beeinflusst maßg<strong>eb</strong>lich den Rechenzeit-<br />

und Speicheraufwand.<br />

Hohe Flexibilität bei <strong>der</strong> Modellierung ist <strong>der</strong> wichtigste<br />

Vorteil <strong>der</strong> FEM-basierten Programme. Sie wird<br />

allerdings auf Kosten von hohen Anfor<strong>der</strong>ungen an<br />

Rechen- und Speicherkapazität und feldberechnungsspezifischer<br />

Qualifikation des Anwen<strong>der</strong>s erkauft.<br />

Die Untersuchungen [6] zeigen, dass sich die FEMbasierten<br />

Programme, wie zum Beispiel [8] und [9]<br />

bei ihrer Anwendung auf ERS schnell auf ihre Grenzen<br />

stoßen. Die große räumliche Ausdehnung des<br />

typischen ERS einer Strecke und die hohe Anzahl <strong>der</strong><br />

zu modellierenden ERS-Elemente führen dazu, dass<br />

die Rechen- und Speicherkapazität eines herkömmlichen<br />

Bürorechners schnell ausgeschöpft wird.<br />

Weiterhin führen starke Dimensionenunterschiede<br />

einzelner Modellobjekte, zum Beispiel des Erdreichskörpers<br />

und eines Stabes des Erdungsgitters, zu numerischen<br />

Problemen im Meshing-Algorithmus.<br />

Vereinfachte Modellierung <strong>der</strong> ausgewählten ERS-<br />

Elemente, so wie unter Punkt 1 im Abschnitt 2.1<br />

beschri<strong>eb</strong>en, mit nachfolgen<strong>der</strong> Einbindung solcher<br />

Modelle in ein FEM-Modell könnte die genannten<br />

Probleme mäßigen, ist aber in FEM-Standardprogrammen<br />

üblicherweise nicht möglich. Weiterhin<br />

ist die Möglichkeit FEM-Modelle für unterirdische<br />

ERS-Elemente und Wi<strong>der</strong>standsnetzwerkmodelle <strong>der</strong><br />

überirdischen ERS-Elemente in einem Gesamtmodell<br />

zu kombinieren, nicht geg<strong>eb</strong>en.<br />

Bisher gibt es kein FEM-Standardprogramm zur<br />

Modellierung von komplexen räumlich ausgedehnten<br />

ERS, welches ein akzeptables Erg<strong>eb</strong>nis bei angemessenem<br />

Modellierungs- und Rechenaufwand<br />

liefern kann. Gleichwohl ist es möglich, einfache Er<strong>der</strong>anordnungen<br />

mit verfügbarer FEM-Software zu<br />

berechnen und als Grundlage für die Verifizierung <strong>der</strong><br />

neuartigen Berechnungsmethoden zu verwenden.<br />

2.3 Erdungs-Modellierungs-Methode<br />

(EMM)<br />

2.3.1 Anfor<strong>der</strong>ungen<br />

Wie aus den Abschnitten 2.1 und 2.2 folgt, besteht<br />

aktuell <strong>der</strong> Bedarf an einer Modellierungs- und Berechnungsmethode,<br />

die folgenden Anfor<strong>der</strong>ungen genügt.<br />

356 112 (2014) Heft 6


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

1 Die Methode soll für bahnspezifische räumlich<br />

ausgedehnte ERS anwendbar sein, welche aus<br />

vielen sowohl unter- als auch überirdischen Einzelelementen<br />

bestehen.<br />

2 Die Methode soll komplexe Geometrien unterirdischer<br />

Leiter ausreichend genau modellieren.<br />

3 Oberirdische ERS-Leiter mit Anschlüssen an<br />

unterirdische ERS-Elemente, zum Beispiel Rückleiterseile<br />

und Fahrschienen mit Anschlüssen an<br />

Mastfundamente, beeinflussen die Aufteilung des<br />

Erdstromes und sind daher mit ihren Wi<strong>der</strong>ständen<br />

im Modell zu berücksichtigen.<br />

4 Die erh<strong>eb</strong>lichen in Bahnanwendungen auftretenden<br />

Unterschiede zwischen den Abmessungen<br />

<strong>der</strong> unterirdischen Leiter und des modellierten<br />

Streckenabschnitts sollen zu keinen numerischen<br />

Problemen <strong>der</strong> Methode führen.<br />

5 Berechnungsabschnitte von mehreren hun<strong>der</strong>t<br />

Metern Länge sollen mit einem herkömmlichen<br />

Bürorechner handhabbar sein. Der Rechenaufwand<br />

ist zu optimieren.<br />

6 Um den optimalen Rechenaufwand zu erzielen,<br />

soll <strong>der</strong> Nutzer, auch ohne tiefgreifende Kenntnisse<br />

in <strong>der</strong> numerischen Feldberechnung und<br />

Programmierung, möglichst viel Kontrolle über<br />

den Modellierungsvorgang haben.<br />

Die von Balfour Beatty Rail entwickelte Erdungs-Modellierungs-Methode<br />

(EMM) [10] erfüllt diese Anfor<strong>der</strong>ungen<br />

und kombiniert die Vorteile <strong>der</strong> numerischen<br />

Feldberechnungsmethoden mit denen <strong>der</strong><br />

vereinfachten analytischen Modellierung.<br />

2.3.2 Annahmen und Vereinfachungen<br />

In <strong>der</strong> EMM werden Annahmen und Vereinfachungen<br />

getroffen, welche die Modellierung und Berechnung<br />

erh<strong>eb</strong>lich erleichtern, ohne die Erg<strong>eb</strong>nisse<br />

maßg<strong>eb</strong>lich zu verfälschen.<br />

Das Erdreich ist homogen, isotrop, mit Permittivität<br />

von ε = ε 0 und spezifischer elektrischer Leitfähigkeit<br />

von γ E . Die Grenzfläche zwischen dem Medium<br />

Erdreich und dem Medium Luft ist flach.<br />

Leitende Objekte im Erdreich, das heißt Konstruktionen<br />

o<strong>der</strong> Konstruktionsteile, die sich an <strong>der</strong><br />

r<br />

S i<br />

S j<br />

P j<br />

Bild 1:<br />

Leitende Flächen S i und S j (alle Grafiken: Balfour Beatty Rail).<br />

Ausbreitung des Erdstromes unmittelbar beteiligen,<br />

bestehen aus Metall mit einer spezifischen elektrischen<br />

Leitfähigkeit γ M >> γ E . Daher wird in <strong>der</strong> EMM<br />

die Annahme γ M = ∞ getroffen. Dank dieser Annahme<br />

lässt sich die Modellbetrachtung <strong>der</strong> Metallobjekte<br />

im Erdreich von ihren Volumen- auf ihre äquipotentialen<br />

Oberflächen reduzieren.<br />

2.3.3 Physikalisches Grundprinzip<br />

Mit den Gleichungen für das elektrostatische Feld<br />

werden elektrische Potentiale und Ladungen von<br />

Objekten, und mit Gleichungen für elektrisches Strömungsfeld<br />

ihre Potentiale und Ableitströme miteinan<strong>der</strong><br />

verknüpft. Dank <strong>der</strong> Analogie zwischen den<br />

Feldarten, erhält man die Gleichungen für das Strömungsfeld<br />

aus den Gleichungen <strong>der</strong> Elektrostatik<br />

durch folgende Substitutionen<br />

1<br />

C → ; Q→I R ; E<br />

ε →γ<br />

(1)<br />

E<br />

mit C, Q und ε als Kapazität, Ladung und Permittivität<br />

in den Gleichungen für das elektrostatische Feld,<br />

und R E , I E und γ als Ausbreitungswi<strong>der</strong>stand, Ableitstrom<br />

und spezifische Leitfähigkeit des Erdreichs in<br />

den Gleichungen für das elektrische Strömungsfeld.<br />

Nachstehende Betrachtungen werden daher zunächst<br />

für das elektrostatische Feld gemacht. Dann<br />

werden die Substitutionen (1) vorgenommen und die<br />

Berechnungen für das Strömungsfeld weitergeführt.<br />

Es wird ein System aus insgesamt n leitenden Flächen<br />

S 1 ... S n mit Ladungen Q 1 ... Q n und Potentialen<br />

U 1 ... U n betrachtet, wobei Potentiale und Ladungen<br />

über die Matrixgleichung miteinan<strong>der</strong> verbunden sind<br />

U<br />

= α ⋅ Q (2)<br />

n×n<br />

n×1 n×1<br />

mit |α| als Matrix <strong>der</strong> Potentialkoeffizienten α ji , mit<br />

i = 1 ... n und j = 1 ... n.<br />

Je<strong>der</strong> Potentialkoeffizient α ji für i ≠ j lässt sich annähernd<br />

bestimmen als<br />

α = α ≈ 1 dSi<br />

ji ij ∫<br />

4ε S i S i r<br />

(3)<br />

mit r als Abstand von jedem Punkt auf <strong>der</strong> Fläche<br />

S i zum geometrischen Mittelpunkt P j <strong>der</strong> Fläche<br />

S j , (Bild 1). Die Näherung (3) ist umso genauer, je<br />

kleiner die Abmessungen von S i und S j im Vergleich<br />

zu r sind.<br />

Für die Eigenpotentialkoeffizienten α ii gilt<br />

= 1<br />

αii 2<br />

4 ε S i<br />

dS i<br />

∫ dS ' i<br />

∫ (4)<br />

S i S i r<br />

Für den Son<strong>der</strong>fall von flachen rechteckförmigen Flächen<br />

S i und S j im dreidimensionalen Raum konnten<br />

analytische Lösungen für (3) und (4) hergeleitet werden,<br />

siehe auch [11].<br />

112 (2014) Heft 6<br />

357


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

z<br />

0<br />

m<br />

-2<br />

-3<br />

-4<br />

-5<br />

-6<br />

8<br />

m<br />

6<br />

4<br />

Bild 2:<br />

Modellierung <strong>der</strong> Rohrgründungen <strong>der</strong> Maste in EMM.<br />

2<br />

Streckenmittelachse<br />

0<br />

y<br />

-2<br />

-4<br />

Für ein System <strong>der</strong> Flächen S 1 ... S n in einem leitenden<br />

Medium, zum Beispiel im Erdreich, geht (2) in<br />

ein Gleichungssystem für elektrisches Strömungsfeld<br />

über, also für Ableitströme I 1 ... I n <strong>der</strong> Flächen und<br />

ihre Spannungen<br />

U = α' ⋅ I (5)<br />

n×1 n×n n×1<br />

Die Elemente α’ ij <strong>der</strong> Matrix |α’| berechnen sich nach<br />

(3) und (4) unter Durchführung <strong>der</strong> Substitutionen (1).<br />

Bildet die Gesamtheit <strong>der</strong> Flächen S 1 ... S n die Oberfläche<br />

eines metallenen Er<strong>der</strong>s, an dem das Potential<br />

U E angelegt ist, lässt sich <strong>der</strong> Ableitstrom des Er<strong>der</strong>s<br />

I E als Summe <strong>der</strong> Ableitströme einzelner Flächen aus<br />

(5) berechnen:<br />

–1<br />

I E<br />

= 1 1×n<br />

⋅ I = 1 α ' 1<br />

n×1 1×n<br />

⋅ ⋅<br />

n×1 n×1<br />

⋅U E<br />

(6)<br />

2.3.4 Modellierungsverfahren<br />

128<br />

m<br />

126<br />

-8 125 x<br />

-6<br />

Der Modellierungsvorgang für ein ERS ist mit Hilfe<br />

von MATLAB ® implementiert und besteht aus folgenden<br />

Schritten:<br />

1 Identifizierung sämtlicher leitenden Objekte<br />

eines Erdungssystems, die mit ihren Oberflächen<br />

im Kontakt mit dem Erdreich stehen<br />

2 Aufteilung <strong>der</strong> Objekte unter Schritt 1 in rechteckförmige<br />

Teilflächen, so wie im Bild 2 beispielhaft<br />

für die Rohrgründungen zweier Maste<br />

gezeigt, und Erstellung einer Datenbank mit Koordinaten<br />

und Abmessungen all dieser Teilflächen<br />

3 Spiegelung <strong>der</strong> Teilflächen aus Schritt 2 an <strong>der</strong><br />

Erdoberfläche zur Berücksichtigung <strong>der</strong> Feldrandbedingungen<br />

an <strong>der</strong> Grenzfläche Erdreich/Luft<br />

4 Aufstellung <strong>der</strong> Matrixgleichung (5) und Berechnung<br />

<strong>der</strong> Koeffizienten α’ ij nach (3), (4) und (1)<br />

aus den Koordinaten und Abmessungen einzelner<br />

Teilflächen aus Schritten 2 und 3<br />

5 Aufstellung <strong>der</strong> Randbedingungsgleichungen für<br />

Ströme und Spannungen <strong>der</strong> Objekte:<br />

––<br />

Gleichsetzung <strong>der</strong> Potentiale aller zu demselben<br />

Objekt gehörenden Teilflächen<br />

––<br />

Zuweisung <strong>der</strong> Strom- o<strong>der</strong> Spannungswerte<br />

an ausgewählte Objekte<br />

––<br />

Aufstellung <strong>der</strong> Knotengleichungen zur Verknüpfung<br />

<strong>der</strong> Ströme und Spannungen aller Objekte,<br />

die mit wi<strong>der</strong>standsbehafteten Elementen <strong>der</strong><br />

Rückleitung miteinan<strong>der</strong> verbunden sind<br />

6 Gemeinsame Lösung <strong>der</strong> unter Schritt 4 und 5<br />

erhaltenen Gleichungen<br />

7 Aufsummierung <strong>der</strong> Ströme einzelner Teilflächen<br />

objektweise für sämtlicher unter Schritt 1 identifizierten<br />

Objekte und Ausgabe <strong>der</strong> berechneten<br />

Spannungen und Ableitströme <strong>der</strong> Objekte<br />

8 Falls erfor<strong>der</strong>lich, Berechnung <strong>der</strong> Potenziale an<br />

den ausgewählten Punkten <strong>der</strong> Erdoberfläche mit<br />

Hilfe <strong>der</strong> Potentialkoeffizienten analog zu (3), (1)<br />

Im Schritt 2 bestimmt <strong>der</strong> Nutzer über die Modellierungsgenauigkeit<br />

und folglich über den Rechenaufwand,<br />

indem er die Feinheit <strong>der</strong> Aufteilung <strong>der</strong><br />

Objektoberflächen in Teilflächen festlegt<br />

Der Rechenaufwand kann weiterhin optimiert<br />

werden, indem man für ausgewählte rundstabförmige<br />

Leiter auf die Oberflächenaufteilung verzichtet.<br />

Potentialkoeffizienten für diese Leiter können<br />

anhand klassischer Gleichungen aus <strong>der</strong> Theorie des<br />

elektrostatischen Feldes unter Einbeziehung von (1)<br />

ermittelt werden. Dadurch lässt sich die Dimension<br />

von (5) reduzieren. Insbeson<strong>der</strong>e für ERS, die Erdungsgitter<br />

aus rundstabförmigen Leitern beinhalten,<br />

kann diese Vorgehensweise sehr vorteilhaft sein.<br />

3 Validierung<br />

Da sich eine messtechnische Validierung <strong>der</strong> EMM<br />

als sehr problematisch und aufwändig darstellt,<br />

wurde die Validierung anhand eines Vergleichs mit<br />

ANSYS ® Maxwell ® [8] durchgeführt. Mehrere Modelle,<br />

die mit vertretbarem Rechenaufwand in Maxwell<br />

handhabbar waren, wurden von Balfour Beatty<br />

Rail definiert und mit Hilfe von EMM berechnet.<br />

Dieselben Modelle wurden anschließend durch die<br />

Technische Universität Dresden, Professur Elektri-<br />

358 112 (2014) Heft 6


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

sche <strong>Bahnen</strong>, mit Hilfe von Maxwell berechnet [12].<br />

Der Validierungsbericht [13] zeigt eine gute Übereinstimmung<br />

<strong>der</strong> Berechnungserg<strong>eb</strong>nisse aus <strong>der</strong><br />

EMM und Maxwell. Die Abweichungen beliefen sich<br />

auf


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

AUTORENDATEN<br />

Dr.-Ing. Andriy Zynovchenko<br />

(35), Studium industrielle Energieversorgungssysteme<br />

an <strong>der</strong> Priasower<br />

staatlichen technischen Universität<br />

in Mariupol, Ukraine; 2003 bis 2006<br />

wissenschaftlicher Mitarbeiter, anschließend<br />

Promotion an <strong>der</strong> Universität<br />

Ulm; seit 2006 Systemingenieur in <strong>der</strong><br />

Abteilung Systemtechnik bei Balfour<br />

Beatty Rail GmbH.<br />

Adresse: Balfour Beatty Rail GmbH,<br />

Abteilung Systemtechnik, Frankfurter<br />

Str. 111, 63067 Offenbach am Main,<br />

Deutschland;<br />

Fon: +49 69 30859-384, Fax: -486;<br />

E-Mail: andriy.zynovchenko@bbrail.com<br />

Prof. Dr.-Ing. Arnd Stephan (49),<br />

Studium Elektrotechnik/ <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> an <strong>der</strong> Hochschule für Verkehrswesen<br />

(HfV) „Friedrich List“ Dresden;<br />

1990 bis 1993 Forschungsstudium an<br />

<strong>der</strong> HfV/TU Dresden; 1995 Promotion<br />

zum Dr.-Ing.; 1993 bis 2008 IFB – Institut<br />

für Bahntechnik GmbH, ab 1995<br />

Nie<strong>der</strong>lassungsleiter des IFB Dresden;<br />

1995 Sachverständiger des Eisenbahn-<br />

Bundesamtes für elektrotechnische<br />

Anlagen, seit 1999 für Magnetbahnsysteme;<br />

2002 Honorarprofessor an <strong>der</strong> TU<br />

Dresden; seit 2008 Professor für <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> an <strong>der</strong> TU Dresden; seit<br />

2012 Geschäftsführer IFB – Institut für<br />

Bahntechnik GmbH Berlin und Dresden.<br />

Dipl.-Ing. Gerhard George (59), Studium<br />

<strong>der</strong> Verkehrselektrotechnik, Hochschule<br />

für Verkehrswesen „Friedrich List”<br />

Dresden; ab 1982 Projektingenieur für<br />

die DC-<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung, Berliner<br />

Verkehrsbetri<strong>eb</strong>e (BVB); 1988 bis 1991<br />

Experte Forschung und Entwicklung,<br />

Deutsche Reichsbahn (DR) Wissenschaftliches<br />

und technisches Zentrum; seit<br />

1991 bei AEG/Adtranz/Balfour Beatty<br />

Rail, seit 2000 Leiter Systemtechnik;<br />

Mitarbeit in verschiedenen Gremien des<br />

DKE und des CENELEC.<br />

Adresse: wie oben;<br />

Fon +49 69 30859-668, Fax: -486;<br />

E-Mail: gerhard.george@bbrail.com<br />

Dipl.-Ing. Sven Körner (35), Studium<br />

des Verkehrsingenieurwesens an <strong>der</strong> TU<br />

Dresden, Spezialisierung Planung und<br />

Betri<strong>eb</strong> elektrischer Verkehrssysteme;<br />

2007 bis 2013 Stipendium <strong>der</strong> Siemens<br />

AG und wissenschaftlicher Mitarbeiter<br />

an <strong>der</strong> Professur <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong>; seit<br />

2013 Projektleiter beim IFB - Institut<br />

für Bahntechnik GmbH, Fachbereich<br />

Antri<strong>eb</strong>stechnik und <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung.<br />

Adresse: IFB – Institut für Bahntechnik<br />

GmbH, Wiener Str. 114/116, 01219<br />

Dresden, Deutschland;<br />

Fon: +49 351 87759 -52; Fax: -90,<br />

E-Mail: sk@bahntechnik.de<br />

Adresse: TU Dresden, Fakultät Verkehrswissenschaften<br />

„Friedrich List“, Professur<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong>, 01062 Dresden,<br />

Deutschland;<br />

Fon: +49 351 463-36730,<br />

E-Mail: arnd.stephan@tu-dresden.de<br />

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH<br />

Arnulfstraße 124<br />

80636 München<br />

Ihr direkter Weg zur Redaktion<br />

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

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

Elektrotechnik<br />

im Verkehrswesen<br />

Dr.-Ing. Steffen Röhlig<br />

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

360 112 (2014) Heft 6


Historie<br />

100 Jahre Innovationen aus Genf für die<br />

BLS Lötschbergbahn – Teil 2<br />

nach Vortrag Christian Vetterli, Product Manager, ABB Sécheron AG, Genf, auf <strong>der</strong> ETG-<br />

Fachtagung 100 Jahre Hochleistungstraktion – 100 Jahre Lötschbergbahn in Spiez im Juni 2013<br />

Vor rund 130 Jahren begann die Geschichte <strong>der</strong> Genfer Elektroindustrie. Diese war und ist noch heute<br />

eine Lokomotive <strong>der</strong> Innovation und erbrachte herausragende Leistungen mit Weltrekorden.<br />

Firmengeschichte<br />

Die Geschichte <strong>der</strong> heutigen<br />

ABB Sécheron AG in Genf war<br />

Bild 1:<br />

Tri<strong>eb</strong>wagen <strong>der</strong> Chemin de Fer du Salève (CFS) (1892) (Foto: Archiv ABB).<br />

Meterspur, Zahnstangen System Abt, Stromschienenspannung DC 600 V, Leistung<br />

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

Bild 2:<br />

Lokomotive E1 Le Drac <strong>der</strong> Chemin de Fer de La Mure (1903) (Foto: Archiv ABB).<br />

Meterspur, Oberleitungsspannung DC ±1 200 V, Leistung 500 PS ± 370 kW<br />

schon in den frühen Jahrzehnten<br />

bewegter als es diejenige<br />

<strong>der</strong> meisten an<strong>der</strong>en Großunternehmen<br />

<strong>der</strong> Bahnindustrie zu<br />

dieser Zeit war.<br />

Den Anfang setzten 1879 Alfred<br />

de Meuron und Jean-François<br />

Lamon mit <strong>der</strong> Gründung eines<br />

Geschäftes für Elektroapparate.<br />

Über verschiedene Kompagnons<br />

wie Edouard Cuénod und Sauter<br />

entstand durch Fusion mit einer<br />

an<strong>der</strong>en Apparatefirma 1891 die<br />

Compagnie de l’Industrie Électrique<br />

(CIE), die 1902 ihr Geschäftsfeld<br />

und ihren Namen um „et Méchanique“<br />

(CIEM) erweiterte. Aus<br />

dieser wurde 1918 die Socièté<br />

Anonyme des Ateliers de Sécheron<br />

(SAAS), die sich nach dem östlichsten,<br />

am Genfer See liegenden<br />

Quartier des Stadtteils Petit-<br />

Saconnex benannte.<br />

Im Jahr 1919 wurde Brown,<br />

Boveri & Cie (BBC) Hauptaktionär,<br />

stieg 1924 wie<strong>der</strong> aus, wurde<br />

dann 1969 Alleinaktionär und<br />

än<strong>der</strong>te 1982 den Namen in BBC-<br />

Sécheron AG. Nachdem 1987 BBC<br />

und die schwedische Allmänna<br />

Svenska Elektriska Akti<strong>eb</strong>olaget<br />

(ASEA) zur ASEA Brown Boveri<br />

(ABB) fusioniert hatten, trennte<br />

sich <strong>der</strong> schweizerische Konzernteil<br />

1988 in Sécheron SA und ABB<br />

Sécheron SA. Letztere spezialisierte<br />

und beschränkte sich auf<br />

die Entwicklung und Herstellung<br />

von Transformatoren und siedelte<br />

1992 in neue Werkanlagen am<br />

südlichen Rand <strong>der</strong> Zone Industrielle<br />

Meyrin-Satigny (ZIMEYSA)<br />

um, zweier westlicher Nachbargemeinden<br />

von Genf.<br />

Erste Referenzfahrzeuge<br />

Die Bahngeschichte <strong>der</strong> Genfer<br />

Industrie begann 1892 mit den<br />

Tri<strong>eb</strong>fahrzeugen für die erste elek-<br />

112 (2014) Heft 6<br />

361


Historie<br />

Bild 3:<br />

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

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

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

Stundenleistung anfangs 3 900 und später 4 400 kW, spezifische Leistung 29<br />

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

trische Zahnradbahn <strong>der</strong> Welt auf<br />

den Mt. Salève, den Hausberg von<br />

Genf (Bild 1).<br />

Berühmt wurde dann die Lokomotive<br />

Le Drac für die 1903<br />

durchgeführte Elektrifizierung <strong>der</strong><br />

Chemins <strong>der</strong> Fer de La Mure südlich<br />

von Grenoble, und zwar mit<br />

<strong>der</strong> damals ungewöhnlich hohen<br />

zweipoligen Übertragungsspannung<br />

DC ±1 200 V mit den Fahrschienen<br />

als Nullleiter (Bild 2) [1].<br />

Diese und alle weiteren Projekte<br />

elektrischer Tri<strong>eb</strong>fahrzeuge realisierte<br />

das Genfer Unternehmen<br />

zusammen mit wechselnden Partnern<br />

für den mechanischen Teil.<br />

Innovationen für die BLS<br />

Zu den herausragenden Spitzenleistungen<br />

von SAAS gehörten je<br />

zwei 1926 und 1931 bei <strong>der</strong> BLS<br />

in Betri<strong>eb</strong> gesetzte Lokomotiven<br />

Be 6/8, mit 4 500 PS ≈ 3 300 kW<br />

Stundenleistung zu <strong>der</strong> Zeit die<br />

weltweit leistungsstärksten Einphasenlokomotiven.<br />

Das Konzept<br />

mit einzeln angetri<strong>eb</strong>enen Radsätzen<br />

bedeutete einen großen<br />

Entwicklungssprung, zumal an<strong>der</strong>e<br />

<strong>Bahnen</strong> in Europa damals und<br />

noch länger auf Stangenantri<strong>eb</strong>e<br />

setzten. Die in [2] gewählte Kennzeichnung<br />

<strong>der</strong> Radsatzfolge könnte<br />

auf eine Rahmenlokomotive<br />

schließen lassen, tatsächlich hatte<br />

es aber Drehgestelle mit Laufradsatz.<br />

Später wurden Stundenleistung<br />

und Höchstgeschwindigkeit,<br />

ursprünglich 75 km/h, schrittweise<br />

denen <strong>der</strong> zweiten Serie angeglichen<br />

und folglich die Bezeichnung<br />

in Ae 6/8 geän<strong>der</strong>t.<br />

Vier gleichartig konzipierte<br />

Lokomotiven folgten 1939 bis<br />

1943, die bei Ablieferung mit<br />

3 900 kW Stundenleistung wie<strong>der</strong>um<br />

die damals leistungsstärksten<br />

für 1 AC weltweit waren (Bild 3).<br />

Die Ae 6/8 205 und 206 stehen<br />

noch heute im Dienst für Nostalgiefahrten.<br />

Eine weitere Weltpremiere waren<br />

1935 drei Leichttri<strong>eb</strong>wagen<br />

Ce 2/4 Blauer Pfeil für die BLS-<br />

Betri<strong>eb</strong>sgruppe (Bild 4) [3]. Von<br />

SAAS patentierte Neuheit war hier<br />

die Montage des 2,8 t schweren<br />

Transformators in <strong>der</strong> Dachkonstruktion<br />

(Bild 5). Es folgten 1938<br />

für 110 km/h Höchstgeschwindigkeit<br />

zwei weitere solcher Tri<strong>eb</strong>wagen<br />

gleicher Leistung, einer mit<br />

Steuerwagen als CFZe 2/6 sowie<br />

drei zweiteilige Züge BCFZe 4/6<br />

mit doppelter Leistung, also mit<br />

<strong>der</strong> Konfiguration Bo‘(2‘)Bo‘.<br />

Mit einem großen Zeitsprung<br />

gehören in die Reihe <strong>der</strong> Rekorde,<br />

an denen das Genfer Unternehmen<br />

beteiligt war, die ab 1994<br />

in zwei Losen gelieferten 18 Lokomotiven<br />

Re 465 (Bild 6) [4].<br />

Bild 4:<br />

<strong>Elektrische</strong>r Leichttri<strong>eb</strong>wagen Ce 2/4 Nr. 701 für Spiez-Erlenbach-Bahn (SEB)<br />

Baujahr 1935, Kenndaten in [3] (Bild 1 aus [3]).<br />

Bild 5:<br />

Stufentransformator mit Hochspannungssicherung und<br />

Schützenbatterie für Dachmontage auf Tri<strong>eb</strong>wagen Ce 2/4<br />

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

362 112 (2014) Heft 6


Historie<br />

übertrager PETT behandelt,<br />

steht in diesem Heft als Fokus<br />

Report. – Die Sachverhalte zu<br />

den Lokomotiven Ae 6/8 und zu<br />

den Leichttri<strong>eb</strong>wagen Blauer Pfeil<br />

wurden von Martin Kocher nachrecherchiert;<br />

sie sind beson<strong>der</strong>s<br />

im Internet vielfach unvollständig<br />

dargestellt.<br />

Be<br />

Literatur<br />

Bild 6:<br />

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

Deren Maximalleistung 7 000 kW<br />

ist bis heute von keiner Bo’Bo‘-<br />

Lokomotive für 15 kV übertroffen.<br />

Anmerkungen: Teil 1 dieses Berichts,<br />

<strong>der</strong> die Mittelfrequenz-<br />

[1] Hübener, W.: <strong>Elektrische</strong> Schmalspur-Güterzugslokomotive<br />

für<br />

2400 Volt Gleichstrom für die<br />

Bahn St. Georges de Commiers –<br />

La Mure. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 1<br />

(1903), H 4, S. 185–192.<br />

[2] Meyfarth, G. L.: Die neuen Lötschberglokomotiven<br />

Type 1AAA-<br />

AAA1. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 3<br />

(1927), H 2, S. 53–65.<br />

[3] Werz, H., Genf: <strong>Elektrische</strong> Leichttri<strong>eb</strong>wagen<br />

<strong>der</strong> Lötschbergbahn.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 14 (1938),<br />

H 7, S. 159–165. Rezension in:<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 111 (2013),<br />

H 7, S. 159–165.<br />

[4] Gerber, P.: Lokomotiven Baureihe<br />

Re 465 <strong>der</strong> BLS Lötschbergbahn.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 93 (1995),<br />

H 12, S. 386–395.<br />

10 Jahre acrpsBestellung unter:<br />

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

Vorträge <strong>der</strong> Fachtagungen 2003-2011<br />

Mit ihrer diesjährigen internationalen Fachtagung feiert die acrps<br />

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

eine erfolgreiche Entwicklung zurück.<br />

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

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

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

im Verkehrswesen in einer hochwertigen Jubiläumsausgabe<br />

zu veröffentlichen.<br />

Das Buch erscheint erstmals zur 6. acrps-Tagung am 07.03.2013<br />

mit einer Auflage von 500 Exemplaren. (Buchformat: DIN-A4,<br />

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

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

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

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€ 120,-<br />

112 (2014) Heft 6<br />

363


Historie<br />

<strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

im Jahre 1964 – Teil 2<br />

Schluss zu <strong>eb</strong> Heft 3/2014, Seiten<br />

138–143<br />

Bahnbetri<strong>eb</strong><br />

Der Bericht [29] beschri<strong>eb</strong> die erste,<br />

515 km lange Eisenbahn <strong>der</strong><br />

Welt für kommerzielle Geschwindigkeit<br />

über 200 km/h. Der Rezensent<br />

muss <strong>der</strong> Versuchung wi<strong>der</strong>stehen,<br />

die aus heutiger Sicht<br />

altertümlich anmutenden Komponenten<br />

und Verfahren aufzuzählen.<br />

Beeindruckend kompakt<br />

wurde auf nur 13 Seiten mit einer<br />

Relieflandkarte, acht Fotos, sechs<br />

Zeichnungen und zehn Diagrammen<br />

alles Wesentliche über das<br />

Gesamtsystem abgehandelt, bestehend<br />

aus den Fahrzeugen mit<br />

ihrer Aerodynamik sowie ihren<br />

mechanischen und elektrischen<br />

Teilen, Stromabnehmern und<br />

Fahrleitungen, Streckenspeisung<br />

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

(Bild 15) sowie Betri<strong>eb</strong>ssicherheit.<br />

Bemerkenswert ist auch das damals<br />

offenbar mögliche timing:<br />

<strong>der</strong> Beitrag erschien in <strong>der</strong> EB ein<br />

TABELLE 1 (Fortsetzung).<br />

Editorials in EB 35 (1964).<br />

Heft Verfasser Thema<br />

7 Wilke Neuer Nahverkehrstri<strong>eb</strong>wagen <strong>der</strong> Deutschen Bundesbahn<br />

8 Kniffler Fernsteuern, Fernmessen, Fernregeln in <strong>der</strong> Bahnstromversorgung<br />

9 Kasperowski 25 Jahre Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen<br />

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

11 Köhl Elektronische Steuerung für Straßenbahn-Schnellverkehr<br />

12 Kniffler Elektrifizierung im norddeutschen Raum<br />

Vierteljahr vor <strong>der</strong> <strong>Eröffnung</strong> <strong>der</strong><br />

Strecke am 1. Oktober 1964, die<br />

wie<strong>der</strong>um auf die am 10. Oktober<br />

eröffneten Olympischen Sommerspiele<br />

in Tokio abgestimmt war.<br />

Vergleichsweise bescheiden<br />

erscheinen dagegen zwei bundesdeutsche<br />

Projekte [45; 51],<br />

die gleichwohl netzstrategisch<br />

enorm wichtig waren. Dabei<br />

überrascht heute, dass die Riedbahn<br />

erst so spät an die Reihe<br />

kam (Bild 16). Eine Beson<strong>der</strong>heit<br />

in Norddeutschland war die<br />

16 2 /3-Hz-Erzeugung im Kraftwerk<br />

Mittelsbüren aus dem Gichtgas<br />

<strong>der</strong> benachbarten Klöckner-Hütte<br />

(<strong>eb</strong> 6/2011, S. 276–280). In <strong>der</strong><br />

Streckenkarte (Bild 17) sieht man,<br />

dass in diesem Landesteil die<br />

Nord-Süd-Richtung noch Vorrang<br />

vor <strong>der</strong> Ost-West-Richtung hatte.<br />

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

Netzbetri<strong>eb</strong><br />

Diese Themen waren mit neun<br />

von 26 Beiträgen, davon sechs im<br />

themenreinen Heft 8 g<strong>eb</strong>ündelt,<br />

ein deutlicher Schwerpunkt des<br />

Halbjahres.<br />

Bild 15:<br />

<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung Tokaido-Bahn (Bild 24 aus [29]).<br />

Umformerwerke 50/60 Hz im Raum Tokio für durchgehenden 60-Hz-Betri<strong>eb</strong> mit Einfrequenztri<strong>eb</strong>zügen<br />

364 112 (2014) Heft 6


Historie<br />

Bild 16:<br />

Elektrifizierung Rhein-Main- und Rhein-Neckar-G<strong>eb</strong>iet (Bild 1 aus [45]).<br />

Knoten Darmstadt sehr stark vereinfacht dargestellt<br />

Im November 1962 und im<br />

April 1964 war in Mannheim und<br />

im Oktober 1963 in Düsseldorf<br />

je ein 16 2 /3-Hz-Turbogenerator in<br />

Betri<strong>eb</strong> gegangen [49]. Die Leistung<br />

40 MW/50 MVA war nur im<br />

Dampfverbund mit 50-Hz-Generatoren<br />

wirtschaftlich bereitzustellen<br />

(Bild 18), und die Turbinendrehzahl<br />

3 000 min –1 erfor<strong>der</strong>te für den Generator<br />

ein Untersetzungsgetri<strong>eb</strong>e<br />

(Bild 19). Der noch fortzusetzende<br />

Beitrag beschri<strong>eb</strong> zunächst mit<br />

großflächigen Bil<strong>der</strong>n den thermischen<br />

Teil bis zur elektrischen<br />

Wellendrehvorrichtung, die den abgestellten<br />

Turbosatz kontinuierlich<br />

mit 50 min –1 drehte. Damit wurde<br />

verhin<strong>der</strong>t, dass sich Turbinenläufer<br />

und Gehäuse als Folge von Wärmeströmung<br />

verkrümmten.<br />

Die DB hatte Anfang 1963 die<br />

Betri<strong>eb</strong>sführung ihres Bahnstromnetzes<br />

so strukturiert, dass die<br />

Lastverteilung des Gesamtnetzes<br />

auf je fünf Dampf- und Wasserkraftwerke<br />

sowie sechs Umformerwerke<br />

in <strong>der</strong> Netzleitstelle in<br />

Frankfurt (Main) lag (Bild 20), das<br />

Schaltgeschäft im 110-kV-Netz<br />

dagegen bei den Schaltbefehlsstellen<br />

(Sbs) München (Sitz in Pasing),<br />

Köln (Sitz in Gremberghoven) und<br />

Hannover (Sitz in Lehrte). Nach einem<br />

Jahr guter Erfahrungen damit<br />

gab es eine Gesamtdarstellung <strong>der</strong><br />

Anlagen, Strukturen und Aufgaben<br />

[27]. Bei den 16 tabellarisch<br />

gelisteten Werken stand n<strong>eb</strong>en<br />

an<strong>der</strong>en eine geplante 50-MW-<br />

Maschine im Kraftwerk Hallendorf<br />

<strong>der</strong> Salzgitter AG, die aber nie<br />

g<strong>eb</strong>aut wurde. Auch sind die drei<br />

Sbs in den letzten Jahren wie<strong>der</strong><br />

aufgelassen und ihre Funktionen<br />

nach Frankfurt rückverlagert worden.<br />

Als Fortsetzung beschri<strong>eb</strong><br />

[46] die für den zentralen Netzbetri<strong>eb</strong><br />

eingesetzte Telematik.<br />

Bild 17:<br />

Streckenelektrifizierung und <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung Norddeutschland (Bild 3 aus [51]).<br />

112 (2014) Heft 6<br />

365


Historie<br />

Bild 18:<br />

Vereinfachtes Wärmeschaltbild 197,5-MW-Block im Großkraftwerk<br />

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

Bild 19:<br />

Rotor 40-MW-Bahnstromgenerator mit Getri<strong>eb</strong>e 3 : 1 im Großkraftwerk Mannheim<br />

(Bild 8 aus [49]).<br />

Entsprechend <strong>der</strong> Netzhierarchie<br />

folgte [32] für die 15-kV-<br />

Schaltanlagen und Fahrleitungsanlagen.<br />

Ausgangspunkt war<br />

dabei, dass und warum bei <strong>der</strong><br />

DB die im Gleisfeld verteilten<br />

Fahrleitungsmastschalter nicht<br />

mehr vom Fahrdienstleiter an einer<br />

Ortssteuertafel im Stellwerk<br />

bedient wurden, son<strong>der</strong>n durch<br />

Fernsteuerung vom Unterwerk<br />

(Uw) aus (Bild 21). Dann wurde<br />

<strong>der</strong> Aufbau von Großraumfernsteuerungen<br />

verkündet und begründet,<br />

bei denen unbesetzte<br />

Tochter-Uw und die Fahrleitungsanlagen<br />

in <strong>der</strong>en Speis<strong>eb</strong>ezirken<br />

von großen Mutter-Uw aus fernüberwacht<br />

und -gesteuert werden;<br />

letztere wurden später in<br />

Bild 20:<br />

Netzleitstelle <strong>der</strong> Zentralstelle für Bahnstromversorgung <strong>der</strong> DB, rechts Arbeitsplatz<br />

Netzregelanlage (Bild 5 aus [27]).<br />

Zentralschaltstellen (Zes) umbenannt,<br />

also nach ihrer Funktion<br />

statt nach ihrem Sitz. Geplant waren<br />

für das Netz <strong>der</strong> Deutschen<br />

Bundesbahn 23 solcher Mutter-<br />

Uw, heute wird das Gesamtnetz<br />

<strong>der</strong> Deutschen Bahn von si<strong>eb</strong>en<br />

Zes betreut.<br />

Schließlich zeigte [36], wie bei<br />

ausgefallener Fernsteuerung die<br />

Fahrleitungsschalter von den weiterhin<br />

vorgehaltenen Ortssteuertafeln<br />

im Stellwerk zu bedienen<br />

waren (Bild 22).<br />

Alle beschri<strong>eb</strong>enen Verbindungswege<br />

für Stellungsbefehle<br />

und -meldungen waren mit klassischer<br />

Wähler- und Relaistechnik<br />

aufg<strong>eb</strong>aut (Bild 22), und es gab<br />

erst eine elektronische Fernsteuerung<br />

[8]. Die bis dahin geg<strong>eb</strong>ene<br />

Zuverlässigkeit <strong>der</strong> Elektronik<br />

wurde in [32] noch leicht kritisch<br />

hinterfragt. Dieser Punkt bli<strong>eb</strong> in<br />

[37] ausgespart, worin die allgemeinen<br />

Eigenschaften, Kodierungen<br />

und Gerätetechniken elektronischer<br />

Anlagen dargelegt und<br />

ihre Zukunft vorausgesagt wurde.<br />

In beiden Artikeln wurden als Vorteile<br />

einerseits <strong>der</strong> wachsende Be-<br />

366 112 (2014) Heft 6


Historie<br />

Bild 21:<br />

Wandsteuertafeln mit Steuerquittungsschaltern im DB-Knotenunterwerk B<strong>eb</strong>ra<br />

(Bild 2 aus [32]).<br />

oben für Schaltanlagen mit 110-kV-und 15-kV-Sammelschienen, sechs Bahnstromleitungs-<br />

und acht Fahrleitungsabzweigen, drei Hauptumspannern,<br />

Eigenbedarfs- und Prüfumspanner<br />

unten Ausschnitt Fahrleitungsnetz Bahnhof B<strong>eb</strong>ra und angrenzende Strecken mit<br />

Betri<strong>eb</strong>sstellen<br />

Bild 22:<br />

Steuerschrank für sechs Fahrleitungs-Mastschalter in kleinem<br />

DB-Stellwerk (Bild 3 aus [36]).<br />

oben Fernsteuerteil mit H<strong>eb</strong>drehwählern und Relais<br />

unten Ortsbedienung mit Umschalter Fern-Orts-Bedienung und<br />

Ein-Aus-Drucktastenpaaren, davon aktuell zwei gegen<br />

unbeabsichtigtes Drücken gesichert<br />

darf an Informationsübertragungen,<br />

vor allem Messwerten, und<br />

an<strong>der</strong>erseits <strong>der</strong> Zwang zum Einsparen<br />

qualifizierten Personals in<br />

<strong>der</strong> oft ländlichen Fläche betont.<br />

Weitere Beiträge zu diesem<br />

Komplex kamen von zwei Nachbarbahnen<br />

und zum Nahverkehr<br />

[33; 34; 35]. Daraus Einzelheiten<br />

und Unterschiede zu filtern würde<br />

aber hier zu weit führen.<br />

Beeinflussung<br />

Das gleichfalls komplett themenreine<br />

Schwerpunktheft 9 behandelte<br />

einen sensiblen Komplex<br />

<strong>der</strong> elektrischen <strong>Bahnen</strong>. Anlass<br />

dafür war das 25-wjährige Nachkriegsbestehen<br />

<strong>der</strong> Schiedsstelle<br />

für Beeinflussungsfragen (SfB),<br />

<strong>der</strong>en Zusammensetzung in <strong>der</strong><br />

Überschrift von [40] steht – zwar<br />

sehr ungewöhnlich, aber hier<br />

höchst praktisch. Dazu brachte<br />

[38] zunächst als spannende<br />

Vorgeschichte, wie schon ab<br />

1939 ein paritätisch besetztes<br />

Vorgängergremium versuchte,<br />

tiefe Meinungsverschiedenheiten<br />

zwischen <strong>der</strong> Reichsbahn und <strong>der</strong><br />

Wirtschaftsgruppe Elektrizitätsversorgung<br />

auszuräumen. Auslöser<br />

war die Sorge <strong>der</strong> Bahn vor Störwirkungen,<br />

die Doppelerdschlüsse<br />

in gelöscht betri<strong>eb</strong>enen Hochspannungsnetzen<br />

3 AC 110 kV<br />

50 Hz auf ihre l<strong>eb</strong>enswichtigen,<br />

weil die Zugfolge sichernden<br />

elektrischen Blockanlagen haben<br />

könnten. Als nächstes Thema<br />

kamen dazu alsbald Geräuschspannungen<br />

aus einpoligen Erdschlüssen,<br />

die bei längerer Dauer<br />

die fahrdienstliche Verständigung<br />

auf den Fernsprechleitungen gefährden<br />

konnten. Es folgten dann<br />

Abschnitte über die aktuelle fachliche<br />

Besetzung und Arbeitsweise<br />

<strong>der</strong> neuen SfB, ihre Zusammenarbeit<br />

mit an<strong>der</strong>en Fachstellen und<br />

ihre Erg<strong>eb</strong>nisse, eine Tabelle zählte<br />

aus ihrem Aufgabenbereich 24<br />

nach Verursachern und Betroffenen<br />

unterschiedene Beeinflussungsfälle<br />

auf.<br />

Eine hervorragende wissenschaftlich-systematische<br />

Übersicht<br />

<strong>der</strong> vorkommenden Erscheinungen,<br />

angefangen von<br />

den elektrochemischen schon<br />

112 (2014) Heft 6<br />

367


Historie<br />

Bild 24:<br />

Messgerät für Ausbreitungswi<strong>der</strong>stand von Erdungsanlagen (Bild 4 aus [42).<br />

Bild 23:<br />

Jahreszeitliche Verteilung <strong>der</strong> monatlichen Erdschlusswischer im<br />

gelöscht betri<strong>eb</strong>enen 110-kV-Bahnstromleitungsnetz <strong>der</strong> DB im<br />

Jahr 1962, Trassenlänge etwa 2 800 km überwiegend zweischleifig<br />

(Bild 7 aus [43]).<br />

bei den <strong>ersten</strong> DC-<strong>Bahnen</strong> über<br />

die klassischen elektrischen, elektromagnetischen<br />

und kapazitiven<br />

bei AC bis zu damals aktuellen<br />

Problemen bot [39]. Eines davon<br />

war die schwierige Bestimmung<br />

von Bodenwi<strong>der</strong>stand o<strong>der</strong> Bodenleitfähigkeit<br />

als Grundlage<br />

für ausreichend zuverlässige Vorausberechnungen,<br />

beson<strong>der</strong>s<br />

bei zunehmend zu erwartenden<br />

AC-Tunnelbahnen in Stadtkernen<br />

mit unübersehbar vielen verschiedenen<br />

Metallmantelkabeln und<br />

Rohrleitungen im Untergrund;<br />

hierfür wurden interessante Messungen<br />

in München beschri<strong>eb</strong>en.<br />

Ein an<strong>der</strong>es Problem wurde <strong>der</strong><br />

zunehmende Oberwellenanteil in<br />

den elektrischen Größen.<br />

Der Beitrag [43] behandelte<br />

den grundsätzlichen Aufbau des<br />

damals 2 900 Trassenkilometer<br />

großen 110-kV-Bahnstromleitungsnetzes<br />

des DB und technische<br />

Verän<strong>der</strong>ungen daran,<br />

zum Beispiel bei den Isolatoren.<br />

Ausführlich beschri<strong>eb</strong>en wurde<br />

das Thema Erdschlüsse mit <strong>der</strong>en<br />

Auswirkungen und Behandlung<br />

im gelöschten betri<strong>eb</strong>enen<br />

2AC-Netz (Bild 23). Beson<strong>der</strong>s<br />

herausgestellt wurde, dass die<br />

dafür maßg<strong>eb</strong>enden Werte um<br />

ein Vielfaches besser sind als bei<br />

50-Hz-Netzen. Doppelerdschlüsse<br />

waren zu wenigen Einzelfällen<br />

im Jahr geworden.<br />

Der Bericht [42] ging von den<br />

praktischen Problemen beim<br />

Umgang mit <strong>der</strong> fernen Erde aus<br />

und beschri<strong>eb</strong>, wie sich mögliche<br />

Messfehler ausschalten lassen;<br />

das Gerät dafür wirkt heute anmutig<br />

(Bild 24).<br />

In [44] implizierte die Überschrift<br />

auch Mittelspannungsfahrleitungen.<br />

Es wurde nach<br />

Summierung von Oberwellen<br />

verschiedener und Oberwellen<br />

gleicher Frequenz unterschieden.<br />

Zum <strong>ersten</strong> Fall war die<br />

Bewertungstabelle nach CCITT<br />

Bild 25:<br />

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

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

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

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

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

Bremskraft 130 kN<br />

368 112 (2014) Heft 6


Historie<br />

und VDE 0227 und 0228 (siehe<br />

Hintergrund in <strong>eb</strong> 6-7/2013,<br />

Seite 409) für die Frequenzen<br />

„16,7 Hz“ bis 7 000 Hz gezeigt<br />

und erklärt. Zum zweiten Fall<br />

wurde als Problem die völlig<br />

unbestimmte und noch dazu<br />

verän<strong>der</strong>liche Phasenlage von<br />

Oberwellen behandelt, die aus<br />

verschiedenen Quellen wie beispielsweise<br />

gleichzeitig fahrenden<br />

Tri<strong>eb</strong>fahrzeugen mit gleicher<br />

Steuerungstechnik stammen.<br />

Bei <strong>der</strong> oben schon angesprochenen<br />

Arbeit [40] erwies sich <strong>der</strong><br />

voluminöse Zusatz in <strong>der</strong> Überschrift<br />

als überflüssig: Tatsächlich<br />

behandelt wurden die seit 1956<br />

geltenden Richtlinien über Kreuzungen<br />

von Starkstromleitungen eines<br />

Unternehmens <strong>der</strong> öffentlichen Elektrizitätsversorgung<br />

(EVU) mit DB-Gelände<br />

o<strong>der</strong> DB-Starkstromleitungen<br />

(Stromkr Richtl), wobei zu letzteren<br />

auch die 110-kV-Bahnstromleitungen<br />

zählten. Ausführlich referiert<br />

wurden Geltungsbereich <strong>der</strong><br />

Richtlinie, Rechtsgrundlagen <strong>der</strong><br />

Kreuzungen, Ausführung <strong>der</strong> Kreuzungen<br />

und Kostentragung.<br />

Fahrzeuge<br />

Objekt zu [28] war die erste<br />

von sechs Prototypen <strong>der</strong> Reihe<br />

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

Diesen folgten, einschließlich etlicher<br />

bei Privatbahnen und einiger<br />

als Re 4/4 III mit an<strong>der</strong>er Übersetzung,<br />

insgesamt rund 300 Serienfahrzeuge<br />

– eine für die Schweiz<br />

einmalige Zahl. In ihrer Perfektion<br />

mit klassischer AC-Technik einschließlich<br />

Rekuperationsbremse,<br />

allerdings vollelektronischer<br />

Steuerung und Regelung, wurde<br />

sie nur noch von ihrer größeren<br />

Schwester Re 6/6, heute Re 620<br />

etwas überboten.<br />

Lokomotiven für durchgehende<br />

Traktion Paris – Brüssel – Amsterdam,<br />

also mit AC 25 kV 50 Hz,<br />

DC 3 kV und DC 1,5 kV beschafften<br />

sich die SNCF als Baureihe<br />

BB 26 000 und die SNCB als Baureihe<br />

123 [30], nach dem Stand<br />

<strong>der</strong> Technik mit Si-Gleichrichter<br />

für den AC-Betri<strong>eb</strong> und dabei<br />

auch Wi<strong>der</strong>standssteuerung wie<br />

112 (2014) Heft 6<br />

Bild 26:<br />

Schaltgerätegerüst<br />

für Fahrsteuerung DC<br />

3 kV (Bil<strong>der</strong> 11 und 12<br />

aus [48] Seite 333).<br />

Bild 27:<br />

Messung Fahrdraht-<br />

Seitenlage (links)<br />

und -Höhenlage<br />

(rechts) mit Optischem<br />

Lot (Doppelbild<br />

3-4 aus [52]).<br />

369


Historie<br />

TABELLE 2<br />

Bahnneuheiten Hannover-Messe 1964.<br />

AEG<br />

Bayerische Schrauben- und<br />

Fe<strong>der</strong>nfabriken Richard Bergner<br />

BBC<br />

Fahrleitungsbau<br />

PINTSCH-BAMAG<br />

Ringsdorf<br />

Schunk & Ebe<br />

beim DC-Betri<strong>eb</strong>. Nicht einmal<br />

für einen solchen eng verzahnten<br />

Einsatz war ein gemeinsames Projekt<br />

möglich.<br />

Die in [48] vorgestellten belgischen<br />

Tri<strong>eb</strong>wagen hatten<br />

die ungewöhnliche Radsatzfolge<br />

(A1)‘(1A)‘+(A1)‘(1A)‘ und<br />

130 km/h Höchstgeschwindigkeit;<br />

bei Fahrzeugen dieser Zeit<br />

beeindruckt heute immer wie<strong>der</strong><br />

die aufwändige elektromechanische<br />

Schaltapparatur (Bild 26).<br />

Als einziger Beitrag in dem<br />

Jahrgang über steuerbare Leistungshalbleiter<br />

in Tri<strong>eb</strong>fahrzeugen<br />

erklärte [47] mit Prinzipgrafiken<br />

und Basisgleichungen die<br />

Funktion des Gleichstromstellers<br />

und betonte die Vorteile gegenüber<br />

klassischen Steuerungen<br />

mit <strong>der</strong>en aufwändigem Umgruppierungen<br />

<strong>der</strong> Fahrmotoren<br />

und Energieverlusten in den Anfahrwi<strong>der</strong>ständen<br />

und dagegen<br />

DC-Schnellschalter GEARAPID<br />

Klauenpol-Zuglichtgenerator<br />

1-kV-Netzgerät für Wagenversorgung<br />

Leiterseil-Reparaturspiralen<br />

Leiterseil-Pressklemmen<br />

elektronisches Netzschutzrelais<br />

elastischer Fahrdrahthalter<br />

schleifringloser Zuglichtgenerator<br />

Straßenbahn-Signal- und Weichensteuerung<br />

Erdungskontakt für Radsatzwellen<br />

Bürstenhalter mit lenkergeführtem Druckfinger<br />

Bild 28:<br />

Elastischer Fahrdrahthalter aus glasfaserverstärktem Gießharz (Bild 4 aus [31]).<br />

zusätzlich noch <strong>der</strong> einfachen<br />

Rückspeisemöglichkeit. Dann<br />

wurden die Ausrüstungen zweier<br />

kleiner batteriegetri<strong>eb</strong>ener<br />

Rangierlokomotiven in Industri<strong>eb</strong>etri<strong>eb</strong>en<br />

und erste Betri<strong>eb</strong>serfahren<br />

angeführt. Der Einsatz<br />

dieser Technik bei Straßen- und<br />

U-<strong>Bahnen</strong> wurde noch in Konditionalform<br />

angesprochen.<br />

Sonstiges<br />

Im Beitrag [41] ging es um die Behandlung<br />

<strong>der</strong> Fernmeldeanlagenerde<br />

gegenüber <strong>der</strong> Bahnerde,<br />

und zwar mit Blick auf Potenzialunterschiede<br />

und Belastung <strong>der</strong><br />

Kabelmäntel durch Betri<strong>eb</strong>s- und<br />

Kurzschlussrückströme.<br />

Der Beitrag [50] beschri<strong>eb</strong> zunächst<br />

die Fertigungsverfahren<br />

für Leitungskupfer und für die<br />

Gummi- o<strong>der</strong> Kunststoffisolierung<br />

und danach den Einkauf von<br />

Starkstromleitern durch die DB.<br />

Diese brauchte trotz interner Normung<br />

rund 400 Sorten und sie<br />

stellte das Elektrolytkupfer aus eigenem,<br />

zentral gesteuertem und<br />

aufgearbeitetem Rückgewinn bei.<br />

Der einzige Fahrleitungsbeitrag<br />

des Halbjahres beschri<strong>eb</strong> das<br />

verbesserte Optische Lot [52], mit<br />

dem jetzt das Messen von Seitenund<br />

von Höhenlage des Fahrdrahtes<br />

ohne Umbau des Gerätes<br />

möglich war (Bild 27).<br />

Im Heft 7 stand wie<strong>der</strong> <strong>der</strong> einige<br />

Jahre lang regelmäßige Bericht<br />

über Bahnneuheiten auf <strong>der</strong><br />

Hannover-Messe [31]. Tabelle 2<br />

zeigt heute nicht nur, was damals<br />

neu war (Bild 28), son<strong>der</strong>n auch<br />

deutsche Industriegeschichte: Richard<br />

Bergner und Fahrleitungsbau<br />

erscheinen bei einer Schnellsuche<br />

im Internet noch unter dem eigenen<br />

Namen, die drei an<strong>der</strong>en<br />

Mittelständler immerhin unter<br />

größeren Firmengruppen und das<br />

Schicksal <strong>der</strong> beiden ganz Großen<br />

ist hinlänglich bekannt.<br />

Uwe Behmann<br />

Hauptbeiträge Jahrgang 35<br />

(1964) Hefte 7 bis 12<br />

[27] Schaefer, Herbert: Betri<strong>eb</strong>sführung<br />

und Lastverteilung in <strong>der</strong><br />

110-kV-Bahnstromversorgung<br />

<strong>der</strong> Deutschen Bundesbahn. In:<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35 (1964),<br />

H. 7, S. 172–179.<br />

[28] Gladigau, Albert: Neue Bo’Bo‘-<br />

Lokomotive <strong>der</strong> SBB. In: <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> 35 (1964), H. 7,<br />

S. 180–181.<br />

[29] Boehm, Bernhard: Fahrzeuge und<br />

Stromversorgungsanlagen <strong>der</strong><br />

neuen Schnellbahn in Japan. In:<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35 (1964),<br />

H. 7, S. 181–194.<br />

[30] Sparkuhle, Hans: Dreisystemlokomotiven<br />

<strong>der</strong> Französischen und<br />

Belgischen Staatsbahnen. In:<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35 (1964),<br />

H. 7, S. 194–196.<br />

[31] Behmann, U.: Hannover-Messe<br />

1964. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35<br />

(1964), H. 7, S. 197–200.<br />

[32] Kulla, Hans: Fernsteuertechnik<br />

in Unterwerken und Fahrleitungsanlagen<br />

<strong>der</strong> DB. In: <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> 35 (1964), H. 8,<br />

S. 204–212.<br />

[33] Hartmann, Ludwig: Die Fernwirktechnik<br />

im Nahverkehr. In: <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> 35 (1964), H. 8,<br />

S. 212–218.<br />

370 112 (2014) Heft 6


Historie<br />

[34] Labadie, J. L.: Die Fernsteuerung<br />

in denn Fahrleitungsanlagen <strong>der</strong><br />

SNCF. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35<br />

(1964), H. 8, S. 218–224.<br />

[35] Ankersmit, J. E. J.: Die Fernsteuerung<br />

<strong>der</strong> Nie<strong>der</strong>ländischen Eisenbahnen.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

35 (1964), H. 8, S. 225–230.<br />

[36] Bauer, Karl­Hans: Die Fernbedienung<br />

von Mast- und Kuppelschaltern<br />

mit Orststeuertafeln bei<br />

<strong>der</strong> DB. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35<br />

(1964), H. 8, S. 231–233.<br />

[37] Dhen, Walter: Elektronische Fernwirkanlagen<br />

für die Bahnstromversorgung.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

35 (1964), H. 8, S. 233–237.<br />

[38] Kasperowski, Ottomar: Die<br />

Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35<br />

(1964), H. 9, S. 242–246.<br />

[39] Buckel, Rolf: Probleme <strong>der</strong> Beeinflussung<br />

im Bereich elektrischer<br />

<strong>Bahnen</strong>. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

35 (1964), H. 9, S. 246–255.<br />

[40] Kadenbach, Ernst: Zum Recht <strong>der</strong><br />

Kreuzungen von EVU-Starkstromleitungen<br />

mit DB-Gelände o<strong>der</strong> DB-<br />

Starkstromleitungen – Zugleich ein<br />

Beitrag zum Aufgabenbereich <strong>der</strong><br />

Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen<br />

<strong>der</strong> Deutschen Bundesbahn,<br />

<strong>der</strong> Deutschen Bundespost und <strong>der</strong><br />

Vereinigung Deutscher Elektrizitätswerke<br />

e. V. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

35 (1964), H. 9, S. 255–263.<br />

[41] Plathner, Walter: Einführung von<br />

Fernmeldekabeln in Bahnunterwerke.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35<br />

(1964), H. 9, S. 263–264.<br />

[42] Renner, W.: Kompensationsverfahren<br />

zur Meßfehlerkorrektur bei<br />

<strong>der</strong> Ermittlung des Ausbreitungswi<strong>der</strong>standes<br />

ausgedehnter Erdungsanlagen.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

35 (1964), H. 9, S. 265–267.<br />

[43] Schaefer, Herbert: Die 110-kV-Bahnstromleitungen<br />

<strong>der</strong> Deutschen<br />

Bundesbahn unter beson<strong>der</strong>er Berücksichtigung<br />

<strong>der</strong> Beeinflussungsfragen.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35<br />

(1964), H. 9, S. 268–272.<br />

[44] Hofmann, Fritz: Die Summenbildung<br />

von Oberschwingungen<br />

in Hochspannungsleitungen. In:<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35 (1964),<br />

H. 9, S. 273–277.<br />

[45] Sailer, Josef: <strong>Elektrische</strong>r Betri<strong>eb</strong><br />

auf <strong>der</strong> Strecke Frankfurt – Mannheim.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35<br />

(1964), H. 10, S. 284–285.<br />

[46] Schaefer, Herbert: Fernwirk- und<br />

Fernmeßtechnik in <strong>der</strong> 110-kV-Bahnstromversorgung<br />

<strong>der</strong> Deutschen<br />

Bundesbahn. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

35 (1964), H. 10, S. 286–294.<br />

[47] Wagner, Rudolf.; Wolski, Alexan<strong>der</strong>:<br />

Batterie-Tri<strong>eb</strong>fahrzeuge<br />

mit Gleichstromsteuerung über<br />

Silizium-Stromtore. In: <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> 35 (1964), H. 10,<br />

S. 294–301.<br />

[48] Neruez, J.: Neue elektrische<br />

Tri<strong>eb</strong>wagen <strong>der</strong> Nationalen<br />

Gesellschaft <strong>der</strong> Belgischen Eisenbahnen<br />

(SNCB). In: <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> 35 (1964), H. 11,<br />

S. 304–307; H. 12, S. 331–336.<br />

[49] Förstner, Rudolf: Die 40-MW/50-<br />

MVA-Bahnstromturbosätze für<br />

das Großkraftwerk Mannheim.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35 (1964),<br />

H. 11, S. 308–316; 36 (1965),<br />

H. 1, S. 19–27.<br />

[50] Keller, Meinrad: Isolierte Leitungen.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35<br />

(1964), H. 11, S. 316–321.<br />

[51] Tägert, Ludwig: Die Elektrifizierung<br />

<strong>der</strong> Strecke Hannover – Bremen.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35<br />

(1964), H. 12, S. 324–331.<br />

[52] Freidhofer, Harry: Bestimmung<br />

<strong>der</strong> Seiten- und Höhenlage des<br />

Fahrdrahtes mit dem Optischen<br />

Lot. In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 35<br />

(1964), H. 12, S. 336–337.<br />

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH<br />

Arnulfstraße 124<br />

80636 München<br />

Ihr „Draht“ zur Anzeigenabteilung<br />

Kirstin Sommer<br />

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

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

Elektrotechnik<br />

im Verkehrswesen<br />

Telefon: +49 89 203 53 66-36<br />

Telefax: +49 89 203 53 66-99<br />

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112 (2014) Heft 6<br />

371


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

Neue Hauptschaltleitung <strong>der</strong> DB Energie<br />

Die DB Energie hat für knapp<br />

10 Mio. EUR ihre Hauptschaltleitung<br />

in Frankfurt (Main) komplett<br />

erneuert. Mit <strong>der</strong> <strong>Eröffnung</strong><br />

im April 2014 wurde auch das<br />

50-jährige Bestehen dieser<br />

Leitstelle gefeiert. Die Arbeiten<br />

hatten vier Jahre gedauert. Die<br />

wesentlichen Verbesserungen<br />

betreffen die IT-Sicherheit, die<br />

Netzstabilität bei Lastsprüngen<br />

bis 350 MW und die Ansteuerung<br />

<strong>der</strong> Kraft-, Umformer- und Umrichterwerke,<br />

die 16,7-Hz-<strong>Bahnen</strong>ergie<br />

erzeugen. N<strong>eb</strong>en dem<br />

wirtschaftlichen Einsatz dieser<br />

Werke, mit dem rund 1 Mrd. EUR<br />

Beschaffungskosten pro Jahr<br />

disponiert werden, obliegt <strong>der</strong><br />

HSL auch die Betri<strong>eb</strong>sführung des<br />

7 900 Trassenkilometer langen<br />

110-kV-Bahnstromleitungsnetzes.<br />

Die Versorgungszuverlässigkeit<br />

für die 110/15-kV-Unterwerke<br />

liegt mit 99,99 % über <strong>der</strong>jenigen<br />

<strong>der</strong> öffentlichen 50-Hz-<br />

Versorgung. Die Vorgängerin <strong>der</strong><br />

neuen Anlage war 1999 errichtet<br />

worden war [1], die Nachfolgerin<br />

<strong>der</strong> Anfang 1963 in Betri<strong>eb</strong><br />

gegangenen Netzleitstelle <strong>der</strong><br />

Zentralstelle für Bahnstromversorgung<br />

(ZBV) war [2].<br />

[1] Sternberg, E.; Schaarschmidt, J.:<br />

Hauptschaltleitung <strong>der</strong> DB Energie.<br />

In: <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong> 99<br />

(2001), H. 67, S. 247–254.<br />

[2] Schaefer, Herbert: Betri<strong>eb</strong>sführung<br />

und Lastverteilung in <strong>der</strong><br />

110-kV-Bahnstromversorgung <strong>der</strong><br />

Deutschen Bundesbahn. In: <strong>Elektrische</strong><br />

<strong>Bahnen</strong> 35 (1964), H. 7,<br />

S. 172–179.<br />

Bundesverkehrsministerium prüft DB<br />

Das Bundesverkehrsministerium<br />

lässt von Eurailscout die<br />

Angaben überprüfen, die von<br />

<strong>der</strong> DB über den Zustand ihres<br />

Netzes gemacht werden. Die<br />

DB bekundete Freude darüber,<br />

dass sich die Politik für die<br />

Eisenbahn interessiere. Um eine<br />

gemeinsame Datengrundlage zu<br />

erhalten, hätte man die Messtechnik<br />

zusammen mit dem<br />

nie<strong>der</strong>ländischen Unternehmen<br />

kalibriert. Der neue Bundesverkehrsminister<br />

Alexan<strong>der</strong> Dobrindt<br />

begründet, man werde in den<br />

nächsten Jahren mehr Geld in<br />

die Schiene investieren. Der<br />

Bund will die bestehende Gleisgeometriedatenbank<br />

<strong>der</strong> DB<br />

kontrollieren und gleichzeitig<br />

mit dem Aufbau einer unabhängigen<br />

Datengrundlage beginnen,<br />

um unmittelbar Einblick<br />

in den Zustand <strong>der</strong> Eisenbahninfrastruktur<br />

in Deutschland zu<br />

erhalten. Dazu wird die Softwaregesellschaft<br />

Erdmann aus<br />

Görlitz alle Inspektionsdaten<br />

vorhalten, Analysen erstellen<br />

und das Ministerium fachlich<br />

beraten. Der nie<strong>der</strong>ländische<br />

Messzug soll rund 5 000 km des<br />

Netzes erfassen.<br />

Neue S-<strong>Bahnen</strong> für Rhein-Main<br />

DB Regio Hessen und <strong>der</strong> Rhein-<br />

Main-Verkehrsverbund haben<br />

die <strong>ersten</strong> <strong>der</strong> insgesamt 91<br />

neuen S-Bahn-Tri<strong>eb</strong>züge ET 430<br />

<strong>der</strong> Öffentlichkeit vorgestellt.<br />

Für rund 500 Mio. EUR liefern<br />

Bombardier und Alstom Fahrzeuge<br />

mit je 176 Sitz- und 310<br />

Stehplätzen, Fahrgastinformationssystem<br />

mit Schriftanzeigen<br />

an Front- und Außenseiten,<br />

Monitore im Fahrzeuginneren<br />

und Rampen für Mobilitätseingeschränkte,<br />

mit denen <strong>der</strong><br />

Höhenunterschied zwischen<br />

Fahrzeug und den zum Teil nur<br />

76 cm hohen Bahnsteigkanten<br />

überbrückt werden kann. Die<br />

ET 430 sollen zunächst einzelne<br />

ET 420 auf <strong>der</strong> Linie S 1 und Verstärker<br />

zum Flughafen ersetzen.<br />

Ab Fahrplanwechsel Dezember<br />

2014 sollen ET 430 auch als S7,<br />

S8 und S9 fahren. Weiterhin<br />

werden parallel zur Auslieferung<br />

<strong>der</strong> ET 430 die seit 2002 eingesetzten<br />

ET 423 bis Ende 2015<br />

mo<strong>der</strong>nisiert. Dann sollen auf<br />

allen S-Bahn-Linien des RMV nur<br />

noch neue sowie mo<strong>der</strong>nisierte,<br />

insgesamt 191 S-Bahn-Tri<strong>eb</strong>züge<br />

im Einsatz sein.<br />

372 112 (2014) Heft 6


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

Vertrag über Instandhaltung<br />

Die Instandhaltung von Bremskomponenten,<br />

Radsätzen und<br />

Drehgestellen von 220 Doppelstockwagen<br />

und 37 Lokomotiven<br />

<strong>der</strong> Metronom Eisenbahngesellschaft<br />

wird bis 2022 in den Werken<br />

Fulda und Wittenberge durch<br />

die DB Fahrzeuginstandhaltung<br />

erfolgen. Dazu hat diese mit Bombardier<br />

Transportation Verträge<br />

über ein Volumen im zweistelligen<br />

Millionenbereich unterzeichnet.<br />

LST für U-Bahn Suzhou verg<strong>eb</strong>en<br />

Siemens hat von <strong>der</strong> China Electronics<br />

Technology Group Corporation<br />

(CETC) den Auftrag zur<br />

signaltechnischen Ausrüstung <strong>der</strong><br />

Erweiterung <strong>der</strong> U-Bahn-Linie 2 in<br />

Suzhou erhalten. Zum Lieferumfang<br />

gehören das automatische<br />

Zugbeeinflussungssystem Trainguard<br />

MT, elektronische Stellwerke<br />

vom Typ Trackguard Sicas ECC sowie<br />

das Funkübertragungssystem<br />

Airlink. Der Auftrag hat einen Wert<br />

von rund 15 Mio. EUR und soll<br />

Ende 2016 abgeschlossen sein.<br />

Die Linie 2, die ab 2009 vom<br />

selben Auftragnehmer g<strong>eb</strong>aut<br />

wurde, verläuft mit 22 Stationen<br />

in Nord-Süd-Richtung und endet<br />

am Hauptbahnhof, wo Umsteigemöglichkeiten<br />

zum Regional- und<br />

Hochgeschwindigkeitsverkehr unter<br />

an<strong>der</strong>em nach Shanghai bestehen.<br />

Mit <strong>der</strong> Erweiterung <strong>der</strong> Linie 2<br />

wird <strong>der</strong> Osten Suzhous an das U-<br />

Bahn-Netz angeschlossen. Suzhou<br />

ist eine <strong>der</strong> ältesten Städte im Osten<br />

Chinas, liegt rund 80 km nordwestlich<br />

von Shanghai und zählt<br />

mehr als zehn Millionen Einwohner.<br />

Die steigende Einwohnerzahl und<br />

die schnelle Entwicklung <strong>der</strong> Stadt<br />

machen einen Ausbau des Nahverkehrssystems<br />

notwendig.<br />

Container-Bahnstromschalt anlage für ÖBB<br />

Die ÖBB-Infrastruktur hat Anfang<br />

April 2014 Balfour Beatty<br />

TABELLE<br />

112 (2014) Heft 6<br />

Rail Austria mit Entwurf und<br />

Lieferung einer transportablen<br />

Leistungsumfang Container-Bahnstromschaltanlage für ÖBB.<br />

kompletter mechanischer Containerbau<br />

sechsfeldrige Schaltanlage 1 AC 15 kV 16,7 Hz<br />

15-kV-Kabel zu externem Umspanner 110/15 kV<br />

15-kV-Kabel zu externem Oberleitungsschaltgerüst<br />

Eigenbedarfsanlage 3 AC 400/230 V 50 Hz<br />

Batterie und Ladegerät DC 220 V<br />

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

Verlegen und Anschließen <strong>der</strong> Steuerkabel zu externem 110-kV-Hybridschaltfeld<br />

Verlegen und Anschließen <strong>der</strong> Steuerkabel zu externem Umspanner 110/15 kV<br />

Umspannerschutz mit Reserveschutz<br />

Oberleitungsschutz<br />

Messung und Zählung<br />

Anschließen beigestellter Steuer- und Leittechnik an Fernwirk- und<br />

Kommunikationsschnittstelle zur Regionalen Leitstelle (RLS) <strong>der</strong> ÖBB<br />

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

Testbetri<strong>eb</strong> in bestehendem Unterwerk<br />

3<br />

4<br />

2<br />

1<br />

7<br />

5<br />

8<br />

6<br />

9<br />

Schaltanlage in Containerbauweise<br />

beauftragt (Tabelle).<br />

Solche Anlagen sollen langfristig<br />

die alten fahrbaren Unterwerke<br />

(fUW) ersetzen und wie diese bei<br />

Umbau, Erweiterung o<strong>der</strong> Neubau<br />

bestehen<strong>der</strong> Unterwerke den<br />

Bahnbetri<strong>eb</strong> aufrechterhalten.<br />

Der Container wird 12 m lang,<br />

3 m hoch und 3 m breit werden<br />

und 15 t Nutzlast haben. Als<br />

Schaltanlage wird TracFeed ® TAA<br />

15 kV 16,7 Hz eing<strong>eb</strong>aut. Der<br />

Zeitplan sieht die Montage<br />

im Werk Wiener Neudorf des<br />

Auftragnehmers etwa von<br />

Oktober 2014 bis Januar 2015<br />

vor. Von F<strong>eb</strong>ruar bis März 2015<br />

soll die Anlage im ÖBB-Unterwerk<br />

Attnang in Betri<strong>eb</strong> genommen<br />

und dann bei dessen Umbau<br />

ihren Testbetri<strong>eb</strong> absolvieren.<br />

Bild:<br />

Containerschaltanlage 3D-Ansicht (Grafik: Balfour Beatty 2014).<br />

1 15-kV-Schaltanlage TracFeed ® TAA<br />

2 Druckentlastung nach außen<br />

3 Übergabeschrank zu den externen Anlagenteilen<br />

4 Nullpunktschrank<br />

5 Verteilung Eigenbedarf, Batterieladung und USV<br />

6 Batterieanlage DC 220 V<br />

7 Leittechnikschränke mit FW-Schnittstelle<br />

8 Zentrale Oberleitung- und Umspannerschutztechnik<br />

9 UW-Traktionsleistungszählung<br />

373


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

Zwei Neuausschreibungen für Ceneri-Basistunnel<br />

Als Folge von Urteilen des<br />

Bundesverwaltungsgerichts<br />

schreibt die AlpTransit Gotthard<br />

AG (ATG) zwei Aufträge rund<br />

um den Bau des Ceneri-Basistunnels<br />

<strong>der</strong> Neat neu aus. Die<br />

Verfahren im Zusammenhang<br />

mit den Bahntechnik-Vergaben<br />

<strong>der</strong> ATG sind offenbar abg<strong>eb</strong>rochen<br />

worden. Grund seien zwei<br />

zugelassene Beschwerden gegen<br />

die verg<strong>eb</strong>enen Lose Fahrbahn<br />

und Logistik sowie Bahntechnik<br />

und Gesamtkoordination im Wert<br />

von rund 96 Mio. CHF sowie rund<br />

129 Mio. CHF.<br />

Das Bundesverwaltungsgericht<br />

soll detailliert erläutert haben, wie<br />

die für den Eignungsnachweis eingereichten<br />

Referenzen bewertet<br />

werden müssten. Demnach seien<br />

die Zuschlagsempfängerinnen<br />

vom Verfahren auszuschließen.<br />

Die entsprechende Überprüfung<br />

<strong>der</strong> Eignung <strong>der</strong> Beschwerdeführerinnen<br />

durch die ATG habe<br />

allerdings erg<strong>eb</strong>en, dass auch<br />

die Beschwerdeführerinnen die<br />

Referenznachweise im Sinne<br />

<strong>der</strong> Urteile nicht erbringen und<br />

folglich <strong>eb</strong>enfalls vom Verfahren<br />

auszuschließen seien. Weil damit<br />

kein im Verfahren verbli<strong>eb</strong>ener<br />

Anbieter die gefor<strong>der</strong>te Eignung<br />

gemäß Bundesverwaltungsgericht<br />

erfülle, wurde das Vergabeverfahren<br />

abg<strong>eb</strong>rochen. Die Inbetri<strong>eb</strong>setzung<br />

des Ceneri-Basistunnels ist<br />

für Dezember 2019 vorgesehen.<br />

Simplonstrecke<br />

In <strong>der</strong> Schweiz hat <strong>der</strong> Nationalrat<br />

(erste Kammer des Bundesparlamentes)<br />

den Bundesrat<br />

(Bundesregierung) mit ganz<br />

knapper Mehrheit beauftragt, mit<br />

Italien über den 19 km langen<br />

südlichen Abschnitt Domodossola<br />

– Iselle di Trasquera zu verhandeln<br />

mit dem Ziel, Instandhaltung<br />

und Betri<strong>eb</strong>sführung<br />

schweizerischen Unternehmen zu<br />

übertragen. Die Initianten sehen<br />

darin Verbesserungspotenzial<br />

angesichts immer wie<strong>der</strong>kehren<strong>der</strong><br />

Abstimmungsprobleme bei<br />

<strong>der</strong> Instandhaltungsplanung und<br />

im Störungsmanagement. Der<br />

Bundesrat hatte dem Ansinnen<br />

wi<strong>der</strong>sprochen, weil das Ganze<br />

schon 2006 bei <strong>der</strong> Erneuerung<br />

<strong>der</strong> Simplonkonzession erörtert<br />

und von Italien abgelehnt<br />

worden war. Die SBB betreibt<br />

schon seit den 1920er Jahren<br />

die <strong>Bahnen</strong>ergieversorgung mit<br />

15 kV 16 2 /3 Hz bis Domodossola<br />

will sich jetzt mit 280 Mio. CHF<br />

an <strong>der</strong> Herstellung des 4-m-<br />

Lichtraums auf dem italienischen<br />

Abschnitt beteiligen.<br />

Nachrichten Energie und Umwelt<br />

Verkabelung von Hochspannungsleitungen<br />

In <strong>der</strong> Schweiz hat <strong>der</strong> Nationalrat<br />

(erste Kammer des<br />

Bundesparlamentes) sich gegen<br />

das Votum des Bundesrates<br />

(Bundesregierung) mit knapper<br />

Mehrheit dafür ausgesprochen,<br />

für Hochspannungskabelstrecken<br />

ein beschleunigtes Plangenehmigungsverfahren<br />

zu ermöglichen<br />

und die Mehrinvestitionen für<br />

die Verkabelung auf die Netznutzungsentgelte<br />

umzulegen,<br />

jedoch mit Son<strong>der</strong>konditionen<br />

für Unternehmen mit sehr<br />

hohem Bedarf. Dazu muss noch<br />

<strong>der</strong> Stän<strong>der</strong>at (zweite Kammer)<br />

entscheiden.<br />

Lärmschutz an Bahnstrecken<br />

Wenn bestehende Bahnstrecken in<br />

unverän<strong>der</strong>ter Lage mo<strong>der</strong>nisiert<br />

wurden, galt dies bisher nicht als<br />

eine solche Än<strong>der</strong>ung, die den<br />

Anwohnern zu einem Anspruch auf<br />

Lärmschutz verhalf. Das Bundesverwaltungsgericht<br />

hat jetzt zur<br />

abschnittsweise Mo<strong>der</strong>nisierung<br />

<strong>der</strong> Strecke Berlin – Rostock entschieden,<br />

dass trotz unverän<strong>der</strong>ter<br />

Gleislage die Heraufsetzung <strong>der</strong><br />

Streckenhöchstgeschwindigkeit<br />

von 120 auf 160 km/h einen<br />

„erh<strong>eb</strong>lichen baulichen Eingriff“<br />

bedeutet, <strong>der</strong> Anspruch auf<br />

Schallschutz begründet. Das Urteil<br />

könnte weit reichende Konsequenzen<br />

haben und die Erneuerung<br />

o<strong>der</strong> Mo<strong>der</strong>nisierung bestehen<strong>der</strong><br />

Strecken enorm verteuern.<br />

Beim Nachrüsten des zweiten<br />

Gleises auf dem Streckenabschnitt<br />

Igel – Igel West zwischen<br />

Trier und <strong>der</strong> deutsch-luxemburgischen<br />

Grenze (<strong>eb</strong> 5/2014,<br />

S. 310) wehren sich Anwohner<br />

in Igel gegen die auf 621 m<br />

Länge vorgesehenen Schallschutzwände,<br />

weil sie ihnen die<br />

Sicht auf die Mosel versperren<br />

würden. Als Alternative werden<br />

„nur“ 80 cm hohe Schallschutzwände<br />

geprüft.<br />

374 112 (2014) Heft 6


Berichtigungen und Nachträge Nachrichten<br />

zu „Bahnstromversorgung <strong>der</strong> Lötschbergbahn<br />

...“ in <strong>eb</strong> 3/2014 Seiten 135–137<br />

Die ursprünglich nur vom<br />

Kraftwerk Kan<strong>der</strong>steg gespeiste<br />

Lötschberg-Bergstrecke mit<br />

dem Scheiteltunnel bekam um<br />

1980 eine zweite Speisung,<br />

und zwar ab dem SBB Kraftund<br />

Umformerwerk Massaboden<br />

bei Brig.<br />

zu „Anfänge und weitere Entwicklung ...“ in<br />

<strong>eb</strong> 4/2014 ab Seite 214<br />

Zur Streckenkarte Bild 7: In<br />

Nordostfrankreich gibt es noch<br />

eine seit 1961 elektrifizierte Strecke<br />

von Longwy nach Rodange­<br />

Pétange (CFL) und weiter nach<br />

Luxembourg.<br />

zu „Erfahrungen<br />

des Betreibers ...“ in<br />

<strong>eb</strong> 4/2014 Seiten 218–220<br />

Die weltweit <strong>ersten</strong> Frequenzumrichter<br />

3 AC 50 Hz / 1 AC 16 2 /3 Hz<br />

mit GTO-Thyristoren waren nicht<br />

diejenigen <strong>der</strong> SBB in Giubiasco.<br />

Vielmehr hatte <strong>der</strong> Hersteller ABB<br />

Schweden schon von 1990 bis<br />

1993 insgesamt zwölf 14-MW-<br />

Umrichter mit dieser Technik für<br />

fünf Anlagen in Schweden und<br />

eine Anlage in Norwegen geliefert<br />

(<strong>eb</strong> 6/1995 S. 182).<br />

zu „<strong>Bahnen</strong>ergieversorgung einst ...“ in <strong>eb</strong> 5/2014 Seite 307–309.<br />

Die zu Bild 3 notierte Vermutung,<br />

dass <strong>der</strong> gezeigte 16 2 /3-Hz-<br />

Turboläufer von BBC zu einem<br />

Generator 40 MW/50 MVA im<br />

Großkraftwerk Mannheim gehören<br />

könnte, wird durch ein Foto<br />

in EB 11/1964 bestätigt (siehe<br />

Rubrik Historie Seite 364–371<br />

Bild 19 in diesem Heft).<br />

zu „Streckeninfrastruktur ...“ in <strong>eb</strong> 5/2014 Seite 310.<br />

Die Baumaßnahme zweites Gleis<br />

zwischen Igel und Igel West<br />

erfor<strong>der</strong>t 23 Mio. EUR Investitionen,<br />

die ganz von <strong>der</strong> Bundesrepublik<br />

Deutschland, dem<br />

Land Rheinland-Pfalz und dem<br />

Großherzogtum Luxembourg<br />

übernommen werden.<br />

Zerstörungsfreie Prüfung von Kunststoffen<br />

und Faserverbunden<br />

12.06.2014<br />

Dresden<br />

Schwingungsdiagnose Level 3<br />

17.-18.06.2014 Vertiefende Schwingungs-<br />

Essen<br />

diagnose an Elektromotoren,<br />

Getri<strong>eb</strong>en und Strukturen<br />

Rotordynamik – Schwingungen in rotierenden<br />

Maschinenteilen<br />

19.-20.06.2014 Theoretische Grundlagen und<br />

Berlin<br />

erste Vertiefungen<br />

Versuchs- und Testtechniken für Ingenieure<br />

Eisenbahnverkehr: Bau- und Betri<strong>eb</strong>srecht<br />

08.09.2014 Informationen zur Sicherheit und<br />

München zur neuen Bauaufsicht EBA – bleiben<br />

Sie auf dem aktuellen Stand!<br />

Eisenbahnverkehr: Umweltrecht<br />

09.09.2014 Überblick über die wesentlichsten<br />

München Vorschriften des Umweltrechts<br />

beim Bau und Betri<strong>eb</strong> von Eisenbahninfrastruktur<br />

Haus <strong>der</strong> Technik am Alexan<strong>der</strong>platz<br />

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E-Mail: h.cramer-jekosch@hdt-essen.de<br />

Internet: www.hdt-eisenbahn.de<br />

02.-03.07.2014 Versuchsplanung – Versuchs-<br />

Berlin führung – Versuchsauswertung –<br />

Versuchsoptimierung<br />

Die rechtliche Verantwortung des Bauleiters bei<br />

<strong>der</strong> Leitung und Überwachung von Bauvorhaben<br />

02.-03.07.2014 Vertiefungsseminar zur VOB/B<br />

112 (2014) BerlinHeft 6<br />

375


Nachrichten Blindleistung<br />

Hausanschluss<br />

„So stehen beispielsweise<br />

einige Häuser direkt an den<br />

Schienen, was ein unschöner<br />

Anblick sei.“ (aus <strong>der</strong> Saarbrücker<br />

Zeitung zu einem Lärmschutzprojekt<br />

<strong>der</strong> DB).<br />

Das waren<br />

Kupplungen!<br />

Ach nein<br />

„Zur Kompensation <strong>der</strong> Fahrzeugbewegungen<br />

kann das System<br />

... mit einer Kompensation<br />

<strong>der</strong> Fahrzeugbewegung geliefert<br />

werden.“ (aus einer Produktinformation).<br />

L<strong>eb</strong>endige<br />

Elektrons<br />

Toll, die gibt’s<br />

jetzt also<br />

„DB Systemtechnik entwickelt<br />

Dehnungsmessung an Radsatzwellen<br />

für Dauerbetri<strong>eb</strong>“ (aus<br />

DB-Pressemitteilung).<br />

„Dauerzugkraft: 650 t ...“ (zur<br />

BLS-Lokomotive Ae 6/8 in<br />

Internet-Enzyklopdie).<br />

„Im allgemeinen neigt man in<br />

Starkstromkreisen dazu, nur eine<br />

Erde ... zu haben.“ (aus EB 1964)<br />

Na also, geht doch<br />

„Wir halten uns selbstverständlich<br />

an das geltende Gesetz zur Allgemeinen<br />

Gleichbehandlung (AAG).<br />

Die Texte auf unserer W<strong>eb</strong>site<br />

liegen größtenteils in <strong>der</strong> männlichen<br />

Form <strong>der</strong> Ansprache vor. Dies<br />

dient ausschließlich <strong>der</strong> besseren<br />

Lesbarkeit und ist frei von jeglicher<br />

Form <strong>der</strong> Ungleichstellung. ... Vielen<br />

Dank für Ihr Verständnis.“ (auf<br />

Homepage eines Unternehmens<br />

<strong>der</strong> Bahnindustrie)<br />

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH<br />

Arnulfstraße 124<br />

80636 München<br />

Ihr direkter Weg zur Redaktion<br />

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

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

Elektrotechnik<br />

im Verkehrswesen<br />

Dr.-Ing. Steffen Röhlig<br />

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

376 112 (2014) Heft 6


Auch unter<br />

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Telefon: +49 89 203 53 66-13, Telefax: +49 89 203 53 66-99<br />

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DB Energie GmbH<br />

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Umsatz von 2,7 Milliarden Euro und einem Absatz von<br />

14 TWh ist DB Energie fünftgrößter Stromversorger in<br />

Deutschland und <strong>der</strong> größte unabhängige Energieversorger<br />

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Gewerbe und Handel eine breite Palette an Dienstleistungen:<br />

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Pressesprecher DB Energie<br />

gelfo.kroeger@deutsch<strong>eb</strong>ahn.com<br />

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60326 Frankfurt/Main, Deutschland<br />

Telefon: +49 (0)30 297 62729<br />

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

und ihrer Energieversorgung<br />

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

des Maschinenbaus. Es gibt einen Überblick über die Grundlagen <strong>der</strong> elektrischen Zugför<strong>der</strong>ung<br />

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

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

und <strong>der</strong> Netzrückwirkungen behandelt.<br />

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

gefunden haben o<strong>der</strong> bald finden werden. Dies betrifft beson<strong>der</strong>s die Technik <strong>der</strong> permanenterregten<br />

Synchronmaschinen sowie des umrichtergeführten Mittelfrequenz-Transformators zum<br />

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

neue Zweikraft- o<strong>der</strong> Hybrid-Fahrzeuge sowie die neue Topologie des Modularen Multilevel<br />

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

Andreas Steimel<br />

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

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Preis: € 57,–<br />

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45039 Essen<br />

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Branche / Wirtschaftszweig<br />

Bevorzugte Zahlungsweise Bankabbuchung Rechnung<br />

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Wi<strong>der</strong>rufsrecht: Sie können Ihre Vertragserklärung innerhalb von zwei Wochen ohne Angabe von Gründen in Textform (z.B.<br />

Brief, Fax, E-Mail) o<strong>der</strong> durch Rücksendung <strong>der</strong> Sache wi<strong>der</strong>rufen. Die Frist beginnt nach Erhalt dieser Belehrung in Textform.<br />

Zur Wahrung <strong>der</strong> Wi<strong>der</strong>rufsfrist genügt die rechtzeitige Absendung des Wi<strong>der</strong>rufs o<strong>der</strong> <strong>der</strong> Sache an die Vulkan-Verlag GmbH,<br />

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PAETEV2013<br />

Nutzung personenbezogener Daten: Für die Auftragsabwicklung und zur Pflege <strong>der</strong> laufenden Kommunikation werden personenbezogene Daten erfasst und gespeichert. Mit dieser Anfor<strong>der</strong>ung erkläre ich mich damit einverstanden,<br />

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

Diese Erklärung kann ich mit Wirkung für die Zukunft je<strong>der</strong>zeit wi<strong>der</strong>rufen.


Impressum<br />

<strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong><br />

Gegründet 1903 von Prof. Wilhelm Kübler,<br />

Königlich Sächsische Technische Hochschule zu Dresden.<br />

Herausg<strong>eb</strong>er:<br />

Dipl.-Ing. Thomas Groh, Geschäftsführer, DB Energie GmbH, Frankfurt am Main (fe<strong>der</strong>führend)<br />

Dr.-Ing. Friedrich Kießling, Baiersdorf<br />

Prof. Dr.-Ing. Peter Mnich, Fachg<strong>eb</strong>iet Betri<strong>eb</strong>ssysteme elektrischer <strong>Bahnen</strong>, Technische Universität Berlin<br />

Dr.-Ing. Steffen Röhlig, TÜV SÜD, Geschäftsfeld Rail, Dresden<br />

Prof. Dr.-Ing. Andreas Steimel, Forschungsgruppe elektrische Energietechnik und Leistungselektronik, Bochum<br />

Beirat:<br />

Dipl. El.-Ing. ETH Martin A<strong>eb</strong>erhard, Leiter Systemdesign, SBB AG Infrastruktur Energie, Zollikofen (CH)<br />

Dipl.-Ing. Dirk Behrends, Eisenbahn-Bundesamt, Bonn<br />

Dipl.-Ing. Christian Courtois, Leiter des Geschäftsg<strong>eb</strong>ietes Traktionsenergie-Versorgungssysteme<br />

in <strong>der</strong> Direction de l‘ingénière <strong>der</strong> SNCF, Paris (FR)<br />

Dr.-Ing. Thomas Dreßler, Experte für Energie, RailConCert, Wien (AT)<br />

Dr.-Ing. Gert Fregien, Bereichsleiter Betreuung Bahnbetreiber, Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge<br />

GmbH, München<br />

Dr. Andreas Fuchs, Principal Engineer, Siemens Rail Systems, Erlangen<br />

Dipl.-Ing. Axel Güldenpenning, Bad Homburg<br />

Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtschaftsing. Wolfgang Harprecht, Senior Consultant, Marburg an <strong>der</strong> Lahn<br />

Dipl.-Verwaltungsbetri<strong>eb</strong>swirt Alfred Hechenberger, Standortverantwortlicher München und Leiter<br />

Öffentlichkeitsarbeit, DB Systemtechnik, München<br />

Dr. Dieter Klumpp, Mannheim<br />

Dr. Werner Krötz, Abteilungsleiter Stromabnehmer und Oberleitungsanlagen, DB Netz AG, Frankfurt am Main<br />

Dipl.-Ing Hans-Peter Lang, Vorsitzen<strong>der</strong> <strong>der</strong> Geschäftsführung DB Systemtechnik, Minden<br />

Dipl.-Ing. Martin Lemke, Leiter Planung und Projekte, DB Energie GmbH, Köln<br />

Prof. Dr.-Ing. Adolf Müller-Hellmann, Geschäftsführer VDV-För<strong>der</strong>kreis e.V., Köln<br />

Dr. Dipl.-Ing. Johann Pluy, Geschäftsbereichsleiter Energie, ÖBB-Infrastrukturtechnik AG, Wien (AT)<br />

Dr. Thorsten Schütte, Senior Scientist, Atkins Sverige AB, Västerås (SE)<br />

Dipl.-Ing. Peter Schulze, Bauherrenfunktion Großprojekte, DB Netz AG, Berlin<br />

Dipl.-Ing. Udo Stahlberg, Fachbereichsleiter Nahverkehrs-Schienenfahrzeuge, elektrische Energieanlagen<br />

und Standseilbahnen, Verband Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV), Köln<br />

Prof. Dr.-Ing. Arnd Stephan, Lehrstuhl für <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong>, Technische Universität Dresden<br />

Dipl.-Ing. (FH) Mike Walter, Leiter Kompetenzcenter Elektrotechnik,<br />

Balfour Beatty Rail GmbH, Offenbach am Main<br />

Dipl. El.-Ing. ETH Urs Wili, Geschäftsleitung Furrer + Frey AG, Bern (CH)<br />

Chefredakteur:<br />

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

Redaktion:<br />

Dipl.-Ing. Andreas Albrecht, Dresden<br />

Dipl.-Ing. Uwe Behmann, St. Ingbert<br />

Dipl.-Ing. Martin Binswanger, Mering<br />

Dr.-Ing. Friedrich Kießling, Baiersdorf<br />

Redaktionelle Mitarbeit:<br />

Dipl.-Ing. Walter Gunselmann, Siemens Railsystems, Erlangen<br />

Dipl.-Ing. Wolfgang Kropp, Balfour Beatty Rail GmbH, Offenbach am Main<br />

Redaktionsbüro:<br />

Ursula Grosch, Fon: +49 89 3105499<br />

E-Mail: grosch@di-verlag.de<br />

Verlag:<br />

DIV Deutscher Industrieverlag GmbH, Arnulfstraße 124,<br />

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

Internet: http://www.di-verlag.de<br />

Geschäftsführer:<br />

Carsten Augsburger, Jürgen Franke<br />

Verlagsleitung/Spartenleitung/Mediaberatung:<br />

Kirstin Sommer, Fon: +49 89 203 53 66-36, Fax: -99,<br />

E-Mail: sommer@di-verlag.de<br />

Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 60.<br />

Mediaberatung:<br />

Angelika Weingarten, Fon: +49 89 203 53 66-13, Fax: -99,<br />

E-Mail: weingarten@di-verlag.de<br />

Satz und Layout:<br />

Carolin Sehnem, DIV Deutscher Industrieverlag GmbH<br />

Herstellung:<br />

Dipl.-Ing. Annika Böning, DIV Deutscher Industrieverlag GmbH<br />

Abonnement/Einzelheftbestellungen:<br />

DataM-Services GmbH, Marcus Zepmeisel, Franz-Horn-Str. 2, 97082 Würzburg, Deutschland,<br />

Fon: +49 931 4170-459, Fax: +49 931 4170-494,<br />

E-Mail: leserservice@di-verlag.de<br />

Bezugsbedingungen:<br />

„<strong>eb</strong> – <strong>Elektrische</strong> <strong>Bahnen</strong>“ erscheint 10 x jährlich (davon 2 Doppelhefte).<br />

Jahresinhaltsverzeichnis im Dezemberheft<br />

Jahresabonnement Print (AboBasic) 315,00 € (inkl. MwSt.)<br />

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

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

Einzelausgabe als ePaper 37,00 €<br />

Weitere Abo-Varianten wie AboPlus und AboPremium auf Anfrage.<br />

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

Studentenpreis: 50 % Ermäßigung gegen Nachweis.<br />

Bestellungen über jede Buchhandlung o<strong>der</strong> direkt an den Verlag.<br />

Abonnements-Kündigungen 8 Wochen zum Ende des Kalen<strong>der</strong>jahres.<br />

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

Green High Wycombe, Buckinghamshire, England, HP 108 HR, zu beziehen.<br />

Diese Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen sind urh<strong>eb</strong>errechtlich geschützt.<br />

Mit Ausnahme <strong>der</strong> gesetzlich zugelassenen Fälle ist eine Verwertung ohne Einwilligung des Verlages strafbar.<br />

ISSN 0013-5437<br />

Gedruckt auf chlor- und säurefreiem Papier<br />

380


Termine<br />

Messen, Tagungen, Fachausstellungen<br />

Comprail 2014<br />

24.-26.06.2014 Wessex Institute<br />

Rom (IT) Fon: 44 238 029-3223, Fax: -2853,<br />

E-Mail: gwest@wessex.ac.uk,<br />

Internet: wessex.ac.uk<br />

Eisenbahntechnisches Kolloquium 2014<br />

26.06.2014 TU Darmstadt<br />

Darmstadt (DE) Fon: +49 6151 16-65911, Fax: -6903,<br />

E-Mail: eisenbahn@verkehr.<br />

tu-darmstadt.de,<br />

Internet: www.verkehr.tu-darmstadt.de<br />

Africa Rail 2014<br />

01.-02.07.2014 Terrapinn Ltd.<br />

Johannesburg Fon: +27 11 5164015,<br />

(ZA) Fax: +27 11 4636000,<br />

E-Mail: enquiry.za@terrapinn.com,<br />

Internet: www.terrapinn.com<br />

42. Tagung „Mo<strong>der</strong>ne Schienenfahrzeuge<br />

07.-10.09.2014 Technische Universität Graz<br />

Graz (AT) Fon: +43 316 8-736216, Fax: -16896,<br />

E-Mail: office@schienenfahrzeug.at,<br />

Internet: www.schienenfahrzeugtagung.at<br />

InnoTrans 2014<br />

23.-26.09.2014 Messe Berlin GmbH<br />

Berlin (DE) Fon: +49 30 3038-2376, Fax: -2190,<br />

E-Mail: innotrans@messe-berlin.com,<br />

Internet: www.innotrans.com<br />

FORMS/FORMAT 2014 – 10th Symposium on<br />

Formal Methods<br />

30.09.- TU Braunschweig<br />

02.10.2014 Fon: +49 531 391-3317, Fax:-5197,<br />

E-Mail: e.schnie<strong>der</strong>@tu-bs.de,<br />

Internet: www.iva.ing.tu-bs.de<br />

Metro Rail Asia<br />

08.-09.10.2014 Terrapinn Ltd.<br />

Mumbai (IN) Fon: +61 2 9-0050700, Fax: -2813950,<br />

E-Mail: enquiry.au@terrapinn.com,<br />

Internet: www.terrapinn.com<br />

Entwicklungen des Sicherungswesens in Theorie und Praxis<br />

09. 10.10.2014 TU Dresden<br />

Dresden (DE) Fon: +49 351 463-36697, Fax: -36644,<br />

E-Mail: sicherungstechnik@mailbox.<br />

tu-dresden.de,<br />

Internet: http://tu-dresden.de<br />

DMG-Jahrestagung 2014<br />

20 Jahre Bahnreform – Blick zurück – nach vorn<br />

09.-11.10.2014 DMG – Bezirksgruppe Nord<br />

Hannover (DE) Fon: 49 531 314354,<br />

E-Mail: A.Kallmerten@gmx.de,<br />

Internet: www.dmg-berlin.info<br />

APTA Annual Meeting and Expo 2014<br />

12. 15.10.2014 American Public Transportation Association<br />

Houston (USA) Fon: +1 202 496-4839,<br />

E-Mail: aatkins@apta.com,<br />

Internet: www.apta.com<br />

Exporail Russia<br />

28.-30.10.2014 Mack Brooks Exhibitions<br />

Moskau (RU) Fon: +44 1727 814-400, Fax: -401,<br />

E-Mail: exporailrussia@mackbrooks.com,<br />

Internet: http://exporailrussia.com<br />

14. Intern. Signal+Draht-Kongress<br />

06.-07.11.2014 DVV Media Group GmbH<br />

Fulda (DE) c/o punktgenau GmbH<br />

Fon: +49 40 23714-470, Fax: -471,<br />

E-Mail: eurailpress-events@dvvmedia.com<br />

Internet: www.eurailpress.de<br />

7. Fachtagung More drive 2014 – Wie umweltschonend<br />

ist die E-Mobilität?<br />

13.11.2014 OVE<br />

Wien (AT) Fon: +43 1 5876373-23,<br />

Fax: +43 1 3705806370,<br />

E-Mail: k.stanka@ove.at,<br />

Internet: www.ove.at/gesellschaften/ogma/<br />

Call for Papers: www.ove.at/akademie/<br />

moredrive/Call_for_paper.pdf<br />

IZBE/VDE-Fachtagung – <strong>Elektrische</strong> Fahrzeugantri<strong>eb</strong>e<br />

und –ausrüstungen<br />

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

Dresden (DE) Fon: +49 351 4-769857, Fax: -519675,<br />

E-Mail: info@izbe.eu,<br />

Internet: www.vde.com


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Alle Preise sind Jahrespreise und verstehen sich inklusive Mehrwertsteuer. Nur wenn ich nicht bis 8 Wochen<br />

vor Bezugsjahresende kündige, verlängert sich <strong>der</strong> Bezug zu regulären Konditionen um ein Jahr.<br />

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Land, PLZ, Ort<br />

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Leserservice <strong>eb</strong><br />

Postfach 91 61<br />

97091 Würzburg<br />

Telefon<br />

E-Mail<br />

Branche / Wirtschaftszweig<br />

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Brief, Fax, E-Mail) o<strong>der</strong> durch Rücksendung <strong>der</strong> Sache wi<strong>der</strong>rufen. Die Frist beginnt nach Erhalt dieser Belehrung in Textform. Zur<br />

Wahrung <strong>der</strong> Wi<strong>der</strong>rufsfrist genügt die rechtzeitige Absendung des Wi<strong>der</strong>rufs o<strong>der</strong> <strong>der</strong> Sache an den Leserservice <strong>eb</strong>, Postfach<br />

9161, 97091 Würzburg.<br />

✘<br />

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PAEBAH2014<br />

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

Diese Erklärung kann ich mit Wirkung für die Zukunft je<strong>der</strong>zeit wi<strong>der</strong>rufen.

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