16 - Fachverband Kathodischer Korrosionsschutz e.V.

Beurteilung der Streustrom-Korrosionsgefahr von erdverlegtenInstallationen im Einflußbereich von GleichstrombahnenFachreferat, gehalten von Ulrich Bette, TA Wuppertal auf der Jahrestagung 1995E 13001 FPressepostVom Bundesminister für Verkehr wurdedie TAW mit dem ForschungsvorhabenFE-Nr. 70348/90: „Maßnahmen zur Verringerungder Korrosionsgefahr durchStreuströme bei Rasengleisen vonGleichstrombahnen“ beauftragt, dessenErgebnisse im April 1994 vorgelegtwurden. Diesem Forschungsvorhabenwaren Untersuchungen in U-/Stadtbahn-Tunnelnvorausgegangen, wobeinachgewiesen wurde, daß das Streustromgeschehenvon mehreren Kenngrößenabhängt. Eine wesentlicheKenngröße ist der Ableitungsbelag derFahrschienen. Weiterhin hat der Fahrbetriebin benachbarten RückleitungsabschnittenAuswirkungen auf dieStreustromsituation in dem geradebetrachteten Abschnitt, was sich insbesonderebei hochwertigen Schienenbettungenstark bemerkbar macht.Daher führt die Betrachtung eines einzelnenRückleitungsabschnittes, wiebisher üblich, zu falschen Beurteilungen.In letzter Zeit werden oberirdischeStraßenbahnstrecken verstärkt aufeigenem Bahnkörper geführt, so daßbei offener Bettung ein kleiner Ableitungsbelagund damit ein großerBettungswiderstand ohne weiteres realisiertwerden kann. Hierdurch wirdaber der Einfluß durch den Fahrbetriebin den benachbarten Abschnittenwesentlich stärker. Wird in einzelnenStreckenabschnitten der Raum zwischenden Fahrschienen begrünt(Rasengleis), so konnte nicht mitSicherheit ausgeschlossen werden,daß in diesen Bereichen verstärktStreustromkorrosion auftritt.Das Ziel des Forschungsvorhabenswar deshalb, die verschiedenenOberbauformen, insbesondere vonRasengleisen, hinsichtlich der möglichenStreustromkorrosionsgefahr zuuntersuchen und Grundlagen für diePlanung sowie die meßtechnische Prüfungvon oberirdischen Strecken zuerarbeiten.Die an verschiedenen Oberbauformendurchgeführten Messungenergaben, daß Rasengleise in der Regelkeine größeren Ableitungsbeläge aufweisenals andere Gleise, die in derStraßendecke eingebaut worden sind(geschlossene Bettung). Je nach Konstruktionder Rasengleise wurden andiesen sogar Ableitungsbeläge ermittelt,die kleiner sind als die von Gleisenim Schotterbett (offene Bettung). ImForschungsbericht wird empfohlen, denImpressum: Die Mitteilungen des Fachverbandes Kathodischer Korrosionsschutze.V. werden vom Fachverband Kathodischer Korrosionsschutze.V., Sitz Esslingen a. N., Postfach 60 50, 73717 Esslingen,Telefon (07 11) 91 99 01-0, Telefax (07 11) 91 99 01-11 herausgegebenund erscheinen vierteljährlich. Der Bezugspreis ist durch den Mitgliedsbeitragabgegolten. Für den Inhalt verantwortlich: Hans J. Spieth, Postfach60 50, 73734 Esslingen. Redaktion: Dipl. Phys. W. v. Baeckmann,Essen, Hans J. Spieth, Esslingen. Für namentlich gekennzeichneteBeiträge trägt der Verfasser die Verantwortung. Nachdruck mit Quellenangabeund Übersendung von zwei Belegexemplaren erwünscht.Korrosionsstrombelag, also den auf dieLänge bezogenen Stromaustausch zwischenden Fahrschienen und dem Erdboden,zu begrenzen. Hierdurch wirddie örtliche Korrosionsgefahr sowohl anden erdverlegten Metallinstallationenals auch den Fahrschienen berücksichtigt.Der Korrosionsstrombelag hängtvon dem Betriebsstrom des betrachtetenRückleitungsabschnittes und dessenLänge sowie dem Ableitungsbelagund dem Widerstandsbelag der Fahrschienenab. Bei der Planung von oberirdischenStrecken kann der Korrosionsstrombelaganhand der genanntenKenngrößen rechnerisch ermittelt werden.Ein möglicher Richtwert kannI’korr ≤ 5 A/km sein.Die vorgenommenen Untersuchungenergaben, daß unter normalenBedingungen dieser Wert ausreicht,vorzeitige Korrosionsschäden an denFahrschienen und unzulässige Beeinflussungenan Installationen, die vonden Fahrschienen mindestens 1 m entferntsind, zu vermeiden. Weiterhin solltennach Inbetriebnahme von oberirdischenStrecken gemäß AfK-EmpfehlungNr. 4 Kontrollmessungen durchgeführtwerden. Werden hierbei Streustromübertragungsmaßevon > 0,1 festgestellt,ist an den entsprechendenStellen der Schienenspannungstrichterüber einen längeren Zeitraum in derHauptverkehrszeit zu messen. Wenndas Schienenpotential im zeitlichen Mittelnegativ ist und die Streustromaktivitätim Bereich von 100 mV liegt, mußmit einer nachteiligen Beeinflussungerdverlegter Installationen gerechnetwerden.Im Rahmen der Forschungsarbeitenwurden von der TAW neue Meßverfahrenerarbeitet, die in der Regel auchwährend des Tages eine exakte Beurteilungder Streustromkorrosionsgefahrermöglichen. Hierzu gehören die Ermittlungdes Streustromübertragungsmaßesund der Streustromaktivität. DieBeeinflussung erdverlegter Installationenläßt sich anhand der Streustromaktivitätinnerhalb von 30 Minuten in derHauptverkehrszeit ermitteln. Nur wenndie Streustromaktivität größer ist als100 mV und auch anhand des zeitlichenPotentialverlaufes oder durch eineKorrelationsanalyse von Rohr/Boden-Potential und Spannung Fahrschienen/Rohrleitungkeine eindeutigeAussage getroffen werden kann, isteine 24h-Registrierung erforderlich.Praktische Messungen im Einflußbereichvon 21 Unterwerken eines Verkehrsbetriebesergaben, daß lediglichan einem Unterwerk Registrierungenüber 24 Stunden erforderlich waren. Inden anderen Fällen reichte eine Registrierzeitvon 30 Minuten in der Hauptverkehrszeitaus, d.h., daß mit denneuen Meßverfahren nicht nur eineexaktere Beurteilung der Streustromkorrosionsgefahrmöglich ist, sondernsich auch eine wesentliche Verkürzungder Meßzeit ergibt.Die vorgenommenen Untersuchungenzeigten aber auch, daß beiden heute üblichen Schienenverlegungenin offener Bettung auf Streustromschutznaßnahmenan erdverlegtenInstallationen in den meisten Fällenverzichtet werden kann. Trotzdem ist esnoch üblich, Drainagen oder Soutiragensozusagen als Vorsorgemaßnahme zuinstallieren. Da es sich hierbei in derRegel um eine Schutzmaßnahme handelt,die ein einzelner Betreiber fürseine erdverlegten Installationen durchführt,werden nicht alle Installationenerfaßt. Dieses hat zur Folge, daß dienicht einbezogenen Installationen undauch die Fahrschienen stärker nachteiligbeeinflußt werden. Aus diesemGrund sollten vor der Errichtung einerDrainage Objekt/BodenPotentialmessungendurchgeführt werden. Tretenz.B. an bitumenumhüllten Objektenunzulässige Beeinflussungen auf, istmit dem Verkehrsbetrieb zu klären, obzusätzliche Maßnahmen an den Bahnanlagenzu einer Verbesserung führen.PE-umhüllte Objekte sollten aufgrundihres relativ kleinen Schutzstrombedarfeskathodisch geschützt werden,wobei eine Schutzanlage mit Fremdstromanodensinnvoller als eine Drainageoder Soutirage ist.Hinweis: Eine ausführlicheBeschreibung der Meßverfahren zurErmittlung der Streustromaktivität unddes Streustromübertragungsmaßes istin 3R international 34 (1995) 4, S.170-4