Die Triebwagen der Bahn werden über den Fahrdraht mit 15.000 Volt versorgt. Bei den gängigen Maximalleistungen der Loks kommen locker Ströme von 100-200 Ampere zusammen, die natürlich über den Masseleiter - die Gleise - abfließen. Soweit die einfache Theorie.
In der Praxis habe ich damit ein kleines Problem: Die Zuleitung vom Dach der Lok ist ein Kinderspiel ohne technische Probleme. Aber wie werden die elektrischen Anlagen der Lok mit den Gleisen verbunden? Es gibt keine Schleifkontake, die direkt auf die Gleise drücken. Die Radscheiben (oder wie die Dinger auch heißen), also das konstruktionstechnisch „unterste Element“ des Fahrwerkes, haben durch den mehrfachen Anpressdruck eine sichere elektrische Verbindung; und das gleich mehrfach je nach Anzahl der Radscheiben. Aber der Strom muss schließlich erstmal zu den Radscheiben gelangen. Und die sollten normalerweise durch die Lagerschmierungen der Achsen und Antriebe eine gewisse elektrische Isolation vom Rest der Lok haben. Spätestens dann können wir aber nicht mehr von einer gesicherten Stromübertragung sprechen, weil die Leifähigkeit durch die Übergangswiderstände der Schmierungen beeinträchtigt wird. Wo sich Übergangswiderstände befinden, wird Verlustleistung frei; in diesem Fall also reine Wärme. In der Nähe von Schmiermitteln ist das potentiell bedenklich.
Völlig klar ist sicherlich, dass meine „Bedenken“ keine Grundlage haben, weil Elektroloks (und Straßenbahnen und alle ähnlichen Fahrzeuge) seit Jahr und Tag sicher funktionieren. Aber wie?
Die Triebwagen der Bahn werden über den Fahrdraht mit 15.000
Volt versorgt. Bei den gängigen Maximalleistungen der Loks
kommen locker Ströme von 100-200 Ampere zusammen, die
natürlich über den Masseleiter - die Gleise - abfließen.
Können auch mal kurzzeitig 300A - 400A werden.
Soweit die einfache Theorie.
In der Praxis habe ich damit ein kleines Problem: Die
Zuleitung vom Dach der Lok ist ein Kinderspiel ohne technische
Probleme.
Naja, nicht wirklich. Das Ding soll leicht sein, muss im Fall vom ICE eine Fahrtgeschwindigkeit von über 300km/h dauernd aushalten können. Ausserdem muss der Bügel immer am Fahrdraht bleiben. Da der Fahrdraht nie wirklich ganz gerade gespannt ist (ist laut Physik unmöglich, auch wenn’s für’s Auge so aussieht), kann’s hier schon mal zu netten Schwingungen in der Federung der Stromabnehmer kommen, die dafür sorgen können, dass der Bügel eben nicht mehr dauernden Kontakt hat.
Aber wie werden die elektrischen Anlagen der Lok mit
den Gleisen verbunden? Es gibt keine Schleifkontake, die
direkt auf die Gleise drücken. Die Radscheiben (oder wie die
Dinger auch heißen), also das konstruktionstechnisch „unterste
Element“ des Fahrwerkes, haben durch den mehrfachen
Anpressdruck eine sichere elektrische Verbindung; und das
gleich mehrfach je nach Anzahl der Radscheiben. Aber der Strom
muss schließlich erstmal zu den Radscheiben gelangen. Und die
sollten normalerweise durch die Lagerschmierungen der Achsen
und Antriebe eine gewisse elektrische Isolation vom Rest der
Lok haben. Spätestens dann können wir aber nicht mehr von
einer gesicherten Stromübertragung sprechen, weil die
Leifähigkeit durch die Übergangswiderstände der Schmierungen
beeinträchtigt wird. Wo sich Übergangswiderstände befinden,
wird Verlustleistung frei; in diesem Fall also reine Wärme. In
der Nähe von Schmiermitteln ist das potentiell bedenklich.
Richtig!
Völlig klar ist sicherlich, dass meine „Bedenken“ keine
Grundlage haben, weil Elektroloks (und Straßenbahnen und alle
ähnlichen Fahrzeuge) seit Jahr und Tag sicher funktionieren.
Aber wie?
Es werden irgendwo an jeder Achse der Lok bzw. an (fast) jeder Achse des gesamten Triebzuges Schleifkontakte angebracht, über die der Strom fließen kann. Und von der Achse ins Rad ist’s ja dann nicht mehr weit!
Strom in den Lagern führt - wie du bereits festgestellt hast - zur Erwärmung und damit im Endeffekt zur Zerstörung derselben. Nicht wirklich erwünscht, wenn man bedenkt, dass die z.T. mehrere Millionen km laufen sollen. Ausserdem kann sich durch den Stromfluss auch noch die Konsitenz der Schmiermittels verändern, was sich nochmals nachteilig auf die Laufeigenschaften auswirken würde.
Es werden irgendwo an jeder Achse der Lok bzw. an (fast) jeder
Achse des gesamten Triebzuges Schleifkontakte angebracht, über
die der Strom fließen kann.
Also doch Schleifkontakte!
Naja, manchmal ist eine Lösung schon zu einfach, als dass sie dann noch offensichtlich könnte.
Naja, nicht wirklich. Das Ding soll leicht sein, muss im Fall
vom ICE eine Fahrtgeschwindigkeit von über 300km/h dauernd
aushalten können. Ausserdem muss der Bügel immer am Fahrdraht
bleiben. Da der Fahrdraht nie wirklich ganz gerade gespannt
ist (ist laut Physik unmöglich, auch wenn’s für’s Auge so
aussieht), kann’s hier schon mal zu netten Schwingungen in der
Federung der Stromabnehmer kommen, die dafür sorgen können,
dass der Bügel eben nicht mehr dauernden Kontakt hat.
Hallo,
in Wirklichkeit ist es gerade umgekehrt: bei der ersten Version des TGV hat sich gezeigt, dass die Oberleitung keinesfalls gerade verlaufen darf, weil die Reibungshitze so gross ist, dass sich der Draht sonst an einer Stelle durch den Bügel schweisst - daher werden die Oberleitungen auf gerader Strecke zickzackförmig verlegt. Das ist auch bei geringen Geschwindigkeiten besser wegen der gleichmässigen Abnutzung. In Kurven erübrigt sich das aus geometrischen Gründen.
in Wirklichkeit ist es gerade umgekehrt: bei der ersten
Version des TGV hat sich gezeigt, dass die Oberleitung
keinesfalls gerade verlaufen darf, weil die Reibungshitze so
…
Du verwechselst hier das ‚Durchhängen‘ des Drahtes aufgrund nicht unendlicher Vorspannung mit dem ‚Zick-zack-verlauf‘ mal links, mal rechts über den Schienen.
Gruß
Axel
in Wirklichkeit ist es gerade umgekehrt: bei der ersten
Version des TGV hat sich gezeigt, dass die Oberleitung
keinesfalls gerade verlaufen darf, weil die Reibungshitze so
gross ist, dass sich der Draht sonst an einer Stelle durch den
Bügel schweisst - daher werden die Oberleitungen auf gerader
Strecke zickzackförmig verlegt. Das ist auch bei geringen
Geschwindigkeiten besser wegen der gleichmässigen Abnutzung.
In Kurven erübrigt sich das aus geometrischen Gründen.
Sorry, aber diese Erkentnis ist schon uralt !!
Damit der Stromabnehmer nicht festschweisst wird der Kontakt zwischen Fahrdraht (ist aus Kupfer) und dem Stromabnehmer über eingelegte Kohlen hergestelt. Das hat auch noch den Vorteil, dass sich der Fahrdraht weniger schnell „abfährt“ und die Kohlen sind recht einfach im Depot auszuwechseln.
Wenn hier der Fahrdrat gerade gespannt wäre, wären die Kohlen schon nach ein paar Kilomernt durch.
Ich habe einmal gesehen, wie das ausieht wenn eine Strassenbahn, bei welcher die Kohlen rausgefallen waren, fährt. So im Schritttempo und alle paar Meter schweisst der Bügel fest. Am meisten erstaunte mich, dass der Bügel nicht abgerissen ist.
Es ist in der Tat so, dass zur Stromrückführung Erdungskontakte an den Radsätzen verwendet werden. Diese sind im Allgemeinen auch als „Frost“ Kontakte bekannt. Wobei das nichts mit den Temperaturen zu tun hat.
