eb - Elektrische Bahnen Mit Hochgeschwindigkeit in die Zukunft (Vorschau)

B 2580
11/2011
Elektrische
Bahnen
November
Elektrotechnik
im Verkehrswesen
Standpunkt
Mit Hochgeschwindigkeit in die Zukunft
Fokus
Interview
Ansgar Brockmeyer, Siemens
Forum
Wasserkraft in Deutschland
Regenerative Bahnenergieversorgung
in Deutschland
Report
Fachtagung Leistungselektronik
und Leittechnik in Bern
Tagung Moderne Schienenfahrzeuge 2011
in Graz
Thema
Bahntechnik im Gotthard-Basistunnel
Entwicklung des Bahnmarktes
in Westeuropa und in den USA
Rail Power Supply Systems
System design of the traction power supply
for the high-speed line Beijing − Tianjin
Sicherheit
Berechnungen nach DIN EN 50122-1 −
Erdung im Katzenbergtunnel
Alternative Energien
Ökologische Beheizung von Weichen − Teil 2
Fahrzeuge
Cross Acceptance − Partnerschaftliches Vorgehen
bei der Zulassung der Vectron-Lokomotive
Historie
eb – Elektrische Bahnen im Jahre 1936 – Teil 3

WISSEN für die ZUKUNFT
Mit vielen, bisher
unveröffentlichten Bildern
Wechselstrom-
Zugbetrieb
in Deutschland
Band 2: Elektrisch in die
schlesischen Berge – 1911 bis 1945
Eine einzigartige, chronologische Beschreibung der Entwicklung
der Triebfahrzeuge, Bahnstromversorgungs- und Fahrleitungsanlagen
sowie des Werkstättenwesens dieser Zeit
Bereits bei der Aufnahme des elektrischen Zugbetriebs war klar, dass
die Technik mit Einphasen-Wechselstrom ihre Tauglichkeit auch unter
schwierigen topografi schen Bedingungen unter Beweis stellen sollte.
Die Teststrecke Lauban – Königszelt wies alle Eigenschaften einer Gebirgsbahn
auf. Nachdem die Mittel zur Elektrisierung genehmigt waren,
begann eine stürmische Entwicklung, die durch den Ersten Weltkrieg
unterbrochen wurde. In den zwanziger Jahren wurde das Engagement
fortgesetzt, das zum Erfolg der elektrischen Traktion in Deutschland beigetragen
hat. Die Betriebserfahrungen sowie deren technische Umsetzung
prägten die Entwicklung von Fahrzeugen, Oberleitungen und
anderen Einrichtungen der elektrischen Zugförderung der Deutschen
Reichsbahn.
Dieses Werk veranschaulicht ein Stück Zeitgeschichte und beschreibt
die Zusammenhänge zwischen den technischen, wirtschaftlichen sowie
gesellschaftlichen und politischen Entwicklungen dieser Epoche.
P. Glanert / T. Scherrans / T. Borbe / R. Lüderitz
1. Aufl age 2011, ca. 300 Seiten mit CD-ROM, Hardcover
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mit ausführlichem
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Oldenbourg Industrieverlag
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1. Aufl age 2011, ISBN: 978-3-8356-3218-9
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Standpunkt
Mit Hochgeschwindigkeit
in die Zukunft
I
m Personenverkehr können die Bahnen seit
Jahren steigende Zahlen verzeichnen. Großen
Anteil daran haben die Angebote im Hochgeschwindigkeitsbereich.
Sie revolutionieren den
Fernverkehr der Eisenbahn: Neue Fahrzeuge mit
einer bisher nie gekannten Fülle innovativer Lösungen
haben den Bahnen eine überzeugende Zukunftsperspektive
gegeben. Die gute alte Eisenbahn setzte mit
der Einführung der Hochgeschwindigkeit auf Hightech-Produkte,
die viel Wissen anderer Bereiche der
Verkehrstechnik für ihre Innovationen nutzen.
Wenn Schienenverkehrstechniker, auch unter
Einbeziehung von Luftverkehrstechnikern, neue
Züge entwickeln, beweist dies den hohen technischen
Anspruch, der an die zukunftsweisenden
Konstruktionen im Hochgeschwindigkeitsverkehr
gestellt wird. Dieses komplexe Zusammenwirken
vieler Bereiche – Design, Werkstoffkunde, Elektronik,
Aerodynamik – ist eine große Herausforderung für
die Produzenten. Sie gilt für die Forschung, Entwicklung,
Konstruktion und natürlich auch für das
Management sowie den Bau und den Einsatz der
neuen Produkte. Es ist das besondere Verdienst der
eb, sich dieses Themen komplexes anzunehmen.
Bombardier Transportation ist in dem Marktsegment
Hochgeschwindigkeit gut aufgestellt. Der
Bereich verfügt mit seinen weltweit etwa 35 000
Beschäftigten über ein großes Potenzial von Fachleuten.
Ihr besonders Plus ist die enge Zusammenarbeit
mit ihren Kollegen aus dem Luftfahrtsektor,
die viele kreative Lösungen ermöglicht.
Die Grundlagen für seine führende Position hat
sich Bombardier Transportation in seinem jahrzehntelangen
Engagement für Hochgeschwindigkeit
erarbeitet. Beispielsweise war Bombardier an der
Entwicklung von fast 95 Prozent aller Hochgeschwindigkeitszüge
für den Betrieb in Europa
beteiligt. Anknüpfend an diese erfolgreiche Partnerschaftsstrategie
entwickelte Bombardier seine
eigene Hochgeschwindigkeitsplattform ZEFIRO.
2007 bekam Bombardier Sifang Transportation in
China einen Auftrag für die Lieferung der ersten
Züge dieser neuen Hochgeschwindigkeits-Familie.
Seitdem wurden Aufträge für 160 Züge der ZEFI-
RO-Familie vergeben. Die ZEFIRO-Familie ist die
konsequente Weiterentwicklung für einen leistungsstarken
und umweltfreundlichen
Hochgeschwin dig keitsverkehr. Sie
vereint in sich Fachkenntnis und
Erfahrung aus über zwei Jahrzehnten
von mehr als 850 Hochgeschwindigkeitszügen.
Innovationen im Hochge schwindigkeitszugverkehr
sind für Bombardier
zentral. Dabei ist Hochgeschwindigkeit
allein nicht das einzige
Anliegen dieses Marktsegmentes. Die
Kunden wollen Kosteneffizienz kombiniert
mit hohen Platzkapazitäten,
modernem Design, Zuverlässigkeit,
Sicherheit und umweltfreundlichen
Lösungen. So konzentriert sich die
Arbeit von Forschung und Entwicklung
besonders auf einen niedrigen Energieverbrauch
der Züge, um den Umweltvorteil der Schiene auch in
diesem Marktsegment weiter auszubauen. Hohe Energieeffizienz
durch optimierte Baugruppen, zum Beispiel
bei der Klimatisierung, moderne Antriebe sowie eine
erheblich verbesserte Aerodynamik – das sind Ergebnisse
dieser Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Hinzu
kommen geringe Achslasten, hohe Sitzplatzkapazitäten
und eine komfortable, moderne und zugleich sehr flexible
Innenraumausstattung. Das gewonnene Know-how
wird auch in die neue Generation von Intercityzügen
einfließen.
Hochgeschwindigkeitszüge stellen höchste und
sehr komplexe Anforderungen an unsere Arbeit.
Sich darüber auszutauschen, Erfahrungen anderer
zu nutzen, ja auch zusammenzuarbeiten und neue
Visio nen zu formulieren und zu verwirklichen – das
gibt neue Impulse für die Fachleute der Bahnbranche.
Auch aus dieser Sicht wünsche ich diesem
Thema in der eb viel Erfolg.
Ihr
Klaus Baur
Vorsitzender der Geschäftsführung
von Bombardier Transportation Deutschland
109 (2011) Heft 11
557

Inhalt
11 /2011
Elektrische
Bahnen
Elektrotechnik
im Verkehrswesen
Standpunkt
Klaus Baur
557 Mit Hochgeschwindigkeit
in die Zukunft
Fokus
Interview
Ansgar Brockmeyer
560 Highspeed: Innovationsmotor in
der Bahntechnik
Forum
U. Behmann
564 Wasserkraft in Deutschland
565 Regenerative Bahnenergieversorgung
in Deutschland
Report
R. Granzer
568 Fachtagung Leistungselektronik
und Leittechnik in Bern
M. Binswanger
571 Tagung Moderne Schienenfahrzeuge
2011 in Graz
Titelbild
Hochgeschwindigkeitsverkehr
© 2010 Iwansntu/dreamstime.com
Thema
U. Behmann
574 Bahntechnik im Gotthard-Basistunnel

Interview Fokus
Alternative Energien
B. Müller
601 Ökologische Beheizung von Weichen − Teil 2
Ecological heating of switches – Part 2
Réchauffage écologique d’appareils e voie –
partie 2
B. Schmitz
577 Entwicklung des Bahnmarktes in
Westeuropa und in den USA
Fahrzeuge
Hauptbeiträge
Rail Power Supply Systems
W. Mahr, J. Driller, J. Lütscher
608 Cross Acceptance − Partnerschaftliches
Vorgehen bei der Zulassung der
Vectron-Lokomotive
Cross acceptance – partnership approach in
approving Vectron lokomotives
Interopérabilité – une procédure de partenariat
pour l‘homologation de la locomotive Vectron
M. Altmann, A. Fischer, T. Tornow
582 System design of the traction power supply
for the high-speed line Beijing – Tianjin
Systemauslegung der Bahnstromversorgung
für die Hochgeschwindigkeitsstrecke
Beijing – Tianjin
Conception de l‘alimentation de traction de la
ligne à vitesse Pékin – Tianjin
Sicherheit
Nachrichten
612 Bahnen
617 Unternehmen
617 Energie und Umwelt
618 Produkte und Lösungen
619 Medien
624 Impressum
U 3 Termine
Historie
D. Behrends, Ch. Fischer,
592 Berechnungen nach DIN EN 50122-1 –
Erdung im Katzenbergtunnel
Analysis in accordance with EN 50122-1 –
Earthing at tunnel Katzenberg
Analyse de cas en conformité avec la norme
EN 50122-1 – mise á la terre du tunnel de
Katzenberg
620 eb – Elektrische Bahnen
im Jahre 1936 – Teil 3

Fokus Interview
Dr. Ansgar Brockmeyer
Highspeed:
Innovationsmotor
in der Bahntechnik
Hochgeschwindigkeitszüge faszinieren die Menschen überall auf der Welt: Sie stehen für Innovationskraft
und Dynamik, Energieeffizienz und Komfort. Derzeit sind auf allen Kontinenten neue Schnellfahrstrecken
geplant oder bereits im Bau. Wie kann sich der schnelle Verkehr auf der Schiene in den
kommenden Jahren weiterentwickeln? Und welche Attribute müssen Züge in Zukunft mitbringen,
um auf dem Markt bestehen zu können? Eberhard Buhl im Gespräch mit Dr. Ansgar Brockmeyer,
CEO High Speed and Commuter Rail bei Siemens.
eb: Herr Dr. Brockmeyer, wie schätzen Sie aktuell
die Chancen des Hochgeschwindigkeitsverkehrs
in Deutschland ein?
Dr. Brockmeyer: Derzeit sehe ich nur die Schnellfahrstrecke
Nürnberg – Erfurt, die mit Unterbrechungen
seit mehr als 15 Jahren im Bau ist. Die
Neubaustrecke zwischen Wendlingen und Ulm im
Zusammenhang mit Stuttgart 21 klammere ich da
aus; sie ist ja, unter anderem wegen der größeren
Steigungen dort, keine Hochgeschwindigkeitsstrecke,
sondern eine Neubaustrecke für Intercity-Tempo.
Also keine größeren Aktivitäten in Deutschland.
Gilt das auch für Fahrzeuge?
Mit der Ersatzbeschaffung für ICE 1 und ICE 2 durch
den ICx ist sicher auch dieser Markt einigermaßen
gesättigt. Der ICE 3 fährt noch eine ganze Weile,
sodass wir perspektivisch in Deutschland jetzt nicht
von großem, weiteren Wachstum ausgehen beim
Thema Hochgeschwindigkeit.
Und in Europa?
In Europa ist das Bild etwas differenzierter. Es gibt
sicherlich noch Bedarf an Hochgeschwindigkeitszügen
in Südeuropa, beispielsweise in Spanien.
Portugal hat seine Pläne für den Bau dieser Hochgeschwindigkeitsstrecke
von Lissabon nach Madrid
wegen der Finanzierung zurückgestellt, hier sehen
wir also im Moment gewisse Folgen der aktuellen
Finanzkrise. In England kann es sein, dass sich über
Visionen hinaus doch einmal etwas Konkretes entwickelt.
In Frankreich ist im Moment eine Diskussion
über die Höhe der Trassenpreise im Gang, aber ich
glaube, dieses Problem lässt sich lösen.
Welche Chancen sehen Sie denn in Osteuropa, angefangen
mit Russland?
In Russland betreibt man sehr ernsthaft ein Planungsvorhaben
für den Neubau der Strecke Moskau
– St. Petersburg, und das interessiert uns
natürlich sehr. Da herrscht ja auch ein gewisser Zeitdruck
wegen der Olympischen Winterspiele 2014
in Sotschi, und 2018 steht dem Land die Fußballweltmeisterschaft
ins Haus. Ich kann allerdings keine
Planung von St. Petersburg über Weißrussland
Richtung Deutschland sehen, das wäre sicherlich
noch in weiter Ferne. In den osteuropäischen Ländern
ist es überhaupt eher Intercity-Verkehr, der da
560 109 (2011) Heft 11

Interview Fokus
im Moment in Frage kommt. Polen hat dafür Fahrzeuge
beschafft, die Ukraine hat Fahrzeuge bestellt,
dort ist also HGV kein wirklich akutes Thema.
Dafür scheint auf dem amerikanischen Kontinent
Bewegung in die Sache zu kommen.
Ja natürlich, die USA haben viel Nachholbedarf in
Sachen Hochgeschwindigkeitsverkehr. Wobei es
für das Gesamtvorhaben ein Rückschlag war, dass
sich Floridas Gouverneur Rick Scott im Februar
2011 gegen die schon projektierte Schnellfahrstrecke
zwischen Tampa und Orlando entschieden
hat. Man wird sehen müssen, ob Kalifornien
mit der Verbindung San Francisco – Los Angeles
mehr Schwung entwickelt. Aber es könnte auch
sein, dass sich das Thema Hochgeschwindigkeit in
den USA zunächst einmal auf schnellen Intercity-
Verkehr konzentriert. Amtrak hat ja bei Siemens
Lokomotiven beschafft und wird sicher zum Beispiel
im mittleren Westen einen etwas schnelleren
Personenverkehr aufnehmen.
Auch Brasilien will ja bis 2016 zwischen São Paulo,
dem nahegelegenen Flughafen Viracopos und Rio
de Janeiro eine neue Strecke bauen ...
... da stimmen auf jeden Fall die Entfernung und das
Bevölkerungspotenzial an den beiden Endpunkten.
Derzeit verbinden große Flugzeuge die zwei Metropolen
im Halbstundentakt, damit ist schon klar, dass
großes Potenzial vorhanden ist.
Und Länder wie China?
In China ist der Fünf-Jahres-Plan formal bestätigt
worden. Zwar hat die Regierung nach dem schweren
Unfall alle Investitionsvorhaben zunächst für eine
Überprüfung gestoppt, und sowohl die Infrastrukturvorhaben,
die Baustellen als auch die Herstellerfirmen
sind auditiert worden. Der Bericht liegt aber im Augenblick
noch nicht vor. Insofern ist auch noch nicht
bekannt, welche Konsequenzen gezogen werden.
Dann wäre die Frage, ob alle Hochgeschwindigkeitszüge
in China künftig nur noch mit 300 km/h
fahren, eigentlich zweitrangig?
Ja sicher. China ist bereit, weiter viel Geld in die Infrastruktur
zu stecken und gute Voraussetzungen für
HGV zu schaffen. Ob man dann mit Tempo 300 oder
350 fährt, ist am Ende eine Frage des Zugmaterials.
Ich persönlich denke, die Entscheidung, mit der Auslegungsgeschwindigkeit
zu fahren und nicht mit der
möglichen Maximalgeschwindigkeit, war völlig richtig.
Das machen alle anderen Bahnen ja auch so.
Es ist auch abhängig von der verfügbaren
Infrastruktur.
Allerdings. Bei der Fahrbahn gibt es ja keine wesentlichen
Unterschiede zwischen 300 und 350 Stundenkilometern,
aber die Energieversorgung muss
stärker ausgelegt sein, weil der Energieverbrauch
überproportional steigt. Vor allem ist der Verschleiß
am Fahrzeug höher. Das muss der jeweilige Bahnbetreiber
für sich entscheiden, ob sich ein Wettbewerbsvorteil
gegenüber anderen Verkehrsträgern
noch rechnet – es ist unter dem Strich immer eine
Frage des Verschleißes, der Instandhaltung, des
Energieverbrauchs und der Distanzen.
Zusammengefasst könnte man auf die Idee kommen,
dass der Markt für Hochgeschwindigkeitsverkehr
generell und für Fahrzeuge im speziellen Fall
doch ziemlich begrenzt ist. Wäre es denkbar, dass
sich Siemens auch auf die Betreiberseite schlägt?
Ich denke, dass zwischen der Kunst, ein tolles Fahrzeug
zu bauen – und das nehmen wir schon für
uns in Anspruch – und der, es anschließend zu
betreiben, ein erheblicher Know-how-Unterschied
besteht. Wir wissen, was wir da alles nicht wissen.
Überhaupt ist es nicht unser Geschäftsmodell, mit
Betreibern in irgendeiner Form in den Wettbewerb
zu gehen – das würden unsere Kunden in der Regel
auch nicht so witzig finden. Also insofern wollen wir
uns da klar heraushalten.
Bleiben wir also bei dem Know-how, das Sie schon
haben, konkret bei der neuen Baureihe 407, dem
Velaro D. Welche Vor- und Nachteile sehen Sie darin,
dass Siemens – anders als bei den früheren
ICE-Generationen – die Entwicklung des kompletten
Zuges von Anfang an selbst in der Hand hatte?
Eine Eigenentwicklung hat insofern große Vorteile,
dass ich wirklich alles in meinem eigenen Beritt
habe, alles selber steuern kann und mir keine
Gedanken zum Beispiel über Know-how-Schutz
machen muss: Ich kann sehr offen, schnell und
effizient arbeiten. Ein Nachteil ist, dass ich tatsächlich
auch alle notwendigen Ressourcen selbst
aufbieten muss – und das bindet sehr große Kräfte.
Deshalb haben wir uns beim ICx entschlossen,
unserem Wettbewerber Bombardier einen Teil des
Lieferumfangs zu überlassen, weil wir da in Summe
besser sein können. Alles im eigenen Hause
zu machen, bringt viele Vorteile; bei ganz großen
Aufgaben macht es aber durchaus Sinn, Kompetenzen
zu bündeln.
Gilt das auch für Software? Ohne die richtige
Softwareausstattung fährt ja ein moderner Zug
nirgendwo hin.
Das ist ein Teil der Entwicklung, den man nicht
mehr verteilt organisieren kann. Inzwischen haben
sogar Nasszellen Steuerungsrechner, die verschiedene
Funktionen überwachen und Diagnosedaten
melden – der heutige Velaro hat einige hundert
Rechner an Bord. So ist die zentrale Herausforderung
hier nicht das Erstellen, sondern das Managen
dieser verschiedenen Softwaremodule, die
reibungslos zusammenarbeiten müssen – eine sehr
komplexe Aufgabe.
109 (2011) Heft 11
561

Fokus Interview
Das Konzept des ICx markiert ja technisch wie
organisatorisch einen Paradigmenwechsel. Wo
sehen Sie als Hersteller die Vorzüge des Einzelwagenzuges
mit Powercars gegenüber den früheren
Konzepten?
Triebzüge wie der Velaro haben gegenüber einem lokbespannten
Zug den großen Vorteil, dass sie die gesamte
Fahrzeuglänge den Passagieren zur Verfügung
stellen, weil die Antriebstechnik unterflur angebracht
ist. Das kann auch der ICx. Auf der anderen Seite hat
ein lokbespannter Einzelwagenzug gegenüber klassischen
Triebzügen wie den ICE den Vorteil, dass man
relativ flexibel Wagen ergänzen oder herausstellen
kann. Mit dem Powercar-Konzept haben wir nun die
Flexibilität eines Einzelwagenzuges in einen Triebwagenzug
eingebracht: Die Bahn kann im Rahmen ihrer
betrieblichen Erfordernisse unterschiedliche Zugkonfigurationen
bilden. Sie kann das zwar nicht überall
und jeden Tag tun, weil dafür ein Werkstattaufenthalt
nötig ist. Aber die Bahn stellt auch nicht jeden
Morgen ihre Züge komplett neu zusammen – das geschieht
üblicherweise mit einigem Planungsvorlauf,
wenn zum Beispiel bei Fahrplanwechseln die Kapazitäten
neu festgelegt werden.
Mit dem ICx kann sich die Bahn also sehr flexibel
auf betriebliche Erfordernisse und Nachfrage
einstellen?
So ist es. Steigt der Bedarf, kann man einfach weitere
Wagen bestellen und die Züge verstärken. Das Konzept
hat die Deutsche Bahn überzeugt. Und wir sehen
auch: Wenn die Bahn ihre gesamte Fernverkehrsflotte
unterhalb des ICE durch dieses eine Produkt ersetzt,
bringt sie uns sehr großes Vertrauen entgegen.
Reden wir also über die Weiterentwicklung von
Zügen allgemein, nicht nur der Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge.
Sind grundlegende Zug-Innovationen
wie beim ICx künftig überhaupt noch denkbar?
Hochgeschwindigkeitszüge sind der Innovationsmotor
in der Bahntechnik, und der ICx ist schon ein
sehr hoch entwickeltes Produkt. Er steht für deutliche
Energieeinsparung gegenüber heutigen Zügen,
er wird noch einmal deutlich mehr Nutzfläche im
Innenraum bieten und noch einmal eine deutliche
Einsparung bei den Lebenszyklus-Kosten bringen.
Das sind, denke ich, genau die Attribute, die auch in
Zukunft weiter gefordert sein werden. Unser Ziel ist
es deshalb, diesen Schritt, den wir beim ICx für den
Intercity-Bereich vollzogen haben, auch in den anderen
Marktsegmenten zu tun – bei S-Bahnen ebenso
wie bei Hochgeschwindigkeitszügen.
Sie haben den Lebenszyklus angesprochen. Welchen
Stellenwert hat das Thema Service für
Siemens?
Es ist ein sehr interessantes Geschäftsfeld für uns. Einerseits
gibt es große Synergien zwischen dem Bau
und der Instandhaltung der Fahrzeuge, denn ich
kann schon bei der Entwicklung für niedrige Instandhaltungskosten
sorgen. Andererseits gibt es solche
Synergien auch zwischen Instandhaltung und Betrieb
der Fahrzeuge, die große, insbesondere staatliche Betreiber
wie die Deutsche Bahn auch sehr erfolgreich
nutzen. Es ist so eine Art Glaubensstreit, wo mehr Synergien
zu nutzen sind. Aber wir müssen auch nicht
alles schwarz-weiß betrachten. Zum Beispiel haben
wir in Spanien mit dem Joint-Venture zwischen uns
als Hersteller und der Bahngesellschaft RENFE versucht,
beide Synergien zu nutzen, und ich halte das
für ein sehr valides Konzept. Wir haben dort sowohl
die Kompetenzen des Herstellers als auch die des Betreibers
im Spiel. Sehr effizient.
Sie haben ja auch einige Erfahrung mit
dem Service für den Desiro UK. Nutzt
Ihnen dieses Knowhow zum Beispiel
beim Velaro?
Selbstverständlich. Es gibt bei unseren internationalen
Instandhaltungsaktivitäten
einen engen Austausch. Dadurch haben
wir eine sehr, sehr gute Datenbasis, die
uns auch in die Lage versetzt, so langfristige
Verpflichtungen wie den 30-Jahres-
Vertrag in Russland abzuschließen. Wer
sich so lang bindet, muss schon absolut sicher sein,
das auch leisten können. Auch für die russischen
Desiro-Regionalzüge haben wir ja jetzt den entsprechenden
Servicevertrag abgeschlossen. Das ist ein
sehr gutes Modell, mit dem beide Seiten sehr zufrieden
sind, und es funktioniert auch im Winter.
Apropos Winter: Russland ist ja eine echte Herausforderung
für einen Zugbauer, der mit Temperaturschwankungen
zwischen + 40 und – 40 Grad
zurecht kommen muss. Der Velaro RUS weist einige
Besonderheiten auf, beispielsweise die Kühlung
der Antriebsaggregate, die kühle Luft im
Sommer unter dem Fahrzeugboden, im Winter
über dem Dach ansaugt. Werden Sie solche speziellen
Entwicklungen auch anderen Betreiber in
anderen Regionen anbieten?
Natürlich können wir das, was wir gemeinsam mit der
russischen Eisenbahn und einigen Forschungsinstituten
entwickelt haben, jetzt auch anderen Betreibern
anbieten – wenn auch sicher nicht eins zu eins übertragen.
Denn die Ausgangslage ist in Russland durch die
enormen Temperaturdifferenzen sicherlich besonders
komplex. Aber es gibt eine andere Problemstellung,
die auch für Länder wie Deutschland und Frankreich
relevant ist: die des Eisabwurfs und des Schotterfluges
im Winter. Das ist überall dort interessant, wo schnelle
Züge auf einem klassischen Schotterbett fahren.
Eisbrocken lösen sich vom Fahrzeug und schleudern
Schotter hoch, der wichtige Teile beschädigen kann.
Da haben wir jetzt mit der Deutschen Bahn einige
sehr gute Maßnahmen in der ICE-Bestandsflotte umsetzen
können, die in diesem Winter greifen werden.
Der Velaro hat
einige hundert
Rechner an Bord
562 109 (2011) Heft 11

Interview Fokus
Welche Maßnahmen sind das?
Eigentlich ist es ja ganz einfach: Bestimmte Maßnahmen
an den Drehgestellrahmen verhindern die
Eisablagerungen und Protektoren schützen die kritischen
Bauteile vor Beschädigung. Viel wichtiger
war aber, zunächst die Flugbahnen der Eisbrocken
und Schottersteine zu verstehen und die Wirkung
solcher Vorgänge wissenschaftlich zu untersuchen.
Dass man noch nach all den Jahren Bahntechnik
so fundamentale Erkenntnisse gewinnen kann, ist
schon sehr spannend.
Wenn wir schon beim Klima sind: Welcher Art waren
denn die Probleme mit den Klimaanlagen der
älteren ICE-Züge wirklich?
Auslöser der Diskussion über die Zuverlässigkeit von
Klimaanlagen war der ICE 3. Als wir den im Jahr 2000
in den Verkehr brachten, gab es tatsächlich Qualitätsprobleme
bei den Klimaanlagen. Wir hatten uns gemeinsam
mit der Deutschen Bahn damals für Luft als
Kältemittel entschieden, um Freon oder irgendein klimaschädliches
Gas zu vermeiden. Dieses neuartige System
stabil zu bekommen, hat die Hersteller dieser Klimaanlagen
und uns mehr Zeit gekostet als vorgesehen.
Inzwischen ist das Problem ja gelöst. Bei den anderen
Zügen waren Klimaanlagen eigentlich nie ein Thema.
Die Ausfälle beim ICE 2 im Sommer 2010 sind bestimmt
als Hinweis auf einen anstehenden Klimawandel
zu verstehen. Es wird heute heißer in Deutschland
als früher, und diese Klimaanlage kommt zunehmend
an ihre Leistungsgrenze. Daran sieht man, dass sich in
einem Zug-Lebenszyklus von 30 Jahren Dinge spürbar
ändern können. Wir haben der Deutschen Bahn Nachrüstmaßnahmen
vorgeschlagen, die sie jetzt auch umsetzt.
Ich hoffe, damit ist auch dieses Problem gelöst.
Die Klimaanlagen der aktuellen Velaro- und ICx-Züge
sind ohnehin für neue deutsche Sommer ausgelegt.
Zumal ja mit Mehrsystem-Zügen wie dem Velaro
D auch grenzüberschreitender Verkehr zum Beispiel
nach Südfrankreich leicht machbar ist.
Verkehr macht an den Grenzen nicht grundsätzlich
halt – gerade in Europa, denn die Einzelstaaten hier
sind nicht besonders groß. Und wir werden dem wachsenden
innereuropäischen Flugverkehr nur begegnen
können, wenn wir attraktive Verbindungen wie zum
Beispiel Frankfurt – Paris bekommen. Allerdings fahren
die Züge von Deutschland über Belgien nach Frankreich
und müssen somit alle vier auf der Strecke vorkommenden
Bahnstromsysteme beherrschen.
Sie haben die unterschiedlichen Spannungssysteme
doch durchaus im Griff.
Den viel größeren Aufwand erfordern ja auch die verschiedenen
Signalsysteme: in Deutschland die herkömmliche
Linienzugbeeinflussung, in Belgien die
nationalen Systeme TBL1 und TBL2 und in Frankreich
TVM1 und TVM2. Zu diesen fünf nationalen Systemen
kommt nach der europäischen Interoperabilitätsrichtlinie
auch noch ETCS als sechstes hinzu – und selbst das
noch in verschiedenen Levels. Durch den zugegeben
wichtigen Versuch der Standardisierung wurde also
nichts abgeschafft, sondern etwas zugebaut. Das erhöht
die Komplexität des Zuges noch einmal deutlich.
ETCS soll ja nun auf allen europäischen Korridoren
und Neubaustrecken installiert werden.
Das schon. Weil man aber in der Praxis einen Zug
auch mal über eine ältere Strecke umleiten muss,
können wir die alten Signalsysteme nicht einfach
weglassen. Solange es also nicht gelingt, eine wirkliche
Vereinheitlichung zu erreichen, werden wir
Hersteller weiterhin ein großes Zulassungsrisiko für
diese Züge haben – und das Gesamtsystem Bahn
einen Wettbewerbsnachteil. Ich bin sicher: Die
Zukunft der Mobilität in Europa wird wesentlich
davon geprägt sein, ob diese standardisierte europäische
Zugsicherung tatsächlich die Altsysteme
ersetzen kann.
Und die Zukunft der Mobilität bei Siemens? Seit
dem 1. Oktober sind ja die Aktivitäten von Siemens
Mobility aufgeteilt in die Division Rail Systems,
in der Ihr Geschäftsbereich High Speed and
Commuter Rail zuhause ist, sowie die beiden Divisionen
Mobility and Logistics und Smart Grid.
Was wird sich durch diese Struktur ändern für die
Kunden – falls sich überhaupt etwas ändert?
Es ist eine wesentliche Veränderung zum Positiven.
Wir haben mit Siemens Mobility in den letzten Jahren
viel am Markt bewegt und waren mit unseren
Produkten sehr erfolgreich. Mit der Neuaufstellung
wollen wir nun das Wachstum in den einzelnen
Sparten gezielt fördern. Für unsere Kunden heißt
das, dass wir uns noch intensiver um sie kümmern
können, dass wir in der stärkeren Spezialisierung
auf Sachgebiete die einzelnen Themen besser fokussieren
und insofern die Kunden auch besser betreuen
können.
Herr Dr. Brockmeyer, herzlichen Dank.
ZUR PERSON
Dr. Ansgar Brockmeyer studierte Elektrotechnik an der
RWTH Aachen und promovierte am dortigen Institut
für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe. Seit
1997 bei Siemens, war er zunächst für die Projektierung
von Antrieben für Hochgeschwindigkeits- und
Regionaltriebzüge zuständig, übernahm 2001 die
Gesamtprojektleitung des Fahr zeugprojekts ICE T-2
und 2003 die Werkleitung Elektrische Komponenten
und Energieversorgung am Fertigungsstandort
Krefeld. Er war ab 2006 Leiter des Geschäftsbereichs
Public Transit für Züge des Nah-, Regional- und
Fernverkehrs und ist seit dem 01.10.2011 CEO der
Business Unit „High Speed and Commuter Rail”
in der Division „Rail Systems” des neuen Siemens-
Sektors „Infrastructure & Cities”.
109 (2011) Heft 11
563

Fokus Forum
Wasserkraft in Deutschland
Beim Wasserkraftpotenzial in Deutschland spielen die reinen Speicherkraftwerke kaum eine Rolle. Mittel-
und langfristig wird der Klimawandel hier die Energieumwandlung aus Wasserkraft schmälern. Eine
Ergänzung zum Beitrag „Hochrheinkraftwerk Rheinfelden und Wasserkraft in Deutschland“ in eb 10/2011.
Walchenseekraftwerk,
in Betrieb 1924 (Foto:
Ralf Roman Rossberg).
Im Zusammenhang mit der Bearbeitung des
Beitrags [1], der sich im Wesentlichen auf die Quelle
[2] stützt, waren beim Umweltbundesamt (UBA)
Vergleichszahlen erfragt worden, die sich nach einigen
Abklärungen in der Tabelle gegenüberstellen
ließen. Die geringen Differenzen bei den Laufwasser-
und den Pumpspeicherkraftwerken (LwKW,
PSpW) erklären sich sicherlich aus Unschärfen beim
Erfassen und Auswerten der nicht wenigen Daten,
TABELLE
Installierte Wasserkraftwerkleistung in Deutschland
in MW, Stand 2010/2011.
Nur Werke mit ≥1 MW, alle Werte mit 16,7-Hz-Bahnstromgeneratoren,
bei Grenzkraftwerken nur deutscher Anteil
[2] UBA 2011
in Betrieb in Betrieb im Bau oder
in Planung 1
Laufwasserwerke 3 431
2
3 425 63
Speicherwerke –
3
279 0
Pumpspeicherwerke
6 574 6 599 466
Summe 10 005
2
10 303
1
nur soweit Genehmigung erteilt oder im Verfahren
2
schon mit Rheinfelden neu
3
davon ≈120 MW Walchenseekraftwerk
unter anderem von rund 7 000 Kleinwasserkraftanlagen
[2]. Real ist die Differenz bei den LwKW allerdings
noch größer, denn die deutschen 75-%-Anteile
an Rheinfelden sind in [2] noch von den alten
26 MW ausgewiesen, bei der UBA-Zahl dagegen
schon von den neuen 100 MW bestätigt (Tabelle 1
in [1]). Sonst gab es laut UBA in den letzten zwei
Jahren keinen nennenswerten Zuwachs. Mysteriös
ist dagegen das Bild bei den reinen Speicherkraftwerken
(SpKW). Die UBA-Zahl bestätigt zunächst,
dass diese – anders als beispielsweise in Österreich
und der Schweiz – in Deutschland kaum eine Rolle
spielen, wobei noch fast die Hälfte ihrer Leistung
im berühmten Walchenseekraftwerk steht (Bild). Der
auf den Arbeiten dreier Ingenieurbüros und eines
Hochschulinstituts der Branche beruhende Bericht
[2] erwähnt diese Art Werke überhaupt nicht. Einzelne
Stellen darin wurden so interpretiert, als ob
sie wegen Geringfügigkeit den Laufwasserwerken zugerechnet
wären (Tabelle 2 in [1]); die Tabelle hier
weckt aber nun den kaum glaublichen Verdacht, als
ob sie vergessen wurden. Anzumerken ist, dass alle
Oberbecken von PSpW gewisse natürliche Zuflüsse
haben, von denen die größeren immerhin 10 % der
Jahresarbeit aller deutschen PSpW als regenerative
Energie liefern (Tabelle 2 in [1]).
Als Vergleichszahlen zur Wasserkraft in Deutschland
stehen in einer aktuellen Pressemitteilung aus
der Industrie, dass hier in Windenergieanlagen derzeit
27 GW installiert sind und diese 8 % des „Strombedarfs
des Landes“ decken.
Bei allen Betrachtungen und Überlegungen zur
Wasserkraft muss noch der Einfluss des Klimawandels
bedacht werden, denn der kommende deutliche
Temperaturanstieg wird sich auf Niederschlags- und
Abflussmengen auswirken. Der Bericht [2] resümiert
aus bisherigen Untersuchungen, dass dadurch in
Deutschland mit mittelfristig bis 4 % und langfristig
bis 15 % weniger Erzeugung aus Wasserkraft
gerechnet werden muss.
Uwe Behmann
[1] Mazurkiewicz, J.: Hochrheinkraftwerk Rheinfelden und
Wasserkraft in Deutschland. In: Elektrische Bahnen 109
(2011), H. 10, S. 526–532.
[2] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
(Hrsg.): Potenzialermittlung für den Ausbau
der Wasserkraftnutzung in Deutschland als Grundlage
für die Entwicklung einer geeigneten Ausbaustrategie –
Schlussbericht. Aachen, September 2010.
564 109 (2011) Heft 11

Forum Fokus
Regenerative Bahnenergieversorgung
in Deutschland
Dank weitsichtiger Entscheidungen in
Deutschland vor 80 und vor 50 Jahren
lie fert hier die inländische Wasserkraft
ziem lich gleichmäßig 10 bis 15 % des Bahnenergiebedarfs.
Ein langfristiger Vertrag
wird diesen Wert demnächst um fast zehn
Prozentpunkte steigern. Vision der DB ist,
ihre Versorgung bis 2050 ganz auf sich erneuernde
Energien umzustellen.
In den Anfängen der Elektrizitätsanwendung,
praktisch überall durchweg zuerst
mit DC, bauten Industrie- und große Gewerbebetriebe,
kleine Gemeinden und
auch so genannte Lokalbahnen außerhalb
der Großstädte sich eigene dezentrale Versorgungen,
wo immer es topografisch ging
mit kleinen Wasserkraftwerken (WKW).
Für erste AC-Bahnen entstanden in Bayern
das WKW Kammerl und das zunächst
Saalachkraftwerk genannte in Reichenhall
(Tabelle), beide zugleich auch zur lokalen
öffentlichen Versorgung. Nach dem Ersten
Weltkrieg kam Oskar von Miller mit seiner
unermüdlichen Arbeit zum Erfolg und bewirkte
den Bau eines Speicherkraftwerkes
in Kochel, benannt nach dem Oberbecken
Walchensee, sowie dreier Laufwasserkraftwerke
(LwKW) am Mittlere-Isar-Kanal zwischen
München und Landshut (Bild 1),
die mit Speicher- und Ausgleichsbecken
einen Schwellbetrieb ermöglichen. Diese
vier Werke wurden in etwa gleichem Maß
zur Erzeugung von 1 AC 16 2 /3 Hz und von
3 AC 50 Hz ausgerüstet, und zur Übertragung
und Verteilung wurden getrennte
Hochspannungsnetze errichtet. Kaum vorstellbar
ist heute, dass diese beiden Systeme
damals gleichwertig waren und eine
flächendeckende öffentliche Versorgung
dabei überhaupt erst entstand.
Die überaus dynamische Entwicklung
in den folgenden eineinhalb Jahrzehnten
war und bleibt ein Schwerpunktthema in
eb – Elektrische Bahnen und wird deshalb
hier übersprungen. Im Jahre 1950 lieferten
diese sechs WKW 82 % der Gesamterzeugung
für den elektrischen Zugbetrieb der
Deutschen Bundesbahn, der damals die
bayerischen Hauptstrecken bis an die Grenzen
zu Österreich sowie bis Probstzella kurz
hinter der Zonengrenze abdeckte und bis
Stuttgart ging.
109 (2011) Heft 11
TABELLE
Installierte Wasserkraft-Nennleistungen in Deutschland für 16,7-Hz-Erzeugung,
Stand 2010.
in Betrieb Werk Wirkleistung in MW Literaturquelle
einzeln summiert eb – Elektrische Bahnen
1913 Reichenhall 3 · 1,3 4 88 (1990), H. 1, S. 29–37
1905 Kammerl 1 3 · 0,3 5 99 (2001), H. 11, S. 444–452
1924 Walchensee 2 ·(9,4 + 12,0) 48 98 (2000), H. 1-2, S. 35–51
1924
1924; 1928
1929
9,2 + 10,0
Aufkirchen
Pfrombach 3 14,0
Eitting
8,4; 8,4
67
2
84
98
98 (2000), H. 1-2, S. 35–51
104 (2006), H. 11, S. 553–555
1953 Reichenhall 1,3 99 88 (1990), H. 1, S. 29–37
1959 Madau 4 0,1 99 95 (1997), H. 11, S. 304–309
1967
1969
1970
1971
Bertoldsheim 5
3 · 6,7
Bittenbrunn 5
3 · 6,7
Bergheim 5
3 · 6,7
Ingolstadt 5 3 · 6,7
119
159
179
199
79 (1981), H. 7, S. 263–271
1992 Vohburg 6 3 · 9,5 207 91 (1993), H. 10, S. 317–320
2000 Bad Abbach 3,5 211 99 (2001), H. 11, S. 453–460
1976 Langenprozelten 7 2 · 75,0 361 79 (1981), H. 7, S. 272–276
1
1905 Inselbetrieb einer Privatbahn, ab ≈1925 Verbundbetrieb mit Reichsbahnnetz möglich,
1938 verstaatlicht
2
genauer Wert 82,6 MW, bis Anfang 1970er Jahre 70,3 MW
3
technisch auch als Umformer zu betreiben und DB-intern so gebucht
4
in Bad Aibling, privater Betreiber, 16 2 /3-Hz-Erzeugung 1997 beendet
5
bis 2007 individuell abgestufte Nennwerte mit ∑ 82,5 MW, 1980 auf ∑ 94 MW Maximalwert
gesteigert durch Erhöhung der Wehre
6
bis 2007 Nennwert ∑ 23,3 MW
7
Pumpspeicherwerk ohne nennenswerte Regenerativerzeugung
Bild 1:
Laufwasserkraftwerk Eitting am Mittlere-Isar-Kanal, je zwei Generatoren 3 AC 8,4 MW/12 MVA
(hinten) und 1 AC 8,4 MW/14 MVA (vorn) (Foto: Ralf Roman Rossberg).
565

Fokus Forum
Bild 3:
Donau-Laufwasserkraftwerk
Vohburg,
drei Turbinen je
9,7 MW, Generatoren
früher je 7,8 MW, jetzt
9,5 MW/12 MVA (Foto:
Ralf Roman Rossberg).
Bild 2:
Einsatzplanung Kraftwerkskette Mittlere Donau vor Betriebsaufnahme
bei 150 m 3 /s (unten) und bei 320 m 3 /s (oben)
jeweils für Lauf- und für Schwellbetrieb, mittlere Donauwasserführung
auf diesem Flussabschnitt ≈300 m 3 /s, nutzbarer
Durchfluss ≤ 500 m 3 /s bei naturgemäß geringeren Fallhöhen,
Prognose Regelarbeitsvermögen ≈ 0,5 TWh/a.
Für die folgenden Umstellungen aller weiteren Hauptstrecken
auf elektrischen Betrieb musste dann, wie
in der Landesversorgung für den allgemeinen Wirtschaftsaufschwung,
auf fossile Primär energien und
auf Kernkraft gesetzt sowie auch aus 50 Hz umgewandelt
werden. Während aber bei 50 Hz der Anteil der
installierten WKW-Leistung am gesamten Kraftwerkspark
und damit auch die von ihnen gelieferten Energiemengen
stetig bis auf wenige Prozent zurückgingen,
fing sich die Wasserkraft für 16 2 /3 Hz auf einem
deutlich höheren Pegel zwischen 16 und 10 % sowohl
bei der Leistung wie bei der Bruttoerzeugung.
Nun sagen die genauen Prozentzahlen jedoch
wenig aus, denn sie hängen ja von den Bezugszahlen
und damit von deren Veränderungen ab. Das sind
bei der Maschinenleistung die Zu- oder Abgänge im
Gesamtanlagenpark. Beispiele hierfür seit 1980 sind
einerseits die vielen dezentralen Umformerwerke
(dUfw) im ostdeutschen Streckennetz, die Dampfkraftwerke
Kirchmöser und Schkopau sowie die inzwischen
sechs großen und sieben kleinen Umrichteranlagen,
andererseits wiederum nach und nach die
dUfw, mehrere ältere Dampfturbosätze sowie aktuell
das Kernkraftwerk Neckarwestheim. Solchen Veränderungen
folgt auch der rechnerische Anteil der WKW-
Jahresarbeit, die dabei absolut noch mit dem klimabedingten
jährlichen Wasserangebot schwankt. Bei in
den 1990er Jahren veröffentlichten Zahlen muss man
auch noch darauf achten, ob sie den Gesamtumsatz
bedeuten oder nur den des zentral versorgten Bahnstromnetzes.
Interessanter sind also die Absolutwerte. Dazu zeigt
die Tabelle, wie sich die Leistung entwickelt und bei
den regenerativen Quellen verdoppelt hat. Die Maschinengruppe
in Pfrombach ist hier mitgezählt, weil
sie wie kürzlich beschrieben real an Wasserturbinen
läuft. Das Werk Madau war eine für WKW kurzlebige
Episode. Die WKW-Kette an der mittleren Donau
aus vier zeichnungsgleichen Anlagen und Ausrüstungen
kann mittels zweier Speicherbecken im Schwellbetrieb
besonders für die S-Bahn München arbeiten
(Bild 2), wo die Triebzüge Baureihe 420 mit anschnittgesteuerten
Stromrichtern inzwischen durch solche
mit PWM-Stromrichtern ersetzt sind. Das Pumpspeicherwerk
im Spessart, netzstrategisch ideal gelegen,
wurde für 950 MWh Speicherenergie gebaut.
Die Generator-Nenndaten müssen nicht überall
gleich den vertraglichen oder wasserrechtlichen
Leistungen sein. Ferner gibt es manchmal, wie bei
klassischen Fahrmotoren, auch Kurzzeitleistungen.
Schließlich steht im Hintergrund, dass die Wirkleistung
eines Generators von seiner thermisch begrenzten
Scheinleistung über einen definierten, aber nicht
zementierten Leistungsfaktor abhängt. Dieser konnte
prinzipiell für die Versorgung klassischer 16 2 /3-Hz-
Triebfahrzeuge günstiger sein als für 50-Hz-Netze;
erst die Stromrichterantriebstechnik änderte hier die
Anforderungen und ändert sie wieder. Leistungsdaten
können sich auch durch technische Maßnahmen
und Einflüsse ändern, zum Beispiel bei der Wasserhaltung
und -führung, bei der Kühlung oder der Neubewicklung
von Generatoren oder umgekehrt ihrer Alterung.
Solche Faktoren mögen einige der Fußnoten
in der Tabelle erklären.
Die 16 2 /3-Hz-Jahresarbeit aus Wasserkraft war von
1950 bis 1965 ziemlich konstant 0,36 TWh/a; ihr
mehrjähriger Mittelwert stieg mit Vollbetrieb der ersten
vier Donau-WKW ab Anfang der 1970er Jahre auf
das 2,6-fache und mit dem Werk Vohburg ab 1993
nochmal um den Faktor 1,3 (Bild 3). Das WKW Bad
Abbach wirkte sich wegen geringer Leistung und besonderer
Betriebsweise nicht signifikant aus.
Als Momentaufnahme stehen heute in den zwölf
regenerativ arbeitenden WKW 7 % der in Deutschland
installierten 16,7-Hz-Erzeugerleistung, Neckarwestheim
noch voll mitgerechnet, und liefern 9 % der
566 109 (2011) Heft 11

Brutto erzeugung 12 TWh/a. Der regenerative Gesamtanteil
daran ist jedoch mit aktuell 20 % deutlich höher. Etwas trägt
dazu der statistische Anteil in der 50-Hz-Energie für Umwandlung
bei, die gut ein Viertel der 16,7-Hz-Bruttoerzeugung liefert.
Wesentlich mehr stammt aber aus gezielt eingekauften
Energiemengen wie derzeit fast 1 TWh/a aus norwegischer
Wasserkraft (alle Werte leicht gerundet).
Im Rahmen dieser Unternehmenspolitik haben Ende
Juli 2011 DB und RWE vereinbart, dass letzteres in den
Jahren 2014 bis 2028 aus 14 seiner WKW an Hochrhein,
Saar, Mosel, Rur und Ruhr (Bild 4) 900 GWh/a Bahne nergie
als Festmengen liefern wird, entsprechend „rund 8 %“ des
Jahresbedarfs; vermutlich sind das zwischen 7,5 und 7,8 %,
denn alle Pressestellen der Welt würden sonst notorisch
schreiben „fast 8 %“ oder „über 8 %“. Als Vergleichswert wird
ein Drittel des Jahresbedarfs für den DB-Perso nenfernverkehr
genannt. Der Gesamtauftragswert für die 13,5 TWh soll
„deutlich über 1 Mrd. EUR“ sein, sicherlich ohne Preisanpassungen
zu verstehen.
RWE garantiert über zertifizierte Herkunftsnachweise, dass
es in diesem Umfang an die DB aus seinen WKW liefert. Diese
erhöht damit ihren 16,7-Hz-Regenerativanteil ab 2014 auf
28 %. Damit kommt sie ihrem Ziel näher, diesen Wert bis
2020 auf mindestens 30 bis 35 % zu erhöhen, mit weiteren
gezielten Einkäufen vielleicht sogar auf über 40 %, und ihrer
Vision, bis 2050 ihre Bahnenergieversorgung komplett auf regenerative
Energien umzustellen.
Auf der Abnehmerseite verfährt die DB genau so, indem
sie die Regenerativmengen gezielt vermarktet. So bekommen
die DC-S-Bahn Hamburg und der AC-Regionalverkehr
im Saarland ihre Traktionsenergie vollständig auf dieses Kontingent
gebucht und DB Schenker Rail bietet dies seinen
Kunden an. Auch für Sonderverkehre können die Eisenbahnverkehrsunternehmen
aus dem Regenerativbudget buchen
und damit wiederum bei ihrer Kundschaft punkten. Anders
als zum Beispiel bei ÖBB steht allerdings in den veröffentlichten
Preisregelungen der DB Energie nicht, ob und welche
Sonderkonditionen dafür gelten. Regenerativmengen, die
über die Summen solcher Bestellungen hinaus verbleiben,
gehen in den übrigen Bahnenergiemix oder können wieder
weiter verkauft werden.
Uwe Behmann
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Bild 4:
Moselstaustufe und Laufwasserkraftwerk Lehmen,
Flusskilometer 21 ab Koblenz (Foto: RWE).
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Fokus Report
Fachtagung Leistungselektronik und
Leittechnik in Bern
Vom 6. bis 9. September 2011 fand in Bern die Internationale Fachmesse des öffentlichen Verkehrs
suissetraffic statt. Während der Messe wurde unter anderem die Fachtagung Leistungselektronik
und Leittechnik für die zweite Lebenshälfte der Schienenfahrzeuge durchgeführt.
Ein Tagungsbericht.
Die Fachtagung zum Thema Leistungselektronik und
Leittechnik für die zweite Lebenshälfte der Schienenfahrzeuge
am 9. September 2011 benannte Herausforderungen,
die für die Sicherung des Betriebseinsatzes
von Schienenfahrzeugen mit modernen elektronischen
Ausrüstungen zu bewältigen sind. Herkömmlich
wird die Lebensdauer von Schienenfahrzeugen
mit etwa 40 Jahren angegeben. Dieses sinnvoll mögliche
Alter ist sicherlich aktuell gültig, wenn es auf
den mechanischen oder auch den elektromechanischen
Teil der Fahrzeuge bezogen wird. Die modernen
Schienenfahrzeuge besitzen jedoch einen immer
umfassenderen Ausrüstungsteil, der elektronische
Bauelemente im Leistungsteil des Antriebes und in
der Steuerung, Regelung und Überwachung des
Fahrzeuges oder für Zugfahrten besitzt.
Die elektronischen Baugruppen werden sowohl
hinsichtlich der Hardware als auch der zugeordneten
Software ständig weiterentwickelt. Daraus ergibt sich
unter anderem, dass ab einem nicht vorhersehbaren
Zeitpunkt die ursprüngliche elektronische Technik
nicht mehr zur Verfügung steht, weil neuere elektronische
Lösungen wesentlich leistungsfähiger für bessere
technische Anwendungen zur Verfügung stehen.
Damit stehen irgendwann bei einem Ausfall elektronischer
Komponenten keine geeigneten Austauschmöglichkeiten
mehr zur Verfügung. Dieser Umstand zwingt
alle Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVU) Strategien
zu entwickeln, die es ermöglichen, die Schienenfahrzeuge
über einen längeren Zeitabschnitt betriebssicher
und wirtschaftlich einzusetzen. Die Bahnindustrie
ist gefordert, in Abstimmung mit den EVU die dafür
erforderlichen technologischen Voraussetzungen zu
entwickeln. Es wird sich künftig zeigen, ob im Elektronikzeitalter
40 Jahre noch eine sinnvolle Nutzungsdauer
für Schienenfahrzeuge sein werden.
Eisenbahnverkehrsunternehmen
brauchen neue Strategien
Besucher der
suissetraffic 2011
Für Komponenten sowohl der Leistungselektronik als
auch elektronischer Steuerungssysteme gibt es keine
zuverlässigen Angaben zu deren Lebensdauer. Die
aufgetretenen Elektronikausfälle kündigen sich in den
wenigsten Fällen vorher an. Eine präventive Instandhaltung
ist nur in den seltensten Fällen möglich. Gegenüber
von mechanischen Systemen kann die Ausfallrate
innerhalb kürzester Zeit zunehmen. Durch die
Hersteller werden häufig spontan ältere elektronische
Komponenten abgekündigt. Damit werden keine Ersatzteile
mehr bereitgestellt. Das EVU ist gefordert, für
den weiteren Betriebseinsatz der Schienenfahrzeuge
Strategien zu entwickeln. Die SBB [1] hat dafür eine
Systematik erarbeitet, nach der sie Projekte für den
weiteren möglichen Betriebseinsatz und eine zweckmäßige
Modernisierung von Schienenfahrzeugen
prüft, Maßnahmen dazu vorbereitet und durchführt.
Es wird von einer Bestandsaufnahme aller zu betrachtenden
Systeme, Funktionen und Komponenten des
Fahrzeugs ausgegangen, und daraus werden die
erforderlichen Maßnahmen abgeleitet. Die Dokumentation
des Ist-Zustandes muss vorhanden sein. Für
Softwarelösungen ist das gegenwärtig nicht immer
568 109 (2011) Heft 11

Report Fokus
im erforderlichen Umfang gegeben. Nach der Kostenzusammenstellung
für die geplanten Maßnahmen werden die möglichen
Risiken des Projekts betrachtet. Während der Durchführung des
Projekts wird ständig ein Soll-/Ist-Vergleich durchgeführt und der
geplante Projektablauf aktualisiert.
Zur Realisierung der Projekte werden sowohl Lösungen intern
als auch mit externen Partnern geprüft. Berücksichtigt werden
dabei unter anderem die Nutzung von Synergien mit anderen
Betreibern und die kontinuierliche Zusammenarbeit mit den
Herstellen, um die Erfahrungen der Produkte im Gebrauch für
kommende Produktentwicklungen aufzunehmen. Im Ergebnis
der Realisierung von Projekten zur Gewährleistung des Betriebseinsatzes
und der Modernisierung von Schienenfahrzeugen will
die SBB durch ein Obsoleszenz-Management künftig erreichen,
dass die Finanzierbarkeit der erforderlichen Maßnahmen im Bedarfsfall
gewährleistet ist.
Mehrere Schweizer Schmalspurbahnen haben sich in der Aktiengesellschaft
RAILplus zusammengeschlossen [2], um zum Beispiel
gegenüber Herstellern elektronischer Systeme die Kompetenz
auf der Betreiberseite EVU zu stärken, die Verhandlungsposition zu
verbessern und die Menge gleicher Teile zu erhöhen. Fachspezialisten
werden bahnübergreifend eingesetzt. Die Betriebserfahrungen
können zwischen den EVU ausgetauscht und mit den gewonnenen
Erkenntnissen die Life Cycle Cost (LCC) gesenkt werden. Modernisierungsprojekte
können gemeinsam durchgeführt werden. Für
RAILplus sind die große Anzahl elektronischer Systeme insbesondere
bei Personenwagen und die niedrige Lebensdauer der elektronischen
Systeme die Kostentreiber. Es wird dabei von einer Einsatzdauer
von vier bis fünf Jahren für die Software und von zehn bis
fünfzehn Jahren für die Hardware ausgegangen.
Durch die elektronischen Systeme in den Eisenbahnfahrzeugen
haben sich die Anforderungen an die Mitarbeiter geändert.
Die Instandhaltungsarbeiten verlangen eine höhere
technische Ausbildung des Werkstattpersonals. Die Störungssuche
zum Beispiel ist komplex, Maßnahmen zur EMV sind
zu berücksichtigen und neue Techniken wie Glasfaserverkabelung
sind zu beherrschen.
Ziel von RAILplus ist unter anderem, dass die Instandhaltungskosten
über die Einsatzdauer der Fahrzeuge gleichmäßig verteilt
werden können. Dazu könnten Serviceverträge, die über die
gesamte Einsatzdauer der Fahrzeuge gültig sind, beitragen. Die
Preise dafür müssen transparent aufbereitet sein.
modernisieren, kann sinnvoll und wirtschaftlich sein. Bei einem
vollständigen Ersatz zum Beispiel der Traktionsausrüstung müssen
der Zusatznutzen eventuell durch Energieeinsparungen
und mögliche Konsequenzen durch den Einsatz neuer Komponenten
sorgfältig geprüft und abgewogen werden.
Anlässe für Modernisierungsprojekte
ABB Schweiz liefert elektronische Komponenten für die Traktionsausrüstung
von Triebfahrzeugen [4]. Am Beispiel der
Leistungselektronik wurden die Gründe Unterhaltungskosten,
höhere Anforderungen an die Zuverlässigkeit, erhöhte Ansprüche
an Komfort sowie Technik und höhere Erwartungen
an einen geringen Energieverbrauch aufgeführt, die Traktionsausrüstung
zu modernisieren.
Bei Thyristor- oder GTO-Stromrichtern nimmt die Verfügbarkeit
der Ersatzteile ab und die Ersatzteilkosten erhöhen
sich. Dadurch wird ein Obsoleszenz-Management erforderlich.
Außerdem nimmt die Ausfallhäufigkeit der Systeme zu,
denn elektrische Komponenten haben das Ende der Lebenserwartung
erreicht. Aufgrund gesunkener Zuverlässigkeit muss
die Fahrzeug-Reserve erhöht werden.
Fahrplanverdichtungen erfordern eine hohe Zuverlässigkeit
der Fahrzeuge. Gleiches trifft für den Fahrgastanspruch
zu, dass die Züge pünktlich verkehren. Außerdem soll der
Höchst spannend.
Damals waren unsere
Erndungen Maßarbeit.
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Für die zweite Lebenshälfte von Schienenfahrzeugen müssen
Komponenten ersetzt werden [3]. Kann das mit identischen oder
kompatiblen Komponenten erfolgen, ist das meist ohne große
Probleme möglich. Schwierigkeiten können auftreten, wenn Fehler
bei der Auslegung der Komponenten beseitigt werden sollen
oder wenn komplizierte beziehungsweise schlecht dokumentierte
interne Schnittstellen vorhanden sind. Funktionale Änderungen
an alten Microprozessorsteuerungen erfordern den Source-Code
und die alte Entwicklungsumgebung. Bei einem kompletten Ersatz
von Komponenten müssen die aktuell gültigen Normen und
Vorschriften eingehalten werden. Die neuen Komponenten müssen
gemäß den aktuell geltenden Richtlinien zugelassen werden.
Eine kleine Anzahl von Maßnahmen, um Schienenfahrzeuge zu
109 (2011) Heft 11
Signaltechnik
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569

Fokus Report
Fahrzeugeinsatz optimiert erfolgen, damit nur kleine
Fahrzeugreserven vorgehalten werden müssen, die
gebundenes Kapital darstellen.
sowie Diagnosedaten zu erfassen und weiter zu verarbeiten.
Bei der Analyse der Antriebsarchitektur ist
zu ermitteln, ob beispielsweise die Steuergeräte und
die Anschlussstecker bei den Herstellern noch verfügbar
sind. Die Softwarekomponenten müssen bekannt
und nutzbar sein. Bei der Überarbeitung und der Modernisierung
der Leittechnik sind EMV-Maßnahmen
besonders zu beachten. Die Antriebstechnik und die
Leistungselektronik insgesamt stellt für die Leittechnik
eine wesentliche EMV-Störquelle dar. Deshalb
sind kapazitive Störeinkopplungen über Leitungskapazitäten,
Induktive Störeinkopplung über Leitungsinduktivitäten
und Potenzialausgleichschleifen unbedingt
zu vermeiden.
Podiumsdiskussion
Die Präsentationen der
Fachtagung sind unter
www.suissetraffic.ch
verfügbar.
Kurze Reisezeiten und ein dichter Fahrplan erfordern
eine hohe Zugkraft des Triebfahrzeugs, damit
der Zug schnell beschleunigt werden kann. Der
Fahrgastkomfort wird weiter vervollkommnet. Moderne
Diagnosesysteme ermöglichen eine effizientere
Instandhaltung der Fahrzeuge. Energiespeichersysteme
können bewirken, den spezifischen Energieverbrauch
zu senken.
Die Sensibilität für einen niedrigen Energieverbrauch
hat sich allgemein erhöht. Mit einem geringen
Energieverbrauch werden gleichzeitig weniger
Energiekosten verursacht.
Leittechnik in Schienenfahrzeugen
In der Regel wird beim Refit von Schienenfahrzeugen
eine neue Leittechnik eingesetzt. Die Antriebstechnik
wird überarbeitet [5]. Die Leittechnik in Triebfahrzeugen
hat die Aufgabe, die Datenverbindung zwischen
der Fahrzeugsteuerung und dem Antrieb herzustellen.
Es sind Befehle zu übermitteln, Störmeldungen
In einer anschließenden Podiumsdiskussion wurden
die Inhalte und Aussagen der Vorträge konstruktiv
und kritisch diskutiert. Es war zu erkennen, dass für
die wirtschaftliche Sicherung des Betriebseinsatzes
von Schienenfahrzeugen mit modernen elektronischen
Ausrüstungen über eine angemessene Lebensdauer
keine allgemeingültigen Lösungen im Voraus
geschaffen werden können. Vielmehr sind zuverlässige
Betrachtungsmethoden zu entwickeln und auf
konkrete Projekte anzuwenden.
Roland Granzer
Literatur
[1] Marclay, M.: Obsoleszenz-Management am Beispiel
vom Projekt LION – Modernisierung S-Bahn Zürich.
Vortrag 2. Fachtagung SUISSETRAFFIC 2011 Bern.
[2] Züger, G.: Herausforderung Elektronik … aus der Sicht
einer kleinen Bahnunternehmung. Vortrag 2. Fachtagung
SUISSETRAFFIC 2011 Bern.
[3] Würgler, D.: Radikaler Ersatz der Traktionsausrüstung oder
minimalinvasive Eingriffe zur Verlängerung der Lebensdauer?
Vortrag 2. Fachtagung SUISSETRAFFIC 2011 Bern.
[4] Keller, E.: Möglichkeiten der Leistungselektronik: Lösungen,
Herausforderungen, Vorteile, Payback. Vortrag
2. Fachtagung SUISSETRAFFIC 2011 Bern.
[5] Riedel, B.: Leittechnik im Retrofit - Technologien zur Integration
von Antriebssystemen. Vortrag 2. Fachtagung
SUISSETRAFFIC 2011 Bern.
570 109 (2011) Heft 11

Report Fokus
Tagung Moderne Schienenfahrzeuge 2011
in Graz
Die 40. Schienenfahrzeugtagung fand vom 11. bis 14. September 2011 an der Technischen Universität
(TU) Graz statt. Ein Tagungsbericht.
Viele Fachleute der Bahnbranche merken sich den
Termin der jeweils nächsten Schienenfahrzeugtagung
so früh wie nur möglich vor. Ihr Interesse gilt
neben dem regelmäßig auf zweieinhalb Tage verteilten
Vortragsprogramm auch der Möglichkeit, im
internationalen Rahmen Kollegen und Partnern zu
begegnen sowie neue persönliche Kontakte zum eigenen
Aufgabengebiet aufzunehmen.
Veranstalter der diesjährigen Schienenfahrzeugtagung
an der TU Graz (Bild 1) war traditionsgemäß
das Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft,
die wissenschaftliche Leitung lag wieder bei
em. Univ.-Prof. Klaus Rießberger.
Die Randbedingungen im Verhältnis der Bahnen
zur Politik wertete K. Rießberger zu Beginn der Tagung
kritisch; er merkte an, dass, was die tatsächlichen
Auswirkungen angeht, für die Europäische Union
leider der Erfüllungsgrad der Vorschriften vor dem
technisch-wirtschaftlichen Erfolg des Schienenverkehrs
steht. In einer Pressekonferenz parallel zum Vortragsprogramm
(Bild 2) verwies er auch auf die in der
Zeit seines Dienstantritts bei der TU 1984 häufig anzutreffende
eisenbahnkritische Grundstimmung, aus
der er persönlich die Forderung nach mehr Wissen
unter dem Motto ableitete: „Die Zukunft der Bahn
liegt in der Bahn der Zukunft.“ Dem folgend engagierte
er sich nachhaltig für die Grazer Schienenfahrzeugtagungen,
von denen die diesjährige im Zeichen
zweier bedeutender Jubiläen stand: Es handelte sich
um die insgesamt 40. Tagung dieser Art, und zwar im
200. Jubiläumsjahr des Bestehens der TU Graz.
Die erste Grazer Schienenfahrzeugtagung datiert
von 1954 und zog 80 Teilnehmer an. Mit dem Ziel
eines regelmäßigen internationalen Informationsaustausches
folgten die weiteren Tagungen bis heute
im Rhythmus von eineinhalb Jahren. Ein Großteil
der Besucher kommt mehrmals oder sogar regelmäßig
zu diesem Branchenschwerpunkt nach Graz. So
fielen auch in diesem Jahr, sicherlich unabhängig
von der Jubiläumssituation, die Vortragsnachfrage
und die Besucherzahl sehr erfreulich aus. Insgesamt
waren über 620 Tagungsteilnehmer (Bild 3) aus
dem gesamten Tätigkeitsfeld für Schienenfahrzeuge
und angrenzender Interessengebiete anzutreffen:
Repräsentanten der Hersteller und Service-Betriebe,
der Bahnbetreiber, der Forschung und Lehre und
der öffentlichen Hand.
Das Vortragsprogramm umfasste über 30 Themen
aus dem Fahrzeugbereich mit Schwerpunkt neuer
109 (2011) Heft 11
Bild 1:
Komplex Neue Technik der TU Graz (Foto: Florian Klien/Wikipedia).
Bild 2:
Von links Prof. Sünkel, Rektor der TU, em. Prof. Rießberger, Leiter der Schienenfahrzeugtagung,
Prof. Veit, Institutsleiter Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft der TU, sowie Dipl.-
Ing. Wiltberger, Vorstandsdirektor ÖBB Infrastruktur, in der Aula der TU Graz vor der Pressekonferenz
anlässlich der 40. Tagung Moderne Schienenfahrzeuge (Foto: M. Binswanger).
571

Fokus Report
Bild 3:
Vortragssaal in dem
Komplex Neue Technik
der TU Graz
(Foto: M. Binswanger).
Entwicklungen, aber auch der Bewährung, und ferner
solche, die das Gesamtsystem Eisenbahn mit
seinen vielfältigen Facetten betreffen. Einige von ihnen
aus dem Gebiet der elektrischen Bahnen sind für
einen Überblick in der Reihenfolge der Präsentation
wie folgt schlaglichtartig zusammengefasst:
• C. Thoma; W. Hammer, Siemens: Vectron – die
neue Lokomotivgeneration für den europäischen
Schienenverkehr.
Der Vectron ist das Ergebnis von zehn Jahren
Erfahrung und fast 2 Mrd. km Fahrstrecke mit
dem Eurosprinter. Er deckt verschiedene Leistungsklassen
als Mehrsystem-, Zweifrequenzund
Einsystem-Lokomotive sowie als dieselelektrische
Variante für Güter- und Reisezüge
ab. Konstruktiv fällt er durch konsequent bei
allen Varianten eingehaltenen gleichen Einbauplan
auf, der bis hin zu den Komponenten der
Betriebsleittechnik reicht.
• L. Altmann; P. Honnegger, Bombardier Transportation:
Die nächste Generation TRAXX – Weiterentwicklung
einer erfolgreichen Lokomotivplattform.
Die TRAXX-Plattform, deren Lokomotiven bereits
in 17 europäischen Ländern eingesetzt sind, ist
zur Erfüllung erweiterter Marktanforderungen um
innovative Konzepte ergänzt worden. Beispiel ist
die Last-Mile-Funktionalität, bei der für unterbrechungsfreien
Betrieb über Oberleitungsnetze hinaus
hin zum jeweiligen Endterminal ein Dieselmotor
sorgt; alternativ sind hierfür auch Batterie- oder
Supercaps-Speicher im Gespräch.
• R. Wandtke, Stadler Pankow: Neuentwicklungen
bei Stadler Pankow.
Zehn Jahre nach der Gründung am Standort Berlin
hat die Firma eine Reihe neuer Produkte in das
Programm aufgenommen. Der Tango für Stuttgart,
ein zweiteiliger Stadtbahnzug für 750 V, wird
die Anzahl der dortigen S-DT8-Bestandsfahrzeuge
verstärken, die in Hochflur-Stahlbauweise und ihrer
Antriebsausrüstung mit vier 3AC-Fahrmotoren
die technische Basis bilden. FLIRT-Triebzüge werden
für das E-Netz Rosenheim nach Maßgabe
der EN 15227 konstruktiv überarbeitet. Der KISS
als Doppelstockzug befindet sich in der Firma in
drei- und vierteiliger Konfiguration in der Umsetzung,
zwei- bis sechsteilige sind in Varianten unterschiedlicher
Einstiegshöhen möglich.
• E. Andersson; S. Stichel, KTH Stockholm, Schweden:
Gröna Taget – Green Train.
Dies ist kein realer Zug, sondern ein Forschungsprojekt
mit dem Ziel, ein Konzept für die nächste
Generation von Hochgeschwindigkeitszügen für
Skandinavien zu entwickeln.
• R. Porta; B. Kunz; M. Spillmann, Bombardier Transportation
Switzerland: Die Dual-Power-Lokomotive
ALP-45DP für den amerikanischen Markt.
Die Lokomotive mit der Antriebstechnik der
TRAXX MS in Kombination mit der der TRAXX-
DE-Dieseltechnologie wird durchgehende Zugfahrten
ohne Umsteigen auf Strecken mit oder
ohne Oberleitung zwischen Kanada und den USA
ermöglichen. Sie ist im elektrischen Betrieb bis zu
200 km/h und sonst 160 km/h schnell, wiegt 128 t
und ist 22 m lang.
• L. Paulukuhn, Siemens: Velaro RUS, ein Zug für
Tieftemperatureinsatz – Konzepte und Betriebserfahrung.
Die Hochgeschwindigkeitszüge für die Strecke
Moskau – St. Petersburg mit AC 25 kV und DC 3 kV
waren für die tiefen Temperaturen von bis –40 °C
der russischen Winter auszulegen, ohne die hohen
Sommertemperaturen außer Acht zu lassen. Die
Maßnahmen erstreckten sich von der gezielten
Auswahl des Materials und dessen dehnungsoptimaler
Anordnung bis hin zur Beheizung von Bauelementen,
die infolge der Luftfeuchtigkeit oder
der Witterungsbedingungen einfrieren könnten.
Besondere Aufmerksamkeit erforderte die Funktion
des Auf- und Abrüstens. Auswertungen aus der
Instandhaltung bestätigten die Wirksamkeit der
Maßnahmen und ermöglichten abschließende
Optimierungen.
• T. Gossenbacher, SBB Personenverkehr; R. Schneider,
Bombardier Transportation: Versuche mit dem
Erprobungsträger des neuen Doppelstockwagens
mit Wankkompensation (WAKO).
Die neuen Fernverkehrs-Doppelstocktriebzüge für
die SBB sollen die WAKO erhalten. Zum Nachweis
der Funktions- und Zulassungsfähigkeit dieses mechatronischen
Neigesystems ist mit einem hiermit
ausgerüsteten IC-2000-Wagen und seriennahen
Fahrwerken mit Radsatzradialsteuerung ein Testprogramm
über 40 000 km gefahren worden.
450 Testkunden hatten Gelegenheit, sich über das
subjektive Empfinden zum Schwingungskomfort
und Wohlbefinden zu äußern. Hierbei hat sich bei
gutem Fahrkomfort die ordnungsgemäße Funktion
der WAKO bestätigt, sodass die für den Taktfahrplan
auf der Strecke Bern – Lausanne erforderliche
kürzere Fahrzeit erreicht werden wird.
572 109 (2011) Heft 11

Report Fokus
• J. Schreder, Bombardier Transportation Austria;
J. Frisch, Linz Linien: Vorzüge der neuen Straßenbahnen
für Linz und des innovativen Instandhaltungskonzeptes.
Die Linz Linien erhält zurzeit 23 niederflurige siebenteilige
Straßenbahnzüge Cityrunner 2 von
Bombardier. Mit dem Liefervertrag wurde auch
ein Instandhaltungsvertrag geschlossen mit der
Besonderheit, dass der Hersteller Personal und
Werkstätten des Betreibers nutzt. Im Hinblick auf
diese Vertragskonstellation war im Vorfeld vereinbart
worden, insbesondere auch Erfahrungen aus
der Hauptuntersuchung der Vorgängerzüge Cityrunner
1 in die Konstruktion der neuen Straßenbahntriebzüge
einzubringen.
• W.-D. Richter, Siemens; C. Radócz, Budapester Verkehrsbetriebe:
Das Avenio-Fahrzeugkonzept im
fünfjährigen Betriebseinsatz bei den Budapester
Verkehrsbetrieben.
In 2006 sind von Siemens, Wien, 40 Straßenbahnzüge
geliefert worden. Die Einsatzstrecke
in Budapest gilt mit 10 000 P/h als eine
der weltweit am intensivsten genutzten Straßenbahnen.
Schon die Einsatzbedingungen
hinsichtlich der Gleisinfrastruktur sind eine
Herausforderung. Vom Betreiber wird die Entscheidung
für die 54 m langen, zu 100 % ohne
Einstiegsstufe niederflurigen, mit Einzellängsantrieben
ausgerüsteten, bisher als Combino
Plus bezeichneten Einzelgelenkzüge hinsichtlich
Akzeptanz, Zuverlässigkeit und Instandhaltungskosten
als Glücksfall in der Fahrzeugbeschaffung
bezeichnet.
• S. Bowers, M&I Materials.: Hochleistungstransformatoren
mit Umweltbewusstsein.
Es zeichnet sich ab, dass als Kühlmedium für Transformatoren
Mineralöl bald ausgedient haben wird.
Auf der einen Seite sind es vorrangig Brandlastgesichtspunkte,
die zu dieser Entwicklung beitragen,
andererseits auch höhere Anforderungen an die
Materialausnutzung zur Masse- und Volumenminderung
bei Transformatoren. Synthetische Ester als
Kühlmittel zeichnen sich, bei allerdings höherem
Preis, unter anderem durch höhere zulässige Betriebstemperatur
und höheren Flammpunkt, bessere
Wärmeleitfähigkeit und ihre Eigenschaft, abbaubar,
ungiftig und nicht wassergefährdend zu sein, aus.
• H. Jösslin, Innsbrucker Verkehrsbetriebe und Stubaitalbahn;
F. Kaiser, ELIN EBG Traction: Energiespeicher
auf Straßenbahnen: Ein Erfahrungsbericht
aus Sicht des Betreibers.
Einer der 32 Niederflur-Straßenbahnzüge Flexity
Outlook in Innsbruck wurde mit einem Supercaps-
Energiespeicher ausgerüstet. Die Originalschaltung
mit Bremswiderstand blieb prinzipiell unverändert.
Obwohl sich im Betrieb bei hoher Zuverlässigkeit bereits
10 % Energieeinsparung gezeigt haben, besteht
die Aufgabe des Speicherfahrzeugs vor allem darin,
zu den Netzverhältnissen Erkenntnisse im Hinblick
auf weiteren Stadtlinienausbau zu gewinnen.
Zu einigen der vorgetragenen Themen werden zu
gegebener Zeit Beiträge in der eb erscheinen.
Mehrere Vorträge behandelten Querschnittsthemen.
Zu dem Problem der Schallemissionen der
Bahnen wies die TU bereits in der Pressekonferenz
darauf hin, dass vor allem in Verbindung mit Neubauprojekten
vorrangig in Maßnahmen gegen die
Schallausbreitung investiert und zu wenig für nachhaltige
Lösungen der Geräuschvermeidung getan
wird. Gerade an Bestandsstrecken, die traditionell
oft über keine baulichen Schutzmaßnahmen verfügen,
verschärfen zwischenzeitliche Verkehrszuwächse
und die Erhöhung von Zuggeschwindigkeiten die
Belastungen von Anwohnern. Hierzu ist anzumerken,
dass bei diesen langfristig zudem ein subjektiver
Empfindungswandel eintreten dürfte: Bis in die jüngere
Vergangenheit war der Schienenverkehrslärm
den Anwohnern insoweit vertraut, als Unternehmen
des Gemeinwesens für eben dieses Gemeinwesen,
also die Allgemeinheit, Verkehrsleistungen erbracht
haben. Heute gehören zu den Unternehmen, die für
den Verkehrslärm verantwortlich sind, zunehmend
solche, die mit den geschädigten Anwohnern in keinerlei
sonstiger Beziehung stehen.
Für Prof. Rießberger, der die Schienenfahrzeugtagungen
seit 1972 mit großem Geschick und erfolgreich
geleitet hat, war die 40. Tagung in dieser
Funktion die letzte. Die Nachfolge wird Prof. Veit
übernehmen.
M. Binswanger
109 (2011) Heft 11
573

Fokus Thema
Bahntechnik im Gotthard-Basistunnel
Beim Gotthard-Basistunnel (GBT) begann am 2. September 2011 auch auf der Nordseite der
Einbau der bahntechnischen Ausrüstungen. Offiziell verkündeter Termin für die Aufnahme des
Regelbetriebs ist jetzt der Fahrplanwechsel im Dezember 2016.
Die Oströhre des GBT war am 15. Oktober 2010
durchschlagen worden [1], die Weströhre am
23. März 2011. An diesem Tage war darin zugleich
von Bodio aus auf 16 km Länge die feste Fahrbahn
fertig, deren Einbau im Juni 2011 begonnen hatte.
Weiter gearbeitet werden konnte von dort aus
nicht, weil im Bereich Faido stellenweise noch Rohbauarbeiten
im Gange sind. Die Verantwortung
vom Rohbau-Ersteller auf den Ausrüster geht immer
schrittweise über. Inzwischen ist auf diesem Gleis der
Fahrleitungsbau im Gange und soll Ende 2011 fertig
sein (Bild 1). Logistische Basis ist hier der Installationsplatz
Süd in Biasca, von wo aus zu Spitzenzeiten über
700 Personen arbeiten.
Ähnlich wird es jetzt im Norden, wo als Logistikbasis
seit Herbst 2010 bei Erstfeld auf 65 000 m 2 Fläche
der Installationsplatz Nord errichtet worden war,
unter anderem mit vier zusammen 7 500 m 2 großen
Hallen, Werkstätten und Büros und natürlich ebenfalls
Gleisanlagen.
Die Arbeiten begannen mit dem Einziehen eines
ersten Mittelspannungskabels in der Oströhre (Bild 2)
und erstrecken sich zunächst auf den Abschnitt Erstfeld
– Amsteg – Sedrun. Im Frühjahr 2012 starten sie
hier auch in der Weströhre. Die vorgelagerten Technikgebäude
werden ab Oktober 2011 ausgerüstet.
Die bahntechnische Ausrüstung umfasst die Gewerke
Fahrbahn, Bahnenergieversorgung, Elektroeneregieversorgung
sowie Telekommunikations-,
Leit- und Sicherungsanlagen und wird in dieser
Bild 1:
Einbau Fahrleitung Gotthard-Basistunnel Weströhre Südportal – Faido (Foto: ARGE Balfour
Beatty Rail und Kummler+Matter).
Reihenfolge eingebaut. Alles Material wird nur von
den beiden Portalpaaren eingebracht, also nicht von
den Zwischenangriffen für Ausbruch und Rohbau.
Fast alle Transporte werden also von den beiden Installationsplätzen
auf der Schiene laufen.
Bauherrin ist die 1998 gegründete SBB-Tochter
AlpTransit Gotthard mit zusammen rund 140 Arbeitsplätzen
am Hauptsitz in Luzern sowie an Außenstellen
in Altdorf, Sedrun, Faido und Bellinzona. Sie hatte am
29. April 2008 mit dem Generalunternehmer Transtec
Gotthard den Werkvertrag Bahntechnik Gotthard-
Basistunnel geschlossen, der für 1,7 Mrd. CHF gesamthaft
Planung, Ausführung und Inbetriebnahme
mit 4 Mio. Arbeitsstunden umfasst. Die Auftragnehmerschaft
besteht aus vier Arbeitsgemeinschaften:
TABELLE
Bahntechnik im Gotthard-Basistunnel.
Fahrbahn
Gleise
Schnellfahrweichen
Betoneinzelblöcke
Betonfläche
Betonmenge
km
m 2
m 3 115
8
380 000
460 000
131 000
Fahrstromanlagen 16,7 Hz
Tragwerke Fahrleitung
Tragwerke Verstärkungsleiter
Drähte und Seile total
Stromversorgung 50 Hz
Mittelspannungskabel
Mittelspannungsfelder
Umspanner
Niederspannungskabel
Elektroschränke
Leuchten
beleuchtete Schilder
beleuchtete Handläufe
No-Break-Notstromanlagen
Sicherungsanlagen
Balisen
Radsatzzähler
Merktafeln Hauptsignal
Stellwerke
ETCS Radio Block Center
Telekommunilkation
Datenpunkte
strahlendes Kabel
Tunnelfunkverstärker
Notrufsäulen
Telefonapparate
Leitsystem
Einzelsteuerrechner
Kopfrechner
Lichtwellenleiterkabel
andere Niederspannungs- und
Steuerkabel
km
km
km
km
km
km
km
2 860
3 200
1 500
1 100
850
290
1 050
2 200
10 000
3 500
118
10
928
712
426
4
1
70 000
120
280
417
60
380
19
2 631
1 000
574 109 (2011) Heft 11

Thema Fokus
• Balfour Beatty Rail und Alpine Bau für die feste
Fahrbahn
• Balfour Beatty Rail und Kummler+Matter für die
16,7-Hz-Anlagen
• Alpiq InTec und Burkhalter für die 50-Hz-Anlagen
• Alcatel-Lucent und Thales Rail Signalling Systems für
Leit-, Sicherungs- und Telekommunikationstechnik
Die Fahrbahn wird als low vibration track (LVT) ausgeführt.
Dabei lagern die Schienen auf Betoneinzelblöcken,
die durch Gummischuhe vom Vergussbeton der
Fahrbahnplatte getrennt sind. Bei diesem System sind
die Einzelelemente wieder ausbau- und ersetzbar.
Arbeitsgerät für den Fahrbahneinbau ist ein fast
500 m langer und 800 t schwerer Betonierzug aus
24 Wagen. Er wird in den Hallen des Installationsplatzes
mit dem dort gelagerten Zement und den
Zuschlagstoffen sowie mit Wasservorrat gefüllt. Ferner
führt er die Schienen und deren Zubehörteile
mit. Der Beton wird erst im Tunnel gemischt, wofür
der Zug Energieanschluss für Mischer und Pumpe
braucht, und in ein Spezialfahrzeug umgefüllt, das
5 m 3 vergießen kann. Dieser Schritt wird freigegeben,
wenn die Gleislage vermessen und auf 0,5 mm
genau bestätigt ist. Der Beton muss dann 48 h lang
härten. Die Mannschaften vor Ort arbeiten dreischichtig.
Der Zug darf 80 km/h schnell fahren und
kann 15 h lang im Tunnel bleiben. Nach jedem Einsatz
muss er zerlegt und gereinigt werden. Die Verlegeleistung
soll mit 220 m pro Tag beginnen und
dann allmählich auf 250 m steigen.
Der Zug war zuerst auf der Südseite bis vor Faido
eingesetzt. Dann war seine gesamte Ausrüstung per
Straßentransport nach Norden umgesetzt worden.
Ob er für die Oströhre wieder dorthin kommt oder
ob man diese von Norden her durchgehend ausrüstet,
wird noch untersucht.
Dem fortschreitenden Fahrbahneinbau müssen
immer temporäre Installationen vorangehen, um
die Kommunikation des Baubereichs zu sichern und
diesen zu be- und entlüften, zu kühlen angesichts
erwarteter Temperaturen bis 50 ºC, zu beleuchten
und ihn sowie den Zug über Umspannstationen mit
Energie zu versorgen.
Als Fahrleitung wird eine konventionelle Hochkette
mit parallelem Verstärkungsleiter eingebaut
(Bild 3), um die unterschiedlichen Anforderungen
durch einerseits Reisezüge mit 200 oder 250 km/h
Geschwindigkeit und andererseits bis 4 000 t schwere
Güterzüge mit 120 bis 160 km/h und entsprechend
hohem Leistungsbedarf zu erfüllen. Der Fahrdraht
wird 5,20 m hoch liegen. Die 16,7-Hz-Bahnenergie
wird über das autarke 132-kV-Übertragungsnetz der
SBB aus neuen Übertage-Unterwerken in Amsteg,
Faido, Sedrun und Pollegio mit 1 AC 15 kV zugeführt.
Die 50-Hz-Energie 3 AC 16 kV via Normal- und 6 kV
via Ersatznetz für die Licht- und Kraftinstallationen
sowie die Stromversorgung aller anderen Technik
kommt aus je einem nahe gelegenen Umspannwerk
im Norden, im Süden sowie bei Sedrun und damit
aus weitgehend unabhängigen Hochspannungsübertragungsnetzen.
In maximal 2,8 km Abstand werden
Mittelspannungsstationen mit Umspannern stehen
und in den Querschlägen zwischen den beiden Röhren,
also alle 330 bis 350 m die Niederspannungsverteiler
sowie die Schaltschränke der Sicherungs- und
der Kommuniklationstechnik.
Kabel werden von jeweils zwei Multifunktionsfahrzeugen
gezogen und abgespult (Bild 1), wobei die
maximale Ziehlänge 700 m ist und dann neu angesetzt
werden muss.
Die Sicherungstechnik wird als ETCS Level 2 eingerichtet
und bekommt ein eigenes Datennetz.
Die Kommunikationstechnik basiert auf einem
Festnetz, in dem alle Komponenten verknüpft werden.
Zu den Funkverbindungen, die über ein strahlendes
Kabel hergestellt werden, gehört auch Mobilfunk
für die Reisenden.
Für die Betriebsführung entsteht in Pollegio
bei Biasca ein Tunnel Control Center (TCC). Dieses
überwacht und steuert mittels des Leitsystems den
Zugbetrieb und fast alle Techniksysteme, und zwar
Bild 2:
Selbst fahrendes Multifunktionsfahrzeug für Einbau Bahntechnik im
Gotthard-Basistunnel; Länge 20 m, Eigenmasse 24 t, Nutzlast 30 t
(Foto: Be, September 2011).
Bild 3:
Querprofile Gotthard-Basistunnel, Portalbereiche und Bohrvortriebröhren,
Scheitelradius 3,93 m (Grafik: Transtec Gotthard).
109 (2011) Heft 11
575

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einer SBB-Leitstelle überwacht und gesteuert, die via Datenleitungen
mit dem TCC kommuniziert. Dieses koordiniert auch
die Instandhaltung sowie die Interventionen bei Ereignissen.
Evakuiert wird ausschließlich via Züge im Paralleltunnel; die
Schächte der Zwischenangriffe Sedrun und Faido entlüften
nur.
Die Basisstrecke fädelt aus der alten Gotthatdstrecke nicht
erst an der neuen Betriebsstelle Rynächt etwa 1 km vor dem
Nordportal aus [1], sondern schon im Bahnhof Altdorf.
In Zürich wird seit Kurzem der Zugbetrieb im Tunnel labormäßig
simuliert. Den weiteren Terminplan haben Bundesamt
für Verkehr (BAV), SBB und AlpTransit so vereinbart: Ab Dezember
2013 finden auf dem 16 km langen Gleis Weströhre Bodio
– Faido Versuchsfahrten mit Geschwindigkeiten bis 230 km/h
statt. Ab Oktober 2015 soll bis 280 km/h schnell in beiden
Röhren durchgefahren werden. Während dieser Inbetriebsetzungsphase
übergeben die Ausrüster das Gesamtbauwerk
schlüsselfertig an den Betreiber SBB. Der Testbetrieb soll vom
31. Mai zum 1. Juni 2016 in den Probebetrieb übergehen, und
am 16. Dezember 2016 soll der fahrplanmäßige kommer zielle
Betrieb eröffnet werden. Die Gesamtstrecke NEAT Gotthard
auch durch den Ceneri-Basistunnel soll 2019 fertig sein.
Uwe Behmann
[1] Be: Durchschlag Gotthard-Basistunnel. In: Elektrische Bahnen
108 (2010), H. 11, S. 525–528.
Materialmängel bei Entwässerungsrohren
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Zum Rohbau im Gotthard-Basistunnel gehören in jeder
Röhre für das Gewölbewasser beidersetige Drainagerohre
mit 200 mm Durchmesser, die alle 100 m mit einer
600-mm-Hauptleitung verbunden sind, sowie eine
300-mm-Schmutzwasserleitung (Bild 3). Von diesen total
456 km verlegten Rohren ist ein großer Teil nicht vertragskonform
geliefert und bei rund 200 km besteht Verdacht
auf Materialmängel. Die Gebrauchstauglichkeit
ist aus heutiger Sicht nicht beeinträchtigt; ein Ausbau
kommt nicht in Frage, sodass auch keine Termin- und
Kostenrisiken gesehen werden. Die Untersuchungen
werden 2012 Klarheit über die Alterungsbeständigkeit
liefern, und erst dann ist zu befinden, ob und welche
Maßnahmen erforderlich sind.
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109 (2011) Heft 11

Thema Fokus
Entwicklung des Bahnmarktes in
Westeuropa und in den USA
Vergleiche zwischen dem Bahnwesen in Westeuropa und in Nordamerika zeigen gewaltige Unterschiede
bei den Strukturen wie bei den Kennzahlen und danach bei den Markterwartungen. Unabhängig davon,
ob und wie letztere sich erfüllen, wird die Bahncomputerbranche profitieren.
Einführung
Im Herbst 2010 hat Siemens erstmals in den USA einen
Auftrag für Elektrolokomotiven erhalten: Amtrak orderte
70 Lokomotiven für 468 Mio. USD, die ab 2013 geliefert
und auf der bisher einzigen Hochgeschwindigkeitsstrecke
Boston – Washington eingesetzt werden
sollen. Amtrak will in den nächsten 14 Jahren seine Flotte
komplett erneuern. Von Ende 2009 bis Anfang 2011
hatte schon Bombardier Transportation 36 Zweifrequenzlokomotiven
für 0,3 Mrd. USD an die New Jersey
Transit Corporation (NJ Transit) geliefert, und die erste
von 46 Zweikraftlokomotiven an diesen Betreiber und
an Amtrak für zusammen 0,5 Mrd. USD ist im September
2011 von Kassel auf den Weg gegangen.
Umgekehrt strebt der US-Konzern General Electric
(GE), der in den USA das Geschäft mit Diesellokomotiven
für den Güterverkehr dominiert, auf den
europäischen Bahnmarkt. Was steckt hinter diesen
Entwicklungen, welche Trends lassen sich aus diesen
und anderen Beispielen ableiten und wo liegen die
Unterschiede zwischen dem westeuropäischen* und
dem amerikanischem Bahnmarkt?
Ausgangssituation
Nach wie vor ist der westeuropäische Markt in vieler
Hinsicht führend. Zu einer hoch entwickelten Bahndichte
und Infrastruktur sowie einer dominanten Anbieterstruktur,
im Fahrzeugbereich Alstom, Ansaldo,
Bombardier, Siemens, Voith und viele kleinere Hersteller,
kommt das hohe Technologieniveau. Westeuropa, besonders
mit Deutschland und Frankreich, gilt hier als
Leitmarkt, der andere Weltregionen stark beeinflusst.
Obwohl politische Stabilität und hohe Wirtschaftskraft
für einen kontinuierlichen Erhalt und Ausbau hätten
sorgen können, hat die Eisenbahn nach 1950 als Massentransportmittel
gegenüber Straße und Luftverkehr
immer mehr verloren. Allerdings erlebt sie in letzten
Jahrzehnten eine Renaissance, da nur sie die wachsenden
Mobilitätsanforderungen moderner Gesellschaften
* Der Begriff Westeuropa wird hier, wie in einer UN-Einteilung,
für folgende Länder mit eigenen Eisenbahnen gebraucht:
Frankreich, Italien, Spanien, Belgien, Niederlande, Luxemburg,
Deutschland, Schweiz und Österreich.
erfüllen kann. Aus dieser Einsicht resultieren verschiedene
politische Förderprogramme, beispielsweise das
der länderübergreifenden Harmonisierung im Rahmen
European Rail Traffic Management System (ERTMS).
Die US-amerikanischen Strukturen sind geradezu
entgegengesetzt: Während der Personenverkehr auf
der Schiene bisher kaum Bedeutung hat, nimmt der
Güterverkehr eine herausragende Rolle ein. Private
Unternehmen nutzen die Schiene für den Massentransport
von Gütern und bedienen den gesamten
Kontinent. Hierfür werden sehr zuverlässige Fahrzeuge
benutzt, wenn auch nicht auf dem gleichen
Technologielevel wie in Westeuropa. Da sich die Zulassungsbedingungen
stark unterscheiden, wird der
Markt für Diesellokomotiven und Güterwagen fast
nur mit heimischen Produkten beliefert. Hier sind
vor allem GE und Electro-Motive Diesel (EMD) für
Diesellokomotiven zu nennen. Im Personenverkehr
dominieren dagegen das Flugzeug auf größeren
Strecken und das Kraftfahrzeug im Regionalbereich.
Auf der Schiene existieren weitgehend singuläre Lösungen,
so die Metro-Netze und Vorortverkehre der
Großstädte sowie Light-Rail-Systeme in für amerikanische
Begriffe mittelgroßen Städten. Der beim
Gütertransport ausgeprägte Wettbewerb der Betreiber
fehlt beim Personentransport aufgrund der
Monopolstellung von Amtrak im Fernverkehr und
der kommunalen Insellösungen im Nahverkehr. Im
Gegensatz zu den Fahrzeugen des Güterverkehrs
Bild 1:
Ein Hochgeschwindigkeitszug
des Acela
Express überquert den
Susquehanna River in
Maryland (Foto: James
G. Howes/Wikipedia).
109 (2011) Heft 11
577

Fokus Thema
findet man im Personenverkehr oft europäische
und asiatische Marken: Alstom und Bombardier bei
Hochgeschwindigkeitszügen, Bombardier, Siemens
und Stadler bei Dieseltriebzügen und Kawasaki, Sumitomo
und Talgo bei den Metro-Fahrzeugen und Reisezugwagen.
Westeuropa ist ein weitgehend liberalisierter
Markt, aber auch USA ist trotz des Buy America
Act ein für den Wettbewerb relativ offener Markt.
Marktspezifika und Impulse für
Beschaffungen
Bild 2:
Der Northeast Corridor (NEC), die erste und bislang einzige Hochgeschwindigkeitsstrecke
in den USA (Grafik: SPUI/Wikipedia).
rot Amtrak-Strecke
blau mit Nahverkehr; der Abschnitt New Rochelle – New
Haven gehört der Metro North Railroad, die Strecke Providence
– Boston der Massachusetts Bay Transportation
Authority (MBTA).
grün Amtrak-Bahnhöfe
Laut SCI Verkehr hatte die Branche 2010 weltweit
ein Volumen von 130 Mrd. EUR oder laut UNIFE
136 Mrd. EUR, das bis 2013 auf 155 Mrd. EUR wachsen
dürfte, also immerhin im Mittel um 6 % pro Jahr.
Westeuropa hat mit knapp 30 % Marktanteil unlängst
die Führungsrolle an Asien & Pazifik abgegeben, das
jetzt etwas darüber liegt. Auf Rang drei mit zusammen
unter 20 % Marktanteil folgen seit vielen Jahren
unverändert USA mit Kanada und Mexiko.
Nordamerika hält für seinen Güterverkehr mit über
30 000 Fahrzeugen die größte Diesellokomotivenflotte
der Welt vor, während die westeuropäischen
Bahnen gerade mal auf die Hälfte kommen. Bei den
Elektrolokomotiven ist das Verhältnis umgekehrt: Hier
verfügt Westeuropa mit rund 12 000 Stück über den
weltweit größten Bestand, und zwar gleichermaßen
für den Personen- wie den Güterverkehr. Nordamerika
hat dagegen insgesamt nur 150 solcher Fahrzeuge
und hauptsächlich im Personenverkehr eingesetzt.
In beiden Marktregionen werden nur geringe
Neufahrzeugzugänge erwartet, da Westeuropa in
den letzten Jahren einen großen Bedarf gedeckt hat
und Nordamerika die vorhandenen Strecken nicht
elektrifizieren wird.
Zum öffentlichen Nahverkehr auf der Schiene
zählen neben Commuter Rail, inklusive der vielfach
autarken S-Bahnsysteme in den westeuropäischen
Ballungszentren, U-Bahn, Stadt- und Straßenbahn.
Metrosysteme existieren in 100 Städten auf der Welt,
davon 14 in Ballungsräumen in Nordamerika. Von
den weltweit 360 Straßenbahnsystemen werden die
Hälfte in Europa betrieben, etwa hundert in der GUS
und die Übrigen in Amerika und Asien. Die USA erleben
zwar seit Jahren einen Boom im öffentlichen
Nahverkehr, befinden sich aber immer noch auf einem
niedrigen Niveau mit großem Nachholbedarf.
Der Hochgeschwindigkeitsverkehr gehört zu den
stärker wachsenden und attraktivsten Marktsegmenten,
da hier vorrangig technologische Innovationen zum
Tragen kommen, die das Image von Lieferanten und
Betreibern oder Regionen stärken. Weltweit sind bisher
über 2 000 Fahrzeuge im Einsatz, vorwiegend in einigen
Ländern Westeuropas und in Asien. In Nordamerika gibt
es mit dem Acela-Express eine Hochgeschwindigkeitsflotte
an der Ostküste (Bilder 1 und 2), weitere Systeme
befinden sich in der Konzeptionsphase.
Comeback der Bahn in den USA
Bild 3:
Ein Netz aus neu errichteten und ertüchtigten Schnellfahrstrecken
soll Reisende in den USA künftig auf die Bahn locken.
Das geplante Projekt Orlando – Tampa in Florida allerdings
hat Gouverneur Rick Scott schon im Februar 2011 gestoppt.
Es scheint so als wollten die USA ihren Rückstand beim
Schienenpersonenverkehr gegenüber Europa und
Asien endlich aufholen: 53 Mrd. USD will die Bundesregierung
in den kommenden sechs Jahren für Passagierzüge
und Streckennetze ausgeben, das meiste
davon für über 1 000 Kilometer neue Hochgeschwindigkeitsverbindungen
(Bild 3). Verkehrsplaner rechnen
vor, dass die Bahn bei Reisezeiten zwischen zwei und
vier Stunden eine besonders attraktive Alternative zum
Flugzeug ist. Selbst wenn ein Flug nur eine Stunde
dauert, werden mit der Abfertigung am Flughafen
leicht drei Stunden daraus. Rund zehn Hochgeschwin-
578 109 (2011) Heft 11

Thema Fokus
digkeitskorridore für bis zu 350 km/h schnelle Züge
wurden in den USA identifiziert, und 80 % der US-
Amerikaner sollen bis 2035 unmittelbaren Zugang zu
einem der „Bullet Trains“ genannten Blitzzüge haben.
Die amerikanische Bahnrenaissance hat verschiedene
Gründe: Zum einen droht den USA der Verkehrsinfarkt.
Laut Transportminister Ray La Hood werden hier
in 40 Jahren 100 Mio. Menschen mehr leben als heute
mit etwa 300 Mio. Er sagt: „Wenn wir uns mit den Straßen
und Flughäfen zufrieden geben, die bereits heute
überlastet sind, wird die nächste Generation Amerikas
Transportadern unpassierbar vorfinden.“ Zum anderen
hat sich die Technik der Bahn weiter entwickelt. Nicht
nur in Europa, sondern auch in Japan und China können
die Amerikaner verfolgen, wie schnell und komfortabel
moderne Züge gerade für mittlere Entfernungen
sind. Und schließlich treiben bereits jetzt steigende
Benzinpreise der Bahn neue Kunden zu. Die US-Regierung
hat erkannt, dass es darum geht, den Verkehrskollaps
in den Metropolen zu verhindern, die Pendler von
den übervollen Highways zu holen, die Innenstädte
mit guten Nahverkehrssystemen zu beleben und – warum
nicht – die Umwelt zu schonen. Schließlich geht
es immer auch um wirtschaftliche Interessen, denn die
teuren Bahnprojekte könnten die Konjunktur nachhaltig
ankurbeln und viele neue Arbeitsplätze schaffen.
Nach Jahrzehnten ohne Investitionstätigkeit ist die
Herausforderung gewaltig: Einerseits sind die Entfernungen
im Land riesengroß, andererseits gibt es nur
ganz wenige elektrifizierte Strecken, die sich auf den
oberen Bereich der Ostküste und New York konzentrieren.
Die Gleise sind zum Teil über 100 Jahre alt
und die wenigen Fahrzeuge sind hoffnungslos überaltert.
So liegt die Reisegeschwindigkeit meist zwischen
100 und 140 km/h und für die 600 km zwischen San
Francisco und Los Angeles, die mit einem Hightech-
Triebzug in etwa zweieinhalb Stunden zu bewältigen
wären, braucht Amtrak derzeit sogar über elf Stunden
(Bild 4). Dies ist besonders für das Heer der Geschäftsreisenden
ein Grund, nicht auf Auto oder Flugzeug zu
verzichten. Dementsprechend fährt jeder US-Bürger
im Durchschnitt nur 80 km im Jahr mit der Bahn, die
Deutschen liegen immerhin bei 900 km und Schweizer
oder Japaner sogar bei knapp 2 000 km.
Die USA sind übrigens kein Einzelfall: Überall auf
der Welt, in klassischen Bahnländern und sogar in
Staaten, die bislang keinen Kilometer Gleis haben,
werden Schienennetze modernisiert oder neu gebaut
und moderne Züge bestellt. Es gibt, globalisierungsbedingt,
eine zweite Gründer-Ära. Rund 30 000 km
Strecke sind laut Internationalem Eisenbahn-Verband
(UIC) in Planung oder Bau.
Wenn die europäische Bahnindustrie auf das Investitions-
und damit auch Konjunkturprogramm
der US-Regierung blickt, kann sie sich freuen. Für die
neuen Strecken werden nicht nur schnelle Triebzüge
und jeweils Hunderte von Lokomotiven und Nahverkehrszügen
gebraucht, zudem moderne Infrastruktur
von der Stromversorgung bis zur Signaltechnik.
Computersysteme in der Bahntechnik
Für die Zulieferer von Computersystemen ergibt
sich sogar eine noch größere Chance, am Amerika-
Geschäft zu profitieren, denn sie sind nicht nur an
der Ausrüstung einer größeren Zahl von Fahrzeugen
und Streckentechnik aus Europa beteiligt, sondern
liefern unter Umständen auch direkt an die amerikanische
Bahnindustrie.
Denn Light-Rail- oder Metrosysteme, Hochgeschwindigkeitstriebzüge
oder Lokomotiven, als Neufahrzeuge
oder als nachgerüsteter Bestand – sie alle kommen heute
nicht mehr ohne moderne Computertechnologie
aus (Bild 5). Nach Bahnnormen wie der europäischen
EN 50155 oder der amerikanischen AREMA speziell
entwickelte und produzierte Rechner sorgen für die
Steuerung und Überwachung aller Funktionen im Fahrzeug
– von den weniger kritischen Servicefunktionen
wie Klimatisierung, Innenbeleuchtung, Sanitärbereich
und Sitzplatzreservierung bis zu extrem sicherheitsrelevanten
Aufgaben wie Antrieb, Geschwindigkeitsüberwachung
und Bremsen. Die Führertische bestehen aus
vielfältigen intelligenten Display-Systemen mit Mensch-
Maschine-Funktionalität. Hinzu kommen Rechner zur
Diagnose und Überwachung der Fahrzeugfunktionen
und Systeme zur Kontrolle der Kommunikation im Fahrzeug,
zwischen den Zugeinheiten und die drahtlose
Kommunikation mit der Außenwelt. Die Fahrgasträume
werden zunehmend mit Kameraüberwachung ausgestattet,
deren Daten gespeichert und ausgewertet werden
müssen. Die Passagiere erwarten auch während
der Reise Zugang zu Internet, Mobiltelefon, Fahrtinformation,
Unterhaltung oder Dienste wie Sitzreservierung
und Ticketing, was über spezielle Content-Server
und Router mit Verbindung ins Netz bereitgestellt wird.
Besonders bei der Fahrgastinformation halten sich die
Investitionen der Betreiber aber bisher in Grenzen,
da die Anbieter das Equipment oft billig installieren,
im Gegenzug dafür aber Werbeeinnahmen kassieren.
Das mag erklären, warum selbst in den USA bei einem
Bild 4:
Der Amtrak-Fernzug Cardinal New York – Chicago in Charlottesville, Virginia
(Foto: John Mueller).
109 (2011) Heft 11
579

Fokus Thema
Bild 5:
Der gesamte Datentransfer zwischen einem Zug und dem Rechenzentrum läuft über WLAN und/oder UMTS,
GSM-P und optional GSM-R (Foto: MEN Mikro Elektronik).
Bild 6:
Der Train-Control-Rechner 190020-20 zur Lokomotivsteuerung
steuert, überwacht, regelt und diagnostiziert
alle vitalen Funktionen im Fahrzeug
(Foto: MEN Mikro Elektronik).
relativ geringen Personenverkehr die Zuwachsraten
für Infotainment-Systeme zum Teil deutlich über 10 %
pro Jahr liegen. Als Resultat sind dort oftmals veraltete
Fahrzeuge auf überholungsbedürftigen Strecken unterwegs,
die aber modernste Kommunikationstechnologie
für kommerzielle Zwecke haben.
Computersysteme im Bahnbetrieb müssen robust
und zuverlässig sein (Bild 6). In punkto Robustheit sind
die Regeln der DIN EN 50155 (VDE 0115, IEC 571-x)
Bahnanwendungen – Elektronische Einrichtungen auf
Schienenfahrzeugen für viele Bereiche Vorschrift. Die
Norm wird von der europäischen Organisation für elektrische
Normung CENELEC herausgegeben, beschreibt
sehr detailliert die Anforderungen und verweist noch
auf etwa 50 andere Normen, die ebenfalls berücksichtigt
werden müssen. Dazu gehören solche über Stoß,
Schwingungen, erweiterten Temperaturbereich, Feuchte,
Salznebel, Spannungsschwankungen – und das alles
bei höchster Ausfallsicherheit über sehr lange Zeiträume.
Außerdem werden auch gerätebezogene Normen,
Zuverlässigkeitsprüfungen, elektromagnetische
Verträglichkeit, Maßnahmen zur Gewährleistung der
580 109 (2011) Heft 11

Thema Fokus
funktionellen Sicherheit sowie ein Qualitätsmanagement
beschrieben, letzteres hier noch nach ISO 900x,
während heute die meisten Kunden bereits International
Railway Industry Standard (IRIS) fordern.
Zusätzlich sind Safety Integrity Level (SIL) definiert,
wenn es um die Zuverlässigkeit eines Systems
geht. Der Grad, welchen ein System hier bieten
muss, wird gemäß IEC 61508 in die Klassen SIL1 bis
SIL4 eingeteilt. Für jeden Level ist eine bestimmte
Zuverlässigkeit gefordert, die sich nach der Häufigkeit
der Nutzung richtet. Fehler von sicherheitskritischen
elektronischen Systemen können Leben
gefährden, erheblichen finanziellen Verlust bringen
oder die Umwelt massiv schädigen. Ein sicheres
System ist ein System mit einem definierten Fehlerverhalten.
Fail-safe-Systeme schalten im Falle eines
Fehlers ab, sie haben einen sicheren Zustand.
Einen Zug beispielsweise hält man an, wenn die
Steuerung versagt. Fehlertolerante Systeme müssen
korrekt weiterarbeiten, wenn ein Teil des Systems
ausgefallen ist, beispielsweise in der automatischen
Zugsteuerung, der Zugbeeinflussung oder in den
Stellwerken. Solche Systeme befinden sich sowohl
im Fahrzeug als auch an der Strecke und bestehen
häufig aus mehreren redundanten Sub-Computern
und komplexer Software.
Hier wird deutlich, warum sich aufgrund des
hohen erwarteten Qualitätsniveaus, des notwendigen
Know-hows und der erforderlichen Qualitätsmanagementsysteme
die Zahl der Anbieter von
Rechnern für Bahnanwendungen in Grenzen hält,
auch wenn die kommerziellen Zugangsbarrieren mit
der fortschreitenden Liberalisierung der Märkte immer
niedriger werden. So bleibt für die Computerspezialisten
in dieser Branche selbst bei einem moderaten
Wachstum des gesamten Bahnmarktes von
durchschnittlich 6 % pro Jahr ein mehr als attraktives
Marktpotenzial.
Barbara Schmitz, MEN Mikro Elektronik, Nürnberg
Quellen
Veröffentlichungen von SCI Verkehr und UNIFE aus den letzten
fünf Jahren sowie aktuelle Pressemeldungen im Internet.
109 (2011) Heft 11
581

Rail Power Supply Systems
System design of the traction power
supply for the high-speed line
Beijing – Tianjin
Martin Altmann, Andreas Fischer, Erlangen; Torsten Tornow, Beijing
The high-speed line Beijing – Tianjin connecting the Capital Beijing with the harbour city Tianjin is
the first high-speed line in China dedicated only to passenger traffic and is operated at 300 km/h.
The commercial service started in due time for the Olympic games in 2008. For the system design
and a reliable traction power supply the simulation software Sitras ® Sidytrac was used. The program
incorporates all modules necessary for the overall system design and relating detailed investigations.
Measurements during system integration test validated the simulation results.
SYSTEMAUSLEGUNG DER BAHNSTROMVERSORGUNG FÜR DIE HOCHGESCHWINDIGKEITSSTRECKE
BEIJING − TIANJIN
Die Hochgeschwindigkeitsstrecke Beijing – Tianjin verbindet die Hauptstadt Beijing mit der Hafenstadt
Tianjin. Sie ist die erste Hochgeschwindigkeitsstrecke für reinen Personenverkehr mit 300 km/h. Der
kommerzielle Betrieb begann rechtzeitig zu den olympischen Spielen im Jahr 2008. Die Systemauslegung
für eine zuverlässige Stromversorgung wurde mit der Simulationssoftware Sitras ® Sidytrac
durchgeführt. Das Programm verfügt über alle Module, die für eine Gesamtauslegung und zugehörige
Einzeluntersuchungen erforderlich sind. Während der Systemintegrationsphase durchgeführte Messungen
bestätigten die Ergebnisse der Auslegungsrechnungen.
CONCEPTION DE L’ALIMENTATION DE TRACTION DE LA LIGNE À VITESSE PÉKIN – TIANJIN
La ligne à grande vitesse Pékin – Tianjin relie la capitale Pékin avec la ville portuaire de Tianjin. Elle est
la première ligne à grand vitesse en Chine pour trafic passagers à 300 km/h. L’exploitation commerciale
a commencé à temps pour les jeux olympiques en l’année 2008. Pour la conception du système
et pour une alimentation de la traction fiable, le logiciel Sitras ® Sidytrac a été utilisé. Le programme
incorpore tous les modules nécessaires pour la conception générale du système et les études détaillées
associées. Des mesures réalisées lors des essais d’intégration ont validé les résultats de simulation.
1 Introduction
The high-speed line Beijing – Tianjin connects the
Capital Beijing of the Peoples Republic of China with
the neighbouring harbour city Tianjin in north-south
direction and is the first high-speed line in China dedicated
only to passenger traffic [1]. For such lines the
maximum speed is above 250 km/h. The line, called
also JingJin-DPL, is designed for 350 km/h. The commercial
service of this line started on August, 1st 2008
in due time for the 2008 Olympic games in Beijing.
Beside of other aspects, new railway lines, new Rolling
Stock or major changes in operation of exist ing lines
require reliable traction power supply and contact
Figure 1:
Layout of the high-speed line Beijing-Tianjin.
582 109 (2011) Heft 11

Rail Power Supply Systems
Figure 2:
Schematic design of traction power supply.
SSP Sub-sectioning Point, ATS Autotransformer Station,
TSS Traction Substation, SP Sectioning Point
lines. Numerous technical clarifications necessary in
such a case require powerful simulation tools to support
the engineering process and to ensure the stipulated
performance and quality of the installation.
The simulation software Sitras Sidytrac was developed
to support such processes. It incorporates algorithms
for the overall system design and the rating of
the main components, for the energy demand and
for the assessment of the electric safety and electromagnetic
compatibility (EMC). This simulation tool
was used to design the electrical installations of the
high-speed line Beijing – Tianjin for all necessary design
steps and to prove the qualifications of suitability
of the traction power supply. During the system integration
tests the simulation results have been verified
and validated, where also the assumptions for the input
parameters proved to fit to reality.
viaduct with pre-fabricated segments on on-sitebuilt
supporting pillars. On the whole line a rigid
permanent way was used consisting of industrially
pre-fabricated concrete track plates.First investigations
favoured a solution of 1 AC 25 kV and 3 substations
and had to be changed to a 2 AC 50/25 kV AT
System with only 2 substations because of lack of HV
connections to the 220 kV Network. Figure 2 shows
the supply scheme of the line.
3 Design criteria and targets
The design of the traction power supply is based
on daily operation with 180 trains Velaro CRH3
(Figure 3) in each direction running at 300 km/h
2 Line Beijing – Tianjin
The development of population in China’s capital
and in the surrounding cities needs powerful traffic
connections. This applies especially to the connection
between Beijing and the Tianjin Binhai area. The
JingJin-DPL high-speed line was, therefore, planned
to improve the traffic situation between the two cities
with the target to reduce the travel time from 70 min
to only 30 min.
The project was carried out as a turnkey project
comprising investments of 2,5 Billion US Dollar. The
construction period was 27 months only. The engineering
activities started in 2005 for bridges and
other civil engineering works.
A consortium consisting of Siemens AG, Siemens
Limited China and two local installation companies
was awarded with the contract for the design, supply
and construction of the electrical equipment of the
line with 117 km length and built on a completely
new right of way (Figure 1). It runs mainly on a
Figure 3:
High-speed train Siemens Velaro CRH3.
109 (2011) Heft 11
583

Rail Power Supply Systems
and in less than 30 min between the two terminal
stations. In Table 1 the technical data of the train are
listed. The railway power supply is designed for the
envisaged speed with 3 min headway.
For the Beijing – Tianjin line the European standard
EN 50122-1 [3] was specified for the aspects of
electrical safety. Beside to the rules how to handle live
parts, also the rail potential has to fulfil the requirements
for electrical safety.
Operational and short-circuit currents and their
duration govern the thermal load of the components.
Therefore, the currents in the individual components
have to be determined by calculating step by step
the electrical network during scheduled train operation
and in case of short-circuits. Figure 2 shows the
block diagram of the traction power supply. The calculation
takes into account all individual conductors,
the main components and their interconnections.
The results were used for the specification of the rated
values of the transformers in the substations and
in the AT-stations along the line.
Beside the thermal load also overall power demand,
the power factor, unbalance, flicker and harmonics
had to be considered under the most unfavourable
conditions of operation.
The power supply had to be verified by measurements
during system integration test. As the future
maximum capacity of the line could not be achieved
for the tests, verification of the power supply was carried
out for predefined conditions.
The comparison between measured and calculated
values testified that the simulation program reflects
reality. So it was accepted to assess the most
severe conditions by simulation only.
4 System design with Sitras
Sidytrac
4.1 Tasks of the program
For the design process of traction power supply (TPS)
Siemens uses Sitras Sidytrac, which allows the simulation
of the complete traction power supply during
scheduled train operation. In principle, the design of
a power supply system includes the determination of
the power requirements, the substation location and
ratings as well as the rating of the components. For
this purpose, the use of software tools that combine
the simulation of train operation with the calculation
of the electric network is essential. Sitras Sidytrac
contains the electrical model for the return circuit
and the earth return circuit in order to be able to verify
electrical safety and protection of installations in
case of faults as well as for satisfying the requirements
for electromagnetic compatibility.
The design steps follow the railway electrification
system requirements including the main components
and their ratings. A stepwise approach allows an integrated
verification. The use of Sitras Sidytrac forms an
integral part of the design process ensuring quality
and flexibility throughout the complete design process
taking into account the specific local situations.
The following steps of power supply design are
carried out:
• General system selection including nominal voltage,
type of feeding and connections to the highvoltage
grid.
• Subsystem design concerning definition of parameters
for current capacity, circuit diagrams, interface
verifications, system platform.
• The equipment design concerns details on the
rating, e. g. transformers, overhead contact line
system, cabling, protection relay specification and
verification of electrical safety.
• The installation design establishes the detailed information
for construction, e. g. specifying criteria
and protection relay settings, fault levels, impedances,
heating and losses.
4.2 Features of Sitras Sidytrac
Sitras Sidytrac simulates traction power supplies by
fully taking into account the intended train operation.
It was developed for the design of AC as well as
DC traction power supplies to achieve
• flexibility to model different network configurations
• flexibility of step by step model refinement
• standardized output formats
• consideration of specific design requirements
The program capabilities cover the complete train simulation
for determining the basic line features and
sophisticated calculating models of special interest as
• network load flow including train simulation
• short circuits at defined locations or along the line
in customised steps
• induced voltages in parallel conductors along the
line
• electrical and magnetic fields along the line
• stray currents at DC railways
• line resonance phenomena
• overall energy consumption and energy assessment
4.3 Software architecture and data processing
Figure 4 shows the architecture of Sitras Sidytrac.
The model data is organized as an object related
file structure with electric network data, topography
of the line, train data and operation data like time
schedule and headways. The different network calculation
scenarios and the representation of the required
results have to be defined in advance. The input
data and the results are compiled in a comfortable
java-based presentation file.
584 109 (2011) Heft 11

Rail Power Supply Systems
The calculation program runs in a time-step
mode. Each step contains tow sub-processes. The dynamic
drive cycle calculation computes the required
propulsion power for the next time step, taking into
consideration the location, acceleration or deceleration,
speed and mechanical power of each train as
well as all effects of regenerative braking and subsequent
energy exchange between the trains. The
train model accepts various train and motor data as
well as the definition of different driving modes like
all out running and coasting. Hence the behaviour of
a broad variety of electrically driven trains can be simulated
in detail. Depending on various parameters,
e. g. braking, changes in driving curves and state, the
time step will automatically be reduced to increase
the accuracy. This procedure is followed by an electrical
network calculation. For this purpose the electrical
network is to be reorganized according to the
fixed and moving nodes after each time step. Since
the trains are power sinks or sources which vary with
time and location, the electrical network calculation
is an iterative procedure. The load flow calculation
stops when the results are stable.
The results and the related input data are stored
in a database and automatically processed and into a
customised output database. The usage of a standard
database offers comfortable and individually adaptable
post processing possibilities.
consumption or regenerative braking result in an interaction
with the propulsion force. Thus, the schedule
for the trains is influenced by the electrical network
behaviour. It can become necessary to correct
TABLE 1
Characteristics of train CRH3.
Length of train
200 m
Tare weight
460 t
Rotary portion of tare weight 5 %
Maximum pay load
76 t
Maximum train speed
for special calculations
Acceleration
Nominal voltage
Highest permanent voltage for 5 min
Lowest permanent voltage for 10 min
Minimum voltage for normal operation
300 km/h
350 km/h
0,53 m/s
25 kV
29 kV
19 kV
20 kV
Power factor Nearly 1,0
Auxiliaries load
600 kW
4.4 Network calculation model
The load flow analysis uses a multi-conductor model
which includes the inductive and capacitive mutual
coupling of all conductors along the line. The voltages
and currents are represented by complex phasors
at nominal frequency. The network calculation
is performed using the node potential method. This
calculation process it applied for AC as well as for
DC systems.
The calculation model includes:
• the in-feed from the higher-level network
• the transformer and cable impedances
• the autotransformers with their railway-specific
equivalent circuits
• the loads as impedance model or as power sink
• in case of AC railways all conductors involved,
which are represented by their individual impedance
and mutual coupling. A simplified procedure
with pre-calculated loop impedances is possible
to reduce calculation efforts
Figure 4:
Architecture of Sitras Sidytrac software.
For large networks with many nodes an advanced iteration
method was developed, automatically adapting
the solving method depending on the convergence
of the iteration. This unique technique speeds up the
load flow calculation by a factor of five to ten and furthermore
improves the computational accuracy.
The individual train voltages due to high power
109 (2011) Heft 11
Figure 5:
Minimum and maximum voltages at the pantograph for normal operation along the line.
red maximum voltage, blue minimum voltage
585

Rail Power Supply Systems
and recalculate the drive cycle after calculating the
electrical variables. Thus, the power reduction of modern
vehicles during undervoltage conditions is an
inherent feature of the calculation.
5 Power supply for the line
Figure 6:
Minimum and maximum voltage at the pantograph for normal operation depending on
the simulation period.
red maximum voltage, blue minimum voltage
TABLE 2
Figure 7:
Current load in secon dary windings of transformer at
substation TSS 2.
red positive feeder; blue negative feeder
Figure 8:
Schematic connections of transformers.
Operational conditions.
Condition Substations
in operation
Train consist Head way
min
Speed
km/h
1 TSS1, TSS2 8 cars CRH3 3 300
2 TSS1, TSS2 2 x 8 cars
CRH3
9 300
3 TSS1, TSS2 8 cars CRH3 5 350
4 TSS1, TSS2 2 x 8 cars 12 350
CRH3
5 TSS1 8 cars CRH3 12 300
6 TSS1 2 x 8 cars 25 300
CRH3
5.1 Basic design calculations
The schematic design of traction power supply for
the Beijing – Tianjin line is shown in Figure 2. There
are two in-feed stations which are connected to
the national 220 kV grid. These traction substations
(TSS) are situated at kilometre 17,84 (TSS 1) and at
kilometre 79,14 (TSS 2). In Table 2 the considered
operational conditions are shown.
The minimum and maximum voltages at the
pantograph were calculated with the Sitras Sidytrac
program for each condition. In Figure 5 the minimum
and maximum voltages at the pantograph are
depicted along the line. It can be seen that the maximum
voltage at a pantograph is continuously below
29 kV and the minimum above 20 kV. Figure 6 shows
minimum and maximum voltages at the pantograph
over a simulation period.
Figure 7 shows the simulated load of the transformer
secondary windings at substation TSS2 during
the daily operational period as calculated with the
Sitras Sidytrac program.
Similarly, the voltages and loads for the scenario 5
(Table 2) with the substation TSS 2 out of operation
and a 12 min headway were calculated. In this case
the maximum voltage is approximately 27 kV and the
minimum 21 kV, being as well within the acceptable
range of voltages.
For the condition 6 with 25 min headway, however,
with coupled train units the maximum voltage
was calculated with approximately 27 kV and the
minimum with 22 kV also well within the acceptable
range of voltages. These calculations confirm that the
envisaged operational traffic will be possible with the
chosen design of the power supply.
5.2 High-voltage connection
Concerning the connection to the high-voltage grid
the voltage unbalance, flicker, harmonics as well as the
power factor were essential and decisive for the acceptance
by the national grid operator. The studies were
based on a network calculation with a simulated train
operation for the conditions described in clause 5.1.
In order to reduce the voltage unbalance the two
traction transformers of a substation are connected
to different phases of a 220 kV circuit in a VV-connection
as shown in Figure 8. The second 220 kV circuit
is on standby for the second transformer group and,
therefore, not considered in the study.
586 109 (2011) Heft 11

Rail Power Supply Systems
The voltage asymmetry of a three-phase system is
defined as a relation of the positive and negative sequence
component according to IEC 61000-1-12 [4].
For the Beijing – Tianjin line also the Chinese standard
GB/T15543 [5] had to be obeyed. During normal
operation the maximum voltage unbalance must
not exceed 2 %, and during abnormal conditions not
4 %. For this project the maximum voltage unbalance
of 1,3 % at the point of common coupling to the
national grid was specified with a probability of 95 %.
In Figure 9 the voltage unbalance at the substation
TSS2 is shown. As can be seen from this figure the
voltage unbalance at substation TSS2 is more severe
showing instantaneous values up to 2,5 %. According
to the GB/T15543 [5] standard, the top 5 % of the values
can be ignored. Peak operation with 3 min headway
will be performed only during 35 min per day.
Due to the missing harmonic impedances, an
estimation of the harmonic voltages basing on the
minimum short-circuit power of the 220 kV highvoltage
grid was carried out. In Figure 11 the voltage
harmonics for eleven eight-car trains are given.
Based on the results of the network calculations
the power factors at the substations were determined.
As required the mean power factor for 24 h
was obtained to be 0,95 at substation TSS1. The
results indicate that the monthly mean value of
the power factor at the TSS1 substation satisfies
the minimum value of 0,95 as required. For substation
TSS 2 the required power factor was only
0,9.
Figure 9:
Voltage unbalance at substation TSS 2, instantaneous and average values, 3 min headway.
black voltage unbalance TSS2, instantaneous value, red voltage unbalance TSS2, 5minavarage-value,
blue Voltage unbalance TSS2, 10min-avarage-value, green Voltage unbalance
TSS2, 15min-avarage-value
5.3 Electrical safety
Rail potential calculations are carried out in order
to identify and assess hazards during train operation
and in fault conditions. The rail potential is the
voltage between running rails and remote earth
under operating or fault conditions when the running
rails are utilized for carrying the traction return
current.
The short-circuit calculations for the 2 AC 50/25 kV
AT System were carried out to assess the rail potential
under fault conditions and for checking the rating of
the earthing conductors. The maximum short-circuit
currents along the line occur in the case with a direct
short circuit between overhead contact line and running
rails. In the worst case the maximum short-circuit
current reaches approximately 9 kA in case of the
line faults near to the traction substation, as shown in
Figure 11. Short circuit currents between the negative
feeder and running rails are lower because of the
higher impedance.
Under train operation the calculations of the
highest rail potential are based on maximum
train currents when two trains in double traction
pass each other. This worst case situation is calculated
along the entire railway line. During nor-
109 (2011) Heft 11
Figure 10:
Long-term and shortterm
flicker.
red TSS 02 long-term
flicker Ptl, black TSS 02
short-term flicker Pst
Figure 11:
Harmonic voltage distortion at substation TSS 2 with eleven 8-car trains.
587

Rail Power Supply Systems
mal operation the calculated values were approximately
50 V in the middle between two track
bonds, being below the long-term touch voltage
limit of 60 V.
The rails are insulated and connected to the
earthing system by means of impedance bonds
with spacings of approximately 1 200 m. Based
on the calculations for fault conditions very high
potentials are expected especially in the vicinity of
the substations as shown in Figure 11. One part
of the potential occurs between the running rails
and the reinforced track substructure and the other
part between the reinforced track substructure and
the earth.
Figure 12:
Maximum potential of running rails and structure in case of short circuits.
red potential of running rails, black total short circuit current, blue potential of structure
Figure 13:
Isolines of maximum magnetic induction in μT at WuQing
Station during train operation.
5.4 Electromagnetic compatibility and
elec tro magnetic interference
In order to assess the electromagnetic interference
of the JingJin-DPL Railway system to installations and
human exposure, the electric field strengths, the magnetic
field strengths and induced voltages were calculated
with Sitras Sidytrac and compared with recommended
values of relevant standards and regulations.
For the various cases and conditions the calculated
magnetic inductions and electric fields are below the
pre-caution values concerning human health.
The magnetic fields at stations were calculated
with Sitras Sidytrac during train operation simulation.
Figure 13 shows the isolines of the maximum
magnetic field strength at WuQing station. All the
values at distances of more than 4 m to conductors of
overhead contact line system are smaller than 80 μT
which is recommended in [9] as general public reference
level for the frequency 50 Hz.
Figure 14 shows the induced voltages expected in
the cables with different lengths during short-circuit
conditions. The graph has to read as follows:
When a cable of a certain length, for example
10 km, is shifted along the whole line and the actual
position of the centre is 5 km indicated at the
abscissa the maximum induced voltage is shown at
the ordinate in a short-circuit situation. These results
were taken to assess the maximum induced voltage
in a parallel conductor in the way-side cable trough.
These induced voltages concern mainly the signalling
cables, where in the course of the system integration
tests an advanced detailed analysis of damping
effects due to e. g. the reinforced concrete building
structure was carried out.
5.5 Thermal capacity of overhead contact
line and return conductors
Figure 14:
Induced voltage in cables.
The contact line of the Beijing – Tianjin line is equipped
with the contact line type Sicat HA as described
in [1]. For the local conditions the thermal capacity
588 109 (2011) Heft 11

Rail Power Supply Systems
Figure 15:
Current load of overhead
contact line.
red contact wire, green
messenger wire, blue
negative feeder
of this contact line type is 800 A. Figure 15 depicts
the long-term currents for the contact wire, the messenger
wire and the negative feeder occurring along
the line. The r.m.s. current load of the contact line
conductors shown in Figure 15 does not exceed the
current-carrying capacity of contact line Sicat HA.
Analogous evaluations were performed for all conductors
forming the contact and the return line.
The impedance was calculated in 100 m steps along
the line for faults between contact line and running
rails of track 1 as well as between negative feeder
and running rails. Both situations, the normal feeding
configuration, where TSS1 feeds up to ATS3, as well
as the situation with outage of the substation TSS2
5.6 Protection relay coordination
The overhead contact line is protected by over-current
relays and by distance relays. Over-current protection
of the upstream transformer feeders mainly acts as
busbar protection and as a backup protection to the
line feeders. For the line feeders operational currents
cannot be distinguished clearly from short-circuit current
in all cases. The distance protection evaluates the
impedance derived from the busbar voltage and line
feeder current together with the corresponding phase
angle. In case of 2 AC 50/25 kV autotransformer systems
the current of the line feeder plus the negative
feeder have to be considered together.
The relay coordination of autotransformer systems
requires complex investigations for all short-circuit situations
as well as for the operation situation. Sitras
Sidytrac generates the R-X-impedance trajectory and
the impedance and phase angle versus the line for
the setting of the distance relays. Figure 16 shows
the impedance of the line feeders for track 1 and
the corresponding parallel feeder of track 2, both for
TSS1 and the switching station ATS3 towards Tianjin.
Figure 16:
Relay impedance of the line feeder for normal operation and short circuit related protection
zones.
Fault impedance of line feeders Track 1, 2 (Tr1, Tr2) between contact line and running
rail (CL-RR) or negative feeder and running rail (NF-RR)
at TSS1 1 Tr1, CL-RR at ATS3 5 Tr1, CL-RR
2 Tr2, CL-RR 6 Tr2, CL-RR
3 Tr1, NF-RR 7 Tr1, NF-RR
4 Tr2, NF-RR 8 Tr2, NF-RR
109 (2011) Heft 11
589

Rail Power Supply Systems
where TSS1 feeds the total line via the switching station
ATS3 can be analyzed.
With such impedance versus distance graphs together
with impedance angle, an optimised protection
zone and time grading scheme of the different feeding
sections can be established. Sitras Sidytrac facilitates
this process by pre-customized graphical representations
of fault impedance and protection zones.
References
[1] Brodkorb, A.; Tornow, T.: Elektrische Ausrüstung der
Hochgeschwindigkeitsstrecke Beijing – Tianjin (Electric
installations for the dedicated high-speed passenger
line Beijing – Tianjin). In: Elektrische Bahnen
107(2009), H. 8, S. 344–350.
[2] Altmann, M.; Fiegl, B.; Mokosch, M.; Schneider, E.:
System design for the high-speed line HSL-Zuid with
Sitras®Sidytrac. IEE International Conference on railway
engineering, London, 2005.
[3] EN 50122-1:1997: Railway applications – Fixed installations
– Part 1: Protective provisions relating to electrical
safety and earthing.
[4] IEC 61000-2-12: Environment; Compatibility levels for
low-frequency conducted disturbances and signaling
in public medium-voltage power supply systems; Basic
EMC Publication.
[5] GB/T15543-1995: Quality of electric energy supply.
Admissible three-phase voltage unbalance factor. National
Standard of PR China.
[6] IEC 61000-1-3:1996: Electromagnetic compatibility
(EMC) – Part 1-3: General – The effects of high-altitude
EMP (HEMP) on civil equipment and systems.
[7] IEC 61000-3-6: Electromagnetic compatibility (EMC) –
Part 3: Limits – Section 6: Assessment of emission limits
for distorting loads in MV and HV power systems – Basic
EMC publication.
[8] GB/T14549-1993: Quality of electric energy supply.
Harmonics in public supply network, National Standard
of PR China.
[9] ICNIR Guidelines: Guidelines for limiting of exposure
to time-varying electric, magnetic and electromagnetic
fields (up to 300 GHz). International Commission on
Non-Ionizing Radiation Protection Association, 1998.
AUTORENDATEN
Dipl.-Ing. (FH) Martin Altmann
(45), studied Electrical Engineering
at the Regensburg University of Applied
Science. From 1991 to 2007
he was with Siemens AG as commissioning,
project and systems
design engineer for railway installations.
In 2007 he was appointed as
senior specialist for systems design
of national and international AC
and DC railway electrification
projects within the Industry Sector,
Mobility, Turnkey Systems.
Address: Siemens AG, IC SG RE ED TP
SE, Mozartstr. 33b, 91052 Erlangen,
Germany;
phone: +49 9131 7-23983,
fax: -82823983;
e-mail: martin.altmann@siemens.com
Andreas Fischer (43), education as
associate engineer at the technical
college of Siemens AG Erlangen.
Since 1995 with Siemens AG as
system design engineer of national
and international AC and DC railway
electrification projects at Industry
Sector, Mobility, Turnkey Systems.
Address: see above;
phone: +49 9131-7-22966,
fax: -82822966;
e-mail: andreas.s.fischer@siemens.com
Dipl.-Ing. Torsten Tornow (45),
training as electrician at German
Railway. Studied electric traction
engineering at St. Petersburg
transport university (PGUPS). 1993
to 1995 planning of contact lines
at DE-Consult, Frankfurt. Since
1995 at Siemens AG, manager for
world-wide electrification projects.
Certified project manager.
Address: Siemens AG, SLC IC SG,
Mozartstr. 33b, 91052 Erlangen,
Germany;
phone: +86 10 64762180;
e-mail: torsten.tornow@siemens.com
590 109 (2011) Heft 11

WISSEN für die ZUKUNFT
2. korrigierte
Auflage
Elektrische Triebfahrzeuge
und ihre Energieversorgung
Grundlagen und Praxis
Das Buch wendet sich in seiner zweiten Auflage
an Studierende der elektrischen Energietechnik,
der Regelungstechnik und des Maschinenbaus.
Es gibt einen Überblick über die Grundlagen der
elektrischen Zugförderung und beschreibt nach
einer Darstellung der Kommutatormotoren und
deren wichtigsten Spannungsstellglieder schwerpunktmäßig
die Drehstromantriebstechnik.
Exemplarisch werden aktuelle Hochleistungslokomotiven,
Hochgeschwindigkeitstriebzüge,
diesel-elektrische Lokomotiven und Nahverkehrsfahrzeuge
vorgestellt. Im Anschluss wird
die Energieversorgung der Bahnen (16 2/3 Hz,
50 Hz, GS) unter besonderer Berücksichtigung
der Leistungselektronik und der Netzrückwirkungen
behandelt.
A. Steimel
2. Auflage 2006, 368 Seiten, Broschur
Oldenbourg Industrieverlag
www.eb-info.eu
Sofortanforderung per Fax: +49 (0) 201 / 820 02 - 34 oder im Fensterumschlag einsenden
Ja, ich bestelle gegen Rechnung 3 Wochen zur Ansicht
___ Ex. Elektrische Triebfahrzeuge und ihre Energieversorgung
2. Aufl age 2006 für € 44,- (zzgl. Versand)
ISBN: 978-3-8356-3090-1
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Sicherheit
Berechnungen nach DIN EN 50122-1 –
Erdung im Katzenbergtunnel
Dirk Behrends, Berlin; Christian Fischer, Halle an der Saale
Durch die Technischen Spezifikationen für die Interoperabilität für das Teilsystem Energie und die
Revision der Normreihe EN 50122 sind derzeit vier Regelwerke für Elektrische Sicherheit, Erdung und
Rückleitung bei der Planung, bei der Ausführung, der Prüfung der EG-Konformität und der Inbetriebnahme
anzuwenden. Die Wirksamkeit der Erdung des Katzenbergtunnels der Neubaustrecke Karlsruhe
– Basel wurde für diese Vorgaben nachgewiesen, wofür ein Berechnungsverfahren entwickelt wurde.
ANALYSIS IN ACCORDANCE WITH EN 50122-1 − EARTHING AT TUNNEL KATZENBERG
After issuing of technical specifications of interoperability for the Energy subsystem and the revision
of standard series EN 50122 four specifications for electric safety, earthing und current return need to
be obeyed when planning, implementing, checking EC conformity and commissioning railway installations.
The effectiveness of earthing of the tunnel Katzenberg of the new high-speed line Karlsruhe –
Basel was verified for these stipulations using a newly developed calculation procedure.
ANALYSE DE CAS EN CONFORMITÉ AVEC LA NORME EN 50122-1 − MISE À LA TERRE DU TUNNEL
DE KATZENBERG
Comme suite à la parution des spécifications techniques d’interopérabilité du sous système énergie et
de la révision de la série de normes EN 50122, quatre spécifications associées à la sécurité électrique,
à la mise à la terre et au retour du courant de traction doivent être respectées lors de la planification,
la réalisation, la vérification de conformité CE ainsi que la mise en service des installations ferroviaires.
L’efficacité de la mise à la terre du tunnel de Katzenberg de la nouvelle ligne à grande vitesse Karlsruhe
– Bâle a été vérifiée vis-à-vis de ces exigences en utilisant une nouvelle procédure de calcul.
1 Einführung
Die Technische Spezifikation für die Interoperabilität
des Teilsystems Energie des transeuropäischen
Hochgeschwindigkeitsbahnsystems (HS ENE TSI)
wird auf den Neu- und Ausbaustrecken des Hochgeschwindigkeitsstreckennetzes
seit 2002 angewendet
[1; 2]. Die dort gesammelten Erfahrungen flossen in
die 2011 erschienene Technische Spezifikation für
die Interoperabilität des Teilsystems Energie im konventionellen
Eisenbahnsystem (CR ENE TSI) [3] ein.
Damit liegen technische Spezifikationen für die Interoperabilität
für den Großteil des Schienennetzes in
Deutschland vor.
Die Dokumente [2; 3] sind gleich aufgebaut und
unterscheiden sich nur in Details der einzelnen Abschnitte.
Im Rahmen der Prüfungen zum Teilsystem
Energie und der sich anschließenden Inbetriebnahme
durch die Sicherheitsbehörde (EBA) sind unterschiedliche
Normenstandards anzuwenden. In der
HS ENE TSI und der CR ENE TSI wird auf den Abschnitt
7 der EN 50122-1:1997-06 [4] verwiesen.
Somit erhält dieser Abschnitt denselben gesetzlichen
Charakter wie die TSI.
So sind jetzt einige Fragen zu beantworten:
Ist die zulässige Berührungsspannung nach der
EN 50122-1:1997-06 [4] oder der niedrigere Wert
aus EN 50122:2010-10 [5] bei der Abnahme einer
TSI-Strecke einzuhalten?
Die einzuhaltende Berührungsspannung nach
EN 50122-1:2010 wird mit der Einführung der
Norm zur anerkannten Regel der Technik und muss
daher durch das EBA bei einer Inbetriebnahme
herangezogen werden. Bei der EG-Prüfung einer
TEN-Strecke werden die Angaben der EN 50122-1
[4] durch eine Benannte Stelle bewertet. Bei Maßnahmen
außerhalb der TSI, zum Beispiel Gleise in
Bahnhöfen, welche nicht unter die TSI fallen, sind
die Berührungsspannungsgrenzwerte nach [5]
einzuhalten.
Die Norm EN 50122 wurde in den letzten
sechs Jahren überarbeitet. Die Revision wurde
im Oktober 2010 mit der Veröffentlichung der
EN 50122:2010-10 mit den Teilen
• Teil 1: Schutzmaßnahmen gegen elektrischen
Schlag,
• Teil 2: Schutzmaßnahmen gegen Streuströme von
DC-Bahnen und
• Teil 3: Gegenseitige Beeinflussung von DC- und
AC-Bahnen
abgeschlossen. Sie wird im September 2011 als
DIN EN 50122:2011-09 [6] mit allen drei Teilen in
Deutschland national umgesetzt.
Die revidierte Reihe EN 50122 basiert auf den neuen
Festlegungen zur Berührungsspannung, welche
sich aus den neuen Werten für die (Gesamt-) Körperimpedanzen
durch Fortschreibung der IEC/TS 60479-
1:2005 [7] ergeben.
592 109 (2011) Heft 11

Sicherheit
In [4] unterscheidet man zwischen der Berührungsspannung
und der abgreifbaren Spannung. Die
Berührungsspannung ist die Spannung, welche im
Fehlerfall zwischen zwei gleichzeitig berührbaren Teilen
auftritt. Die abgreifbare Spannung ist der Teil des
Schienenpotenzials, der unter Betrieb von Menschen
überbrückt werden kann. In der EN 50122-1:2010 [5]
entfällt diese Unterscheidung, es gibt nur noch die
Berührungsspannung sowie die Körperspannung als
Produkt aus dem durch den Körper fließenden Strom
und der Körperimpedanz.
Die EN 50122-3 als ein neuer Bestandteil der Normenreihe
legt die Anforderungen für die Schutzmaßnahmen
in Bezug auf die elektrische Sicherheit in ortsfesten
Anlagen fest, wenn als Folge der gegenseitigen
Beeinflussung von Wechselstrom- und Gleichstrombahnen
die Entstehung von für Menschen oder Betriebsmittel
gefährlichen Spannungen oder Strömen wahrscheinlich
ist. Dieser Normenteil betrachtet die galvanische,
induktive und kapazitive Beeinflussung bei paralleler
Gleisführung, bei Kreuzung, bei gemeinsamer Nutzung
von Gleisen, Gebäuden und anderen Bauwerken.
Aufgrund dieser Normenlage sind in den laufenden
Projekten grundsätzlich die angesprochenen
Versionen zu betrachten. Die Prüfung der elektrischen
Sicherheit mit Erdung, Rückstromführung und
Potenzialausgleich im Bereich des Katzenbergtunnels
ist ein Beispiel für die Anwendung der Normenreihe
EN 50122.
2 Zusammenfassung und Bewertung
der aktuellen Vorschriftenlage
für eine mit 1 AC 15 kV
16,7 Hz elektrifizierte HGV-
Bahn in Deutschland
2.1 Allgemeine Grundsätze
Unabhängig von der Vorschriftenlage bestehen in
diesem Zusammenhang einige elektrotechnische
Grundsätze:
• Der Triebstrom wird von der Einspeisung über eine
Oberleitungsanlage mit relativ hoher Spannung
zu den Fahrzeugen auf der Strecke, von dort über
eine Gleisanlage zurück zur Einspeisung (Unterwerk)
geführt.
• Die Gleisanlage wird forciert mit Erde verbunden.
sollten dann deutlich höher als die durch den
Fahrzeugbetrieb bedingten Ströme sein, damit
Schutzgeräte die betroffenen Anlagen in möglichst
kurzer Zeit abschalten können.
• Die so definierte Bahnstrom-Erdungsanlage ist mit
bahnstromfremden Erdungsanlagen oder Erdern
in ihrem Einflussbereich zu koordinieren, um
– unerwünschten Bahnstromfluss durch bahnstromfremde
Erdungsanlagen zu vermeiden
und/oder
– in Fremdnetzen erforderliche erdungsgebundene
Schutzmaßnahmen im Bereich der Bahnstrom-Erdungsanlage
zu ermöglichen und/oder
– den Widerstand der Bahnstrom-Erdungsanlage
gezielt zu verringern.
• Die Bahnstrom-Erdungsanlage darf ihrerseits an
keiner Stelle eine Personengefährdung hervorrufen.
Mit dem in der Überschrift genannten Fokus entfällt
somit die Berücksichtigung einiger im Vorschriftenwerk
enthaltener Regeln, zum Beispiel für Gleichstrombahnen,
gleislose Bahnen, Stromschienenbahnen.
In fachlicher Interpretation der genannten
Grundsätze kann man die verbleibenden Regeln für
das Erdungssystem in solche für
A. Sicherstellung der Funktionalität des Bahnstromsystems,
B. Sicherstellung des Schutzes des Bahnstrom- und/
oder Oberleitungssystems, also der Funktionalität
des Bahnstrom-Erdungssystems,
C. Koordinierung bahnstromfremder Systeme und
D. Sicherstellung des Personenschutzes
klassieren. Es bestehen hier nicht dargestellte Abhängigkeiten
zwischen den einzelnen Kriterien. Die Kriterien
A bis C wirken letztlich alle auf das Kriterium D. Es
ist jedoch im Umkehrschluss nicht davon auszugehen,
dass alle Kriterien A bis C erfüllt sind, wenn D erfüllt ist.
Bild 1:
Katzenbergtunnel,
südliches Portal
(DB ProjektBau,
Sebastian Roedig).
Hieraus ergibt sich:
• Der Triebstrom wird über Gleisanlage und Erde
geleitet; damit verringert sich der Widerstand des
Stromweges.
• Die Gleisanlage ist als Erdungsanlage, die Schienen
sind grundsätzlich als Erdleiter zu betrachten.
Zusätzlich ist zu berücksichtigen:
• Bei bestimmten Fehlern fließen auch Fehlerströme
durch die Erdungsanlage zur Einspeisung. Diese
109 (2011) Heft 11
593

Sicherheit
Die TSI Energie 2008 [2] bewertet die Kriterien A
und C innerhalb einer Entwurfsprüfung relativ weich
und setzt als hartes Kriterium die Einhaltung gewisser
Abschnitte der EN 50122-1 [4], letztlich die Kriterien
B und D, dagegen.
Die Norm EN 50122-1 ist eine vorrangig den Personenschutz
in Nieder- und Hochspannungs-Bahnanlagen
sicherstellende Norm und damit dem Kriterium
D zuzuordnen. Sie definiert Schutzmaßnahmen
gegen elektrischen Schlag durch direktes oder indirektes
Berühren in Bahnanlagen.
• Schutz gegen direktes Berühren wird durch mechanische
Kriterien wie Abstand, Hindernisse, Abdeckungen
nachweisbar erreicht.
• Schutz bei indirektem Berühren wird generell
durch Bahnerdungsmaßnahmen vorgegeben.
Bahnerdung bedeutet Anschluss von leitfähigen
Teilen im Oberleitungsbereich an die Bahnerdungsund
somit Gleisanlage. Betriebs- und Fehlerströme
im Gleis rufen Berührungsspannungen hervor, die
definierte Werte an keinem Punkt der Strecke überschreiten
dürfen. Die Höhe ist durch Berechnung
nachzuweisen und kann an bestehenden Anlagen
auch durch Messungen verifiziert werden.
Sowohl für Berechnungen als auch für Messungen
sind daher Angaben zu den maximal zu erwartenden
Betriebs-, das heißt Zug- und Kurzschlussströmen in
den Gleisen am Ort der Betrachtung unabdingbar.
Bei örtlichen Messungen sind demzufolge auch die
örtlichen Schienenströme zu erfassen, um die Spannungsmesswerte
auf die örtlichen Maximalströme
hochrechnen zu können. Im Anhang C der Norm
werden Richtwerte für durchschnittliche Randbedingungen
als Berechnungsgrundlage angegeben,
ein geschlossenes Rechenverfahren aber nicht beschrieben.
Die Norm beschreibt auch Anforderungen
an die Stromtragfähigkeit von Bestandteilen der Erdungsanlage
im Fehlerfall und berührt hiermit direkt
das Kriterium B.
Die Richtlinie 997.02 der DB [8] versucht, zumindest
die Kriterien A, B und C selbst abzudecken. Das
geschieht richtigerweise an vielen Stellen mit harten
Vorgaben, bei manchen, nicht von vornherein eindeutig
regelbaren Sachverhalten in Form von Empfehlungen,
deren Umsetzung allerdings sodann zu bewerten
wäre. Mangel der Richtlinie ist jedoch, dass elektrotechnische
Kennwerte zwar benannt und teilweise
auch als unter „normalen Bedingungen anzunehmen“
vorgegeben werden, einige Randbedingungen auch
quantifiziert sind, jedoch der Anwender bezüglich der
Verfahrensweise bei ihm bekannten abweichenden
Randbedingungen allenfalls qualitative Informationen
erhält. Allerdings wird verbal impliziert, dass man die
Bedingungen der EN 50122-1, also auch und insbesondere
das Kriterium D einhielte, wenn alle anderen
Bedingungen der Richtlinie eingehalten sind.
Die in der Richtlinie [8] vorgegebenen Kennwerte
sind meist Ableitungs- oder andere Leitwerte, die
– entsprechend summiert – einen zugstromabhängig
vorgegebenen kilometrischen Ableitungsbelag
nicht unterschreiten dürfen. Es wird postuliert, dass
unter Einhaltung dieser Bedingung die zulässige Berührungsspannung
nicht überschritten wird, was damit
aber nicht für jeden Punkt der Strecke plausibel
nachgewiesen ist, da räumliche Abgrenzungen weder
bei der Ermittlung des kilometrischen Ableitbelages
gefordert noch bei der Auswertungsmethodik erkennbar
werden. Kleinräumige und örtliche Betrachtungen
sind im allgemeinen Teil der Richtlinie zwar erwähnt
und wenigstens Ansätze zur Berechnung des Schienenpotenzials
– bei zweigleisigen Strecken an der untersuchten
Stelle ein Betriebsstrom von zwei Zügen
mit maximaler Leistung oder der örtliche Kurzschlussstrom
– vorgegeben. Mit welchen spezifischen Werten
dieser Richtlinie, nach welchen Algorithmen und
mit welchen weiteren Randbedingungen man daraus
die Berührungsspannung an der untersuchten Stelle
und somit das Kriterium D bestimmt, bleibt unklar.
Damit bleiben ebenso die Sinnfälligkeit der zweifachen
Betriebsstromvorgabe und die Verfahrensweise
bei nicht zweigleisigen Strecken oder mehrgleisigen
Betrachtungsorten offen. Diese Algorithmen benötigt
man übrigens ebenfalls, wenn man einen örtlichen
Erdungswiderstand bestimmen will, den beispielsweise
der Planer der elektrischen Energieanlagen (EEA)
zur Prüfung von Abschaltbedingungen für Schutzgeräte
zwangsweise bahngeerdeter EEA benötigt. In
Kenntnis des Charakters der Bahnbelastung muss die
Ermittlung der Berührungsspannung aus einer konstanten
Zugstromvorgabe ohnehin nur als beispielhaft
eingeschätzt werden; selbst wenn also der Rest des
zugrunde liegenden und für die Berührungsspannungsberechnung
mit konstantem Kurzschlussstrom
geeigneten Verfahrens geklärt wäre, wäre die Angemessenheit
der Betriebsstromvorgabe im Sinne einer
Worst-Case-Bewertung zu verifizieren.
Es werden also keine wirklichen Dimensionierungsverfahren
oder -hilfen für bestimmte Sachverhalte
bereitgestellt. Obwohl [8] mit 997.0201V1 ein
Formblatt zur Erfassung einiger relevanter Randbedingungen
vorhält, wird andererseits ein Nachweis
der Einhaltung von normierten Randbedingungen
auch nicht explizit gefordert.
Ein Beispiel: Die quantitative Bestimmung zusätzlicher
Erder bei unzureichender Gleisableitung ist als
grundlegend für die Kriterien A und B sowie als Voraussetzung
für C anzusehen; ohne diese ist eine Prüfbarkeit
des Kriteriums D in der Planungsphase nicht
gegeben. Der Verweis auf die EN 50122-1 [4], um
formal das Kriterium D abzudecken, ist zwar korrekt,
jedoch zumindest bei der Planung auch mit Mitteln
der Richtlinie [8] nicht zielführend, da die Normen
[4; 5; 6] auf einen Nachweis der Berührungsspannungen
abstellen, der in der Planungsphase zwangsläufig
nur durch Berechnungen erbracht werden
kann, welche auch in diesen Normen nicht schlüssig
beschrieben sind.
594 109 (2011) Heft 11

Sicherheit
Die vorstehenden Erläuterungen können bereits
verdeutlichen, weshalb Plan- und Abnahmeprüfungen
für Erdungsanlagen im Auftrag des Eisenbahn-Bundesamtes
bisher nicht unbedingt das Zertifizierungsziel
gemäß der TSI Energie abdecken mussten: Die Benannte
Stelle, zum Beispiel Eisenbahn-Cert, kann an
dieser Stelle als einziges Interoperabilitätskriterium gemäß
Vorgabe nur die Einhaltung der EN 50122-1 bewerten,
mithin – neben den geometrischen Vorgaben
– letztlich einen Konformitätsnachweis der Grenzwerte
für die Berührungsspannungen. Wenn Zweifel an der
Plausibilität berechneter Werte bestanden oder solche
Berechnungen von vornhe rein nicht vorlagen, lief das
Nachweisverfahren letztlich stets auf Messungen an
der fertig gestellten Anlage hinaus, was gewisse wirtschaftliche
Risiken birgt, da nicht sichergestellt werden
kann, dass die Mess ergebnisse die Konformität ohne
weitere Maßnahmen bestätigen.
Inzwischen liegen allerdings im Juni 2011 von
DB Energie und EBC freigegebene Konformitätserklärungen
zwischen EN 50122-1 und DB Richtlinie
997.02 vor. In diesen durch die ELBAS erarbeiteten
Konformitätserklärungen sind folgende Kernaussagen
enthalten:
• Die Forderungen sowohl der vorher gültigen
EN 50122-1:1997 [4] als auch der aktuellen
EN 50122-1:2010 [5] werden eingehalten, wenn die
Anlagen gemäß der aktuell gültigen DB-Richtlinie
997.02:2003 [8] sowie deren derzeit diskutierte, aber
noch nicht veröffentlichte Überarbeitung errichtet
wurden. Diese Aussage gilt mit Einschränkungen, die
nachfolgend nur für die im vorliegenden Zusammenhang
relevanten Umstände benannt werden.
• Für mehr als 1 000 m lange und nicht erdfühlige
Tunnel, also auch Tübbing-Tunnel, sind die realen
Verhältnisse zu betrachten.
• Bei hohen Kurzschlussströmen mit Abschaltzeiten
über 60 ms sind Erdungsleiter aus Stahldraht mit
10 mm Durchmesser oder Stahlseil mit 95 mm²
Querschnitt unter Umständen nicht zulässig.
• Verwiesene andere DB-Richtlinien, insbesondere
solche zum Schutz anderer, vor allem elektrotechnischer
Anlagen gegen Gefährdungen durch die
Bahnenergieversorgung, waren nicht Gegenstand
der Untersuchungen.
Den Konformitätserklärungen liegen Studien zugrunde,
in denen unter anderem mittels anerkannter
Verfahren der Zugfahrtsimulation mit Netzberechnungen
für variierende Zug- und Kurzschlussströme,
Ableitungsbeläge und Bauteilimpedanzen, also
Kriterien aus der Richtlinie 997.02, Berührungsspannungen
berechnet und Grenzwerten aus EN 50122-1
gegenübergestellt wurden.
Damit behebt die Konformitätserklärung zunächst
den oben benannten Mangel der formalen
Nicht-vergleichbarkeit der normativen Dimensionierungsgrundlagen.
Gleichzeitig impliziert sie nun
einen relativ einfach umzusetzenden Weg eines
vor allem durch Berechnungen mit streckenspezifischen
Vorgaben validierten Konformitätsnachweises:
Das ansatzweise bereits in der Richtlinie 997.02
vorgegebene, auch durch Kennwerte bei Standard-Bodenleitfähigkeiten
untersetzte Verfahren
der abschnittsweisen Ermittlung des Gesamtableitungsbelages
und anschließenden Vergleiches mit
Mindestvorgaben für den Ableitungsbelag bei gewissen
Zug- und Kurzschlussströmen kann somit
angewandt werden, sofern es mit realen Werten der
betrachteten Anlage ausgeführt wird. Das Verfahren
ist normalerweise bereits in der Projektierungsphase
abschnittsweise, gegebenenfalls mit Variantenrechnungen,
anzuwenden. In der Regel ist eine
wechselseitige Abhängigkeit von
• geoelektrischen (Bodenleitfähigkeit),
• verkehrlichen (Zugströme) und
• anlagenkonstruktiven (Oberbau, Rückleiterkonstruktion,
zusätzliche Erder)
Randbedingungen erkennbar. Die berechnungsrelevanten
Kennwerte müssen natürlich bekannt sein,
zum Beispiel die meist vorher gemessene Bodenleitfähigkeit,
oder verbindlich vorgegeben werden,
zum Beispiel Zugströme. Konkret als Einschränkungen
der Konformität benannte Sonderfälle sind allerdings
stets gesondert zu betrachten, notfalls auch
durch Messung.
Wenn weitere Messungen nicht erforderlich sind,
die Berechnungen ein gemäß Konformitätserklärung
und Richtlinie 997.02 zulässiges Ergebnis haben und
die Berechnungen hinreichend plausibel sind, kann
die Anlage als TSI-konform deklariert werden, wenn
darüber hinaus alle konstruktiven Vorgaben der Richtlinie
997.02 eingehalten sind, was im Ergebnis der
üblichen EBA-Abnahme festgestellt wird. Anderenfalls
müssen Messungen an der fertiggestellten Anlage,
gegebenenfalls auch unter Betriebsbedingungen,
durchgeführt werden. Im Wortlaut der EN 50122-1
sind sowohl der theoretische Weg über Berechnungen
als auch Messungen zur Verifizierung der Forderungen
hinsichtlich der Berührungsspannungen ausdrücklich
zugelassen.
Es sei hier angemerkt, dass auch Messungen der
Vorgabe von Zug- und Kurzschlussströmen an vorher
abzustimmenden Messorten bedürfen, um die
Mess ergebnisse entsprechend hochrechnen zu können,
und die Bewertung der hochgerechneten Messergebnisse
auch ergeben kann, dass die Grenzwerte
der EN 50122-1 nicht eingehalten werden. Insofern
liegt die Notwendigkeit auf der Hand, die Verhältnisse
durch möglichst genaue Berechnungen vor Abnahme
und Inbetriebnahme zu klären.
Hieraus lassen sich schlussendlich auch Anforderungen
an die Erarbeitung von Gesamterdungskonzeptionen
ableiten, die nachfolgend beschrieben
werden. Ließe man alle Erkenntnisse in geeigneter
Form in die DB-Richtlinien einfließen, wäre auch die
oben angedeutete Regelunsicherheit in Deutschland
beseitigt.
109 (2011) Heft 11
595

Sicherheit
Bild 2:
Montage der Oberleitung
im Katzenbergtunnel
(DB ProjektBau,
Sebastian Roedig).
2.2 Allgemeine Anforderungen an eine
Gesamt erdungskonzeption
In den aktuell gültigen Fassungen der Richtliniengruppe
954 der DB [9] stehen entwicklungsbedingt
Begriffe wie Gesamterdungskonzept und Erdungskonzept
sowie Gesamterdungsplan – gemeint ist die
Zusammenfassung der Erdungspläne aller Fachlinien –
und Erdungsplan – gemeint ist der Erdungsplan einer
Fachlinie, zum Beispiel EEA – relativ eng beieinander,
haben aber den Fokus auf den Bereich einer EEA, die
sich naturgemäß nur in einem kleineren räumlichen
Bereich, zum Beispiel Bahnhof, erstreckt. Aus Sicht der
Bahnstromversorgung ist aus fachlichen Gründen der
Fokus auf größere räumliche Bereiche, also Streckenabschnitte
bis hin zum gesamten Speisebereich, mit
erdungstechnisch relevanten Einzelobjekten in einer
Gesamtkonzeption wünschenswert. In den betrachteten
Bereichen können natürlich auch Einzelobjekte mit
EEA liegen, bei denen ein Gesamt erdungskonzept gemäß
Richtliniengruppe 954 vorliegen muss. Das kann
man aber nicht bei allen aus Sicht der Bahnerdung
zu bewertenden Objekten, zum Beispiel für freie Strecken,
Rohrleitungskreuzungen auf freier Strecke, Brückenbauwerke
auf freier Strecke, voraussetzen. Bringt
man den in der Richtlinie 954 definierten Begriff Gesamterdungskonzept
in Zusammenhang mit letztgenannten
Objekten, wäre überdies spätestens hier die
in derselben Richtlinie [9] vorgegebene Federführerschaft
der Fachlinie EEA zu hinterfragen.
Es ist also erforderlich, die Sachverhalte zunächst
begrifflich sauber zu trennen. Daher wird nachfolgend
von einer Gesamterdungskonzeption gesprochen,
die primär eine Bahnerdungskonzeption für größere
Bereiche ist. Auch in Kenntnis der Systematik der die
Konformitätserklärungen untersetzenden Studien ist
es naheliegend, den Speisebereich im Regelschaltzustand
als Grundlage aller weiteren Betrachtungen und
Berechnungen zu definieren. Die Gesamterdungskonzeption
beinhaltet die Bahnerdungskonzepte für aus
Sicht der Bahnerdung relevante Objekte innerhalb des
betrachteten Bereiches. Für die Bahnerdung relevante
Objekte sind aus Sicht der Richtlinie 997.02 zunächst:
• Unterwerke
• Schaltstellen
• Abschnitte der freien Strecke
• Bereich von Bahnhöfen und Haltepunkten
• Brücken
• Tunnel
• Leitungskreuzungen
• sonstige leitfähige Bahn zu erdende Anlagen oder
Bauwerke entlang der Strecke, zum Beispiel Schallschutzwände
Die Abschnitte der freien Strecke, gegebenenfalls
auch die Bahnhofsbereiche, sind topologisch jeweils
so abzugrenzen, dass innerhalb ihrer Grenzen
mit einheitlichen bahnerdungsrelevanten Dimensionierungsparametern
gerechnet werden kann. Dem
Formblatt 997.0201V1 folgend sind das:
• Streckenkilometrierung
• zulässiger Oberstrom je Zug
• örtlicher Kurzschlussstrom
• Bodenleitwert
• Anzahl der querverbundenen Gleise
• Oberbauform, gegebenenfalls Besonderheiten
• Mastgründungsart, insbesondere Anteil der Rammpfahlgründungen
• zusätzliche Maßnahmen der Rückstromführung
wie Rückleiterseile, Banderder
• zusätzliche künstliche Erder
• Gleisfreimeldetechnik, gegebenenfalls mit Besonderheiten
• Verweis auf deren separates Bahnerdungskonzept
bei sonstigen bahnerdungsrelevanten Objekten
im Bereich
Die in dieser Form definierten Bereichsobjekte sind
immer berechnungsrelevant. Als berechnungsrelevant
wird ein Objekt darüber hinaus definiert, wenn sein
Ausbreitungswiderstand nicht vernachlässigt werden
kann oder soll, zum Beispiel Bahnsteige mit vielen
bahngeerdeten fundamentierten Beleuchtungs- und
anderen Masten oder Schallschutzwände mit vielen
fundamentierten Pfosten. Es wird darüber hinaus Bahnerdungskonzepte
für innerhalb dieser Bereiche liegende,
nicht berechnungsrelevante Einzelobjekte geben,
die nicht zwingend mit der vollständigen oben genannten
Systematik erfasst werden müssen oder mit einer
abweichenden Systematik erfasst werden sollten, um
sie zumindest nach der Richtlinie 997.02 bewerten zu
können. Als Beispiel seien hier kleinräumige Brückenbauwerke
genannt, wenn man deren Gründung nicht
als zusätzlichen Bahnerder betrachten kann oder will.
Die Bahnerdungskonzepte sind mit vom Auftraggeber
vorgegebenen Grundsatzdaten oder validierten
Bestandsdaten bereits in der Entwurfsphase zu planen.
Natürlich kann die Entwurfsplanung nicht alle Details
berücksichtigen. Es werden in diesem Stadium allenfalls
Bahnerdungskonzepte für größere Bereiche oder ein
allgemeines Bahnerdungskonzept für den gesamten zu
beplanenden Bereich vorliegen, welches im Sinne einer
ersten Gesamterdungskonzeption nur die zu berücksichtigenden
Grundregeln zitiert. Daher sind die Bahnerdungskonzepte
im Verlaufe der Ausführungsplanung
596 109 (2011) Heft 11

Sicherheit
fortzuschreiben und objektbezogen zu konkretisieren.
Im Regelfall wird sich eine größere Zahl von separat zu
berücksichtigenden Strecken- und Einzelobjekten und
somit eine größere Zahl von Bahnerdungskonzepten
ergeben. Diese müssen den gesamten beplanten und
zu prüfenden Bereich vollständig abdecken.
Somit kann ein hiernach zu erarbeitendes Bahnerdungskonzept
für bestimmte Objekte, zum Beispiel einen
Bahnhof, letztlich identisch mit dem in der Richtliniengruppe
954 definierten Gesamterdungskonzept
sein. Es ist aber sichergestellt, dass jedes bahnerdungsrelevante
und nach EN 50122-1 zu bewertende Objekt
im Bereich identifiziert und nach Richtlinie 997.02
prüfbar ist, validierbare elektrotechnische Kenndaten
dieses Objektes, zum Beispiel der Ableitungsbelag,
in die zu aktualisierenden bahnstromtechnischen Dimensionierungsberechnungen
eingehen können und
letztlich auch eine Zertifizierung des Bereichs nach TSI
Energie formal erleichtert wird.
3 Berechnungsverfahren
Grundlage sind Formblätter zur Erfassung der relevanten
Daten aller klassifizierten Objekte. Diese Formblätter
sind im vorliegenden Fall relativ umfassend,
da sie gleichzeitig sowohl als Grundlage einer EBA-
Abnahme für alle abnahmerelevanten Objekte der
Strecke die geltenden Regeln und Besonderheiten
dokumentieren als auch der Erfassung der für das
erarbeitete, die TSI-Zertifizierung unterstützende Rechenverfahren
erforderlichen Daten dienen sollen.
Entsprechend der vorstehend erläuterten Objektaufteilungssystematik
ist für jedes Objekt ein objekttypbezogen
vordefiniertes Formblatt anzulegen. Die relevanten
Daten können Planunterlagen und streckenspezifischen
Vorgaben entnommen und/oder an den ausgeführten
Objekten aufgenommen werden. Die letztgenannte
Möglichkeit wird sich insbesondere im Ergebnis von
Begehungen bereits vorhandener Strecken und Objekte
anbieten. In diesem Fall können die Formblätter auch
Hinweise auf festgestellte Mängel oder Abweichungen
von der Richtlinie 997.02 enthalten.
Für die Berechnung der Streckenableitungen mit
Hilfe der in den Formblättern anzugebenden geometrischen
und konstruktiven Daten der Objekte wurde
ein – hinsichtlich der Bedienung gegenwärtig nur
schwach automatisiertes dreidimensional rechnendes
und bereichsweise unterschiedliche spezifische Bodenwiderstände
berücksichtigendes Excel-Tabellenkalkulationsverfahren
aufgesetzt. Hierfür wurde eine
Musterarbeitsmappe erarbeitet, welche neben einer
Grundlagentabelle mit den gemäß Richtlinie 997.0202
für einen spezifischen Bodenwiderstand von 100 Ωm
gültigen Standard-Ableitungsvorgaben objektspezifische
Musterberechnungstabellen – das sind derzeit eine
allgemeine Streckenbereichstabelle sowie eine Tabelle
für nicht erdfühlige Tunnel mit Tiefenerdern – sowie
eine numerische Summentabelle enthält. Wenn später
andere als die bisher vorgegebenen Musterobjekte berechnet
werden sollen, sind entsprechend angepasste
Mustertabellen zu ergänzen. Die Summentabelle berechnet
mit der Grundidee, dass gewisse Werte in allen
Mustertabellen an derselben Zellenposition stehen, die
charakteristischen Werte für den gesamten Speisebereich
zwischen den – zunächst als leere Streckenobjekte
vorgegebenen – Arbeitsblättern BA und BE.
In der Anwendung ist die Musterarbeitsmappe
zunächst auf Dateiebene vollständig in eine neue
Arbeitsmappe zu kopieren. Sodann fügt man in der
neuen Arbeitsmappe entsprechend der Art, Anzahl
und kilometrischen Reihenfolge der im Speisebereich
enthaltenen Objekte Kopien der passenden
Mustertabellen zwischen die Tabellen BA und BE
ein und füllt diese manuell mit den Objektdaten
aus den Formblättern. Sofern es aus logischen
Gründen erforderlich erscheint, können die vorhandenen
Tabellen BA und BE schlussendlich auch
umbenannt werden. Entscheidend ist, dass immer
der Bereich zwischen diesen beiden Tabellen einschließlich
dieser beiden für die Auswertung in
der Summentabelle fest vorgegeben ist, und zwar
unabhängig von der relativen Position der Grundlagen-,
Summen- und anderer Tabellen in der
Arbeitsmappe.
In der Summentabelle erscheinen nun die charakteristischen
Daten für die Gesamtstrecke. Die
Summentabelle kann auch manuell um erforderliche
weitere tabellarische und/oder grafische Zusammenstellungen
erweitert werden. Man kann nunmehr in
weiterer Folge entweder die Grundlagendaten und/
oder die Streckenobjektdaten variieren, um den Einfluss
gewisser Vorgaben oder Annahmen auf das Ergebnis zu
untersuchen. Letztlich wird man hieraus gegebenenfalls
veränderte Vorgaben für die Erdungskonzepte der Objekte
festlegen, die – zweckmäßigerweise einschließlich
der Dokumentation des Berechnungsweges – in den
Objektformblättern nachzuführen sind.
4 Anwendung des Verfahrens für
den Bereich Müllheim – Haltingen
der NBS/ABS Karlsruhe –
Basel
4.1 Beschreibung des Bereiches
In diesem Bereich, der durch die Unterwerke (Uw)
Müllheim und Haltingen begrenzt wird, verläuft die
elektrifizierte und bisher zweigleisige Rheintalbahn.
Zwischen Schliengen und Eimeldingen wird der
zweigleisige Katzenbergtunnel neu errichtet, die an
den Tunnel nördlich und südlich anschließenden Bereiche
werden abschnittsweise viergleisig ausgebaut.
Eine Übersicht der Örtlichkeiten geben die Bilder 1-3.
Die Strecke ist Bestandteil des transeuropäischen
Hochgeschwindigkeitsnetzes (TEN). Zumindest
die für den HGV-Verkehr vorgesehenen zwei neuen
109 (2011) Heft 11
597

Sicherheit
Gleise einschließlich des Katzenbergtunnels sind als
TEN-Streckenkategorie I eingestuft und daher auch
nach TSI Energie [2] zu zertifizieren.
Die zunächst in Betrieb zu nehmenden, teilweise
viergleisigen Streckenabschnitte im Bereich Schliengen
– Eimeldingen einschließlich Katzenbergtunnel
liegen zwischen zwei noch nicht ausgebauten zweigleisigen
Streckenabschnitten Uw Müllheim – Schliengen
und Eimeldingen – Uw Haltingen. Die vorhandene
zweigleisige Rheintalbahn verläuft überdies
parallel zum zweigleisigen Neubauabschnitt Katzenbergtunnel.
Alle genannten Strecken sowie der bisher
ebenfalls nicht ausgebaute Abzweig von Haltingen
nach Basel Badischer Rangierbahnhof bilden einen
Speisebereich.
Daraus folgt, dass die Objektaufteilung auch
Berech nungen verschiedener Ausbauzustände berücksichtigen
sollte. Die Objekte wurden hier letztlich
so aufgeteilt, dass ausgehend vom Tunnelobjekt
nördlich und südlich hiervon jeweils mehrere
zwei- oder mehrgleisige Objekte für die freie Strecke
definiert, erfasst und berechnet wurden. Bahnhöfe
wurden zunächst wie mehrgleisige Streckenobjekte
behandelt. Innerhalb der Streckenbereiche
wurden weitere Objekte definiert und, sofern möglich,
deren Daten ebenfalls erfasst, aber zunächst
nicht in die Berechnung eingeführt. Insgesamt
wurden auf diese Weise für die etwa 25 km lange
Strecke neben dem Tunnel objekt 10 Bereichsobjekte
mit 51 Einzelobjekten definiert. Für alle Bereichsobjekte
wurde vorbereitend die Bodenleitfähigkeit
an jeweils mehreren Messorten bestimmt. An den
beiden Uw-Standorten wurden überdies kombinierte
Erdungs- und Berührungsspannungsmessungen
durchgeführt.
4.2 Der Katzenbergtunnel
Der Katzenbergtunnel ist ein rund 9,4 km langer
Zweiröhrentunnel. Er wurde überwiegend maschinell
in Tübbingbauweise vorgetrieben. Lediglich
an den Tunnelmündern wurden jeweils kurze
Abschnitte mit Sonic-Boom-Bauwerken in offener
Bauweise hergestellt. Die beiden Tunnelröhren
sind alle 500 m durch bergmännisch hergestellte,
Bild 3:
Kartenausschnitt des südlichen Bereiches der NBS/ABS Karlsruhe – Basel. rot NBS/ABS einschließlich Linienverbesserungen; schwarz bestehende Rheintalbahn-
Strecke; blau-gelb Bahnstromleitung; grün-schwarz Streckenertüchtigung (Quelle: Deutsche Bahn).
598 109 (2011) Heft 11

Sicherheit
konventionell geschalte Querschläge miteinander
verbunden. Der Tunnel ist inzwischen bautechnisch
fertiggestellt.
Für den Tunnel wurde 2002 von Balfour Beatty
Rail ein erstes allgemeines Erdungskonzept erstellt,
welches allerdings nur den Abschnitt 4 der Richtlinie
997.0223 wiedergab. Nachdem die Tunnelbauweise
mit Betontübbingen feststand und im
Zuge der Erkenntnis, dass der hier erforderliche
wasserundurchlässige (WU-) Beton auch mit Stahlarmierung
als prinzipiell nicht leitfähig einzustufen
ist, wurde das Erdungskonzept für einen nicht
erdfühligen Tunnel auch konstruktiv konkretisiert.
Nach weiteren Untersuchungen legte die DB Energie
fest, dass die Erdfühligkeit des Tunnels, mithin
das Erreichen des Mindestableitbelages 0,8 S/km
für 900 A Zugstrom, allein durch den Einbau von
vier orthogonalen Tiefenerdern mit je 6 m Länge
in jeden der 19 Querschläge erreicht wird, die mit
den Erdungsanlagen der beiden Tunnelröhren zu
verbinden sind. Hierfür wurde eine mittlere Bodenleitfähigkeit
für den gesamten Tunnelbereich
angenommen, ohne dass für die einzelnen Querschlagsbereiche
qualifizierte geoelektrische Messwerte
vorlagen.
Die Gefahr des Auftretens zu hoher Berührungsspannungen
ist innerhalb des Tunnels zu vernachlässigen,
weil die eingebauten Steuererder und Verbinder
einen Potenzialausgleich bewirken. Man steht quasi
auf einer Äquipotenzialfläche. An den Tunnelportalen
ist diese Gefahr aber umso höher einzuschätzen, je
niedriger die Ableitung des Tunnelbereiches ist.
Bild 4 zeigt die ausgeführte Erdungsanlage einer
Tunnelröhre, die zwar plausibel, aber nicht ohne weiteres
verifizierbar ist.
Um einen rechnerischen Nachweis der Gewährleistung
des Mindestableitbelages führen zu können,
müssen mindestens die konkret vorhandenen
Bodenleitfähigkeiten bekannt sein. Diese wurden
im Zuge der Baugrunduntersuchungen leider nicht
gemessen. Es lag jedoch eine Einschätzung der zu
erwartenden geoelektrischen Werte anhand der
bei Probebohrungen oder bauzeitlich im Bereich
oberhalb und unterhalb der Querschläge vorgefundenen
Gesteinsschichten jeweils als Minimum und
Maximum vor.
Nicht zu vernachlässigen ist weiterhin die Art des
Einbaus der Tiefenerder. Gemäß Ausführungsplanung
und Aussagen der Tunnelbauleitung wurden
die immer 6 m langen Tiefenerder aus verzinktem
Stahlrohr bis zum Anschlag in eine vorbereitete Bohrung
eingetrieben und diese mit Beton verpresst, was
insbesondere bei lockeren Gesteinsschichten den
tatsächlichen Übergangswiderstand unkalkulierbar
macht. Abnahmemessungen der einzelnen Tiefenerderwiderstände
lagen nicht vor und lassen sich auch
nicht ohne Weiteres wiederholen, da alle Tiefenerderanschlüsse
und deren Verbindungsleitungen anschließend
zubetoniert wurden.
Ebenfalls denkbar und als Nachweis sowohl für
die Inbetriebnahme-Zertifizierung als auch für spätere
Prüfungen ausreichend einzuschätzen war eine
Trennung der Erdungsanlagen der Querschläge von
der Längstunnelerdung, mithin der in Bild 4 mit V9
bezeichneten und als trennbar suggerierten Verbindungen.
Somit hätte man die reale Impedanz eines
Querschlagsbauwerks mit seinen Tiefenerdern gegen
das benachbarte Querschlagsbauwerk messen
und nach Messung aller erforderlichen Kombinationen
die für einen plausiblen rechnerischen Nachweis
notwendigen Ableitungen aller Querschlagsbauwerke
ermitteln können. Vor Ort wurde jedoch
festgestellt, dass die Verbindungen V9 weder am
vorhandenen Erdungspunkt in der Längstunnelröhre
noch im Querschlag getrennt werden können, da
die Verbindungen verschweißt und ebenfalls zubetoniert
waren. Die Erdungsimpedanz des gesamten
Tunnelbauwerks ist mit vertretbarem Aufwand ebenfalls
nicht messbar.
Unter den gegebenen Voraussetzungen war ein
belastbarer Nachweis der Ableitungen für den Katzenbergtunnel
nicht möglich. Die Tunnelableitungen
wurden aber mit den vorliegenden Minima,
Maxima und Mittelwerten der Gesteinswiderstände
berechnet, damit zumindest ein theoretischer
Bild 4:
Erdung einer Röhre des Katzenbergtunnels. V1 bis V9 Erdungsverbindungen (Quelle:
Balfour Beatty Rail).
109 (2011) Heft 11
599

Sicherheit
Nachweis mit dem erarbeiteten Dimensionierungsverfahren
veranschaulicht und dessen Grenzen im
realen Fall aufgezeigt werden können.
Hieraus folgt jedoch auch die übereinstimmende
Auffassung aller Beteiligten, dass im Rahmen
der Inbetriebnahme der Tunnelstrecke Messungen
der Berührungsspannungen an den Tunnelportalen
erforderlich werden.
Wird fortgesetzt.
Literatur
[1] TSI ENE HS: 2002: Entscheidung der Kommission vom
30. Mai 2002 über die technische Spezifikation für die
Interoperabilität des Teilsystems „Energie“ des transeuropäischen
Hochgeschwindigkeitsbahnsystems gemäß
Artikel 6 Absatz 1 der Richtlinie 96/48/EG (Bekannt gegeben
unter Aktenzeichen K(2002) 1949) (2002/733/EG).
[2] TSI ENE HS: 2008: Entscheidung der Kommission
vom 6. März 2008 über die technische Spezifikation
für die Interoperabilität des Teilsystems „Energie“ des
transeuropäischen Hochgeschwindigkeitsbahnsystems
(Bekannt gegeben unter Aktenzeichen K(2008) 807)
(2008/284/EG).
[3] TSI ENE CR: 2010: Beschluss der Kommission vom
26. April 2011 über die technische Spezifikation für
die Interoperabilität des Teilsystems „Energie“ des
konventionellen transeuropäischen Eisenbahnsystems
(2011/274/EU).
[4] EN 50122-1:1997: Railway applications – Fixed installations
– Electrical safety, earthing and the return circuit.
[5] EN 50122-1:2010: Railway applications – Fixed installations
– Electrical safety, earthing and the return circuit
– Part 1: Protective provisions against electric shock.
[6] DIN EN 50122:2011-09: Bahnanwendungen – Ortsfeste
Anlagen – Elektrische Sicherheit, Erdung und Rückleitung
– Teil 1: Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag.
[7] IEC/TS 60479-1:2005: Effects of current on human
beings and livestock. General aspects.
[8] DB-Richtlinie 997.02: Oberleitungsanlagen, Rückstromführung,
Erdung und Potenzialausgleich.
[9] DB-Richtlinie 954: Elektrische Energieanlagen.
AUTORENDATEN
Dipl.-Ing. Dirk Behrends (53), Ausbildung zum Elektromonteur
bei der Deutschen Reichsbahn. Bis 1991
Studium Ingenieurschule für Verkehrstechnik Dresden
und Humboldt Universität Berlin, 1983 bis 1991
verschiedene Tätigkeiten Hauptverwaltung Maschinenwirtschaft/Abteilung
Elektrische Zugförderung DR 1992
bis 1994 Wissenschaftlicher Mitarbeiter Hauptabteilung
Elektrotechnik der DB, 1995 verschiedene Tätigkeiten
EBA, seit 2000 Systembereichsleiter Energieversorgung.
Adresse: EISENBAHN-CERT beim Eisenbahn-Bundesamt,
Steglitzer Damm 117 , 12169 Berlin, Deutschland;
Fon: +49 30 77007-370, Fax: -5370;
E-Mail:behrendsd@eba.bund.de
Dr.-Ing. Christian Fischer (55),
Ausbildung zum Elektromonteur bei
der Deutschen Reichsbahn. Bis 1983
Studium und Aspirantur an der Hochschule
für Verkehrswesen „Friedrich
List“ Dresden, Fachrichtung Verkehrselektrotechnik/Elektrische
Bahnen,
1979 bis 1980 Projektierungsingenieur
beim Entwurfs- und Vermessungsbetrieb
der Deutschen Reichsbahn;
bis 1992 zunächst Entwicklungsingenieur,
später Abteilungsleiter für
Versuche und Messungen bei der
Zentralstelle Elektrotechnik der Deutschen
Reichsbahn (vormals Institut
für Eisenbahnwesen) in Halle an der
Saale. Seit 1991 Komplementär und
Geschäftsführer der NET-TREND
Fischer & Partner; seit 1999 Gutachter
des Eisenbahn-Bundesamtes für
elektrotechnische Anlagen.
Adresse: NET-TREND Fischer &
Partner KG, Hordorfer Str. 7,
06112 Halle, Deutschland;
Fon: +49 345 29247-10, Fax: -22;
E-Mail: fischer@fupkg.de
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600 109 (2011) Heft 11

Alternative Energien
Ökologische Beheizung
von Weichen – Teil 2
Bernd Müller, Zschopau
In Teil 1 in eb 10/2011 wurde diskutiert, mit welchen unterschiedlichen Metho den Wärme aus dem
Erdreich entzogen werden kann. In Teil 2 soll untersucht werden, wie die entzogenen Wärmemengen
unterschiedlicher Temperatur zum Schnee- und Eisfreihalten der Weichen geeignet sind.
ECOLOGICAL HEATING OF SWITCHES – PART 2
Part 1 (in eb 10/2011) dealt with discussions on the various methods of extracting heat from earth‘s
interior. Part 2 is meant to investigate how the extracted heat, which is of different temperatures, can
be used for keeping switches free of snow and ice.
CHAUFFAGE ÉCOLOGIQUE D‘AIGUILLES – PARTIE 2
Dans la partie 1 dans le n° 10/2011 de eb, la discussion portait sur les différentes méthodes utilisées pour
extraire de la chaleur de la terre. La partie 2 analyse dans quelle mesure les quantités de cha-leur extraite
de températures différentes sont appropriées pour maintenir les aiguilles hors neige et hors gel.
4 Wärmeübertrag an die Schiene
4.1 Umwelt- und Umgebungsbedingungen
an Schienen
Um die aus dem Erdreich gewonnene Energie zur
Beheizung von Weichen nutzen zu können, bedarf
es spezieller Wärmeübertrager, welche die Wärme
gezielt an die Baugruppen der Weichen übertragen,
die durch Schnee, Eis und Frost in ihrer Bewegung
eingeschränkt sind. Für die mechanische Gestaltung
und Auslegung der Wärmeübertrager an Weichen ist
die Kenntnis der an Gleisen auftretenden Belastungen
und Umweltbedingungen Voraussetzung. Die
Norm EN 50125-3 [15] spezifiziert Umweltbedingungen,
die beim Entwurf und dem Betrieb ortsfester
und beweglicher Einrichtungen der Signaltechnik
und Telekommunikation innerhalb Europas anzutreffen
sind. Zwar zählen Wärmeübertrager einer
Weichenheizung nicht zu den Einrichtungen der Signaltechnik
und Telekommunikation, die genannten
Umweltbedingungen treffen auf Wärmeübertrager
an Weichen aber ebenso zu. Nachstehend werden
für Wärmeübertrager relevante Umweltbedingungen
aus vorgenannter Norm aufgezählt.
4.1.1 Temperatur, Sonneneinstrahlung
In [15] werden in Abschnitt 4.3, Tabelle 2 für Anwendungen
im Freien je nach Klimaklasse Minimaltemperaturen
von –25 °C, –40 °C bis –55 °C angegeben.
Diese Temperaturen treffen für einen Wärmeübertrager
nur zu, wenn keine Zufuhr von Energie erfolgt,
zum Beispiel bei Defekt. Während des Heizbetriebs
ist die Minimaltemperatur die Temperatur, bei der
die Weichenheizung in Abhängigkeit vom festgelegten
Heizregime zu heizen beginnt. Für die im Freien
auftretenden Maximaltemperaturen werden in [15]
+40 °C angegeben. Unberücksichtigt dabei bleibt,
dass Schienen durch die Einwirkung von Sonneneinstrahlung
im Sommer höhere Temperaturen bis
+60 °C erreichen können. Im Heizbetrieb bestimmt
die Temperatur des Fluids die Maximaltemperatur,
welche in der Regel bei dessen Siedetemperatur
TABELLE 5
Schienenprofile für Weichen.
Backenschienenprofile
Bezeichnung
(ehem. Bez.)
Theoretische
Metermasse
Querschnitts fläche
zugehörige Zungenschienenprofile
Bezeichnung
(ehem. Bez.)
Theoretische
Metermasse
Querschnitts fläche
kg/m cm² kg/m cm²
49E5 (S49) 49,13 62,59 49E1A1
63,14 80,43
(Zu2-49)
54E4 (S54) 54,31 69,19 54E1A2
(Zu1-54)
60E2 (UIC60) 60,03 76,48 60E2A2
(Zu60E2-40)
65,82 83,85
72,78 92,71
109 (2011) Heft 11
601

Alternative Energien
erreicht wird. In [15] wird ebenfalls darauf hingewiesen,
dass sich Umgebungstemperaturen über einen
Temperaturbereich von 20 K mit einer Geschwindigkeit
von 0,5 K/min ändern können.
4.1.2 Wind
Im Gleisbereich unterliegen Wärmeübertrager für
Weichen nicht nur der Einwirkung von natürlicher,
üblicherweise als Wind bezeichneter Luftbewegung,
sondern auch der Einwirkung von Luftbewegungen
durch vorbeifahrende Züge. Die durch Züge verursachte
Luftbewegung ist sehr komplex, sodass [15]
nur Anhaltswerte und Hinweise zur Berechnung des
Staudrucks an Bauteilen im Einwirkungsbereich des
Gleiskörpers enthält. Wesentlich wichtiger ist die Tatsache,
dass Luftbewegung bei niedriger Außentemperatur
und in Verbindung mit Flugschnee den Bauteilen
der Weiche am meisten Wärme entziehen kann. Bezüglich
der Dimensionierung von Wärmeübertragern
an Weichen enthält [15] keine Hinweise und Daten.
4.1.3 Regen, Schnee, Hagel, Eis
Im Gegensatz zu Regen stellen Schnee, Hagel und
Eis die Umweltbedingungen dar, die eine freie Bewegung
der beweglichen Bauteile von Weichen behindern.
Ziel der Beheizung von Weichen ist es, die
negativen Auswirkungen starken Schneefalls, Hagels
oder Vereisung auf den sicheren Bahnbetrieb zu vermeiden
oder zu reduzieren. [15] enthält lediglich
Hinweise darauf, dass unter anderem Hagelkörner bis
15 mm Korngröße auftreten und alle vorkommenden
Arten natürlichen Schnees sowie von Zügen aufgewirbelter
Flugschnee zu berücksichtigen sind. Hinweise
zu den zu berücksichtigen Niederschlagsmengen
von Schnee und Hagel sind nicht enthalten. Ein
besonderer Hinweis wird auf herabfallendes Eis gegeben,
welches sich an den Fahrgestellen der Bahnfahrzeuge
sammelt. Ein Eisblock, der die Bewegung der
Weichenzunge blockiert, führt in der Regel zu einer
Betriebsstörung. Im Gegensatz zu den Witterungserscheinungen
Temperatur und Niederschlag kann ein
herabgefallener Eisblock nicht detektiert werden. Das
Abtauen von Eisblöcken sollte bei der Dimensionierung
der Wärmeübertrager berücksichtigt werden.
4.1.4 Verschmutzung
Bei der Dimensionierung und Auslegung der Wärmeübertrager
an die Schienen ist mit diversen Verschmutzungsarten
zu rechnen. In [15] wird bei den
Verschmutzungen in chemisch, biologisch und mechanisch
aktive Stoffe unterschieden. Zu den chemisch
aktiven Stoffen zählen unter anderen Schwefelwasserstoffe,
Unkrautvernichtungsmittel, Tausalz
und insbesondere in Küstennähe Salznebel. Biologische
aktive Stoffe sind vorzugsweise Pflanzensamen
und -bestandteile. Zu berücksichtigende mechanisch
aktive Stoffe sind Sand, Schottersteine sowie Staub.
Unter anderem ist zu beachten, dass Kohlestaub, Metallstaub
und Bremsabrieb in Verbindung mit Feuchtigkeit
elektrisch leitend sein kann.
4.1.5 Schwingungen und Stöße
Die wichtigsten Umweltbedingungen für die mechanische
Dimensionierung von Wärmeübertragern
sind Schwingungen und Stöße, hervorgerufen durch
die Überfahrt von Zügen. Gemäß [15] werden die
Frequenzen und Amplituden von Schwingungen an
Schienen von vielen Parametern beeinflusst, wie zum
Beispiel Achslast, Fahrgeschwindigkeit, Bauform und
Wartungszustand der Weiche, Nähe von Schienenstößen
und Herzstücken von Weichen sowie Flachstellen
an Rädern. Es treten Schwingungsfrequenzen
zwischen 5 Hz und 2 000 Hz auf. Effektivwerte von
Beschleunigungen direkt an der Schiene sind in [15]
in Abschnitt 4.13.1, Tabelle 5 angegeben und werden
in vertikaler, transversaler und longitudinaler
Richtung zur Schiene unterschieden. Für Vertikalbeschleunigungen
an der Schiene wird beispielsweise
ein Effektivwert der Beschleunigung von 280 m/s²
angegeben. Der Spitzenwert der Beschleunigung in
vertikaler Richtung durch Stöße liegt mit 480 m/s² für
eine Dauer von 6 ms noch deutlich darüber.
4.1.6 Elektrische Beeinflussung
Wärmeübertrager selbst sind keine elektrischen Betriebsmittel,
sodass von ihnen keine elektrischen Beeinflussungen
auf andere Betriebsmittel ausgehen.
Ausgenommen hiervon sind die elektrischen Heizstäbe,
die auch Wärmeübertrager sind. In der Regel
sind Wärmeübertrager aus metallischen Werkstoffen
gefertigt und damit elektrisch leitend. Durch ihre
Anbringung an Schienen unterliegen sie denselben
elektrischen Belastungen wie die Schienen selbst.
Schienen sind bei elektrischer Traktion Bestandteil
des Betriebsstromkreises und führen den Rückstrom
von Triebfahrzeugen zum Unterwerk. Selbst bei Dieseltraktion
dienen die Schienen als Rückleitung der
Zugsammelschiene. Im Fehlerfall, zum Beispiel bei
Riss der Oberleitung oder bei Blitzeinschlag, führen
die Schienen nahe dem Ereignisort den vollen Fehlerstrom.
Darüber hinaus sind alle elektrischen Betriebsmittel
in der Nähe der Bahnanlage über deren
Hauptpotenzialausgleichsschiene und alle elektrisch
leitenden Gegenstände im Oberleitungsbereich mit
den Schienen verbunden.
Für signal- und sicherungstechnische Zwecke werden
Gleisstromkreise verwendet. Ein auf den Schienen
stehendes Bahnfahrzeug erzeugt über die Radsätze
602 109 (2011) Heft 11

Alternative Energien
eine elektrische Überbrückung zwischen den beiden
Schienen, die als Besetztmeldung erkannt wird. Entsprechend
wird das Fehlen der Überbrückung als Freimeldung
interpretiert. Diese Art der Gleisfreimeldung
ist auch bei Weichen noch relativ oft anzutreffen. Um
die Gleisfreimeldung nicht zu beeinflussen, dürfen
Wärmeübertrager einschließlich ihrer Zuleitungen beide
Schienen nicht elektrisch überbrücken.
4.2 Wärmeübergang auf die Schiene
Um eine Weiche unter winterlichen Bedingungen betriebsfähig
zu halten, ist es erforderlich, die freie Bewegung
der beweglichen Bauteile von Weichen sicherzustellen.
Hierzu müssen Schnee und Eis, welche diese
freie Bewegung hindern, getaut werden. Prinzipiell
steht hierbei die Frage, ob es erforderlich ist, Weichenzungen
als bewegliche Bauteile und Backenschienen
als feststehende Bauteile der Weichen im Bereich der
Weichenzungen selbst zu beheizen. Auf Grund der gegebenen
Weichenkonstruktionen steht für die Anbringung
von Heizeinrichtungen oder Wärmeübertragern
an Schienen wenig Einbauraum zur Verfügung.
4.2.1 Konventionelle Heizstabanordnung
Konventionelle elektrische Heizstäbe haben einen
runden oder flach-ovalen Querschnitt. Ein Heizstab
mit flach-ovalem Querschnitt hat relativ kleine Abmessungen
von 13 mm x 5,5 mm und lässt sich im
zur Verfügung stehenden Einbauraum der Weiche
zwischen Backenschiene und Weichenzunge gut integrieren.
Die vom Heizstab durch Strahlung und
Leitung abgegebene Wärme erwärmt die umliegenden
Weichenbauteile. Bei abliegender Weichenzunge
wird Schnee und Eis, welche im Zwischenraum zwischen
Backenschiene und Weichenzunge die seitliche
Bewegung der Weichenzunge behindern, abgetaut.
Ist kein Schnee oder Eis vorhanden, wird stattdessen
die im Zwischenraum befindliche Luft durch konvektiven
Wärmeübergang beheizt. Dieser Effekt kann als
Energieverlust bezeichnet werden.
Ein direkter Wärmefluss vom Heizstab auf den Schienenfuß
der Backenschiene erfolgt lediglich über die
nur 7,5 mm breite Auflagefläche des Heizstabs, wobei
nur im Bereich der Klemmbügel ein hinlänglich guter
Wärme leitender Kontakt besteht. Ein direkter Wärmefluss
von der Backenschiene auf den Gleitstuhl und
die Weichenzunge erfolgt wegen der schlechten wärmetechnischen
Kopplung der Weichenbauteile untereinander
nur in sehr geringem Maß. Bei anliegender
Weichenzunge befindet sich diese relativ dicht über
dem Heizstab und wird durch die Wärmestrahlung
besser erwärmt als in abliegender Position. Wichtig für
die freie, seitliche Bewegung der Weichenzunge ist die
Erwärmung der Kontaktstelle zwischen Weichenzunge
und Gleitstuhl, um das Gefrieren von Feuchtigkeit
zwischen Weichenzunge und Gleitstuhl zu verhindern.
Dies ist insbesondere beim Einsatz von Zungenrollsystemen
von Bedeutung. Mit der in Bild 14 dargestellten
Heizstabanordnung ist ein direkter Wärmefluss zur
Kontaktstelle zwischen Weichenzunge und Gleitstuhl
nicht und die Beheizung durch Wärmestrahlung nur
indirekt möglich. Daher werden Zungen von Weichen
mit betrieblich hoher Bedeutung und den entsprechenden
klimatischen Bedingungen optional mit
einem auf dem Schienenfuß der Weichenzunge angebrachten
zusätzlichen Heizstab beheizt. Diese zusätzliche
Heizstabbestückung verursacht eine Erhöhung der
installierten Heizstableistung, bei Heizbetrieb einen erhöhten
Heizenergieverbrauch und insgesamt höhere
Energiekosten.
4.2.2 Schienenprofile
Für Weichen werden reguläre Vignolschienenprofile
[16] und dazu passende Konstruktionsprofile für die
Herstellung von Weichenzungen, Herzstücken und
Radlenkern [17] verwendet. Aus historischen Gründen
existieren bei den europäischen Eisenbahn-Infrastrukturbetreibern
unterschiedlichste Vignolschienenprofile,
die die in [16] enthaltene Vielfalt begründen. Daraus
abgeleitet ergibt sich eine ebensolche Vielfalt von Weichenkonstruktionen,
die wiederum Einfluss auf den zur
Verfügung stehenden Einbauraum der Weichenheizung
haben. Bei der DB werden vorrangig die Schienenprofile
gemäß Tabelle 5 verwendet. Die Größenunterschiede
dieser Schienenprofile verdeutlicht Bild 15.
4.2.3 Einbauraum und zu beheizende Bereiche
an Weichen
Weichen dienen vorrangig dem Zweck, die Fahrt eines
Zuges aus einem Stammgleis in ein von ihm abzweigendes
Gleis zu ermöglichen. Die grundlegenden,
geometrischen und mechanischen Konstruktionen der
Weichen sind vor mehr als 150 Jahren entstanden und
berücksichtigen keine freizuhaltenden Einbauräume
für Weichenheizungen. Nac hträglich einzubauende
Bild 14:
Konventionelle Heizstaba
n ordnung an der
Backenschiene.
1 Backenschiene
2 Klemmbügel
3 elektrischer Heizstab
4 Gleitstuhl
5 Zungenschiene
109 (2011) Heft 11
603

Alternative Energien
Bild 15:
Vignolschienenprofile
im G rößenvergleich.
Heizeinrichtungen für Weichen müssen sich immer
an die gegebenen Weichenkonstruktionen anpassen,
was im Hinblick auf deren wärmetechnische Wirksamkeit
oft nachteilig ist. Bei anliegender Weichenzunge
beträgt der Abstand zwischen Backenschiene und
Weichenzunge punktuell weniger als 5 mm. Kleine
Heizelemente, wie die konventionellen elektrischen
Heizstäbe, erlauben es, diese beengten Einbauverhältnisse
zu nutzen. Heizelemente mit größeren Abmessungen,
wie Wärmeübertrager für flüssige und gasförmige
Medien, lassen sich zwischen Backenschiene und
Weichenzunge nicht einbauen.
Sollen für die ökologische Beheizung von Weichen
flüssige oder gasförmige Medien mit niedriger Temperatur
verwendet werden, wird für eine gute Wärmeübertragung
bei geringem Temperaturgefälle eine
möglichst große Schienenoberfläche benötigt. Wie
in Bild 14 ersichtlich, steht dafür an der Backenschiene
nur ein Teil des Schienenfußes, der Schienensteg
und die Unterseite des Schienenkopfes an der Außenseite,
also an der der Weichenzunge abgewandten
Seite, zur Verfügung. Dieser Bereich der Schiene
wird als Laschenkammer bezeichnet. In der Laschenkammer
steht etwa
eine zehnfach größere
Fläche für den
direkten Wärmefluss
zur Verfügung als für
den direkten Wärmefluss
bei der konventionellen
Heizstabanordnung
(Bild 14).
Diese größere Fläche
für den Wärmefluss
kann durch einen der
Kontur der Laschenkammer
angepassten
Wärmeübertrager
genutzt werden. Der mögliche Einbauraum an der
Außenseite der Backenschiene wird im Längsverlauf
durch Verschraubungen von Verschlussbauteilen und
Zungenstützen mit der Backenschiene eingeschränkt.
Wie schon bei der konventionellen Heizstabanordnung
kann ein an der Außenseite der Backenschiene
angeordneter Wärmeübertrager einer Niedertemperatur-Weichenheizung
die anliegende Weichenzunge nur
geringfügig und die abliegende Weichenzunge nicht
ausreichend beheizen. Für die separate Beheizung der
Weichenzunge steht jedoch keine Laschenkammer
analog zur Backenschiene zur Verfügung, weil der
Schienenkopf der Weichenzunge zwecks Spurkranzführung
nach oben hin spitz zulaufend bearbeitet ist.
Wie Bild 14 zeigt, steht an der Weichenzunge für den
direkten Wärmefluss nur die Fläche des Schienensteges
und des im Vergleich zu Vignolschienenprofilen breiteren
Schienenfußes auf der der Backenschienen abgewandten
Seite zur Verfügung. Im Bereich des Zungenschienenprofils
steht etwa eine siebenfach größere
Fläche für den direkten Wärmefluss zur Verfügung als
für den direkten Wärmefluss bei der konventionellen
Heizstabanordnung (Bild 14). Der Wärmefluss kann
durch spezielle, an die Kontur dieses Schienenbereichs
angepasste Wärmeübertrager erreicht werden. Mechanisch
anspruchsvoll ist die sichere Befestigung der
Wärmeübertrager an der Weichenzunge. Der mögliche
Einbauraum an der Weichenzunge wird im Längsverlauf
durch Bohrungen im Schienenfuß eingeschränkt,
in die die Weichengestänge zum Umstellen der Weichenzungen
eingehängt werden.
Der Wärmefluss vom Wärmeübertrager erwärmt
die Backenschiene und die Weichenzunge, die ihrerseits
durch Wärmeabgabe über ihre Oberfläche
Schnee und Eis im Zwischenraum zwischen Backenschiene
und Weichenzunge abtauen. Die Wärmeabgabe
von den Schienen erfolgt auch dann, wenn
kein Schnee und Eis vorhanden ist bzw. diese bereits
abgetaut sind. In diesem Fall wird die die Schienen
umgebende Luft beheizt, was Energieverluste bedeutet.
Die Höhe der Energieverluste wird durch das
Temperaturgefälle bestimmt. Eine Niedertemperatur-
Weichenheizung verursacht durch ihr niedriges Temperaturgefälle
deutlich weniger Energieverluste gegenüber
einer konventionellen Weichenheizung mit
elektrischen Widerstandsheizstäben.
4.3 Schlussfolgerungen für die
Beheizung von Weichen
Zusammenfassend kann man sagen, dass die Wärmeübergangsvorgänge
bei der Schnee- und Eisfreihaltung
und damit der sicheren Funktion der Weichen
im Winter sehr komplexer Art sind. Ebenso verhält es
sich mit den Ereignissen, die eine Funktionsstörung
verursachen können. Je nach Ereignis und Abtauvorrichtung
tritt entweder Wärmeleitung, Wärmestrahlung
oder Konvektion verstärkt auf. Dabei ist zu beachten,
dass diese Vorgänge sicherer und schneller
ablaufen, je höher die Temperatur und je größer die
Fläche der Abtauvorrichtung sind. Um Energieverluste
zu vermeiden, ist andererseits ein möglichst
niedriges Temperaturniveau anzustreben. Ideal für
die Verfügbarkeit der Weiche ist die punktgenaue
Detektierung von Schnee und Eis im lichten Raum,
um die Problematik des Eisabfalls von Bahnfahrzeugen
zu beherrschen. Eine ideale Weichenheizung taut
lediglich Schnee und Eis in dem lichten Raum ab, der
für das Umstellen der Weichenzungen benötigt wird
und verhindert ein Anfrieren der beweglichen Teile.
In den vorangestellten Abschnitten wurde gezeigt,
mit welchen Mitteln Wärme aus dem Erdreich gewonnen
werden kann und wie im Vergleich die herkömmlichen
elektrischen Heizstäbe installiert sind
und funktionieren. Um die einzelnen Varianten einer
Beurteilung ihrer funktionellen Eignung unterziehen
zu können, ist es notwendig, die Art und Weise des
Abtauvorganges von Schnee und Eis zwischen Backenschiene
und Weichenzunge mit einigen Begriffen
604 109 (2011) Heft 11

Alternative Energien
der Wärmeübertragung zu beschreiben (Bild 16).
Vom Heizkörper soll die Wärme durch Wärmeleitung
an die Schiene fließen. In der Schiene wird sich die
Wärme verteilen, wobei jedoch ein großer Teil an
den Schienensteg gelangt. Von dort wird die Wärme
wiederum durch Wärmeleitung an den anliegenden
Schnee übertragen, der aufgrund der höheren Schienentemperatur
zu schmelzen beginnt. Den bis hierher
beschriebenen Vorgang kann man vereinfacht als
Wärmedurchgang durch eine ebene mehrschichtige
Wand bezeichnen, der nach folgender Gleichung
Bild 16:
Schematische Darstellung
der Backenschienenbeheizung.
·
Q =
t HK
– t Schnee
R k
= k · A t HK
– t Schnee
abläuft. Dabei ist R k
der Wärmedurchgangswiderstand,
der in dem beschriebenen Fall nur von den
Wärmeleitkoeffizienten λ der einzelnen Schichten
und den Schichtstärken abhängt. Hier ist k der
Wärme durchgangskoeffizient, der sich ergibt zu
Bild 17:
Abschmelzvorgang.
k =
N
n=1
109 (2011) Heft 11
–
∑ ,
wenn nur die Wärmeleitung betrachtet wird. Dieser
Vorgang ist schematisch im Bild 16 dargestellt.
Wenn, wie hier nicht gezeigt, auch die Weichenzunge
mit einem Heizelement versehen wird, wie in Abschnitt
4.2.3 beschrieben, schmilzt der Schnee von
zwei Seiten. Sobald an der Backenschiene Schnee geschmolzen
ist, kommt eine weitere Schicht, nämlich
die Luftschicht hinzu, die zwischen Backenschienen
und Schnee liegt. Damit verschlechtert sich der Wärmestrom
an den restlichen Schnee erheblich. Als Vergleich
sollen hier die Wärmeleitzahlen der beteiligten
Schichten genannt werden:
• λ Eisen
= 52 W/mK
• λ Eis
= 2,2 W/mK
• λ Luft
= 0,024 W/mK
Zum Vergleich hat der Wärmedämmstoff Styropor
einen Wärmeleitkoeffizienten von λ von
0,029−0,045 W/mK. Diese Verhältnisse zeigt Bild 17.
Wird auch die Weichenzunge beheizt, dann bildet
sich diese Luftschicht auch zwischen der Weichenzunge
und dem Schnee. Durch diese Luftschicht
wird die Wärmeleitung stark behindert. Nun wird ein
Großteil des Wärmestromes durch Strahlung übertragen.
Der Strahlungswärmestrom hängt von den
Temperaturen der Materialien Schienenstahl und
Schnee/Eis ab und den Flächen A 1
und A 2
, zwischen
denen der Wärmestrom übertragen wird. Es soll hier
nur prinzipiell der Zusammenhang
T 1
4 4
· T
Q = C 1,2
A 1
– 2
100 100
genannt werden. Der Strahlungsaustauschkoeffizient
C 1,2
berücksichtigt die Strahlungseigenschaften des
wärmeren und des kälteren Körpers und die Flächen
A 1
und A 2
. Der Index 1 steht dabei für die Schiene
beziehungsweise den Heizkörper und Index 2 für
Schnee beziehungsweise Eis.
Bild 18 zeigt die Ergebnisse einer einfachen Rechnung
für zwei gleich große parallele Flächen, welchen
Einfluss die Temperatur des wärmeren Körpers auf die
Abschmelzleistung und die Abschmelzzeit hat. Hier
ist wieder so gerechnet, dass der Wärmestrom nur
von der Seite der Backenschiene kommt. Es zeigt
aber deutlich, dass eine höhere Temperatur, hier
40 °C und mehr, einen erheblichen Einfluss auf die
Abschmelzzeit hat, um Eis und Schnee zwischen Backenschiene
und Weichenzunge abzutauen.
Strahlungswärmestrom in W
200
30
180
160
25
140
20
120
100
15
80
60
10
40
5
20
0
0
0 10 20 30 40 50
Heiztemperatur T in °C
Bild 18:
S trahlungswärmestrom in W/m 2 und Abtauzeit in Stunden.
Abtauzeit t in h
605

Alternative Energien
Bild 19:
Heizelement unter
Backenschie ne und
Weichenzunge.
den schon beschriebenen Vorteil der Einspeicherung
von Wärme in das Erdreich, der beim Heat Pipe nicht
gegeben ist.
Eine ideale Anordnung der Heizelemente zeigt
Bild 20. Voraussetzung ist, dass die Heizelemente in
ihren geometrischen Abmessungen in den verbleibenden
Freiraum angebracht werden können. Dabei
ist nicht einmal ein besonders guter Kontakt zur Wärmeleitung
in die Schiene notwendig, da der abzutauende
Schnee oder Eis direkt zwischen den Heizelementen
liegt und der Abschmelzvorgang wie schon
beschrieben abläuft.
Bild 20:
Ideale Anordnung der
Heizelem ente.
Die einfachen Betrachtungen zeigen aber auch, dass
die Variante Heat Pipe ohne WP (Bild 12 in Teil 1)
nicht genügend hohe Temperaturen liefert. Ein Abtauen
unter Verwendung einer Heat Pipe ohne WP
müsste großflächig unter Backenschiene und Weichenzunge
angeordnet werden (Bild 19). Auf der
großen mäßig warmen Fläche erfolgt der Wärmefluss
durch Wärmeleitung an den zu schmelzenden
Schnee, da der Schnee oder das Eis beim Schmelzen
immer nachrutscht und daher auf der Wärme abgebenden
Fläche aufliegt. Die Strahlungswärme wird
aber nicht ausreichen, um Schnee und Eis zwischen
den Flächen zu schmelzen. Es scheint praktisch nicht
vorstellbar, dass im Bereich der Weichenschwellen,
die den möglichen Einbauraum erheblich reduzieren,
eine derart große Wärmeübertragerfläche installiert
werden kann.
Bild 19 zeigt schematisch, wie ein großflächiges
Niedertemperatur-Heizelement unter Backenschiene
und Weichenzunge anzuordnen wäre. Über eine
großflächige Niedertemperaturheizung wird in [19]
berichtet. Das dort beschriebene System besteht aus
mit Sole gefüllten EWS, über die Wärme von einem
Bahnsteig im Sommer in einen Erdspeicher geleitet
wird, aus dem sie im Winter wieder zur Bahnsteigbeheizung
zur Verfügung steht. Das EWS-System nutzt
Literatur
[15] DIN EN 50125-3 (VDE 0115 Teil 108-3): Bahnanwendungen
– Umweltbedingungen für Betriebsmittel –
Teil 3: Umweltbedingungen für Signal- und Telekommunikationseinrichtungen.
[16] DIN EN 13674-1: Bahnanwendungen – Oberbau –
Schienen – Teil 1: Vignolschienen ab 46 kg/m.
[17] DIN EN 13674-2: Bahnanwendungen – Oberbau –
Schienen – Teil 2: Schienen für Weichen und Kreuzungen,
die in Verbindung mit Vignolschienen ab 46 kg/m
verwendet werden.
[18] Dörr, H.; Wilhelm, K.: Schnee- und Eisfreihaltung von
Bahnsteigen durch saisonale Energiegewinnung und
Speicherung mit dem WinnerWay-System. In: Geothermische
Energie 50/2006, S. 38–40.
[19] Autorenkollektiv: Handbuch für Heizungstechnik,
Beuth Verlag 2002.
AUTORENDATEN
Dr.-Ing. Bernd Müller (66),
Studium in der Fachrichtung
Kraft- und Arbeitsmaschinen,
Forschungsstudium an der Sektion
Energieumwandlung der TU Dresden
(TUD), 1974 Promotion an der
TUD, ab 1974 wissenschaftlicher
Assistent am Maschinenlabor der
TUD, ab 1976 Energieversorgung
Karl-Marx-Stadt (Chemnitz), ab
1977 Entwicklungsingenieur für
Kältetechnik bei DKK Scharfenstein,
ab 1991 Leiter für Entwicklung
von Wärmepumpen und -anlagen
bei HIT Wärmepumpentechnik, ab
2002 wissenschaftlicher Mitarbeiter
TUD, Institut für Energietechnik, ab
2010 pensioniert.
Adresse: Zum Alten Badeplatz 6,
09405, Zschopau, Deutschland;
E-Mail: ensys@mailbox.tu-dresden.de
606 109 (2011) Heft 11

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Straße/Postfach, Nr.
Land, PLZ, Ort
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Fahrzeuge
Cross Acceptance – Partnerschaftliches
Vorgehen bei der Zulassung der
Vectron-Lokomotive
Winfried Mahr, Erlangen; Johannes Driller, Bonn; Jürg Lütscher, Bern
Die serielle Zulassung eines Triebfahrzeugs nacheinander für mehrere Länder beansprucht viel Zeit
und birgt das Risiko in sich, dass im fortgeschrittenen Zulassungsprozess notwendig werdende technische
Änderungen für bereits erteilte Zulassungen erneute Nachprüfungen erfordern können. Die
Zulassung des Vectron wird daher auf Basis gegenseitiger Anerkenntnis von Prüfergebnissen parallel
für mehrere Länder betrieben.
CROSS ACCEPTANCE – PARTNERSHIP APPROACH IN APPROVING VECTRON LOCOMOTIVES
The one-by-one series approval of traction vehicles for several countries is time-consuming and carries
the risk that technical modifications which become necessary in the course of an approval procedure
and affect approvals already granted require tests to be repeated that had already been made. For
this reason, based on a mutual recognition of test results, Vectron locomotives are subjected to an
approval procedure which is carried out simultaneously for several countries.
INTEROPÉRABILITÉ – UNE PROCÉDURE DE PARTENARIAT POUR L’HOMOLOGATION DE LA
LOCOMOTIVE VECTRON
L’homologation en série d’un engin moteur pour plusieurs pays à la suite demande beaucoup de
temps et recèle le risque qu’à un stade avancé de la procédure d’homologation, des modifications
techniques devenues nécessaires pour des homologations déjà octroyées exigent de nouveaux essais.
C’est pourquoi l’homologation de la locomotive Vectron se fait parallèlement pour plusieurs pays, sur
la base de la reconnaissance réciproque des résultats d’essais.
1 Einführung
Bei heutigen neuen Schienenfahrzeugen und gerade
bei Lokomotiven steht der grenzüberschreitende Einsatz
im Vordergrund. Neue Frachtkorridore entstehen.
Die Ausrüstung mit dem europäischen Zugsicherungssystem
ETCS schreitet voran, wenn auch langsamer als
ursprünglich vorgesehen. Gerade deswegen sind intelligente
Lösungen gefragt, die auch in einer länger
währenden Übergangsphase der nationalen Zugsicherungssysteme
hin zu einem einheitlichen europäischen
System wirtschaftlich betreibbar sind. Dazu zählt nicht
nur die modulare Struktur von interoperabel einzusetzenden
Lokomotiven, sondern auch eine effiziente,
kostengünstige und zeitoptimierte Zulassung.
2 Umfeld und bisheriges
Vorgehen bei der Zulassung
Die für den Betrieb eines Schienenfahrzeugs notwendige
Zulassung ist bei der zuständigen nationalen Behörde
zu erwirken. Jedes Land bestimmt das dazu erforderliche
Verfahren nach nationalen Gesetzen und
Vorschriften, sodass sich die hoheitlichen Vorgaben
sowie Ablauf und Umfang der Nachweisführung von
Land zu Land stark unterscheiden können.
Jahrzehntelange Erfahrungen prägten die spezifisch
gewachsenen Vorschriftenstrukturen der Eisenbahnwelt.
Insbesondere die nationale Ausprägung
der Triebfahrzeugtechnik wurde in der Epoche der
Staatsbahnen entwickelt und festgeschrieben. Dies
ist nicht nachteilig zu bewerten, kam doch die Interoperabilität
bereits lange vor der beispielsweise in
Deutschland ab 1994 laufenden Bahnreform durch
den grenzüberschreitenden Einsatz einheitlicher Güterwagen
und Reisezugwagen zu Stande. Die Traktionsmittel
allerdings wurden in dieser Epoche in den
verschiedenen Ländern hauptsächlich auf regionale
und nationale Bedürfnisse optimiert.
Mit der Bahnreform wurde, politisch gewollt, in
Europa ein grundlegender Wechsel eingeläutet. Die
integrierten nationalen Staatsbahnunternehmen wurden
veranlasst, ihre Schienennetze für den freien Verkehr
zu öffnen. Dazu sollten neue, in allen EU-Staaten
geltende Verfahren und Vorschriften die bisherigen
nationalen Regelungen der einzelnen Länder ablösen.
Es stellt sich allerdings die Frage, wie weit diese
Veränderung inzwischen fortgeschritten ist. Seit über
zehn Jahren ist in Europa der Umstellungsprozess von
den monopolistischen Staatsbahnen zu einem offenen
Markt mit Wettbewerb im Gang. Die Technischen Spezifikationen
der Interoperabilität (TSI) beschreiben die
relevanten technischen Eigenschaften der Teilsysteme.
608 109 (2011) Heft 11

Fahrzeuge
Wird jedoch heute zu der Marktöffnung im Bahnsektor
Bilanz gezogen, ist ein recht ernüchterndes
Ergebnis festzustellen. Trotz großer Anstrengungen
zur Gestaltung einer neuen einheitlichen Bahnwelt
sind in der täglichen Realität des Bahnverkehrs immer
noch zahlreiche nationale Vorschriften zu respektieren
und länderspezifische Abläufe zu befolgen. In
Teilbereichen scheint es, dass sich die Unterschiede
seit der angestoßenen Umstrukturierung noch vertieft
haben und die Fertigstellung eines kompletten
einheitlichen Regelwerkes in weite Ferne gerückt ist.
Weiter muss vermerkt werden, dass die Verkehre zwischen
EU- und Nicht-EU-Staaten hinsichtlich Interoperabilität
kaum geregelt sind; die TSI-Welt endet an
den EU-Grenzen.
Aus diesem Sachstand abzuleiten, dass die europäische
Bahnreform gescheitert sei, wäre voreilig.
Denn zehn Jahre sind für die Eisenbahn angesichts
ihres in Europa über 175-jährigen Betriebs keine prägende
Zeitspanne. Die Vereinheitlichung der unterschiedlichen
nationalen Ausprägungen benötigt sehr
viel Zeit. Bis sich TSI-konforme Infrastrukturen in den
EU-Ländern flächendeckend etabliert haben, werden
noch viele Jahrzehnte verstreichen. Allerdings wird
die Wirtschaft einem anpassungsbedürftigen System
nicht beliebig lange Zeit zur Erneuerung und Harmonisierung
lassen.
Der Schlüssel zur rascheren Harmonisierung liegt
in vertieftem Wissen über das System Eisenbahn
in den verschiedenen Ländern. Sind tatsächlich
alle aktuell angewendeten nationalen Vorschriften
länderspezifisch so unterschiedlich? Oder kann es
sein, dass gleichwertige technische Systeme lediglich
unterschiedlich beschrieben werden? Wären
nach systematischen Analysen Nachweise gleicher
Sicherheit möglich?
Um diese Fragen schlüssig beantworten zu können,
müssen vorerst für jedes betrachtete Land vollständige
Systembeschreibungen vorliegen. Damit
die Anforderungen der einzelnen Länder direkt verglichen
werden können, sind sie nach einheitlichen
Kriterien zu sortieren. Die einheitliche Struktur ist für
einen Vergleich der nationalen Anforderungen zentrale
Voraussetzung.
Erkenntnisse über diese Zusammenhänge reiften
vor Jahren in der Arbeitsgruppe Task Force Interop
heran. Vertreter der nationalen Aufsichtsbehörden
und der jeweiligen Infrastrukturbetreiber des Korridors
Rotterdam – Genua treffen sich seit fast zehn
Jahren periodisch, um die aktuellen nationalen Zulassungsprozesse
für Mehrsystem(MS)-Lokomotiven
zu koordinieren. Aus den Arbeitsdokumenten
konkreter Zulassungsprozesse wurden im Laufe der
Zeit Vergleichslisten geschaffen, welche die Anforderungen
der verschiedenen beteiligten Länder
einander gegenüberstellen. Damit wurde es möglich,
die nationalen Anforderungen systematisch zu
vergleichen. Folgender Grundsatz entstand: Was
gleichwertig ist, lässt sich auch gegenseitig anerkennen,
ohne dass die entsprechenden Prüfungen
in weiteren Ländern jeweils wiederholt werden
müssen. Damit war die Cross Acceptance, das Verfahren
der gegenseitigen Anerkennug bei der Zulassung,
als Grundidee geboren.
3 Cross-Acceptance-Verfahren
3.1 Methodisches Vorgehen
In der Vergangenheit hat der Zulassungsprozess für
Hersteller und Betreiber nicht selten schmerzliche
Erfahrungen mit sich gebracht, wenn bestellte Fahrzeuge
nicht rechtzeitig, also zum vertraglich vereinbarten
Termin, zugelassen geliefert werden konnten
und dadurch Verkehre verspätet oder mit Ersatzfahrzeugen
aufgenommen werden mussten.
Die Industrie entwickelt heute die Fahrzeuge zunehmend
jeweils für eine Plattform, von der aus die
Produkte an Kunden in möglichst vielen Ländern
mit Marktpotenzial verkauft werden können. Damit
stellt sich regelmäßig die Frage nach der optimalen
Vorgehensweise zur Zulassung eines Fahrzeugtyps
in mehreren Ländern. Denn wenn die nationalen
Zulassungen seriell, Land für Land, abgearbeitet
werden, kann jeder nächste Zulassungsprozess zu
technischen Anpassungen führen, welche zu Zulassungen,
die mit bisherigem technischem Stand bereits
erteilt sind, erneute Nachprüfungen erfordern.
Daraus ergeben sich iterative Prüfvorgänge in den
beteiligten Ländern mit für den Antragsteller zusätzlichem
Zeit- und Mittelbedarf.
Beim Vectron hat Siemens daher beschlossen,
auch bei der Zulassung neue Wege zu gehen. Erstmalig
wird angestrebt, die Zulassung parallel in
mehreren Ländern zu erlangen. Dabei wird der Fahrzeugeinsatz
in so genannten Korridoren vorgesehen.
Siemens nutzt dabei eine im Auftrag der betreffenden
Zulassungsbehörden erstellte Datenbank (IRL,
International Requirements List) über die zu erfüllenden
nationalen Anforderungen. Durch Vergleichen
Bild 1:
Einteilung der Anforderungen an die Zulassung.
109 (2011) Heft 11
609

Fahrzeuge
Bild 3:
Zugsicherungsschränke
des Vectron, bestückt
für den Korridor
und Bewerten konnten diese Anforderungen in drei
Kategorien eingeteilt werden (Bild 1):
A Die Erfüllung der Anforderungen wird gegenseitig
anerkannt.
B Anforderungen sind nicht eindeutig zuzuordnen
und im Einzelfall zu prüfen.
C Anforderungen sind in jedem Land national zu
prüfen.
Zusätzlich sind die nationalen Anforderungen mit
den bereits erfüllten Anforderungen der TSI zu vergleichen,
um Mehrfachprüfungen zu vermeiden.
Um den Zulassungsprozess so effektiv wie möglich
zu gestalten, sind die Zulassungsbehörden und
Siemens übereingekommen, die nachzuweisenden
Bild 2:
Vectron-Lokomotive bei Testfahrten im Prüfcenter Wegberg-Wildenrath.
DACHINL.
Prüfpunkte gemäß der IRL-Datenbankstruktur auf die
Länderbehörden zu verteilen. Somit liegt die Last im
Zulassungsverfahren auf mehreren Schultern.
Die Behörden erkennen entsprechend dem eingeführten
Begriff Cross Acceptance untereinander
Teilprüfungen an, sofern diese in den beteiligten
Ländern als gleichwertig klassiert werden können.
Dies reduziert die Zahl der Teilprüfungen bei einer
Mehrländerzulassung deutlich und senkt die Aufwendungen
und die Prüfzeit, ohne dass Abstriche am Sicherheitsniveau
in Kauf genommen werden müssen.
Hervorzuheben ist, dass Cross Acceptance dabei
nicht als Ersatz oder Konkurrenz zu der Einführung
der TSI gedacht ist, sondern vielmehr als unterstützender
Prozess, welcher in konkreten Zulassungsprojekten
bottom up den langfristigen top-down-Prozess
der TSI-Vorgaben beschleunigen soll. Das Vorgehen
stellt einen bilateralen Anerkennungsvorgang zwischen
den Behörden zweier beteiligter Länder dar.
Jedes Land kann solche Vergleiche mit mehreren
Ländern durchführen. Bei einheitlicher A-Bewertung
eines Prüfthemas kann Cross Acceptance auch weiter
übertragen werden.
Cross Acceptance basiert auf Transparenz; die
angewendeten Kriterien müssen für alle beteiligten
Länder nachvollziehbar sein. Bei der Arbeitsgruppe
Task Force Interop wird diese Transparenz mit der IRL
erreicht. Alle Beteiligten können jederzeit die Kriterien
nachvollziehen, welche zur Beurteilung einer
Fahrzeugeigenschaft in einem bestimmten Land verwendet
werden.
Für eine gleichzeitige Zulassung eines neuen Fahrzeugtyps
in mehreren Ländern kann die Koordination
der Zulassungsaktivitäten weiter optimiert werden,
indem die verschiedenen Fachbereiche zwischen den
beteiligten Behörden zur Bearbeitung aufgeteilt werden.
Damit lassen sich die Kommunikationswege verkürzen
und gleichzeitig bessere Strukturen erreichen.
3.2 Vorgehen bei der Zulassung des Vectron
Mit dem Beschluss, für den Vectron (Bild 2) die Zulassung
parallel in mehreren Ländern zu erwirken, hat
Siemens erstmalig den Weg der seriellen Zulassung,
also der aufeinander folgenden Zulassungen in den
einzelnen Ländern verlassen.
Für die Zulassung der Vectron-Lokomotiven
wird der Einsatz in Deutschland, Österreich, der
Schweiz, Italien und den Niederlanden, abgekürzt
DACHINL, als Erstkorridor vorgesehen. Diese fünf
Länder erbringen insgesamt knapp 50 % des Bruttoinlandsprodukts
(GDP) der 27 EU-Staaten sowie
45 % des Passagierverkehrs und 40 % des Warenverkehrs.
Es ist erforderlich, die Zulassungsanforderungen
dieser fünf Länder zu erfüllen. Dazu hat die Vectron-MS-Lokomotive
unter anderem alle notwendigen
Zugsicherungen an Bord, einschließlich der
ETCS-Ausrüstung. Des Weiteren ist der Prototyp der
610 109 (2011) Heft 11

Fahrzeuge
MS-Lokomotive für weitere Zulassungen mit einer
Maximalausrüstung der wichtigsten Zugsicherungssysteme
für den Einsatz in Mitteleuropa ausgerüstet.
Mittels fest zugeordneter Einbauplätze lassen sich daraus
leicht korridor- und kundenbezogene Lokomotivvarianten
ableiten.
Da die MS-Lokomotive eine Höchstgeschwindigkeit
von 200 km/h erreicht, ist die TSI für den
interoperablen Hochgeschwindigkeitsverkehr zu
erfüllen. Des Weiteren sind die Anforderungen der
TSI SRT, TSI PRM und TSI ZZS zu berücksichtigen.
Auf Basis der durch einen Notified Body ausgestellten
EG-Zertifikats kann der Hersteller eine EG-Konformitätserklärung
ausstellen. Diese Dokumente
sind Voraussetzung zur Erlangung der nationalen
Zulassungen.
Durch die Entscheidung von Siemens, die Zulassung
der neuen Vectron-Lokomotiven in den
genannten fünf Ländern des wichtigen Nord-Süd-
Güterkorridors zeitgleich zu betreiben, ergab sich
auch die Möglichkeit, für einzelne Prüfthemen die
Koordinationsaufgabe unter den beteiligten Aufsichtsbehörden
aufzuteilen. Siemens verfügt je
Prüfthema über vorher festgelegte und definierte
Ansprechstellen zur Koordination der Zulassungsaktivitäten.
Diese koordinierte Vorgehensweise
schafft aber auch Abhängigkeiten. Entsprechend
einer Kletterseilschaft im Gebirge sind die beteiligten
Stellen aufeinander angewiesen und der
Langsamste in der Gruppe bestimmt Tempo und
Ankunftszeit. Aber die Gruppe ist gemeinsam auch
stark. Auftretende Streitfälle können in den regelmäßigen
Koordinationssitzungen besprochen und
zielführend bereinigt werden.
Gemeinsam geprüft wird eine voll ausgerüstete
Vectron-MS-Lokomotive mit den fünf Länderpaketen
(Bild 3). Dass Bahnunternehmen Lokomotiven mit allen
fünf Länderpaketen beschaffen werden, ist wegen
des dann höheren Stückpreises eher unwahrscheinlich.
Vielmehr werden die meisten Bestellungen auf
Lokomotiven mit zwei oder drei Länderpaketen lauten.
Durch Weglassen der nicht benötigten Länderpakete
entsteht für den Besteller das gewünschte
Produkt; die Zulassung basiert auf der bewilligten
Maximalvariante und einer einfachen Deltabetrachtung
der Unterschiede.
über sicherheitsrelevante Funktionen, einer transparenten
Nachweisführung und schrittweise zu
einheitlichen Vorschriften. Bei zukünftigen anderen
Projekten mit weiteren Ländern werden diese Erfahrungen
mit Cross Acceptance weitergegeben. Neben
EU-Ländern sind in diese Harmonisierungsprozesse
auch weitere Länder einbezogen; dieser Prozess muss
an der EU-Grenze nicht stoppen.
Die Epoche individueller nationaler Eigenentwicklungen
geht zu Ende, die neuen länderübergreifenden
TSI-Vorgaben, interoperable Systeme und
die mit Cross Acceptance strukturierten nationalen
Vorgaben bestimmen die sicherheitsrelevanten und
interoperablen Eigenschaften zukünftiger Bahnfahrzeuge.
Die Systemanforderungen werden sich technisch
immer mehr angleichen, was die Marktöffnung
unterstützen wird.
AUTORENDATEN
Dipl.-Ing. Winfried Mahr (50),
Leiter Zulassung Lokomotiven bei
Siemens Infrastructure & Cities,
Rail Systems, Locomotives.
Adresse: Siemens AG, Infrastructure
& Cities Sector, Rail Systems Division
Locomotives and Components,
IC RL LOC S&P HC, Werner-von-
Siemens-Str. 67, 91052 Erlangen,
Deutschland;
Fon: +49 9131 7-29442,
Fax -24213;
E-Mail: winfried.mahr@siemens.com
Dipl.-Ing. Johannes Driller (47),
Leiter Referat 31, Inbetriebnahmegenehmigung
Schienenfahrzeuge
beim Eisenbahn-Bundesamt.
Adresse: Eisenbahn-Bundesamt,
Heinemannstr. 6, 53175 Bonn,
Deutschland;
Fon: +49 228 9826-310, Fax: -397;
E-Mail: DrillerJ@eba.bund.de
4 Schlussfolgerung
Die gleichzeitigen Zulassungen einer neuen Generation
von MS-Lokomotiven in fünf Ländern stellt
für alle Beteiligten eine große Herausforderung dar.
Beim Aufbau der Fahrzeugplattform sind große Vorleistungen
zu erbringen. Bei zukünftigen Folgevarianten
wird sich diese Investition jedoch positiv auf die
Termin- und Kostensituation auswirken.
Die enge Zusammenarbeit der beteiligten Zulassungsbehörden
führt zu einem vertieften Verständnis
Dipl.-El.-Ing. ETH Jürg Lütscher
(55), Abteilung Infrastrutur, Sektion
Zulassungen und Regelwerke beim
Bundesamt für Verkehr (BAV).
Adresse: Bundesamt für Verkehr
BAV, Mühlestr. 6, Ittigen, 3003 Bern,
Schweiz;
Fon:+41 31 3231345,
Fax: +49 31 3225595;
E-Mail: juerg.luetscher@bav.admin.ch
109 (2011) Heft 11
611

Nachrichten Bahnen
Herbst- und Wintervor bereitungen der DB
Die DB hat 2011 zusätzlich >70 Mio. EUR
in Herbst- und Wintervorsorge investiert
und will dies auch in den kommenden
vier Jahren tun. Damit sollen Fahrzeuge
und Infrastruktur auch bei extremer
Witterung nachhaltig verfügbarer werden.
Zur besseren Kundeninformation
bei allfälligen Störungen wurden >2 000
dynamische Schriftanzeiger (DSA) auf
Bahnhöfen installiert.
Zum Herbst haben 461 S-Bahntriebzüge
Baureihe (BR) 423 neue
Besandungsanlagen und neue Software
bekommen, um das Bremsverhalten
auf durch Laub rutschigen Schienen
zu verbessern. Ferner wurde ein neues
Verfahren zur Schienenreinigung auf
besonders rutschigen Streckenabschnitten
entwickelt.
Für rascheres Abtauen vereister Züge
wurden in den Fernverkehrswerken München,
Frankfurt (Main), Köln, Dortmund,
Hamburg und Berlin Enteisungsanlagen
installiert und in 13 Außenreinigungsanlagen
Abtauanlagen nachgerüstet,
darunter auch solchen des Nahverkehrs.
Mobil sind acht Abtauzelte aufgestellt
und 200 neue Heizlüfter angeschafft.
Trotzdem wird die Verfügbarkeit der
Personenverkehrsflotten angespannt
bleiben, und zwar durch die zehnfach
häufigeren Ultraschalluntersuchungen
als vom Hersteller vorgesehen, die bis zu
18 der 235 ICE-Züge binden, verspätete
Lieferung der 16 neuen ICE 3-Züge von
Siemens und fortdauernde Lieferverzögerungen
von 178 Nahverkehrstriebzügen
Talent 2 von Bombardier.
In der Infrastruktur wurde die Zahl
beheizter Weichen um rund 700 auf knapp
48000 vermehrt, sodass alle Weichen auf
Strecken mit fahrplanmäßigem Personenverkehr
beheizt sind. Die Antriebe von rund
1200 Weichen an besonders empfindlichen
Stellen haben zusätzliche Abdeckungen gegen
Schneeverwehungen und von Fahrzeugen
herabfallende Eisbrocken bekommen.
Ferner hat die DB alle Verträge mit Firmen
modifiziert, die Bahnsteige von Schnee
räumen sollen; ein GPS-gestütztes System
soll den Zustand von Bahnsteigen melden
und die Disposition der Räumkräfte verbessern.
Die DB-Bereitschaften für technische
Störungen werden ab Winterbeginn um
600 Kräfte verstärkt, und rund 6 000 Kräfte
sollen in zwei Schichten Weichen schneller
als bisher von Schnee und Eis räumen.
DB Unternehmensstruktur
Bundesverkehrsminister, Vorsitzender aussetzung sei, die sich als wirtschaftlich
und Mitglied des Aufsichtsrates der DB erfolgreich und effizient bewährt habe.
und deren Vorstandsvorsitzender haben Sie ermögliche die Finanzierung der
Anfang Oktober in einer gemeinsamen
Erklärung betont, wie vorteilhaft bis 2015 zusätzlich 1 Mrd. EUR für den
Schienen infrastruktur, wobei der Bund
die integrierte Struktur der DB ist, das Bedarfsplan zur Verfügung stelle. Sie
heißt der unternehmerische Verbund biete einen konzernweiten Arbeitsmarkt
von Netz und Betrieb. Angesichts und sie stehe dem Wettbewerb nicht
des prognostizierten Wachstums im entgegen, wie die stetig wachsenden
Personen- wie im Güterverkehr und Marktanteile Dritter auf dem deutschen
seiner zentralen Lage in Europa brauche Schienennetz bewiesen. Das europäische
Eisenbahnrecht müsse deshalb
Deutschland einen effizienten und
leistungsfähigen Schienenverkehr, wofür auch künftig Organisationsformen wie
der Erhalt der integrierten Struktur Vor- in Deutschland zulassen.
Bahnstrecke
Berlin – Rostock
Die EU hat im Mai 2011 aus ihrem
Regionalentwicklungsfonds weitere
21 Mio. EUR für Maßnahmen zur
Verbesserung der Strecke Berlin –
Rostock bewilligt, die Teil des TEN
ist; von 2000 bis 2006 kamen hieraus
schon 87 Mio. EUR dafür und weitere
59 Mio. EUR sollen beantragt werden.
Für insgesamt derzeit 0,74 Mrd. EUR
soll die Strecke bis 2015 auf 160 km/h
Streckengeschwindigkeit und 25 t Radsatzlast
ertüchtigt werden.
Pünktlichkeitszahlen der DB
Pünktlichkeit der DB- Reisezüge
in % von Januar bis August 2011 für
zwei Verspätungskriterien; größte
Abweichungen + und – geringfügig
gemittelt
Fernverkehr
< 5 min 59 s
< 15 min 59 s
Nahverkehr
< 5 min 59 s
< 15 min 59 s
Personenverkehr
< 5 min 59 s
< 15 min 59 s
80,4 ± 2,8
92,5 ± 1,3
93,5 ± 0,6
98,7 ± 0,1
93,2 ± 0,7
98,6 ± 0,2
Die DB veröffentlicht ab September
2011 monatlich aktualisiert die Pünktlichkeitswerte
ihrer Personenzüge. Man
findet diese beim Surfen durch die Konzernseiten,
einfacher jedoch mit einer
Suchmaschine per Eingabe „DB-Konzern
– Pünktlichkeitswerte“. Basis sind
Abfahrts- und Ankunftsverspätungen der
monatlich rund 0,78 Mio. Nahverkehrs-
Zugfahrten und der über 0,02 Mio.
Fernverkehrs-Zugfahrten. Zum Nahverkehr
zählen auch alle S-Bahnen, dass
heißt die in den Ballungsräumen von
Hannover über Rhein-Ruhr, Rhein-Main
und Stuttgart bis München weitgehend
und in Berlin sowie in Hamburg völlig
autarken Systeme. Ab Januar 2012 sollen
auch beim Nahverkehr alle Verkehrshalte
einfließen. Das genannte Zugzahlenverhältnis
40 : 1 wird dann bei pauschal engenommenen
mittleren Halteabständen
50 km im Fern- und 2 km im Nahverkehr
im Verhältnis 25 : 1 gewichtet. Interessant
sind noch die exakte Definition des
üblichen 5-min-Grenzwertes sowie der
zusätzliche Bezug auf die im Flugverkehr
übliche etwa dreimal so lange Verspätungsgrenzzeit.
612 109 (2011) Heft 11

Bahnen Nachrichten
Elektronisches Stellwerk München-Pasing
Mitte August 2011 ist das Elektronische
Stellwerk (ESTW) München-Pasing in Betrieb
gegangen. Es ersetzt fünf alte Stellwerke und
steuert über 780 km Kabel 415 Signale und
230 Weichen von Gauting, Lochhausen und
Obermenzing bis Donnersberger Brücke.
Der dazwischen liegende Knotenbahnhof
München-Pasing ist mit zusammen 1200
Zugfahrten von Fern-, Regional-, S-Bahnund
Güterverkehr an Werktagen einer der
größten Eisenbahnknotenpunkte in Bayern.
Investiert wurden 130 Mio. EUR. Die Arbeiten
begannen 2007, die Inbetriebnahme
dauerte 78 h und >300 Mitarbeiter von Siemens
und der DB waren dabei eingesetzt.
Flexity 2-Straßenbahnfahrzeuge für Blackpool
Die englische Hafenstadt Blackpool
hat die ersten der 16 bestellten Flexity
2-Straßenbahnfahrzeuge von Bom-
Ausgewählte technische Daten der
Flexity 2- Straßenbahnfahrzeuge für
Blackpool.
Spurweite
1 435 mm
Länge
32 230 mm
Breite
2 650 mm
Höhe
3 420 mm
Masse (leer/besetzt mit 40,9 t/56,7 t
4 Pers./m²)
Fahrleitungsspannung
Motorleistung
Höchstgeschwindigkeit
Mittlere Beschleunigung
( 2 /3 Besetzung)
Verzögerung (Betriebs-/
Gefahrenbremsung)
Minimaler horizontaler
Kurvenradius (Strecke/
Depot)
DC 600 V
4 x 120 kW
70 km/h
0,5 m/s²
1,2 m/s²
2,73 m/s²
25 m/20 m
Maximale Steigung 60 ‰
Niederfluranteil 100 %
Sitzplätze 74
Stehplätze
148 (4 Pers./m²)
bardier (BT) erhalten [1]. Damit beginnt
die fahrzeugseitige Modernisierung des
ältesten britischen Straßenbahnsystems.
Auf der 17,7 km langen Strecke zwischen
Blackpool und Fleetwood können die
Fahrgäste, die zu 75 % Touristen sind, nun
zwischen den neuen 100 % Niederflurzügen
oder den alten historischen Doppeldeckerstraßenbahnfahrzeugen
wählen. Als
Weiterentwicklung der Flexity-Fahrzeuge
verfügen die Flexity 2-Straßenbahnfahrzeuge
über einen erhöhten Korrosionsschutz
sowie ein verbessertes Fahrwerk
auf der Basis des Drehgestells FLEXX Urban
3000. Die Straßenbahnfahrzeuge
bestehen aus fünf Modulen. Drei Module
sind Fahrwerkmodule, zwischen denen
zwei Sänften eingehangen sind. Zwei
Fahrwerksmodule sind mit einem Antrieb
ausgerüstet. Das Zweirichtungsfahrzeug
verfügt über 74 Sitz- und 148 Steh plätze
und ist mit einer Klimaanlage ausgestattet.
Der Einstieg geschieht über 2 Doppelschiebetüren
in den Sänften 2 und 4 und
zwei Einfachschiebetüren in den Kopfmodulen.
Der neu entwickelte Führerstand
verfügt unter anderem über zwei Touch-
Screen-Bedienflächen.
[1] N. N.: Neue Straßenbahnfahrzeuge
für Blackpool. In: Elektrische Bahnen 107
(2009), H. 8, S. 364.
Flexity 2-Straßenbahnfahrzeug für Black pool Innenansicht
(Foto: Bombardier).
Flexity 2-Straßenbahnfahrzeug für Blackpool Außenansicht
(Foto: Bombardier).
Metro Delhi
Bombardier (BT) hat von der Delhi Metro
Rail Corporation (DMRC) einen Auftrag
über die Lieferung von weiteren 76 MO-
VIA U-Bahn-Wagen erhalten. Der Auftrag
hat einen Wert von etwa 84 Mio. EUR.
Es ist ein Folgeauftrag einer Bestellung
von Mitte 2010 über 114 Fahrzeuge.
Die Auslieferung wird im dritten Quartal
2012 beginnen und soll Anfang 2013 abgeschlossen
sein. Einschließlich der neu
beauftragten Züge wird die DMRC eine
Flotte von insgesamt 614 MOVIA U-Bahn-
Fahrzeugen betreiben, etwa 460 Fahrzeuge
sind bereits im Einsatz. Die MOVIA-
Fahrzeuge mit einem Wagenkasten aus
Edelstahl und FLEXX Metro 3000-Drehgestellen
werden vollständig von BT in
Savli, Vadodara im Bundesstaat Gujarat in
Indien, gefertigt. Dieses Werk wurde neu
errichtet und ging 2008 in Betrieb.
Movia U-Bahn-
Wagen in Delhi
(Foto: www.constructionweekonline.in).
109 (2011) Heft 11
613

Nachrichten Bahnen
Elektrische Lokomotive stellt mit hoher
Zugmasse Rekord in Russland auf
DC-3-kV-Doppellokomotive
2ES10 Granit
(Foto: http://pfoto-rzd.com).
Seit 2010 werden bei Ural Locomotives in Jekaterinburg
221 elektrische Lokomotiven vom Typ
2ES10 Granit für eine Fahrleitungsspannung
DC 3 kV für die Russische Eisenbahn RŽD hergestellt.
Das Werk ist ein Joint-Venture von Siemens
(SIM) und der russischen Sinara Group. Der
mechanische Teil ist eine Weiterentwicklung der
Lokomotive 2ES6 von Sinara, der bei der neuen
Lokomotive mit moderner Drehstromantriebstechnik
von SIM kombiniert wird. Die Lokomotive
2ES10 ist eine Doppellokomotive, die aus zwei
gleichen Teilen besteht und für eine Zugmasse
von 6300 t ausgelegt ist. Im August 2011 wurde
bei einer Testfahrt mit drei Lokomotivteilen dieses
Typs an der Zugspitze ein Zug mit einer Masse
von 9000 t von Jekaterinburg nach Balesino
Ausgewählte technische Daten der 2ES10
der RŽD.
Spurweite
1 520 mm
Länge
34 000 mm
Radsatzfolge
Bo’Bo‘+Bo’Bo‘
Fahrleitungsspannung
DC 3 kV
Gesamtmotorleistung
8,8 MW/8,4 MW
(Stunde/dauernd)
Elektrische Bremsleistung
(Netzbremsung/Widerstand)
Anfahrzugkraft
Dauerzugkraft bei 56,2 km/h
Höchstgeschwindigkeit
Radsatzlast
8,4 MW/5,6 MW
784 kN
538 kN
120 km/h
24,9 t
über eine Strecke von 500 km über das Uralgebirge
befördert. Dies stellt einen Rekord für die Zugmasse
auf dem Streckennetz Russlands dar. Die üblichen
Zugmassen liegen bei etwa 5500 t.
Vario-Straßenbahnfahrzeuge
für Potsdam
Anlässlich eines Tages der offenen Tür der Verkehrsbetriebe Potsdam
(ViP) wurde am 17.09.2011 das erste Vario-Straßenbahnfahrzeug mit der
Betriebsnummer 421 von Stadler Pankow der Öffentlichkeit präsentiert
und auf den Namen der polnischen Partnerstadt Opole getauft. ViP hat
insgesamt 14 Vario-Straßenbahnfahrzeuge mit einer Option auf vier weitere
bestellt. Damit sollen sukzessive die hochflurigen Tatrabahnen ersetzt
werden. Die neuen Einrichtungsfahrzeuge mit der bekannten getriebelosen
Antriebstechnik mit Radnabenmotoren haben 2,30 m Wagenkastenbreite,
sind 100 % niederflurig, vollklimatisiert und haben 4 Doppelschiebetüren.
Die fünf Fahrzeugmodule stützen sich auf drei Fahrwerke ab, von denen
zwei angetrieben sind. Für Sitzplätze nicht nutzbare Bereiche wurden als
Gepäckab lagen ausgeführt.
Ausgewählte technische Daten der Vario-
Straßenbahnfahrzeuge für Potsdam.
Spurweite
1 435 mm
Länge
29 620 mm
Breite
2 300 mm
Höhe
3 400 mm
Masse leer
39 t
Raddurchmesser (neu/abgenutzt) 650/570 mm
Fahrleitungsspannung
DC 600 V
Motorleistung
8 x 45 kW
Höchstgeschwindigkeit
70 km/h
Minimaler Kurvenradius
18 m
Niederfluranteil 100 %
Einstiegshöhe
300 mm
Sitzplätze 57
Stehplätze 118
Sanierung Baureihe 485 der S-Bahn Berlin
Die S-Bahn Berlin hat bis Oktober 2011
im DB-Werk Wittenberge bei 80 zweiteiligen
Viertelzügen Vz) Baureihe (BR)
485 + 885, darunter 20 stillgelegten
und reaktivierten, für 20 Mio. EUR die
Al-Wagenkästen komplett sanieren und
die Inneneinrichtungen erneuern lassen.
Die BR war von 1988 bis 1992, als
die S-Bahn im Auftrag des Senats von
Berlin durch die BVG betrieben wurde,
vom damaligen Lokomotivbau – Elektrotechnische
Werke (LEW) in Hennigsdorf
entwickelt und zum großen Teil noch
als BR 270 geliefert worden. Die Sanierung
war erforderlich, weil 2008 Risse
in den Bodenblechen entdeckt wurden,
vermutlich als Folge ungenügend
ausgehärteter Schweißnähte. Nachdem
bei der Bahnindustrie kein Sanierungsauftrag
unterzubringen war, musste
das bis dahin auf andere Fahrzeuge
ausgerichtete DB-Werk zunächst bei
einer Totalzerlegung Dokumentationen
erstellen, dann technische Lösungen
und Fertigungsabläufe erarbeiten und
eine Montagestraße einrichten. Den
vollständig entkernten und verziehfest
eingespannten Kästen werden die
4 mm starken Bodenbleche entfernt
und neue 5 mm dicke eingeschweißt,
wonach sie 72 h eingespannt bleiben.
Beim Redesign bekommen sie aufgearbeitete
Windfangwände, Seiten- und
Deckenverkleidungen, neue Sitze und
Innenfarben wie die beiden anderen
BR der S-Bahn. Die Bearbeitung eines
Vz dauert etwa sieben Wochen und soll
zuverlässigen Einsatz bis Ende 2017
ermöglichen.
614 109 (2011) Heft 11

Bahnen Nachrichten
Instandhaltung der Desiro RUS-Triebwagenzüge
Für die 54 Desiro RUS-Züge, die seit
April 2011 in Krefeld hergestellt werden,
hat Siemens von der Russischen Eisenbahn
RŽD den Auftrag erhalten, ab 2013
für die Dauer von 40 Jahren die Instandhaltung
zu übernehmen. Die Depots in
Adler bei Sotschi und in Moskau sowie
das Wartungspersonal stellen die RŽD,
während Siemens unter anderem für das
Management der Service-Arbeiten, die
Logistik sowie die Ersatzteilversorgung
zuständig ist. In Spitzenzeiten werden
in den beiden Depots insgesamt bis zu
80 Mitarbeiter an den Zügen tätig sein.
Der Vertrag umfasst die planmäßige
Instandhaltung der Desiro RUS-Züge.
Dazu gehören Maßnahmen wie die
Überprüfung der Brems- und Fahrgast-
komfortsysteme sowie alle Revisionen,
die in unterschiedlichen Abständen nötig
sind. Die ersten Einheiten werden im
Herbst 2013 in Sotschi den Fahrgastbetrieb
aufnehmen.
[1] N. N.: Olympische Winterspiele 2014:
Desiro-Züge für Sotschi. In: Elektrische
Bahnen 108 (2010), H. 1-2, S. 93.
Metro Algier
Die erste Metrolinie in der algerischen
Hauptstadt Algier befindet sich derzeit
in der Testphase unter realen Betriebsbedingungen,
jedoch ohne die Beförderung
von Fahrgästen. Es werden alle
technischen Abläufe getestet und letzte
Systemeinstellungen vorgenommen. Auf
einer Streckenlänge von 9,5 km sollen
ab Ende 2011 10 Stationen im regulären
Fahrgastbetrieb bedient werden. Die
Strecke verläuft von der Station Haï el
Badr in nördlicher Richtung zur Haltestelle
Grande Poste im Zentrum von Algier. Für
die gesamte Linie 1 rechnet die Betreibergesellschaft
RATP El Djazaïr mit etwa
300000 Fahrgästen pro Tag. Ein Konsortium,
bestehend aus Siemens, CAF und der
französischen Vinci Construction Grands
Projets, hatte im Januar 2006 den Auftrag
für den Bau der Metro erhalten. Siemens
liefert die Zugsicherungstechnik in Form
des automatischen Zugbeeinflussungssystems
vom Typ Trainguard MT CBTC,
die Telekommunikation, die Anlagen der
Bahnenergieversorgung und -übertragung,
die Gleisanlagen sowie das Fahrkartenbe-
zahlsystem und errichtete die Betriebsleitzentrale.
Der spanische Fahrzeughersteller
CAF liefert die 14 Metrozüge, die aus
jeweils 6 Wagen bestehen. Vinci Construction
errichtete Stationen, Gebäude und
installierte die Lüftungsanlagen. Die Pläne
Metro in Algier im Testbetrieb (Foto: Siemens).
zum Bau der Metro in Algier datieren vom
Anfang der 1980er Jahre. Die Realisierung
des Metrosystems musste jedoch auf
Grund finanzieller Schwierigkeiten und
innenpolitischer Instabilität immer wieder
verschoben werden.
Schweizer Sorgen um Neat-Anschlüsse
ETCS in der Schweiz
Deutschland hat sich 1996 in einem
Staatsvertrag mit der Schweiz verpflichtet,
seine Rheinstrecke als Neat-Zubringer
zu ertüchtigen, und ein gleichartiges
Abkommen hat Italien für seine Seite geschlossen.
In der Schweiz sieht man aber
sorgenvoll bei beiden Partnern erhebliche
Verzögerungen, die kaum mehr bis zur
Eröffnung des Gotthard-Basistunnels aufzuholen
sein werden. Auf deutscher Seite
stünden sechsstellige Zahlen an Einsprüchen
gegen die Planungen an und für die
nächsten zehn Jahre seien von benötigten
4 Mrd. EUR erst 400 Mio. EUR bewilligt;
Kritiker argwöhnen hier eine Finanzierungskonkurrenz
des Projekts Stuttgart 21.
Auch die Sparpakete der italienischen
Regierung verstärken die Befürchtungen.
Anders als die Schweiz haben beide
Nachbarländer keinen zweckgebundenen
Fonds zur Finanzierung der Bahninfrastruktur,
vielmehr müssen die Mittel jedes
Jahr aus dem ordentlichen Staatshaushalt
kommen. Während es aber im Süden über
Chiasso, Luino und Domodossola immerhin
drei Bahnkorridore gibt, muss im
Norden der gesamte Güterverkehr durch
das Rheintal laufen.
In der Schweiz sind bisher die Schnellfahrstrecke
Mattstetten – Rothrist und der
Lötschberg-Basis tunnel mit ETSC ausgerüstet
und befahren, wozu bis 2016 der Gotthard-
Basistunnel kommen wird. Damit sind dort
theoretisch 2 min Zugfolge bei 200 km/h
Geschwindigkeit möglich, Ein- und Ausfädelungen
unberücksichtigt. Bis 2017 will die
SBB 300 Mio. EUR investieren, um alle rund
11000 Signalpunkte ihres Streckennetzes mit
ETCS Level 1 auszurüsten. Industriepartner
dabei werden Siemens und Thales sein. Ab
2025 soll dann das ganze Netz schrittweise
auf ETCS Level 2 umgestellt werden.
109 (2011) Heft 11
615

Nachrichten Bahnen
Neue Fahrgastinformationssysteme für die S-Bahn Berlin
Die DB investiert bei der S-Bahn Berlin
36 Mio. EUR in modernere Reisendeninformationssysteme.
Bis Mitte 2013 sollen alle
168 Stationen in Berlin und Brandenburg
Echtzeitangaben zum Zugbetrieb haben,
davon 135 Stellen LCD-Anzeiger mit An-
gaben über nächste Zugfahrten und Zwischenstationen
sowie für freie Programmierung
von Infotexten und 33 Stationen
mit geringeren Fahrgastzahlen andere
digitale Anlagen zur minutengenauen Verspätungsmeldung.
Auf mehreren Strecken
laufen schon neue Anlagen im Testbetrieb.
Ferner wird ein neues Beschallungssystem
neben dem automatischen Abspielen
vorproduzierter Standardansagen auch
zentrale Durchsagen an allen Stationen
ermöglichen.
Transportpolizei der SBB
Angesichts steigender Gewaltbereitschaft
in den Zügen gegen Mitreisende und
Personale wurde der ehemalige Sicherheitsdienst
der SBB in den vergangenen Jahren
schrittweise zu einer vollwertigen, auf den
öffentlichen Verkehr spezialisierte Polizei
entwickelt. Der Bundesrat hat nun mit der
Verordnung über die Sicherheitsorgane der
Transportunternehmen im öffentlichen Verkehr
vom 17. August 2011 entschieden, dass
sie mit Schusswaffen ausgerüstet werden
kann und so den anderen Polizeikräften
vollkommen gleichgestellt wird; die SBB
plant, dies ab ab Sommer 2012 umzusetzen.
Die Angehörigen der SBB Transportpolizei
sind gleich ausgebildet wie die bei den
Kantonspolizeien. Das Grenzwachtkorps, die
Militärische Sicherheit und die Kantonspolizei
patrouillieren bereits heute bewaffnet
in den Zügen der SBB; die Transportpolizei
wird die Schusswaffe verdeckt tragen.
Triebfahrzeugführer in Teilzeit bei SBB
Als Pilotprojekt führt die SBB ab Oktober
2011 erstmals einen Lehrgang für Triebfahrzeugführerdienst
in Teilzeit. Die Ausbildung
an drei Tagen pro Woche dauert 18
Monate statt 12 Monate für Vollzeitkräfte,
Inhalt und Anforderungen sind identisch.
Die Absolventen sollen mit 60 bis 80 % der
Regelarbeitszeit Regional- und S-Bahnzüge
im Großraum Zürich fahren; für die An-
stellung brauchen sie ein Sprachzertifikat
in Französisch oder Italienisch. Die SBB
reagiert mit dem Modell auf Bedarf für
mehrere hundert Kräfte durch vermehrte
Zugleistungen bei gleichzeitig starken
Pensionierungen in den nächsten Jahren;
schon heute erfordere Mangel viele
Überstunden. Sie sieht sich durch große
Nachfrage und durch die Frauenquote bestätigt:
Ein Aufruf hatte 120 Bewerbungen
gebracht, wovon zwölf Personen und zu
einem Drittel Frauen ausgewählt wurden.
Für weitere Angebote will man die Resultate
der ersten Runde abwarten. Die Berufsvertretung
der Stammlokomotivführer
ist skeptisch und bemängelt Privilegien der
Teilzeiter wie festgeschriebene Schichten
und freie Tage.
Öffentliche Investitionen in Eisenbahnen
Investitionen Volksrepublik China in den Schienenverkehr,
rot geplant im 12. Fünfjahresplan (Quelle: SCI Verkehr).
Die öffentlichen Finanzbudgets für
Eisenbahninvestitionen haben sich weltweit
von 82 Mrd. EUR im Jahr 2005 auf
224 Mrd. EUR in 2010 fast verdreifacht.
Überdurchschnittlich stark waren dabei
die Anstiege in 2008 und 2009 durch
Investitionssprünge in China (Bild) und
nationale Konjunkturprogramme. Von
den weltweiten öffentlichen Eisenbahninvestitionen
in 2010 bedeuteten die
umgerechnet 90 Mrd. EUR in China allein
40 %. Die weitere Entwicklung der Branche
hängt also in nicht geringem Maße
von China ab. Hier zeigt der 12. Fünfjahresplan
gegenüber dem vorigen ein
verändertes Bild. Die Gesamtsumme
soll zwar mit nominal 320 Mrd. EUR das
1,5-fache der realisierten 209 Mrd. EUR
sein, jedoch wesentlich gleichmäßiger
umgesetzt werden.
Anlagenerneuerung bei der U-Bahn München
Bei der U-Bahn München erreichen 40 Jahre
nach der Betriebsaufnahme am 19. Oktober
1971 die technischen Ausrüstungen
der Gleichrichterwerke ihre Lebensgrenze.
Die Stadtwerke München (SWM) haben
deshalb Lieferungen und Leistungen in sieben
Losen ausgeschrieben und vier davon
Ende Juli 2011 für 5,5 Mio. EUR an Balfour
Beatty Rail vergeben. Der Auftrag umfasst
die Lieferungen und Montagen für
• je ein Gleichrichterwerk im Betriebshof
Nord und in der Betriebsanlage Süd
• Erweiterung der dortigen Fahrstromanlagen,
• Kuppelstelle im Bahnhof Implerstraße,
• Kuppelstelle im Bahnhof Neuperlach Süd.
Im Einzelnen gehören dazu rund 30 km
Kabel im Tunnel, Transformatoren
und Gleichrichter sowie 121 Felder für
Leistungs- oder Trennschalter, davon 79
für Gleichrichter, für Streckenspeiser und
Rückleiter sowie Melde-/Bedienfelder. Weil
der U-Bahnbetrieb nicht unterbrochen
werden darf, müssen bestimmte Arbeiten
während der nächtlichen Betriebsruhe
ausgeführt werden, das heißt meistens bei
nur zwei Stunden Arbeitszeit.
616 109 (2011) Heft 11

Unternehmen Nachrichten
Neue Unternehmensstruktur bei Siemens
Zum 1. Oktober hat sich Siemens eine
neue Unternehmensstruktur gegeben.
Das operative Geschäft gliedert sich in
die Sektoren Energy, Healthcare, Industry
sowie den neu gegründeten Sektor
Infrastructure & Cities, mit dem das Unternehmen
am dynamischen Wachstum
von Städten und Infrastrukturen teilhaben
will. Infrastructure & Cities wiederum
ist unterteilt in die sechs Divisionen Rail
Systems (Schienenfahrzeuge), Mobility
and Logistics (Verkehrs-, Transport- und
Logistikmanagement), Low and Medium
Voltage (Nieder- und Mittelspannung),
Smart Grid (intelligente Stromnetze) und
Building Technologies (Gebäudetechnik)
sowie Osram. Mit dieser neuen Aufstellung
will Siemens sein Geschäft noch
enger an den Zielmärkten ausrichten.
Die Aktivitäten der 2008 gebildeten
früheren Division Mobility sind nun innerhalb
des Sektors Infrastructure & Cities
neu aufgeteilt.
Die Division Smart Grid soll den
Paradigmenwechsel vom herkömmlichen
unidirektionalen zu einem bidirektionalen
Energie- und Kommunikationsfluss widerspiegeln.
Themen sind intelligente Netze
für das Erzeugen, Übertragen und Verteilen
von Energie für Industrie, Infrastruktur
und Städte ebenso wie die Elektrifizierung
von Schienenwegen – das Thema Bahnelektrifizierung
ist hier angesiedelt.
Die Division Rail Systems mit den
vier Geschäftsbereichen (Business
Units) High Speed and Commuter Rail,
Metro,Coaches and Light Rail, Locomotives
and Components sowie Customer
Service & Transportation Solutions
umfasst das gesamte Schienenfahrzeuggeschäft
von Siemens – von Eisenbahnen
über Metros und Lokomotiven bis hin
zu Straßen- und Stadtbahnen sowie die
dazugehörigen Service-Leistungen.
Die Division Mobility and Logistics mit
den drei Geschäftsbereichen Rail Automation,
Infrastructure Logistics sowie Complete
Transportation and E-Vehicles Infrastructure
betreut Kunden, deren Geschäftsmodell auf
der Optimierung von Personen- und Güterverkehr
liegt. Dazu gehört das gesamte
intermodale Verkehrs-, Transport- und
Logistik- Management in den Bereichen
Bahnautomatisierung, Infrastrukturlogistik,
intelligente Verkehrs- und Transportsysteme
sowie alle Aktivitäten im Zusammenhang
mit der Elektromobilitäts-Infrastruktur.
Energie und Umwelt Nachrichten
Windenergieanlagen in der Schweiz
In der Schweiz läuft offenbar ein Wettbewerb
um die höchste Windenergieanlage
Europas: Dem höchsten Park in 2330 m
Höhe zwischen Göschenen und Andermatt
[1] folgte nach wenigen Monaten
jetzt die höchste Anlage mit vorerst einem
Windrad. Sie steht auf 2465 m Höhe kurz
südlich der Passhöhe des Nufenen auf
Walliser Seite neben dem Stausee Gries.
Nach mehrmonatiger Test- und Einstellphase
wurde Ende September 2011
Richtfest begangen. Zur Anfahrt der 35 m
langen Rotorblätter von Airolo auf die
Passhöhe musste ein speziell gegliederter
Tieflader gebaut werden. Der Standort
erlaubt vorhandene elektrische Leitungen
zu nutzen. Die bisweilen extremen Wetterverhältnisse
im Winter erforderten ein
Heizsystem, das die Rotorblätter schneeund
eisfrei hält. Vorstudien hätten gezeigt,
dass die Eingriffe in Fauna und Flora gering
gehalten würden, die Bewohner des
Obergoms und die kantonalen Behörden
hätten das Projrkt unterstützt und die Umweltverbände
seien „konsultiert“ worden.
Die Investition beträgt 5,5 Mio. CHF, die
Gemeinde Obergoms ist beteiligt und
wird wirtschaftlich profitieren. Die Anlage
soll Anfang 2012 dauerhaft ans Netz
gehen und 3 GWh/a liefern.
[1] N. N.: Hochster Windpark in Europa.
In: Elektrische Bahnen 108 (2010), H. 12,
S. 582.
Erstes Windenergierad neben Staumauer
und -see Gries bei Ulrichen (Wallis, CH)
(Foto: GriesWind).
HGÜ für Windenergie
Der deutsch-niederländische Netzbetreiber
TenneT hat bei ABB eine HGÜ
zum Anschluss von Offshore-Windenergieanlagen
in der Nordsee bestellt,
die mit > 900 MW Nennleistung die
weltweit bisher größte dieser Art sein
und mit Verlusten < 1 % je Kopfstation
arbeiten soll. Als Auftragswert wird
≈1 Mrd. USD genannt. Angeschlossen
werden der 33 km nördlich von
Norderney stehende Park Gode Wind II
mit 80 Windräder à 5 MW und andere
umliegende Parks. Von der Offshore-
Station wird mit einem 135 km langen
See- und Landkabel zur Gegenstation
bei der niedersächsischen Gemeinde
Dörpen 10 km südlich von Papenburg
im Emsland übertragen.
109 (2011) Heft 11
617

Nachrichten Produkte und Lösungen
Web-Zugang und Datenaustausch in Echtzeit
Erstmals in Deutschland bietet die Verkehrsgesellschaft
Kreis Unna kostenloses
Public WLAN auf deutschen Linienbussen
an. Über in den Bussen integrierte
NB2500 Wireless Router können die
Fahrgäste nach kurzer Registrierung
mit ihren Smartphones oder iPods nach
Belieben surfen. Daneben ermöglicht der
Router die Übertragung aller relevanten
Informationen für den Status der Fahr-
Die mobile WLAN/UMTS Router NetBox
NB2500 (Foto: Netmodule).
zeuge im Sekundentakt in die Zentrale.
Das garantiert dem Verkehrsbetrieb den
jederzeit vollständigen Überblick über die
Fahrzeugflotte. Mit E1-Zertifizierung ist
der mobile WLAN/UMTS Router NetBox
NB2500 speziell für den Einsatz in mobilen
Netzwerken in Bussen und anderen
Straßenfahrzeugen wie Taxis, Feuerwehroder
Polizeifahrzeuge konzipiert.
In Zügen und Straßenbahnen ermöglicht
der Railway Router NB2600R
Internet-Zugang und Intranet-Anbindung
über das öffentliche Mobilfunknetz. Dazu
erfüllt er die höchsten Sicherheitsanforderungen
der Bahnnorm EN50155 T3
(-25 °C bis +70 °C) und CEN/TS 45545
sowie Schock- und Vibrationsfestigkeit
gemäß MIL STD 810F. Funktional bietet
das Gerät einen 5-Port-Ethernet-Switch,
eine USB-Schnittstelle, zwei Digital I/O-
Schnittstellen und die für die Bahntechnik
spezifischen M12-Anschlüsse. Typische
Einsatzbereiche sind die Übermittlung von
Fahrgastinformationen und Daten für den
elektronischen Zahlungsverkehr beim On-
Board Ticketing, Condition Monitoring,
Datalogging von Betriebsdaten sowie als
WLAN Access Point.
Ein umfangreiches Sicherheitspaket
rundet die Grundausstattung aller NetBox
Wireless Router ab: Ihre Dual SIM Fähigkeit
steht für beste Verfügbarkeit mobiler
Netzwerkverbindungen. Die NetBox-
Software stellt sicher, dass die Verbindung
permanent aufrechterhalten wird und
keine Daten verloren gehen. Neben Anschlussüberwachung
und automatischer
Wiederverbindung bei Ausfall umfasst
sie Fallback-Management, eine flexible
Firewall, Port-Weiterleitung, einen VPN-
Server und Client sowie ausfallsicheres
Software-Update over-the-air.
Info: www.netmodule.com
Bedienelemente für Cockpits von Schienenfahrzeugen
Zur Erstausstattung und für Modernisierungen
von Schienenfahrzeugen bietet
Bedienelemente der Baureihe 04 gemäß UIC 612-Richtlinien
(Foto: Stadtwerke Bonn, Martin Magunia).
Hersteller EAO in Essen seine gemäß
UIC 612-Richtlinien gestaltete Baureihe 04
an. Sie soll in hohem Maße mit vorhandenen
Bedienelementen kompatibel sein
und durch verbessertes Design für einen
optimalen Betrieb am Fahrerarbeitsplatz
sorgen. Das Sortiment umfasst quadratische
und runde Leuchtmelder, Leuchtdrucktasten,
Wahl- und Schlüsselschalter
in der nahezu frontbündigen Bauform,
die dem Fahrer eine sichere und ergonomische
Bedienung garantieren sollen.
Die Schaltelemente mit der schraublosen
Push-In-Anschlusstechnologie von
Phoenix Contact stehen für eine Verkürzung
der Montagezeit um bis zu 70 %
gegenüber herkömmlicher Anschlusstechnik.
Lieferbar sind auch spezielle Kippschalter
mit bis zu fünf Schaltstellungen
in beliebiger Kombination von Rast- und
Impulsfunktion, die sind in der Bauform
unterscheiden und dadurch die eindeutige
Zuordnung der Funktion schon durch
Ertasten erleichtern.
Info: www.eao.de
618 109 (2011) Heft 11

Medien Nachrichten
Bücher
Berliner S-Bahn-Museum (Hrsg.):
Bahnhof Zoo – Vorposten der
DDR in Westberlin
Berlin: GVE, 2011; 93 S., 245 Abb., dav.
137 farb.; 3,5 cm x 21,5 cm, karton.;
16,80 EUR; ISBN 978-3-89218-101-9.
Am Bahnhof Zoologischer Garten in Berlin
Sonstige Medien
fokussierten sich 45 Jahre lang die Besonderheiten
der politischen, rechtlichen und
damit auch der verkehrsmäßigen und
bahnbetrieblichen Situation im geteilten
Deutschland und ebenso geteilten
Berlin sowie deren Veränderungen zum
Schlechten und vorübergehend wieder
zum Guten. Bis an die 1980er Jahre wurde
hier mehr oder weniger ständig gezankt,
wer was zu bestimmen hatte, nicht durfte,
es versuchte und so weiter; zweimal wurde
nachdrücklich gestreikt. Dass in all dieser
Zeit auf 240 Arbeitsplätzen ordnungsgemäßer
Eisenbahndienst gemacht wurde
und besonders die Fernverbindungen
zwischen West-Berlin und Bundesrepublik
sowie weit darüber hinaus unspektakulär
abgewickelt wurden, wird dabei gerne
vergessen. Der Inhalt des Buches, das auf
einer im September und Oktober 2011
stattgefundenen Ausstellung im Amerikahaus
in Berlin beruht, ist wesentlich
weiter gespannt als der Titel vermuten
lässt. Natürlich beginnt es mit dem ersten,
1882 eröffneten Bau, beschreibt bauliche
Veränderungen ebenso wie die oft bewusst
hochgespielten sozialen Zustände innen
und außen und beklagt am Schluss die
Degradierung zum Regionalbahnhof im
Jahre 2006. Vielfach ist das Titelobjekt aber
Anknüpfungs- oder Ausgangspunkt für viel
weiter reichende Schilderungen beispielsweise
zum Transitverkehr. Das Verhältnis
der Bilderzahl, darunter viele Reprints, zur
Seitenzahl zeigt schon, wie knapp und
präzise die Texte sind; beides zusammen
bringt im Zeitraffer Augenblicke aus einem
halben Jahrhundert deutscher Geschichte
nahe oder in Erinnerung.
Be
Studie über Bahninvestitionen
Investitionen in Bahnprojekte sind ein
Kernbereich der weltweiten Nachfrage
nach Industrieprodukten. Mit einer
MultiClient-Studie SCI Verkehr auf einer
erfolgreichen Studie aus 2009 auf und
analysiert, systematisiert und validiert die
aktuellen Budgets der öffentlichen und
privaten Verkehrs- und Infrastrukturunternehmen.
Im Anhang steht eine tabellarische
Aufstellung aller Bahn-Förderprojekte
von Weltbank, Asian Development Bank,
China Development Bank, African
Development Bank, EIB und EBRD.
Die Infrastruktur- und Fahrzeugindustrie
erhält damit für den Schienenpersonenund
-güterverkehr fundierte Aussagen zu
möglichen künftigen Beschaffungen.
Info: SCI Verkehr GmbH,
E-Mail: v.ruehmann@sci.de
Blindleistung Nachrichten
Das kleine h als
Unterschied
„Der Energiebedarf wurde .. im Jahre 1950
wieder weitgehend aus Wasserkraft gedeckt,
nämlich zu
• 62 % aus Wasser
• 32 % aus Umformern und zu
• 6 % aus Wärmekraftwerken [4].“
(aus einem Beitrag in eb – Elektrische
Bahnen 46 (1975) zu einer neuen Anlage
in der DB-Bahn energie versorgung).
„... installierte Dauerleistung ... verteilte
sich auf Wasserkraftwerke mit 62%, auf
Dampfkraftwerke mit 6% und auf Umformerwerke
... mit 32%.“ (aus der oben
genannten Quelle [4] in eb – Elektrische
Bahnen 22 (1951) zum Wiederaufbau und
Stand des elektrischen Zugbetriebes in
Süddeutschland).
Elastisches Speisen
„Federtragwerke 3‘200 Stk.“ (aus Datenblatt
zum Gotthard-Basistunnel).
Etwas fürs Guinessbuch?
„Der Unfall ereignete sich bei einer der
berüchtigsten Einfahrweichen in Europa.“
(aus schweizerischem Pressebericht zu
einer Flankenfahrt in Olten).
Vorsicht beim Bootfahren!
„Bahnkraftwerke können in Form von
Wasserkraftwerken, konventionellen
thermischen Kraftwerken oder Kernkraftwerken
auftauchen.“ (aus dem Script zu
einem wasserwirtschaftlichen Aufsatz).
Ob das wirklich hilft?
„Ziel ist eine nachhaltige Steigerung
der Fahrzeug- und Infrastrukturverfügbarkeit
– gerade auch bei extremer
Witterung. Dazu hat die DB ... mehr als
2.000 dynamische Schriftanzeiger (DSA)
auf den Bahnhöfen installiert, ...“ (aus
Presseinformation über Wintervorbereitungen).
Ja, was denn nun?
„... wird die Qualität im größten Eisenbahnknotenpunkt
Bayerns nachhaltig
stärken. – Die Fahrgäste und der Freistaat
Bayern ... wollen eine pünktliche und
zuverlässige Bahn.“ – „Alle Signale auf
Grün!“ (aus zwei verschiedenen Pressemitteilungen
zur Inbetriebnahme des
EStW München-Pasing).
109 (2011) Heft 11
619

Historie
eb – Elektrische Bahnen
im Jahre 1936 – Teil 3
Schluss zu eb Heft 8/2011 Seiten 436–440
Das Heft 9 war der am 12. Juni 1936
vollendeten Elektrifizierung der Höllentalund
Dreiseenbahn Freiburg (Breisgau) –
Titisee – Neustadt (Schwarzwald) und dem
Abzweig Titisee – Seebrugg mit 1 AC 20 kV
50 Hz gewidmet. Die Strecke überwindet
aus dem Rheintal 617 m Höhendifferenz
und hatte anfänglich auf fast 7 km einen
60 ‰ steilen Zahnstangenabschnitt, der
erst 1933 mit schweren 1‘E1‘-Dampf-Tenderlokomotiven
Baureihe (BR) 95 auf reinen
Reibungsbetrieb umgestellt wurde. Nach
der kurz vorher erfolgten Elektrifizierung
der Hauptstrecke Budapest – Hegyeshalom
mit 1 AC 16 kV 50 Hz (eb 107 (2009);
H. 10, S. 459–461) war die Deutsche
Reichsbahn mit den zunächst insgesamt
55,6 km Streckenlänge im Schwarzwald die
weltweit zweite Staatsbahn mit 50-Hz-
Betrieb (Bild 20). Dieser war ausdrücklich
Bild 20: Lokomotive E 344 auf der Dreiseenbahn
(Bild 1 aus [38]).
ein Versuch, um die Energieversorgung aus
dem 3AC-Landesnetz und vier verschiedene
Bauarten von 50-Hz-Lokomotiven
unter schwierigen Betriebsbedingungen zu
erproben; diese sollten im kommenden Jahr
beschrieben werden.
Nach einer geschichtlich-geografischen
Einführung in [37] behandelten die folgenden
Beiträge die neu erstellten ortsfesten
Anlagen, mit denen damals viel technisches
Neuland beschritten wurde. Die Fahrleitungsanlage
auf Basis der „bewährten“
Einheitsfahrleitung 1928 mit festen Auslegern,
festem Tragseil und nachgespanntem
Fahrdraht bot bis auf die verlängerten
Isolatoren keine Besonderheiten [38]; nur
der Zick-Zack war wegen mehrerer Tunnel
[42] von 500 auf 250 mm verkleinert. Neu
war eine Phasentrennstelle kurz vor Titisee,
die wegen der Streckenspeisung aus einem
Scott-Transformator im Unterwerk (Uw)
Titisee erforderlich wurde (Bild 12 in eb 108
(2010), H. 8-9, S. 430) [39]. Dieser bestand
aus zwei Teilumspannern zu je 6500 kVA
Nennleistung in T-Schaltung, die
bei gleicher Belastung der beiden
Speisebezirke eine annähernd
symmetrische Belastung der drei
Phasen auf der Oberspannungsseite
ergeben hätte. Da jedoch
die geplante Weiterelektrifizierung
bis Donaueschingen nicht mehr
zustande kam, überwog bei
weitem die einseitige Belastung
von dem Steilstreckenabschnitt.
Die nunmehr unvermeidlich
auftretenden Unsymmetrien im
Landesnetz 3 AC 110 kV 50 Hz
ergaben aber in die Zukunft
nachwirkende Messergebnisse,
die nach 1945 unter französischer
Besatzung zu weiteren Versuchen
anregen sollten und letztlich 1950
die Entscheidung der SNCF für
ihre weitere Elektrifizierung mit
1 AC 25 kV beeinflussten (eb 105
(2007), H. 12, S. 680).
Einzelheiten zum Thema
Unsymmetrie fand man im Beitrag
[40] eines Vertreters des Energielieferanten
Badenwerk: Die nach den
damaligen Regeln für elektrische
Maschinen (REM) zulässigen Werte,
nämlich für das Gegensystem 5 %
des symmetrischen Mitsystems
und 5 % Nullpunktverschiebung
zur Strangspannung, wurden im
praktischen Betrieb nicht erreicht,
und zwar dank der leistungsstarken
Wasserkraftmaschinen mit großzügig
bemessenen Dämpferkäfigen.
Selbst bei verminderter Maschinenleistung
im Sonntagsbetrieb der
3AC-Verbraucher ermittelte man als
zulässige 1AC-Belastung 7400 kW,
die im normalen Bahnbetrieb nicht
auftrat. Dass die 50-Hz-Beeinflussung
der verkabelten Fernmeldeleitungen
besonders beachtet
werden musste, war in Form einer
Hochschul-Einführungsvorlesung
zu lesen [41]. Nach der Vorstellung
unterschiedlich permeabler Bewehrungseisen
und frequenzabhängiger
Kabelschutzfaktoren wurde
gefolgert, dass wegen der höheren
Fahrleitungsinduktivität bei 50 Hz
im Kurzschlussfall keine höheren
Störbeeinflussungen gegenüber
16 2 / 3 Hz zu erwarten seien.
Mit der Bahnenergieversorgung
aus dem 3AC-Landesnetz
befassten sich auch weitere
Beiträge. Der Autor zu [43]
Bild 21: Grundsätzliche Funktion Umwandlung zwischen
3 AC und 1 AC (Ausschnitt Bild 11 aus [43]).
T 1,2
Transformator primär und sekundär
a mittels Kommutator und rotierendem Bürstensatz
k Kommutatorlamellen
c mittels Ventilstrecken
Str Stromrichtergefäß und Ventilstrecken
A Anoden
T 2
Sekundär-Ringwicklung mit Kommutatorlamellen (k)
K Kathode
Bild 22: Elektrische Größen rotierender Umformer (links)
und statischer Umrichter (rechts) (Bild 12 aus [43]).
a Verlauf Spannungen U und Ströme J 1 AC 16 2 / 3 Hz
b Verlauf Leistung 1 AC 16 2 / 3 Hz
c Verlauf Leistung im Energiespeicher, links in Drehmassen,
rechts angenommen keiner vorhanden
d Verlauf Leistung 3 AC 50 Hz
e 1, 2, 3
Verlauf Phasenspannungen und -ströme 3 AC 50 Hz
620 109 (2011) Heft 11

Historie
Bild 23: Schema Bahnenergieversorgung in
Schweden, oben rechts Anschluss Landesnetz
3 AC 50 Hz (Ausschnitt Bild 3 aus [44]).
zeigte die Grundanforderungen eines 1AC-
Bahnbetriebs und leitete aus beispielhaften
Belastungsdiagrammen die verschiedenen
Möglichkeiten der Energieumformung ab.
Dazu stellte er als Stand der Technik Maschinenumformer
in Synchron-Synchron- und
Asynchron-Synchron-Bauart und deren Regelmöglichkeiten
vor, um dann auf die neuesten
statischen Frequenzumrichter überzuleiten
und deren grundsätzlich anderen
Netzrückwirkungen darzustellen (Bilder 21
und 22). Weiter untersuchte er am Beispiel
einiger typischer deutscher Netzstrukturen,
wie sich eine dezentrale Frequenzumformung
aus 3 AC 110 kV 50 Hz an betrieblich
sinnvollen Uw-Standorten realisieren ließe.
Die optimistische Empfehlung lautete, elektrische
Bahnen möglichst aus dem genügend
leistungsfähigen 3AC-Netz zu versorgen,
das seine Tagesspitzen nutzbringend durch
nächtlichen Bahngüterverkehr ausgleichen
und entsprechende Tarife bieten könnte,
sodass die Reichsbahn Anlagekosten sparen
könne und „für die Stromkosten nicht mehr
auszugeben hat als heute“.
In [44] stellte der bekannte Autor aus
Schweden erneut die Vorzüge der dortigen
dezentralen Bahnenergieversorgung mittels
frequenzstarrer Synchron-Synchron-Umformer
vor (Bild 23). Entgegen ihrer ursprünglichen
Absicht hatte sich die SJ dem Druck
der Wasserwirtschaft und schließlich einem
Reichstagsbeschluss gebeugt und das auf
der Erzbahn in Nordschweden eingeführte
System zentraler 1AC-Versorgung aus einem
Wasserkraftwerk in Porjus aufgegeben.
Argumente waren einerseits der gegenüber
3AC-Generatoren größere Platzbedarf
109 (2011) Heft 11
für 1AC-Generatoren und andererseits
die Fähigkeit der Synchronumformer, mit
Blindleistung das weiträumige 3AC-Netz
zu stabilisieren. Dies wurde auch genutzt,
und entsprechend groß bis 90 km konnten
die Uw-Abstände werden, weswegen
allerdings die 15-kV-Fahrleitungen besondere
Rückleiter mit Saugtransformatoren
benötigten (Bild 24). Die Umformer hatten
statt zugesagter 95 % nur 90 % Volllastwirkungsgrad
und entsprechend beachtliche
Verlustleistungen im Teillastbetrieb, sodass
bei 2000 bis 3000 Jahresbenutzungsstunden
nur Jahreswirkungsgrade von 76 bis
81% erreicht wurden. Die Umformer waren
fahrbar (Bild 25), und diesem Vorbild folgte
50 Jahre später die Reichsbahn der DDR aus
ganz anderen Sachzwängen.
Die umgekehrte Aufgabe wurde in [45]
beschrieben, nämlich überschüssige Bahnenergie
3 AC 16 2 / 3 Hz aus Wasserkraft frequenzelastisch
in ein italienische Landesnetz
3 AC 42 Hz einzuspeisen. Nach Vorstellung
verschiedener Umformtechniken war die
ausgeführte Lösung ein Asynchron-Synchron-Umformer
mit Scherbius-Hintermaschine
und rotierendem Frequenzwandler,
also mit staunenswertem maschinellen und
schaltungstechnischen Aufwand.
Der in [46] gewürdigte Herausgeber
dieser Zeitschrift war 1920 Referent für
elektrische Zugförderung im Reichsverkehrsministerium
geworden und hatte sich
als treibende Kraft der Bahnelektrifizierung
bleibende Verdienste erworben. Dazu zählt
unter anderem gleich nach Amtsantritt die
Entscheidung für den elektrischen Betrieb
der Berliner Stadt-, Ring- und Vorortbahnen
mit DC und Stromschiene 0,8 kV statt
mit 1 AC und Oberleitung wie von seinem
Vorgänger Wittfeld geplant, was nach damaligem
Stand der Technik richtig war. Das
daraus innerhalb eines Jahrzehnts entstandene
295 km lange S-Bahnnetz wurde zum
Vorbild ähnlicher Stadtbahnsysteme. Ferner
gab er Ideen für den Verbund zwischen
Bahn- und öffentlichen Netzen und trieb
die Entwicklung von Frequenzumrichtern
und der 50-Hz-Traktion mit elektrischen
Versuchslokomotiven voran.
Die gelungene Konstruktion der schon
mehrfach beschriebenen 1‘Do1‘-Schnellzuglokomotive
E 18 regte zu Betrachtungen
an, den Geschwindigkeitsbereich über
150 km/h zu erschließen [47]. Der Direktor
der AEG-Lokomotivfabrik hatte erkannt, dass
Bild 24: Streckenfahrleitung Schweden mit
Rückleiter für Saugtransformatoren (booster)
und Leitung AC 10 kV 50 Hz für Licht- und
Kraftstromversorgung (Bild 4 aus [44]).
621

Historie
Bild 25: Schnittzeichnung fahrbarer Umformer
Bauart III (Bild 11 aus {44]).
Länge Puffer – Kurzkupplung 8 576 mm,
Masse 86 t davon Rotor 26 t, Drehzahl
500 min –1
von links: Erregermaschine DC 115 V 33 kW
– Lager – vierpolige Synchronmaschine 1 AC
3 000 V 16 2 / 3 Hz 1 920 MW/2 400 kVA dauernd
bis 6 000 kVA kurzzeitig – zwölfpolige
Snchronmaschine 3 AC 6 200 V 50 Hz
2 240 kW/3 200 kVA – Lager – Erregermaschine
wie links
rechts kurz gekuppelter zweiachsiger Wagen
mit Transformator 3/16 kV 16 2 / 3 Hz
Gesamtlänge Puffer – Puffer 12 420 mm
nicht die mit „5000 PS“ bei 100 km/h recht pauschal
genannte Anfahr- oder Beschleunigungsleistung
entscheidend sei; vielmehr sei es das Bremsvermögen
für 1000 m Vorsignalabstand auf Hauptstrecken,
welcher aus 180 km/h etwa 1,5 m/s 2 gleichmäßige
Verzögerung erfordere. Die herkömmliche Druckluft-
Klotzbremse mit ihrer stark ungleichmäßigen Charakteristik
könne dies selbst in zweistufiger Ausführung
(Bild 17 in eb 109 (2011), H. 8, S. 439) und bei
maximalem „Haftwert“ 0,17 nicht leisten. Daraus
folge die Notwendigkeit einer elektrischen, bei Höchstgeschwindigkeit
sofort eingreifenden Zusatzbremse
mit zur Klotzbremse komplementärer Charakteristik,
bei der die Radsätze auch weniger zum Gleiten oder
Blockieren neigen. Entsprechend sollte eine zu höherer
elektrischer Leistung weiter entwickelte E 18 ausgerüstet
werden. Der Beitrag schloss mit Bekanntgabe des
Reichsbahnauftrags über zwei solche Lokomotiven für
180 km/h Höchstgeschwindigkeit, die 1939 als E 19
geliefert wurden.
Bild 26: Fremderregte AC-Netzbremse, Versuchsschaltung
Einzeltriebwagen ET 25 (Bild 8 aus [48]).
In [48] wurden diese Gedanken für
elektrische Triebwagen vertieft und dabei
Unterschiede in den Leistungsanforderungen
an elektrische Bremsen für Verzögerung
und solche für Beharrung herausgearbeitet.
Die Autoren stellten dazu drei Versuchsausführungen
innerhalb der neuen BR ET 25
vor (eb 108 (2010), H. 7, S. 326) vor, und
zwar wechselstromerregte Widerstandsbremse,
selbsterregte Reihenschluss-
Widerstandsbremse und Wechselstrom-
„Nutzbremse“ (Bild 26), heute richtiger als
Netz- oder Rückspeisebremse bezeichnet. Die
unterschiedlichen Bremskennlinien wurden
dargestellt und bewertet, besonders diejenigen
der Netzbremse. Messfahrten München
– Stuttgart im Nahverkehrsfahrplan hatten
am Stromabnehmer 16 % Rückspeisung
ergeben. Werte zum Leistungsfaktor (cos φ)
wurden nicht genannt, aber dessen Wichtigkeit
betont; ein phasenverschiebender
Zusatzumspanner für die Motorfelderregung
sollte ihn nahe 0,9 bewirken.
Zur Leistungssteuerung elektrischer
Triebfahrzeuge waren mechanisch bewegte
Niederspannungs-Nockenschaltwerke
letzter Stand der Technik [49; 50]. Die
hierfür notwendigen motorisch bewegten
Antriebe für genauen Stufenstellungszwang
erforderten aufwändige Kinematik (Bild 27)
mit entsprechender Überwachung, deren
im Detail beschriebene Funktion heute nur
historisch interessant ist, aber Respekt vor
den Ingenieurleistungen verdient.
Auch über die in [51] vorgestellten
neuesten „Vergasermotor“-Schnelltriebzüge
einiger US-Bahnen ist inzwischen die Zeit
hinweggegangen. Erstaunt sieht der heutige
Leser schwere futuristisch gestaltete vierteilige
Konstruktionen mit relativ bescheidenem
Platzangebot, die mit nur 600 PS Leistung
transkontinentale Strecken mit 124 km/h
Reisegeschwindigkeit bedient haben. Dagegen
setzten die Dänischen Staatsbahnen
(DSB) nach Fertigstellung der Kleine-Belt-
Brücke dreiteilige diesel elektrische Triebzüge
für den Schnellverkehr Kopenhagen – Westküste
Jütland mit 4 x 250 PS ein und hatten
beschlossen, nur noch Dieseltriebfahrzeuge
zu beschaffen [53].
Der Beitrag [52] zeigte Fortschritte bei
Gewicht sparender Konstruktion und beim
mechanischen Aufbau von Bahntransformatoren
und ihrer Kühlung auf, wobei der
Fokus am Schluss auf dem bei Triebwagen
schon gelungenen Einbau unter dem Fahrzeugkasten
und sogar im Drehgestell lag.
Fast den Umfang eines ganzen Hefts
füllte der vorlesungsartige Beitrag [54],
der auf physikalischen Grundbegriffen mit
vielen Einflussparametern aufbauend zu
normierten Kennlinien und Kennziffern
gelangte mit dem Ziel, den richtigen Mittelweg
für eine wirtschaftliche Fahrplangestaltung
und Fahrweise zu finden.
Ganz am Schluss des Jahrgangs stand
ein sensationeller Beitrag aus Ungarn [55],
der einen neuartigen 3AC-Fahrmotor
mit Kurzschlussläufer vorschlug, dessen
16 2 / 3-Hz-Drehfeld durch Zünden und
Löschen von Ventilen in einem lokomotivtauglichen
Umrichter erzeugt werden
sollte. Als Ventile gab es natürlich nur
Hg-Dampfgefäße, über deren Einsatztauglichkeit
auf Triebfahrzeugen die Versuche
auf der Höllentalbahn bald Ernüchterung
brachten. Immerhin war dies eine um
40 Jahre vorauseilende hochinteressante
Fleißarbeit mit viel akademisch unterlegten
Messergebnissen, die anscheinend
nicht über das Stadium von Hochschulversuchen
hinaus kam.
Die neu hinzugekommene Rubrik „Das
Ausland beabsichtigt zu kaufen“ brachte bis
auf eine Ausschreibung aus Bulgarien über
20 Straßenbahn-„Motorwagen“ keine Geschäftsaussichten
für die deutsche Industrie.
Das Ergänzungsheft „Das elektrische
622 109 (2011) Heft 11

Historie
Bild 27: Schaltwerkantrieb
Einheits-Doppeltriebwagen ET 25
(Bild 4 aus [50]).
links Leerlauf, Triebstockrolle in
Rücklage
Mitte Leerlauf, Triebstockrolle in
Vorlage
1 Motorritzel
2 Zwischenrad, lose auf Welle
3 Malteserkreuz fest auf
Nockenwalze
4 Zahnrad und Treiber fest
auf Welle, Welle drehbar im
Schwenkhebel
5 Schwenkhebel
rechts Betriebslage, Triebstock im
Eingriff mit Malteserkreuz
Eisenbahnwesen der Gegenwart“ ging laut
Vorspann auf eine Vortragsreihe zurück, wie
sie der Verband Deutscher Elektrotechniker,
Gau Berlin-Brandenburg, vormals „Elektrotechnischer
Verein“, gemeinsam mit dem
Außeninstitut der Technischen Hochschule
(TH) Berlin von Zeit zu Zeit veranstalteten;
diese Vortragsreihen behandelten jeweils
den Stand eines elektrotechnischen Sondergebietes
auf wissenschaftlichem Niveau
und waren bestimmt für „Ingenieure und
gebildete Nichtfachmänner“, die sich über
den neuesten Stand unterrichten wollten.
Eine solche Vortragsreihe hatte in den
Monaten Januar bis März 1935 in der TH
Berlin das Gesamtgebiet der elektrischen
Bahnen behandelt. „Auf Wunsch vieler Hörer“
waren die neun Fachvorträge [56] bis
[64] auf den Stand Anfang 1936 umgestaltet
und „hiermit der Öffentlichkeit übergeben“
worden. Sie sollten in systematischer
Themenauswahl „nach den Fortschritten
der letzten Jahre“ zum ersten Mal wieder
eine ausführliche, zeigemäße Gesamtdarstellung
des elektrischen Verkehswesens der
Gegenwart bieten.
Christian Tietze
Hauptbeiträge Jahrgang 12 (1936)
Hefte 9 bis 12 und Ergänzungsheft
[37] Roser: Elektrisierung der Höllentalund
Dreiseenbahn. In: Elektrische
Bahnen 12 (1936), H. 9, S. 215–216.
[38] Schmitt, Jakob: Die Fahr- und Speiseleitungen
der Höllental- und Dreiseenbahn.
In: Elektrische Bahnen 12
(1936), H. 9, S. 217–224.
[39] Naderer, Georg: Das Unterwerk der
Höllental- und Dreiseenbahn. In:
Elektrische Bahnen 12 (1936), H. 9,
S. 225–231.
[40] Fettweis: Die Stromversorgung der
Höllental- und Dreiseenbahn aus dem
Netz des Badenwerkes. In: Elektrische
Bahnen 12 (1936), H. 9, S. 231–234.
109 (2011) Heft 11
[41] Dobmaier: Die Fernmelde-Kabelanlagen
der Höllental- und Dreiseenbahn.
In: Elektrische Bahnen 12 (1936),
H. 9, S. 234–242.
[42] Merkle, A.: Bauliche Änderungen auf
der Höllental- und Dreiseenbahn anlässlich
der Einrichtung des elektrischen
Zugbetriebs. In: Elektrische Bahnen
12 (1936), H. 9, S. 242–244.
[43] Schmer, Karl: Stromversorgungs möglich
keiten bei Bahnelektrisierung. In:
Elektrische Bahnen 12 (1936), H. 10,
S. 248–258.
[44] Öfverholm, Ivan: Die Umformerwerke
für den elektrischen Zugbetrieb
der Schwedischen Staatsbahnen. In:
Elektrische Bahnen 12 (1936), H. 10,
S. 259–266.
[45] Schneider, Ludwig: Der Frequenzumformer
vom Mezzocorona und andere
Umformer für schwankende Frequenzen.
In: Elektrische Bahnen 12 (1936),
H. 10, S. 264–274.
[46] „Elektrische Bahnen“, Verleger u.
Herausgeber: Reichsbahndirektor
Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Wechmann
60 Jahre alt. In: Elektrische Bahnen 12
(1936), H. 11, S. 277–278.
[47] Kleinow, Walter: Elektrische Schnellzuglokomotiven
für Höchstgeschwindigkeit
mit besonderer Berücksichtigung
der Bremsung. In: Elektrische
Bahnen 12 (1936), H. 11, S. 278–280.
[48] Michel, Otto; Kniffler, Alfred: Elektrische
Bremsen bei den Oberleitungstriebwagen
der Deutschen Reichsbahn. In:
Elektrische Bahnen 12 (1936), H. 11,
S. 281–288.
[49] Hermle, H.: Die Steuerung der 1´Do1´-
Reichsbahn-Schnellzuglokomotive
Reihe E 18. In: Elektrische Bahnen 12
(1936), H. 11, S. 289–295.
[50] Balke, H.: Neue Steuerungen für Einheits-Wechselstrom-Doppeltriebwagen
der Deutschen Reichsbahn. In:
Elektrische Bahnen 12 (1936), H. 11,
S. 295–300.
[51] Schneider, L.: Amerikanische Schnell-
Triebwagenzüge. In: Elektrische Bahnen
12 (1936), H. 11, S. 301–302.
[52] Tauber, Wilhelm: Umspanner für elektrische
Triebfahrzeuge. In: Elektrische
Bahnen 12 (1936), H. 11, S. 302–307.
[53] Schneider, L.: Triebwagen anstelle von
Dampfzügen. In: Elektrische Bahnen
12 (1936), H. 11, S. 307.
[54] Voigtländer, Hans: Grenzen der Reisegeschwindigkeit
bei Straßenbahnen.
In: Elektrische Bahnen 12 (1936),
H. 12, S. 309–322.
[55] Kövessi jun., Franz: Ein Einphasen-
Dreiphasenbetriebssystem mit Stromrichter.
In: Elektrische Bahnen 12
(1936), H. 12, S. 323–335.
[56] Bergmann: Einleitung. In: Elektrische
Bahnen 12 (1936), Ergänzungsheft.
[57] Wechmann, Wilhelm: Berechtiung des
elektrischen Zugbetriebes. In: Elektrische
Bahnen 12 (1936), Ergänzungsheft,
S. 1–12.
[58] Usbeck, Werner: Die ortsfesten Anlagen
des elektrischen Zugbe triebes.
In: Elektrische Bahnen 12 (1936),
Ergänzungsheft, S. 13–29.
[59] Kasperowski, Ottomar: Drehumformer
und Stromrichter zum Anschluß an
vorhandene Drehstromnetze. In: Elektrische
Bahnen 12 (1936), Ergänzungsheft,
S. 30–42.
[60] Kleinow, Walter: Elektrische Lokomotiven.
In: Elektrische Bahnen 12
(1936), Ergänzungsheft, S. 43–57.
[61] Müller, Paul: Die elektrische Lokomotiv-Ausrüstung
– Ihre Systeme und
Anwendungen im In- und Ausland.
In: Elektrische Bahnen 12 (1936),
Ergänzungsheft, S. 58–103.
[62] Schlemmer, Friedrich: Elektrische und
dieselelektrische Triebwagen. In:
Elektrische Bahnen 12 (1936), Ergänzungsheft,
S. 104–118.
[63] Benninghoff, W.: Straßenbahnen und
Untergrundbahnen: 119. In: Elektrische
Bahnen 12 (1936), Ergänzungsheft,
S. 119–139.
[64] Hilsenbeck, Kurt: Bergbahnen. In: Elektrische
Bahnen 12 (1936), Ergänzungsheft,
S. 140–156.
623

Impressum
eb – Elektrische Bahnen
Gegründet 1903 von Prof. Wilhelm Kübler,
Königlich Sächsische Technische Hochschule zu Dresden.
Herausgeber:
Dr. Klaus Baur, Vorsitzender der Geschäftsführung, Bombardier Transportation GmbH, Berlin
Dr. Ansgar Brockmeyer, Leiter Business Segment Public Transit, Siemens Mobility, Erlangen
Dipl.-Ing. Thomas Groh, Geschäftsführer, DB Energie GmbH, Frankfurt am Main (federführend)
Dr.-Ing. Friedrich Kießling, Baiersdorf
Prof. Dr.-Ing. Peter Mnich, Fachgebiet Betriebssysteme elektrischer Bahnen, Technische Universität Berlin
Dr.-Ing. Steffen Röhlig, ELBAS Elektrische Bahnsysteme Ingenieur-Gesellschaft mbH, Dresden
Prof. Dr.-Ing. Andreas Steimel, Lehrstuhl für elektrische Energietechnik
und Leistungs elektronik, Ruhr-Universität, Bochum
Beirat:
Dipl.-Ing. Dirk Behrends, Eisenbahn-Bundesamt, Bonn
Dipl.-Ing. Christian Courtois, Leiter des Geschäftsgebietes Traktionsenergie-Versorgungs systeme
in der Direction de l‘ingéniere der SNCF
Dr.-Ing. Thomas Dreßler, Experte für Energie, Schieneninfrastruktur-Dienstleistungsgesellschaft mbH,
Abteilung Benannte Stelle, Wien
Dr.-Ing. Gert Fregien, Leiter Fahrzeugtechnik, DB Fernverkehr, Frankfurt am Main
Dr. Andreas Fuchs, Principal Engineer, Siemens Mobility, Erlangen
Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtschaftsing. Wolfgang Harprecht, Senior Consultant, Marburg an der Lahn
Dipl.-Ing. Alfred Hechenberger, Standortverantwortlicher München und Leiter Öffentlich keitsarbeit,
DB Systemtechnik, München
Dr. Dieter Klumpp, Mannheim
Dipl.-Ing. Martin Lemke, Leiter Planung und Projekte, DB Energie GmbH, Köln
Prof. Dr.-Ing. Adolf Müller-Hellmann, Geschäftsführer VDV-Förderkreis e.V., Köln
Dr. Dipl.-Ing. Johann Pluy, Geschäftsbereichsleiter Energie, ÖBB-Infrastrukturtechnik AG., Wien
Dipl.-Ing. (FH) Peter Schließmann, Leiter Consulting Services Ausrüstungstechnik,
DB International, Frankfurt am Main
Dipl.-Ing. Udo Stahlberg, Fachbereichsleiter Nahverkehrs-Schienenfahrzeuge, elektrische
Energieanlagen und Standseilbahnen, Verband Deutscher Verkehrsunternehmen (VDV), Köln
Prof. Dr.-Ing. Arnd Stephan, Lehrstuhl für Elektrische Bahnen, TU Dresden, Dresden
Dipl.-Ing. (FH) Mike Walter, Leiter Kompetenzcenter Elektrotechnik,
Balfour Beatty Rail GmbH, Offenbach am Main
Dipl.-Wirtschaftsing. Michael Witt, Lahmeyer International GmbH, Bad Vilbel
Redaktion:
Eberhard Buhl, M.A. (verantwortlich),
Fon: +49 89 45051-206, Fax: -207,
E-Mail: buhl@oiv.de, Postanschrift siehe Verlag.
Fachredaktion:
Dipl.-Ing. Andreas Albrecht, Dresden
Dipl.-Ing. Martin Binswanger, Mering
Dipl.-Ing. Erich Braun, Schwalbach
Dipl.-Ing. (FH) Bodo Ehret, DB AG, Vorstandsressort Technik, Frankfurt am Main
Dipl.-Ing. Roland Granzer, Dresden (verantwortlich für die Hauptbeiträge)
Dipl.-Ing. Walter Gunselmann, Siemens Mobility, Erlangen
Dr.-Ing. Friedrich Kießling, Baiersdorf
Dipl.-Ing. Wolfgang Kropp, Balfour Beatty Rail GmbH, Offenbach am Main
Verlag:
Oldenbourg Industrieverlag GmbH, Rosenheimer Straße 145,
81671 München, Deutschland, Fon: +49 89 45051-0, Fax: -207
Internet: http://www.oldenbourg.de
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„eb – Elektrische Bahnen“ erscheint 10 x jährlich (davon 2 Doppelhefte).
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sind durch University Mikrofilms Ltd., St. John‘s Road Tylers Green High Wycombe, Buckinghamshire,
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ISSN 00 13-5437
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Termine
Messen, Tagungen, Fachaustellungen
11. Signal+Draht-Kongress
03.–04.11.2011 DVV Media Group GmbH
Fulda (DE) c/o punktgenau GmbH
Fon: +49 40 23714-470, Fax: -471,
E-Mail: eurailpress-events@dvvmedia.com
International Railway Forum BCN Rail
Praxis-Seminar − Einführung in den Blitzschutz für Bahnanlagen
− Die Anwendung der neuen Blitzschutznorm
DIN VDE 0185-305
28.02.2012 Haus der Technik/Zweigstelle Berlin
Delitsch (DE) Fon: +40 30 3949-3411, Fax: -3437,
E-Mail: h.cramer-jekosch@hdt-essen.de,
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29.11.–02.12.2011 Messe Barcelona
Barcelona (ES) Fon: +49 7071 365-595, Fax: -596,
E-Mail: info@messe-barcelona.de,
Internet: www.messe-barcelona.de
Fachtagung − Sicherheit und Zulassung
elektrischer Komponenten und Systeme bei Bahnen
01.–02.12.2011 Innovationszentrum Bahntechnik Europa e. V.
Dresden (DE) Fon: +49 351 4769857, Fax: +49 351 4519675,
E-Mail: meyer@izbe.eu,
Internet: www.izbe.eu
STUVA-Tagung‘11
RailTel Europe
28.-29.02.2012 Terrapinn
Wien (AT) Fon: +44 20 70921000,
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Internet: www.terrapinn.com
EXPO Ferroviaria 2012
27.–29.03.2012 Mack Brooks Exhibitions
Turin (IT) Fon: +44 1727 814-400, Fax: -401,
E-Mail: expoferroviaria@mackbrooks.com,
Internet: www.expoferrovia.com
06.–08.12.2011 Studiengesellschaft für
Berlin (DE) unterirdische Verkehrsanlagen e.V.
Fon: +49 221 5979-50, Fax: -550,
E-Mail: info@stuva.de,
Internet: www.stuva.de
56. Eisenbahntechnische Fachtagung
19.01.2012 VDEI Service GmbH
Leipzig (DE) Fon: +49 30 226057-90, Fax: -91,
E-Mail: Service.GmbH@vdei.de,
Internet: www.vdei.de
5. Fachtagung „Elektrische Energieanlagen von Gleichstrom-Nahverkehrsbahnen“
09.-10.02.2012 VDV-Akademie
Dresden (DE) Fon: +49 221 57979-173, Fax: -8173,
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Railways 2012
18.-22.04.2012 Civil-Comp Press
Las Palmas (ES) Fon: +44 1786 870166,
E-Mail: info@civil-comp.com,
Internet:www.civil-comp.com
INFRARAIL 2012
01.-03.05.2012 Mack Brooks Group
Birmingham (GB) Fon: +44 1727 8144-00, Fax: -01,
E-Mail: info@mackbrooks.co.uk,
Internet: www.mackbrooks.com
9. Internationales Rail Forum
08.-10.05.2012 Montané Comunicación
Madrid (ES) Fon: +34 91 3519500,
Internet: www.montane.eu.com
14. EBA-Sachverständigentagung
4. VDEI Sicherheitstag Bahnbetrieb
14.–15.02.2012 DVV Media Group GmbH
Fulda (DE) c/o punktgenau GmbH,
Fon: +49 40 23714-470, Fax: -471,
E-Mail: eurailpress-events@dvvmedia.com
10.05.2012 VDEI Service GmbH
Gotha (DE) Fon: +49 30 22605790,
E-Mail: Service.GmbH@vdei.de,
Internet: www.vdei.de

Überspannungsableiter für Hochgeschwindigkeit?
Selbstverständlich.
ABB’s Bahnableiter schützen feste Installationen und Rollmaterial in AC und DC
Netzen gegen Überspannungen und sorgen für sichere Stromversorgung. Kürzlich
durchgeführte Tests haben bestätigt, dass sich ABB’s POLIM Bahnableiter speziell
für Anwendungen auf Hochgeschwindigkeitszügen eignen, und zwar für
Geschwindigkeiten bis zu 100 m/s oder 360 km/h. www.abb.com/railway
ABB Schweiz AG
Tel. +41 58 585 29 11
Fax. +41 58 585 55 70
E-mail: sales.sa@ch.abb.com