Neben- und Hilfsbetriebe

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Wie bei Triebzügen sehr oft der Fall, existierte hier keine Unterteilung in Neben- und Hilfsbetriebe mehr. Dennoch wollen wir uns zuerst die Nebenbetriebe ansehen. Eine eigentliche Zugsammelschiene gab es nicht, da deren Versorgung das Problem war. Bei den Bahnen mit den vier hier installierten Stromsystemen, ergaben sich auch so viele Spannungen bei den Zugsammelschienen. Daher war es sinnvoll gleich auch diese zu verzichten.

Die sonst am Ende des Fahrzeuges vorhandenen Steckdosen waren nicht vorhanden. Wurde der Triebzug mit einer Hilfslokomotive abgeschleppt, konnte diese die Abteile weder erwärmen, noch kühlen.

Diese Betriebsform war jedoch nur bei einem Defekt vorgesehen und in diesem Fall, fuhren keine Rei-senden mehr mit. Der Verzicht auf die Nebenbe-triebe war daher kein Problem. Somit benötigen wir gute Hilfsbetriebe.

Mit dem Verzicht auf eine klassische Zugsammel-schiene mussten die normalerweise dort angeschlos-senen Baugruppen an den Hilfsbetrieben ange-schlossen werden. Betroffen waren davon die Klima-anlagen der Abteile.

Der Anschluss von Klimageräten wurde bei Trieb-zügen immer wieder unterschiedlich gelöst. Daher lohnt es sich, wenn wir etwas genauer auf den Anschluss dieser Verbraucher bei den ETR 610 sehen.

Klimaanlagen bestanden in der Regel aus zwei getrennten Baugruppen. Das waren die Lüfter und die Kompressoren für das Kühlmittel. Diese wurden seit der Einführung der Umrichtertechnik an Dreh-strom und somit immer wieder an den Hilfsbetrieben angeschlossen.

Sowohl beim Lüfter, als auch beim Kompressor be-nötigte man Motoren und dank dieser Lösung konn-ten diese auf dem Markt günstig bezogen werden.

Der zweite Bereich der Klimageräte waren die Heizregister. Diese bestanden aus einfachen Widerständen. Sie wurden sehr oft einfach mit Wechselstrom versorgt, weil dieser nicht so aufwendig aufbereitet werden musste. Bei den ETR 610 ging dies jedoch nicht, da sonst die Heizung bei Gleichstrom ausgefallen wäre. Der Anschluss direkt an 3000 Volt war auch nicht besonders ratsam, da so hohe Spannungen isoliert werden mussten.

Es blieb daher nur die Lösung, dass auch die Heiz-register an den Hilfsbetrieben angeschlossen wurden. So wurden die Widerstände der Klimaanlagen ebenfalls mit Drehstrom erwärmt, wobei das natürlich nur theo-retisch so war.

Es erfolgte ein Anschluss an zwei Leitungen. Damit war wieder ein normaler Wechselstrom vorhanden, der aber immer verfügbar war. Später werden wir diese Eigenschaft des Drehstromes noch einmal nu-tzen.

Um die im Triebzug verbauten Klimaanlagen abzu-schliessen, müssen wir noch die beiden Führerstände ansehen. Diese besassen eigene Geräte und sie konn-ten den Bedürfnissen angepasst werden.

Traditionell waren diese Anlagen aber immer an den Hilfsbetrieben angeschlossen worden. Die Trennung war erforderlich, damit der Führerraum nicht mit Rauch gefüllt wurde, wenn im Abteil dahinter ein Brand entstanden war.

Für die Versorgung der Hilfsbetriebe müssen wir wie-der zu einem Zwischenkreis zurückkehren. Welchen wir dabei nehmen, spielte keine Rolle, denn die hier vorgestellte Schaltung war bei jedem Umrichter vorhanden. So war gesichert, dass die Hilfsbetriebe immer zur Verfügung standen. Ein Punkt der bei Störung sehr wichtig war, denn auch ein Totalausfall der Hilfsbetriebe war gemäss Ausschreibung nicht zugelassen.

Da der Zwischenkreis offen ausgeführt wurde, musste für die Hilfsbetriebe kein vollwertiger Umrichter verwendet werden. Es wurde einfach ein Wechselrichter für die Hilfsbetriebe angeschlossen. Dieser Wechselrichter war ebenfalls mit IGBT aufgebaut worden und er lieferte eine Spannung von 3x 400 Volt bei einer Frequenz von 50 Hertz. Zudem war eine Schaltung zu einem Mittelpunkt vorhanden. Bezeichnet wurde er als Sternpunkt.

Dieser Sternpunkt wurde für die im Zug verteilten Steckdosen benötigt. Dank dem Anschluss an den Sternpunkt und einen Leiter, konnte so eine Spannung von 230 Volt bei 50 Hertz bereit gestellt werden.

Die Steckdosen führten daher nur Strom, wenn die Hilfsbetriebe aktiv waren. Wurde der Triebzug ausge-schaltet, fielen auch die in den Wagen verteilten Steckdosen aus. Entsprechende Hinweise machten daher die Nutzer darauf aufmerksam.

Die von diesen vier Bordnetzumrichtern erzeugte Spannung wurde nach den Sicherungen einer gemein-samen und durch den Zug geführten Zugsammel-schiene zugeführt.

An dieser vierpoligen Leitung wurden schliesslich alle Verbraucher angeschlossen und das erfolgte durch den Triebzug verteilt, weil ja die Bauteile auch so verbaut werden mussten. Einzig Wagen drei bekam keine Teile, da dort der Speiseraum mit der schwe-ren Küche eingebaut wurde.

Auch die Küche war an den Hilfsbetrieben angeschlossen. Dort konnten somit übliche Geräte für den Haushalt verwendet werden. Wie wichtig aber der Verzicht auf weitere Bauteile war, erkennt man, wenn man weiss, dass ein Kühlschrank bereits ausreichte um für Problemen mit der Achslast bei diesem Wagen zu sorgen. Daher war der falsch platzierte Kühlschrank bei der Einleitung kein Witz gewesen und das Thema kommt noch einmal.

Es wird Zeit, dass wir uns den klassischen Verbrauchern der Hilfsbetriebe zuwenden. Ein wichtiger Teil war auch hier die Kühlung der beanspruchten Teile. Wie bei anderen Baureihen wurden zur Einsparung des Gewichtes Bauteile geschwächt ausgeführt. In der Folge erwärmten sich diese im Betrieb so, dass sie künstlich gekühlt werden mussten. Dazu gehörten die Stromrichter und der Transformator.

Gerade beim Transformator konnte viel Gewicht eingespart werden, wenn weniger Kupfer verbaut wurde. Zudem wurden hier oft auch schwächere Isolationen verwendet. Um den Betrieb langfristig zu sichern, musste der in einem Gehäuse verbaute Transformator mit einer Flüssigkeit gefüllt werden. Die dazu notwendigen Eigenschaften konnte jedoch nur mit dem üblichen Transformatoröl bereit gestellt werden.

Dieses Öl umgab die Wicklungen und verbesserte so die Isolation. Gleichzeitig wurde aber auch die Wärme von den Leitern abgeführt und diese so gekühlt. Die dabei auftretenden thermischen Effekte wurde mit einer künstlichen Zirkulation unterschützt. Die dazu verbaute Ölpumpe war an den Hilfsbetrieben angeschlossen worden und sie beförderte das Transformatoröl zu einem speziellen Ölkühler, wo es abgekühlt wurde.

Der Ölkühler wiederum wurde durch einen künstlichen Luftstrom gekühlt. Dieser wurde von einem Ventilator erzeugt. Dabei wurde die Luft unter dem Fahrzeug angezogen und nach dem Kühler wieder ins Freie entlassen. Diese Lösung verhinderte lange und vor allem schwere Kanäle durch den Wagenkasten. Erneut ist zu erkennen, dass um jedes Kilogramm gekämpft wurde, denn der Neigezug hatte auch so ein ansehnliches Gewicht.

Weiter mussten auch die Stromrichter gekühlt werden. Hier wurde auf eine Kühlung mit Wasser gesetzt. Der Vorteil der IGBT war, dass sie auch mit diesem nicht brennbaren Medium gekühlt werden konnten. Zudem war das Kühlmittel auch sehr gut bei der Aufnahme der abgegebenen Wärme. Einzig die schlechten Eigenschaften bei der Isolation verhinderten, dass auch bei den Transformatoren auf diese Kühlmittel gesetzt wurde.

Wie bei den Transformatoren, wurden die Stromrichter mit einer aktiven Regelung bei der Kühlung versehen. So wurde das Kühl-mittel mit Hilfe einer Pumpe in Bewegung versetzt und einem Kühler zugeführt.

In diesem Kühler wurde die Wärme entzogen. Dazu war auch jetzt eine künstliche Ventilation vorhanden. Damit gab es bis auf die Art des Kühlmittels keinen Unterschied zu den zuvor vorge-stellten Transformatoren.

Alle Massnahmen, die wir bisher zur Verminderung des Ge-wichtes kennen gelernt haben, ging bei den Motoren nicht mehr. Bei den Fahrmotoren konnte diese Lösung nicht umgesetzt werden.

Die unten am Kasten montierten Motoren wurden mit einer passiven Kühlung versehen. Ein an der Antriebswelle montiertes Lüfterrad drückte dabei etwas Luft durch den Motor und nahm so die dort entstehende Wärme auf.

Diese Eigenventilation wurde bei Fahrmotoren immer wieder an-gewendet. Deren Nachteil, das sie erst bei schneller Fahrt optimal arbeiten konnte, durfte bei einem Neigezug vernach-lässigt werden.

Wenn die Belastung der Motoren kritisch wurde, setzte die Ventilation ein und damit auch die Kühlung. Eine leichte Lösung, die bei den meisten Fahrmotoren von Neigezügen angewendet wurde. Die ETR 610 bildeten daher keine Ausnahme, denn auch die ICE-T, ICN und ETR 470 waren so aufgebaut worden.

Nicht nur die Kühlungen waren an den Hilfsbetrieben angeschlossen worden. Es gab auch die üblichen Baugruppen. Dazu gehörten die Kompressoren. Diese waren über Lastschalter angeschlossen worden und die Regelung wurde von der Steuerung übernommen. Damit ergeben sich aber auch andere Lösungen bei mangelndem Luftvorrat. Dazu müsste man nur die Hilfsbetriebe ab einer externen Quelle versorgen.

Seitlich am Triebzug wurden die entsprechenden Steckdosen montiert. Dabei half in diesem Punkt den Konstrukteuren eine einfache Regelung. Sämt-liche befahrenen Länder verwendeten bei diesen Stromnetzen die roten Kupplungen und Stecker.

Daher war es kein Problem, dass beim Neigezug nur diese montiert wurden. Unterhaltsanlagen, die noch eine alte Anlage besassen, mussten daher um ein Zwischenstück bemüht sein.

Dort konnte ein passendes Kabel angeschlossen und dieses mit einer normalen Steckdose des Landes-netzes verbunden werden. So war es möglich die Hilfsbetriebe und damit die Kompressoren, aber auch die Klimaanlagen ab einer externen Quelle zu versorgen.

Ging das jedoch nicht, wurden die Stromabnehmer einfach mit den Hilfsluftkompressor gehoben und der Zug eingeschaltet. Ein Betrieb ohne Fahrleitung war nicht vorgesehen.

Bleibt zum Schluss noch die Ladung der auf dem Fahrzeug verbauten Batterien. Diese Batterieladung war so ausgelegt worden, dass sie das Bordnetz versorgen und die Batterien laden konnte.

Eine alte Regelung, die immer wieder verstärkt wurde und die grundsätzlich über die Hilfsbetriebe versorgt wurde. Dazu waren im Zug zahlreiche Batterieladegeräte verbaut worden. Diese konnten jedoch nicht geschaltet werden.

Auch jetzt war also eine Redundanz vorhanden, die verhindern sollte, dass es zu einem Totalausfall kommen sollte. Gerade das Thema Redundanz war wichtig, da der Besteller bei der Ausschreibung mit diesen Einheiten verhindern wollte, dass es zum gleichen Debakel kam, wie bei der Reihe ETR 470. Die Erkennung von Störungen war deshalb besonders wichtig. Nur sind wir damit auch im Bereich der Steuerung und bei einem neuen Kapitel angelangt.

 

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