Neben- und Hilfsbetriebe

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Wenn ich mit den Nebenbetrieben der Lokomotive beginne, komme ich unweigerlich zur Zugsheizung. Diese wurde mittlerweile auch im Sommer benutzt, da immer öfters Wagen mit Klimaanlagen verkehrten. Daher bezeichnete man die Zugsheizung der Lokomotive nicht mehr als solche. Es wurde der Name Zugsammelschiene benutzt. Jedoch wurde damit die gleiche Einrichtung, die zudem den einzigen Verbraucher der Nebenbetriebe darstellte, benannt.

Die Zugsammelschiene wurde direkt ab dem Transformator mit Energie versorgt. Dazu hatte der Transformator eine eigene Wicklung erhalten, deren beiden Ende an die Zugsammelschiene und an die Masseseite der Primärwicklung angeschlossen wurden. Mit dieser Lösung wurde verhindert, dass die Spulen im Transformator mit Anzapfungen versehen werden mussten. Ein erleichterter Einbau, der jedoch kaum geringere Gewichte zur Folge hatte.

Die dem Transformator entnommen Spannung für die Zugsammelschiene betrug 1000 Volt. Diese Spannung war bei Bahnen mit 15 000 Volt und 16 2/3 Hertz üblich und sie war seit Jahren international genormt worden. Die unterschiedlichen Spannungen bei den älteren Lokomotiven, wie bei den Prototypen der Baureihe Re 6/6, gab es hingegen nicht. Wollte man die Lokomotive Re 460 auch unter Gleichstrom verwenden, hätte eine andere Lösung gesucht werden müssen.

Nun wurde die Spannung dem Heizhüpfer zugeführt. Dieser übernahm die Schaltung der Zugsammelschiene. Speziell war hier die neue Überwachung für den Heizhüpfer. Diese erlaubte es, dass die Maschine auch an stationären Vorwärmanlagen angeschlossen werden konnten. Die Überwachung kontrollierte dabei, ob auf der Seite der Steckdosen Spannung vorhanden war. War das der Fall, verhinderte die Steuerung, dass der Heizhüpfer geschlossen werden konnte.

Letztlich gelangte die Spannung zu den an den bei-den Stossbalken unter dem linken Puffer montierten Steckdosen. Dabei floss bei der Re 460 ein maxi-maler Strom von 800 Ampère.

Diese Leistung von 800 kVA reichte aus, um auch bei modernen Wagen und langen Zügen den Strom-verbrauch in der Zugsammelschiene zu decken. Da-mit wurde die Heizsteckdose aber mit noch nicht dem maximal erlaubten Strom belastet.

Bei der Re 465 der Lötschbergbahn wurde der Strom in der Heizleitung jedoch erhöht. Der Grund waren die Autozüge im Lötschberg, die einen extrem ho-hen Strom benötigten.

Aus diesem Grund forderte man im Berner Oberland einen maximal zugelassenen Strom von 1 200 Am-père.

Dieser Wert überstieg nun jedoch die Leistung der Steckdosen, so dass unter dem rechten Puffer eine zweite Steckdose montiert werden musste.

Wurde bei der Lokomotive Re 465 nur eine Heiz-leitung gekuppelt, war der Strom auf die 800 Am-père der Re 460 beschränkt. Damit haben wir eigentlich im elektrischen Teil die Unterschiede der beiden Lokomotiven kennen gelernt.

Im weiteren Verlauf dieses Abschnitts kommen wir zu den Hilfsbetrieben, die bei beiden Lokomotiven identisch ausgeführt worden. Trotzdem gab es hier Neuerungen, die wir uns nun ansehen müssen.

Für die Hilfsbetriebe der Lokomotive standen zwei Bereiche zur Verfügung. Man gab die Lösung mit einem einzigen Netz daher auf. Noch fand nicht die vollständige Umstellung auf die Hilfsbetriebeumrichter statt. Man verwendete in gewissen Bereichen noch klassische Lösungen. Dabei beginne ich mit dem einfacher aufgebauten Teil der Hilfsbetriebe. Hier wurde ab einer eigenen Spule im Transformator eine Spannung von 220 Volt abgenommen.

Die Spannung in Form von einphasigem Wechselstrom wurde nicht weiter behandelt. Vielmehr wurde sie über Sicherungsautomaten zu den entsprechenden Verbrauchern geführt. Diese Verbraucher waren die Widerstände der Heizungen. Diesen war die Art der Spannung egal, sie wurden einfach heiss. Geheizt wurden damit die Nische der Stromabnehmer, die PMS und die Heizungen im Führerstand. Das waren die Spiegel- und Heizung der Frontfenster, als auch die Heizung des Raumes.

Alle anderen Hilfsbetriebe der Lokomotive waren jedoch nicht hier angeschlossen. Diese versorgte man über eine eigene Wicklung. Diese Spule war, galvanisch isoliert und es standen ab dem Transformator eine Spannung von 800 Volt zur Verfügung. Daher haben wir hier eine wesentlich höhere Spannung, als das bisher bei Lokomotiven üblich war, erhalten. Der Grund war die einschliessend erfolgte Aufbereitung der Spannung, welche nicht mehr in einem einzigen Hilfsbetriebestromrichter erfolgte.

Die Spannung von 800 Volt wurde insgesamt vier Bord-netzumrichter BUR zugeführt und dort in einen Dreh-strom umgewandelt. So konnten hier handelsübliche Bauteile aus dem Sortiment der Landesversorgung verwendet werden.

Der Vorteil war das etwas geringere Gewicht der Dreh-strommotoren und die Vorhaltung von Ersatzteilen. Da nicht spezielle Bauteile für die Lokomotive vorrätig gehalten werden mussten, waren diese schnell und zu günstigen Preisen zu beziehen.

Wir sehen uns daher die vier einzelnen Bordnetz-umrichter der Reihe nach an. So lernen wir auch die entsprechenden Schaltungen bei Störungen kennen. Beginnen werde ich daher mit dem BUR 1.

Dieser hatte eine Spannung von 400 Volt und die Fre-quenz konnte in drei Stufen verändert werden. So ar-beite man hier mit den Frequenzen von 17, 33 und 52 Hertz. Das hatte zur Folge, dass die angeschlossenen Motoren unterschiedliche Drehzahlen hatten.

BUR 1 war daher für die Ventilation des Drehgestells eins verantwortlich. Das waren die Fahrmotoren und die Ölkühler des entsprechenden Umrichters und des Transformators. Dabei waren die Motoren der Ventilatoren über Schaltautomaten abgesichert worden. So konnte auch nur ein Teil in diesem Bereich abgetrennt werden. Durch die unterschiedlichen Frequenzen war ein Betrieb der Ventilation mit unterschiedlichen Drehzahlen möglich.

Die Kühlluft wurde dabei im Dachbereich durch spezielle Filtermatten angesaugt und innerhalb des Daches beruhigt. Die durch die Verschalungen im Bereich des Daches entstandenen Hohlräume wurden dazu benutzt, so dass keine speziellen Bereiche geschaffen werden mussten. Die beruhige Luft wurde schliesslich von den jeweiligen Ventilatoren angezogen und durch Kühltürme zu den zu kühlenden Elementen gepresst.

Dabei verzichtete man bei der Lok 2000 jedoch auf die Montage der Ölkühler im Luft-strom der Kühlung für die Fahrmotoren. Das ermöglichte eine optimal arbeitende Kühlung, die zudem nur wenig Lärm erzeugte.

Wir müssen daher die Ventilation am BUR 1 in zwei Bereiche aufteilen. Diese waren gänzlich getrennt worden und gemeinsam war wirklich nur der Bordnetzumrichter, die die Versorgung sicherstellte.

Während sich die Ölkühler eines Stromrichter und eine Hälfte des Kühlers des Trans-formators einen Kühlturm teilen mussten, war jedem Fahrmotor ein eigener Kühlturm zugeordnet worden.

Die vom Ventilator in den Kühlturm gepresste Kühlluft trat letztlich erwärmt unter der Lokomotive im Bereich der Fahrmotoren und des Transformators wieder ins Freie. Eine Lösung, die sich seit Jahren bei den Lokomotiven bewährte.

Durch eine temperaturbedingte Steuerung wurde gesichert, dass die Lokomotive in einem Bahnhof ruhiger war, als bei hohen Geschwindigkeiten. Der Grund lag beim menschlichen Gehör, denn die Fahrgeräusche übertönten die Ventilation, so dass sie nicht mehr auffiel.

Jedoch konnte die Ventilation bei Bedarf auch im Stillstand in einer höheren Stufe ar-beiten und so eine optimale Kühlung ermöglichen. Der Lokführer konnte die Ventilation im Stillstand jedoch nicht mehr abschalten und hatte auch sonst kaum Einfluss auf die Kühlung.

Jeweils ein BUR war einem Drehgestell zugeordnet, war aber nicht durch einen weiteren BUR bei einem Ausfall redundant abgesichert. Üblicherweise arbeiteten die BUR mit den Nummern 1 und 3 auf die Ventilation der Fahrmotoren eines Drehgestells und dem zugehörigen Umrichter.

Sie verfügten über drei unterschiedliche Frequenzen von 17, 33 und 52 Hertz, so dass die Motoren der Ventilation in drei Stufen arbeiten konnten.

Fiel einer dieser beiden BUR aus, musste das betroffene Drehgestell abgetrennt werden. Die Lokomotive hatte also wegen dem Ausfall der Ventilation in einem Drehgestell nur noch die halbe Leistung. So war jedoch gesichert, dass die ab den BUR 2 und 4 versorgten Bauteile sicher mit Energie versorgt werden konnten. Die Lokomotive blieb einsatzbereit und konnte sich schliesslich auch mit halber Leistung fortbewegen.

Damit kommen wir nun zum BUR 2. Dieser arbeitete mit einer festen Frequenz ausschliesslich auf den Kompressor. Zur Regelung der Druckluft, war beim Kompressor ein Druck-schwankungsschalter vorhanden.

Dieser steuerte den Motor des Kompressors direkt. So wurde die Druckluft automatisch auf einem Druck zwischen acht und zehn bar gehalten. Manuell konnte der Druck jedoch auf einen maxi-mal zugelassen Wert von zwölf bar erhöht werden.

Die Bordnetzumrichter eins und zwei bildeten eine Gruppe. Diese waren so geschaltet worden, dass jeweils einer als Ersatz für den anderen einspringen konnte.

Dabei kam es jedoch zur Situation, dass BUR 2 die gesamte Hälfte versorgen konnte. Übernahm BUR 1 sämtliche Hilfsbe-triebe, musste die Ventilation in diesem Bereich abgetrennt wer-den. Zudem arbeitete der BUR 1 nun mit einer festen Frequenz.

Kommen wir nun zum BUR 3. Dieser ist schnell und einfach vor-gestellt, denn hier handelte es sich um den Bordnetzumrichter, der die Ventilation des zweiten Drehgestells übernahm.

Auch der diesem Drehgestell zugeteilte Umrichter und ein Teil des Transformators wurde ab diesem BUR versorgt. Damit kann gesagt werden, dass er die gleichen Aufgaben wie BUR 1 für die zweite Hälfte der Lokomotive übernahm.

Damit kommen wir bereits zum vierten und letzten Bordnetzumrichter. Die Aufgaben des BUR 4 waren im Gegensatz zu den bisher vorgestellten Bereichen sehr umfangreich ausgefallen. Er arbeitete mit einer festen Frequenz und versorgte neben den Ölpumpen auch die Batterieladung und die Klimaanlagen der beiden Führerräume mit Energie. Als Ersatz wurde der BUR 3 verwendet. Wobei die Schaltung der ersten Hälfte verwendet wurde.

Insgesamt kamen auf der Lok 2000 vier Ölpumpen zum Einsatz. Dabei arbeitete jede Ölpumpe auf einen einzigen Ölkühler. Da der Transformator jedoch zwei Kühler besass, bekam er auch zwei Ölpumpen. So war die Abführung der in den Wicklungen entstehenden Wärme in nahezu jedem Fall garantiert worden. Für die Pumpen war auch keine Regelung der Flussmenge vorhanden. Die Pumpen bewegten das Öl einfach in einen gleichbleibenden Fluss.

Das Schaltungskonzept der vier Bordnetzumrichter war so ausgelegt, dass ein Ausfall eines BUR den weiteren Betrieb der Lokomotive sicherstellte. Die Lokomotive hatte dabei jedoch nur noch die halbe Zugkraft zur Verfügung, denn in jedem Fall wurde ein Drehgestell abgetrennt. Erst wenn ein zweiter Umrichter ausfiel, war es um die Lokomotive geschehen. Sie musste dann abgeschleppt werden.

 

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