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Die Stromkreise einer Lokomotive |
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Bevor wir die elektrische
Lokomotive im Detail ansehen,
müssen wir uns mit der Schaltung derselben befassen. Eine normale
elektrische Lokomotive ist ein Bauwerk, das sehr umfangreich ist. Damit
man die einzelnen elektrischen Bereiche unterschieden kann, muss eine
Lösung gefunden werden und da ist man sich bei der
Elektrizität
einig. Es werden immer die gleichen Begriffe aufgenommen und dann ergänzt.
Es
sind zwei
Stromkreise
mit unterschiedlichen
Spannungen.
Geben Sie diesen nun einen Namen und schon können sie die Stromkreise
leicht unter-scheiden. Ob es nützlich ist, spielt keine Rolle. Bei Lokomotiven ist das nicht anders. Es gibt auf dieser mehrere Stromkreise, die zum Teil klar von-einander getrennt werden, die aber auch verbunden sein können.
Zu
den aussen liegenden Anlagen wurden sie mit der
Erdung
und der
Fahrleitung
verbunden. Damit haben wir
Stromkreise
erhalten, die auf das Fahrzeug be-schränkt wurden. Eine Lösung, die bei
elektrischen
Lokomotiven nicht immer auf
die gleiche Weise er-folgte.
Bahnen, die mit
Gleichstrom
arbeiten, kennen diese
Stromkreise
nicht in einem Umfang, wie das bei
Wechselstrom
der Fall ist. Bei diesem kann jedoch mit dieser Lösung einer besser
Unterteilung erfolgen. Der Vorteil ist, dass hier die
Spannungen
leicht angepasst werden können. Auch wenn die Schaltung anders ist, die
Begriffe sind gleich gewählt worden und das ist wichtig, wenn man einen
Stromkreis erkennen will. Grundsätzlich teilen sich diese Stromkreise immer in zwei Bereiche auf. Diese sollten wir etwas genauer ansehen, denn danach ist jeder Schritt deutlich einfacher. Wer weiss, wie die Lokomotive geschaltet wurde, der erkennt auch, wo er ein Bauteil findet. Da wir bereits das Dach der Eisenbahn kennen gelernt haben, beginnen wir in diesem Bereich, denn mit der Übertragung der Spannung auf das Fahrzeug beginnt der erste Stromkreis.
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| Hochspannungsbereich | |||||||||||
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Wir
beginnen mit dem Hochspannungsbereich. Dieser Teil der Schaltung ist in
der Regel im Bereich der
Fahrleitung
vorhanden. Lediglich bei Bahnen mit
Gleichstrom
können Werte vorhanden sein, die nicht in diesen Bereich gehören und damit
stellt sich natürlich die Frage, was denn als Hochspannungsbereich gilt
und die Antwort ist einfach. Alles was mit einer beliebigen Hochspannung
betrieben wird, ist auch der entsprechende Bereich.
Was
darüber ist, ist Hochspannung. Es wäre schön, wenn die Welt der
elektrischen Versorgung so schön einfach ist, denn wir müssen uns mit den
drei Bereichen vertraut machen, um es zu verstehen. Bei der Mittelspannung handelt es sich um die Spannungen die sich über den Werten von 1000 Volt Wechselstrom und 1500 Volt Gleichstrom befinden. Mit diesem Begriff wird der Bereich bis zu Werten von rund 52 000 Volt abgedeckt.
Nun
erfolgt keine Unterscheidung der Stromart mehr. Werte die nur noch von
sehr wenigen Fahr-leitungen erreicht werden. Wir haben daher Netze für die
Mittelspannung bekommen. Bei der Hochspannung befinden wir uns über dem Schwellwert von 52 000 Volt. Der Kreis deckt die Netze ab, die der Versorgung dienen und auch hier ist eine Obergrenze vorhanden. Mit Hochspannung wird nur bis zu einer Spannung von 220 000 Volt gearbeitet. Was sich noch darüber befindet ist schlicht nur noch als Höchstspannung anzusehen. Verbindlich sind die genannten Werte jedoch nicht anzusehen.
Die
wichtigste Grenze ist jene zur Niederspannung. Im Hochspannungsbereich
sind spezielle Vorkehrungen zum Schutz vor der
Elektrizität
vorzunehmen. Zumal bei
Fahrleitungen
offene Leitungen vorhanden sind, die sich sogar auf der
Lokomotive fortsetzen. Daher
sind hier
Stromkreise
vorhanden, die mit der
Spannung
aus der Fahrleitung betrieben werden und dabei spielt es kaum eine Rolle,
wie hoch der Wert effektiv ist.
Er
wird immer mit den Anschlüssen an die
Erdung
und die
Fahrleitung
ver-bunden. Damit schliesst dieser erste
Stromkreis
die Leitung zum
Kraftwerk
und es kann mit dem
Strom
elektrische Energie auf das Fahrzeug übertragen werden. Der Primärstromkreis wird immer mit Mittelspannung betrieben. Ausnahmen davon sind nun aber jene Bahnen, die mit Gleichstrom arbeiten und deren Spannung in der Fahrleitung unter dem Schwellwert liegt.
Bei
diesen gibt es schlicht keine Hochspannung. Trotzdem kann auch dort immer
wieder vom Primärstromkreis gesprochen werden, denn es ist jener
Stromkreis,
der direkt mit der
Fahrleitung
in Kontakt steht. Oftmals wird der Primärstromkreis auch als Hauptstromkreis bezeichnet. Da-mit wird der Fokus jetzt auf die Versorgung des Fahrzeuges gelegt, denn alle elektrische Energie gelangt über diesen Hauptast in das Fahrzeug.
Wir
haben daher zwei Begriffe, die den gleichen Bereich behandeln und dieser
ist bei jeder elektrischen
Lokomotive vorhanden, auch
wenn er nicht immer so klar zu erkennen ist.
Ob
Primärstromkreis, oder Hauptstromkreis eines ist hier sehr wichtig. Diese
Stromkreise
sind immer gegen die Erde geschaltet und damit kann die hohe
Spannung
gefährlich werden. Besonders dort wo mit Mittelspannungen gear-beitet
wird. Jedoch müssen wir uns nun auch fragen, ob es einen
Niederspannungsbereich gibt. Bei Bahnen mit geringen Spannungen in der
Fahrleitung
und bei Lösungen, die mit
Wechselstrom
arbeiten, ist das der Fall.
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| Niederspannungsbereich | |||||||||||
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Werte die unter der Grenze von 1000
Volt
bei
Wechselstrom
und 1500 Volt bei
Gleichstrom
liegen, werden als Niederspannung bezeichnet. Bei dieser niederen
Spannungsgruppe sind keine besonderen Massnahmen zum Schutz vor der
Spannung
zu ergreifen. Das gilt bei den Bahnen und bei Ihnen zu Hause. Netze mit
Gleichstrom können sich also durchaus in diesem Bereich befinden, aber
auch nur diese und oft nur beschränkte Netze.
Daher werden bei diesen
Lokomotiven die nachfolgend
vorge-stellten
Stromkreise
oft auch mit Mittelspannung betrieben. Die Ausweisung der Bereiche erfolgt
daher eher bei den Bahnen, die mit
Wechselstrom
arbeiten, da man dort leicht andere Werte um-setzen kann. Der Traktionsstromkreis: Etwas schwer zu verstehen ist der Tra-ktionsstromkreis. Es ist jener Bereich, der für den eigentlichen Zweck einer Lokomotive gedacht ist.
Der
Antrieb von diesen wird oft auch
als Traktion bezeichnet und daher wurde dieser Begriff auf diesen Teil
übernommen. Hier sind die Fahrmotoren angeschlossen worden, die letztlich
das Drehmoment für den Antrieb erzeugen.
Mit dem Begriff Motorstromkreis wird
mitgeteilt, dass hier Motoren angeschlossen wurden. Da man aber die
Fahrmotoren meint, kann auch von einem Fahrmotorstromkreis gesprochen
werden. Auch wenn wir uns mit verschiedenen Worten befassen müssen, der
Motorstromkreis ist einer der wichtigeren auf einer
Lokomotive er kommt
unmittelbar nach den Hauptstromkreis, den wir bereits kennen.
Traktionsstromkreise, oder eben Motorstromkreise, werden in sehr vielen
Fällen mit Niederspannung betrieben. Jedoch bestätigen in diesem Bereich
die Ausnahmen die Regel. Es sind
Stromkreise,
die hohe
Leistungen übertragen
müssen, denn der grosse Teil aus der
Fahrleitung
fliesst in diesen Bereich. Um geringe
Ströme
zu haben, muss die
Spannung
erhöht werden und dann kann man in den Bereich der Mittelspannung kommen.
Lediglich bei den
Fahrleitungen,
die mit
Gleichstrom
betrieben werden, kann es von dieser Regelung sogar deutliche Abweichungen
geben. Hilfsbetriebestromkreis: Mit dem Stromkreis für die auf einer Lokomotive be-nötigten Hilfsbetriebe sind wir bei einem Bereich angelangt, der immer speziell ausgewiesen wurde. Das
in erster Linie bei Bahnen, die mit
Wechselstrom
betrieben wurden. Hilfs-betriebestromkreise besitzen oft eigene
Spannungen
und sie sind immer wie-der komplett von den anderen Stromkreisen auf der
Lokomotive getrennt worden.
Wer
will kann die elektrischen
Lokomotiven noch weiter
aufteilen. Das wird auch bei den Bahnen vorgenommen. Ausgewiesen werden
die Steuerstrom-kreise, die aber nun auch bei anderen Antriebsarten
benutzt werden und die in einem eigenen Artikel vorgestellt werden. Die
Bahnen sind gerade im Bereich der
Stromkreise
immer wieder für Überraschungen gut, auch wenn die wirklich
phantasievollen Begriffe fehlen.
Eine
feinere Unterteilung bringt jedoch nicht mehr so viel, denn im weiteren
Verlauf dieses Artikels werden wir uns in den Bereichen des
Hauptstromkreises, des Traktionsstromkreises und natürlich bei den
Hilfsbetrieben umsehen. Diese sind speziell auf diese
Triebfahrzeuge
abgestimmt worden und gehören dazu. Und weil er so wichtig ist und wir am
Anfang der Geschichte sind, beginnen wir mit dem Primärstromkreis.
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