Neben- und Hilfsbetriebe

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Die klassische Unterteilung in Neben- und Hilfsbetriebe war hier nicht mehr vorhanden. Gerade im Bereich der Nebenbetriebe waren Triebzüge im Gegensatz zu den Triebwagen schon immer speziell. Durch die neuen Möglichkeiten bei der Aufbereitung der Spannung konnten aber auch Lösungen entwickelt werden, die nicht mehr zur Unterteilung der beiden Bereiche führten. Trotzdem bleiben wir beim Titel, da die Verbraucher sich nicht änderten.

Versorgt wurden die Verbraucher über drei Strom-kreise. Diese unterteilten sich in ein Drehstromnetz mit variabler Frequenz, ein Netz mit stabilem Dreh-strom und ein solches mit einfachem Wechselstrom.

Unterschiedlich waren diese jedoch nur im Bereich der Frequenzen. Wir hatten dabei die Werte 10 bis 50, 50 und 16.7 Hertz. Wir werden nun aber jedes dieser drei Netze etwas genauer ansehen müssen, den sie waren nicht verbunden worden.

Je nach Art des Verbrauchers wurde dieser an eines der drei erwähnten Stromnetze angeschlossen. Wir müssen daher die drei Netze ansehen und kommen so zu den von den anderen Baureihen her bekannten Verbrauchern für die Neben- und Hilfsbetriebe. Wobei es durchaus Überraschungen gab und selbst neue Baugruppen hinzu kamen. Was wir aber gleich klar stellen können, Nebenbetriebe gab es schlicht keine mehr.

Beginnen wir mit dem einfachen Wechselstromnetz. Dazu kehren wir wieder zum Transformator zurück. Dort war eine dritte sekundäre Spule eingebaut worden, die jedoch nicht vollständig galvanisch von der Hochspannung getrennt wurde. Die hier verfügbare Spannung lag bei 400 Volt. Wer sich nun fragte, welcher Transformator genutzt wurde, dachte nicht an die Rückfallebene. Mit anderen Worten, bei beiden Modellen war die Wicklung vorhanden.

Da die beiden Spulen jedoch nicht miteinander verbunden werden durften, wurde deren Spannung je einer Zugsammelschiene zugeführt. Beide Leitungen wurden dem benachbarten Wagen zugeführt. Bei den sechsteiligen Einheiten war auch der nächste Wagen entsprechend angeschlossen worden. Mit einer einfachen Sicherung wurde der maximale Strom in den beiden Zugsammelschienen auf jeweils 160 Ampère beschränkt.

Die Wicklungen selber waren ebenfalls mit einer Sicher-ung geschützt worden. Diese war jedoch auf einen Wert von 450 Ampère ausgelegt worden. Damit konnte eine Spule beide Zugsammelschienen mit ausreichend Energie versorgen.

Der Ausfall eines Transformators führte so nicht zu ein-em Ausfall der beiden Leitungen. Ein einfacher Umschal-ter verhinderte, dass gleichzeitig von beiden Transfor-matoren beide Schienen versorgt wurden.

An diesem einfachen Wechselstromnetz wurden aus-schliesslich die Heizregister der Klimaanlagen ange-schlossen. Das war eine übliche Lösung, die jedoch nicht für die in den Abteilen montierten Heizkörper genutzt wurde.

Da die hier angeschlossenen Verbraucher einfache Wi-derstände waren, konnte auf die Aufbereitung der Spannung verzichtet werden. Die anderen Verbraucher des Zuges waren daher an den anderen beiden Netzen angeschlossen worden.

Für die beiden mit Drehstrom versorgten Stromkreise müssen wir wieder zu den Umrichtern zurückkehren. Genauer müssen wir die Zwischenkreis der Fahrmotoren eins und drei genauer ansehen. Welchen Zwischenkreis wir dabei nehmen, spielt keine Rolle, denn der Aufbau war wegen der durchdachten Redundanz gleich ausgeführt worden. Der Zwischenkreis wurde mit zwei weiteren Wechselrichtern verbunden.

In diesen Wechselrichtern wurden jeweils eine Spannung von 400 Volt Drehstrom erzeugt. auch wenn die Spannung gleich war, es gab einen wichtigen Unterschied. So erzeugte der einfachere Wechselrichter (HBU) ein Netz, das mit 50 Hertz versehen wurde. Im zweiten Wechselrichter (HWR) wurde dieser jedoch durch die Steuerung so geregelt, dass eine veränderliche Frequenz zwischen 10 und 50 Hertz entstand.

Speziell war jedoch die Versorgung dieser beiden Stromkreis. Wurden beim fahrenden Triebzug die Hauptschalter ausgeschaltet, weil eine in der Fahr-leitung vorhandene Schutzstrecke befahren werden musste, wechselte der Triebzug in den Stützbe-trieb.

Die beiden an diesem Zwischenkreis angeschlos-senen Fahrmotoren versorgten nun den Stromkreis. Das führte dazu, dass es hier zu keinem Ausfall in den Netzen kam.

Beginnen wir mit dem Drehstromnetz HWR mit variabler Frequenz von 10 bis 50 Hertz. Hier war keine Verbindung der beiden Umrichter vorhanden. Mit anderen Worten, jeder versorgte nur den direkt im zugeordneten Bereich mit Spannung.

Da die hier angeschlossenen Verbraucher jedoch bei beiden Drehgestellen des jeweiligen Endwagens identisch waren, können wir uns auf einen Bereich konzentrieren. Ich wähle dabei das erste Drehge-stell.

Angeschlossen wurden die Ventilatoren für die Kühlung des Transformators, des Stromrichters und der beiden Fahrmotoren.

Durch die veränderliche Frequenz konnten die Drehzahlen dem Bedarf angepasst werden. Da wir nun aber wichtige Baugruppen hier angeschlossen haben, betrachten wir die Kühlung der einzelnen Teile etwas genauer. Dabei beginne ich mit den Fahrmotoren, da deren Kühlung einfacher war.

Im Bereich des Daches wurde die für die Kühlung der Fahrmotoren benötigte Luft angezogen. Dabei wurde diese Frischluft mit den in den Lüftungsgitter eingebauten Filtermatten gereinigt und anschliessend durch den Ventilator beschleunigt. Diese Reinigung hatte sich seit Jahren, wie die Anordnung der Lüftungsgitter befährt. Die hier verwendeten Filtermatten sorgten auch dafür, dass nicht zu viel Feuchtigkeit in die Kanäle gelangen konnte.

So aufbereitet gelangte die beschleunigte Kühlluft durch einen Kühlturm zu den beiden Fahrmotoren. Da im Kühlturm keine weiteren Elemente verbaut wurden, konnten die beiden Motoren mit ausreichend kühler Luft versorgt werden.

Der Turm besorgte dabei nicht nur die Zufuhr zu den Motoren. Er diente auch da-zu, die Luft etwas zu beruhigen. Mit beruhigter Luft konnte eine bessere Wirkung bei der Kühlung erreicht werden.

Die Kühlluft wurde nun durch den Motor gepresst. Dabei nahm sie die Wärme der Wicklungen auf, reinigte den Motor und nahm auch Feuchtigkeit auf. Damit war eine optimale Kühlung vorhanden und die Luft konnte im Bereich des Drehgestells wieder ins freie entlassen werden.

Eine Methode, die seit Jahren bei Fahrmotoren erfolgreich angewendet wurde. Auch bei den mit Drehstrom betriebenen Modellen musste kein grösserer Aufwand betrieben werden.

Deutlich aufwendiger waren die beiden noch verbleibenden Baugruppen Umrichter und Transformator zu kühlen. Dabei wurde der vom Stromnetz HWR mit variabler Frequenz betriebene Ventilator nur für die Rückkühlung benötigt.

Diese erfolgte in einem eigenen Kühlturm. Bevor wir nun die beiden Baugruppen genauer ansehen, schauen wir uns den Weg der von diesem Ventilator beschleunig-ten Luft etwas genauer an.

Die vom Ventilator beschleunige Luft wurde an den Kühlern für den Umrichter und den Transformator vorbeigeführt und im Bereich des Daches wieder entlassen. Da-bei mag die Entlassung auf dem Dach überraschen.

Diese war jedoch erforderlich da hier sehr viele Wärme abgeführt werden musste und die Kühlluft sonst Reisende belästigt hätte. Uns stellt sich damit aber gleich die Frage, welches Bauteil denn so heiss wurde?

Ich beginne mit dem Transformator. Dieser wurde so aufgebaut, dass in seinem Gehäuse Platz für das Transformatoröl vorhanden war. Dieses verbesserte die Isolation, nahm aber zugleich bei den Wicklungen die erzeugte Wärme auf. Jedoch war diese so gross, dass nicht mehr mit natürlichen Effekten gearbeitet werden konnte. Um die Kühlung der Spulen zu verbessern wurde eine künstliche Zirkulation benötigt.

Diese Zirkulation wurde von einer Ölpumpe erzeugt. Deren Motor war jedoch am Stromkreis HBU angeschlossen worden, den wir noch nicht behandelt haben. So war die Drehzahl immer gleich. Das so in Bewegung versetzte Transformatoröl wurde durch die Pumpe dem im Kühlturm eingebauten Ölkühler zugeführt. Dort erfolgte mit der Luft die Rückkühlung und das Öl konnte anschliessend wieder in den Transformator geleitet werden.

So besass auch der Transformator eine übliche Kühlung, die sich seit Jahren bewährt hatte und daher nicht verändert werden musste. Uns fehlt jedoch noch der Umrichter, denn auch dieser musste gekühlt werden und auch hier kam eine Kühlung mit Flüssigkeiten zur Anwendung. Jedoch konnte hier auf das früher noch verwendete Transformatoröl verzichtet werden. Es lohnt sich, wenn wir auch hier genauer hinsehen.

Die einzelnen Stromrichter waren mit einer Kühlung versehen worden, die mit Wasser arbeitete. Dieses spezielle Kühlwasser nahm dabei die Wärme der Bauteile auf und wurde mit einer Pumpe be-schleunigt.

So gelangte die Flüssigkeit in den Kühler, wo die Wärme an die Kühlluft abgegeben wurde. Da das geschlossene System sehr viel Energie in Form von Wärme aufnehmen konnte, war diese Kühlung für den Luftauslass im Bereich des Daches verant-wortlich.

Mit den Pumpen beim Transformator und bei den Stromrichtern haben wir aber auch den dritten Stromkreis erreicht. Dieser wurde mit Drehstrom betrieben und er hatte eine feste Frequenz von 50 Hertz erhalten.

Dabei wurde auch hier diese Spannung in den Stromrichtern der Fahrmotoren eins und drei er-zeugt. Nun aber erfolgte kein direkter Anschluss mehr, denn die beiden Stromrichter HBU wurden verbunden.

Die Verbindung erfolgte jedoch nicht direkt. Diese beiden Leitungen wurden einem Transformator zu-geführt.

Dieser war für Drehstrom ausgelegt worden. Dabei wurden die galvanisch getrennten Spulen unterschiedlich geschaltet. Das führte nun dazu, dass ein Stromnetz entstand, das über eine Spannung von 400 und 230 Volt verfügte. Da die Frequenz nicht verändert wurde, blieb sie bei 50 Hertz und so entsprach das Netz dem Landesnetz.

Weil nun eine zu den Spannungen in den Unterhaltsanlagen und Werkstätten passender Wert vorhanden war, konnte eine Depoteinspeisung verwirklicht werden. Dazu waren am Fahrzeug Steckdosen für diesen fünfpoligen Bereich des Landesnetzes vorhanden. Da hier jedoch mit rund 300 Ampère deutlich höhere Ströme fliessen konnten, musste die Versorgung dafür ausgelegt werden. Letztlich konnten so aber die nachfolgend erwähnten Verbraucher betrieben werden.

Auch jetzt war eine Zugsammelschiene vorhanden, die aber durch den ganzen Zug geführt wurde. Diese besass dabei die 400 Volt für alle Verbraucher mit Drehstrom. Aber über die vorhandene Leitung mit 230 Volt Wechselstrom auch eine Leitung, die für solche Verbraucher vorgesehen waren. Zu den letzteren gehörten die zahlreichen im Triebfahrzeug verbauten Steckdosen. Dabei gab es hier Unterschiede zwischen den einzelnen Modellen bei der BLS AG.

Steckdosen mit einer Spannung von 230 Volt gab es im ganzen Zug verteilt. Sie waren für das Reinig-ungspersonal bestimmt. Aber auch für den Unter-halt und für die Bedienung waren die entsprech-enden Anschlüsse vorhanden.

Bei allen Triebzügen gab es sogar in der ersten Wagenklasse für die Reisenden zugängliche Dosen. Die zuletzt gebauten Modelle der BLS AG hatten diese Anschlüsse auch in der zweiten Wagenklasse.

Bei den weiteren Verbrauchern an diesem Bordnetz mit Drehstrom, handelte es sich um die Flächen-heizungen der Abteile. Aber auch andere Heiz-ungen.

Jene der Frontscheiben und des Führerraumes waren direkt hier angeschlossen worden. Entweder arbeiteten die Heizungen mit Spannungen von 230, oder mit einer solchen von 400 Volt. Dabei wurden die Widerstände im zweiten Fall an zwei Polen angeschlossen.

Motorische Antriebe, wie jene der schon erwähnten Pumpen für das Öl und das Wasser, aber auch von Lüftungen der Klimaanlagen, arbeiteten mit Drehstrom. Durch die Wahl der Spannung und der Frequenz konnten in diesem Bereich handelsübliche Motoren verwendet werden. Gerade im Unterhalt war das ein Vorteil, da die Ersatzteile schnell und zu geringen Kosten verfügbar waren. Sie sehen, dass hier auch klassische Hilfsbetriebe angeschlossen wurden.

Wenn wir schon bei den klassischen Verbrauchern der Hilfsbetriebe sind, sehen wir uns diese noch an. So war der Abgriff für die Anzeige der Spannung in der Fahrleitung nicht mehr hier angeschlossen worden. Dazu war an der Dachleitung ein Wandler vorhanden. Die Spannung wurde dadurch bereits angezeigt, wenn der Stromabnehmer gehoben war. Diese Lösung kam schon länger zur Anwendung und sie verhinderte unnötige Schaltungen.

Die Batterieladung war hingegen an diesem Netz angeschlossen worden. Sie wurde auf dem End-wagen verbaut und dabei war deren Anschluss speziell.

Fiel wegen einem Defekt das Netz mit fester Fre-quenz aus, konnte das Ladegerät auf das Netz mit variabler Frequenz umgeschaltet werden.

Damit das Batterieladegerät korrekt funktionierte, wurde nun das Stromnetz HWR mit einer festen Frequenz betrieben.

Soweit zu den Verbrauchern der Neben- und Hilfsbetriebe, die auf dem Triebwagen verbaut wur-den. Der Platz auf diesem Fahrzeug reichte schlicht nicht aus, dass alle Baugruppen einen Platz fanden.

So musste die Erzeugung der Druckluft auf den benachbarten Wagen ausweichen. Der Triebzug konnte daher nur mit zwei Triebwagen und mindestens einem Zwischenwagen eingesetzt wer-den. Bei der Version mit vier Wagen, waren zwei Kompressoren vorhanden.

Die Motoren der Kompressoren wurden an der Zug-sammelschiene HBU mit Drehstrom angeschlossen. Diese wurde durch den Zug geführt und auf den Zwischenwagen konnten damit die Heizungen und die Lüfter für die Klimaanlagen versorgt werden. Sie sehen, der grösste Teil der Verbraucher war an einem Netz angeschlossen worden, das jenem des Landesnetzes entsprach und damit kommen wir noch einmal zum Depotstrom.

Mit dem schon erwähnten Depotstrom konnte dieses Stromnetz ab externer Quelle versorgt werden. So war es möglich, den kompletten Triebzug über diesen Ortanschluss zu heizen, oder aber zu kühlen. Wichtiger war jedoch, dass so die Batterieladung vorhanden war, denn diese war auch auf den hier vorgestellten Triebzügen sehr wichtig. Aber das gehört in den Bereich mit der Beleuchtung und der Steuerung.

 

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