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Oberleitung



Eine Oberleitung oder Fahrleitung dient bei Bahnen und O-Bussen zur Fahrstromversorgung von elektrischen Triebfahrzeugen.

Gleichstrom oder einphasiger Wechselstrom, vereinzelt auch Drehstrom, wird dabei mit Spannungen zwischen einigen hundert und 25.000 Volt den Fahrzeugen zugeführt. Hierzu sind in Abständen von (bei Fernbahnen) 60-80 km Unterwerke an den Strecken angeordnet, die den Draht abschnittsweise aus dem nationalen Verbundnetz oder einem eigenen Bahnstromnetz speisen. In Gleichstrom-Netzen beträgt der Unterwerksabstand wegen der wesentlich höheren Stromstärken und damit verbundenen Verlusten maximal 25 km.

Table of contents
1 Kettenfahrdraht
2 Einfachfahrleitung
3 Mehrpolige Fahrleitungen
4 Verwandte Systeme

Kettenfahrdraht

Die Oberleitung von Vollbahnen ist zumeist an fortlaufend neben dem Gleis montierten Fahrleitungsmasten mit Auslegern oder an Portalen (starr: Querjoche, flexibel: Querfelder) mittig über den Gleisen aufgehängt. Die Masten können aus den unterschiedlichsten Materialien gefertigt sein, üblich sind vor allem Stahlgittermasten oder runde Betonmasten. In einigen lawinengefährdeten Gebieten der Schweiz kommen selbst Holzmasten zum Einsatz.

Die Ausleger haben wechselnd unterschiedliche Länge, so daß die Fahrdrähte in der horizontalen Ebene im Zickzack (etwa +/- 0,40 m) verlaufen. Dadurch wird das Einschleifen von Rillen in die Schleifstücke der Stromabnehmer vermieden. In Deutschland und Österreich sind Maximalabweichungen von der Mittellinie von 400 mm in beide Richtungen üblich, in der Schweiz von 200 mm. Daraus resultiert, dass die Schleifstücke in den beiden erstgenannten Ländern breiter sind als in letztgenanntem.

Ein Tragseil trägt den eigentlichen Fahrleitungsdraht und hält ihn einigermaßen gerade über dem Gleis. Dabei hängt das Tragseil in einer Kettenlinie durch; die Hänger, an denen der Fahrdraht am Tragseil aufgehängt ist, sind unterschiedlich lang, so dass der Fahrdraht annähernd horizontal verläuft. (Daher die Bezeichnung "Kettenfahrdraht".) Der Fahrdraht (bei Wechselstrombahnen beträgt der Durchmesser ca. 12 mm, das Gewicht ca. 0,9 kg/m) besteht aus chemisch reinem Kupfer und hat seitlich Rillen, in die die Halteklemmen der Hänger greifen, so dass sich für den Stromabnehmer kein Hindernis ergibt. Die Hilfsseile sind aus Bronze gefertigt. Zusammen wiegen die Seile etwa 1,4 Tonnen pro Streckenkilometer. In Gleichstromnetzen ist es üblich, wegen der dort auftretenden höheren Stromstärken immer zwei in geringem Abstand geführte Fahrdrähte zu benutzen.

Um die beim schnellen Durchgang von Stromabnehmern entstehende Fahrdrahthebung zu dämpfen, ist die Aufhängung des Tragseils flexibel ausgeführt. Zwischen Ausleger und Seil sind daher zwei schwenkbar angelenkte Seitenhalter eingebaut.

In mehr oder minder regelmäßigen Abständen (üblicherweise ca. 1,5 km) sind Spannvorrichtungen an den Masten montiert, die Tragseil und Fahrdraht getrennt spannen, um die Wärmedehnung auszugleichen. Dies geschieht über Zuggewichte und Übersetzungsvorrichtungen; früher waren dies meist Hebelwerke, heute Rollenvorrichtungen. Die Zuggewichte sind dabei Stapel aus Betonringen, die im Jargon "Kekse" heißen.

Einfachfahrleitung

Vor allem bei Straßenbahnen, vereinzelt aber auch auf Vollbahnen, die billig elektrifiziert werden sollten, wird eine mechanisch weniger aufwändige Konstruktion verwendet. Dabei ist weder ein eigenes Tragseil noch komplizierte bewegliche Dämpfungskonstruktionen vorhanden, sondern die Fahrleitung ist direkt isoliert aufgehängt. Elektrische Spannung und Spannweiten sind bei Einfachfahrleitungen meist geringer. Mangels Schwingungsdämpfung sind die erreichbaren Geschwindigkeiten aber auf etwa 100 km/h begrenzt.

Mehrpolige Fahrleitungen

Die Oberleitung von Bahnen ist meist einpolig ausgeführt, die Rückleitung des Stromes erfolgt dann über die metallenen Räder und die Schienen zur Versorgungsstation (Unterwerk). O-Busse (Trolley-Bus) müssen wegen der Gummireifen und fehlender Schienen eine zweipolige Oberleitung verwenden. Ebenso haben sehr frühe Trambahnen ebenfalls eine zweipolige Oberleitung verwendet, da die Rückleitung über die Schiene erst später eingeführt wurde.

Bei früheren Versuchsfahrten mit Drehstrom-Lokomotiven wurden dreipolige Dreiphasen-Fahrleitungen mit Seitenschleifern verwendet. Dieser an sich sehr günstige Antrieb konnte damals nicht weitergeführt werden, weil diese Fahrleitung keinen Einsatz über Eisenbahnweichen und Eisenbahnkreuzungen zuläßt. Einige Zahnradbahnen in der Schweiz (Jungfraubahn, Gornergrat-Bahn) sind jedoch nach wie vor mit Drehstrom betrieben, dort ist jedoch die Oberleitung nur zweipolig, als dritter Pol dient die Schiene. Diese Art der Oberleitung war bis 1976 ebenso in Norditalien verbreitet (z.B. italienischer Teil der Brennerstrecke).

Drehstrombetriebene Lokomotiven erzeugen ihren Motorantriebsstrom heute mit bordeigenen Umrichtern aus dem einphasigen Fahrleitungsstrom.

Verwandte Systeme

Stromschienen haben den gleichen Zweck wie Oberleitungen, werden jedoch meist neben dem Gleis montiert. Sie werden vor allem bei niedrigeren Spannungen und dadurch bedingten höherem Stromfluss und dem erforderlichen größeren Leiterquerschnitt eingesetzt, oder bei Strecken, auf denen wegen Lawinengefahr die Aufstellung von Fahleitungsmasten ungünstig erscheint (Beispiel: Strecke Martigny (CH) - St. Gervais (F)).




     
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