Text-Bild-Ansicht Band 318

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DINGLERS
POLYTECHNISCHES JOURNAL.

84. Jahrg., Bd. 318, Heft 39. Berlin, 26. September 1903.

Textabbildung Bd. 318, Hefttitelillustration

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Der elektrische Vollbahnbetrieb unter besonderer Berücksichtigung neuerer Einphasen-Wechselstromsysteme.1)

Von Kurt Perlewitz.

Nachdem die vorhandenen Strassenbahnen zum weitaus grössten Teil für den elektrischen Betrieb umgewandelt worden sind und die Vorteile dieser neuen Betriebsart allerseits Anerkennung gefunden haben, streben die Elektrotechniker jetzt danach, auch Dampfbahnen elektrisch auszurüsten; denn die Möglichkeit, kurze, elektrische Züge in kleinen Zeitabständen anstelle langer Dampfzüge, in grossen Abständen verkehren zu lassen, würde für das reisende Publikum eine grosse Annehmlichkeit bedeuten.

Bei Vorortbahnen geringer Ausdehnung sind gleiche oder ähnliche Grundsätze massgebend wie bei Strassenbahnen. Die elektrischen Züge setzen sich aus mehreren, den Strassenbahnwagen ähnlichen Fahrzeugen zusammen, von denen einige oder auch alle Triebwagen sind; zwischen den Triebwagen können auch Beiwagen laufen. Alle Triebwagen sind mit Stromabnehmern ausgerüstet und werden von dem Führerstand aus am Kopfende des Zuges gesteuert. Die Stromzuführung kann auch hier durch die bei Strassenbahnen üblichen Mittel (Oberleitung oder Oberflächkontakte) erfolgen; meist wird indessen, wenn ein eigener Bahnkörper vorhanden ist, eine im Streckenniveau verlegte fortlaufende Stromzuführungsschiene verwendet, welche sich billiger stellt als eine oberirdische Arbeitsleitung und gleichzeitig grössere Stromstärken zu führen imstande ist. Da Vorortbahnen im allgemeinen nun keine grossen Streckenlängen besitzen, so kommt man mit einem Gleichstrom-Verteilungssystem aus, wobei die Stromschiene an mehreren Stellen durch Speisekabel an das Kraftwerk angeschlossen ist.

Bei Vollbahnen grösserer Ausdehnung ist ein solches Energie-Verteilungssystem indessen nicht mehr ausreichend, da erstens die Verluste in den Leitungen zu grosse Werte annehmen, und die Ausgaben für das erforderliche Leitungsmaterial so hoch ausfallen würden, dass ein rationeller Betrieb und eine Konkurrenz mit dem Dampfbetrieb nicht zu erreichen wären.

Seit langer Zeit haben sich daher die Bahntechniker mit der Frage beschäftigt, ein rationelles Energie-Verteilungssystem zu ersinnen. Ein Mittel, welches diesem Ziele schon näher kommt, besteht darin, die Bahnstrecke durch ein Verteilungsnetz mit hochgespanntem Drehstrom zu versorgen, an welches in bestimmten Abständen Unterstationen angeschlossen sind. Diese verwandeln den Drehstrom durch Transformatoren und rotierende Umformer in Gleichstrom. Wenn auch hierdurch die Energieverluste in den Leitungen beträchtlich vermindert werden, so erhöhen die Kosten der Unterstationen, welche nicht ohne Bedienungspersonal arbeiten können, das Anlagekapital und die laufenden Ausgaben dennoch in solchem Masse, dass eine Konkurrenz mit dem Dampfbetrieb nichtmöglich ist. Die Schwierigkeiten des Gleichstrombetriebes liegen auch darin, dass die Motoren infolge ihrer Kollektoren sorgfältiger Wartung bedürfen, und dass bei schweren Zügen, besonders wenn sie, wie z.B. bei Güterzügen von einer Lokomotive gezogen werden müssen, zu starke Ströme zu handhaben sind. Der reine Wechselstrombetrieb erschien daher weit bessere Erfolge zu versprechen.

Unter den bisher bekannten Wechselstrommotoren waren nur Drehstrommotoren für den vorliegen den Zweck verwendbar, da nur diese das beim Anlaufen unter Belastung bezw. Ueberlastung erforderliche Drehmoment zu entwickeln imstande waren. Einphasige Wechselstrommotoren unter starker Ueberlastung anlaufen zu lassen, war bisher nicht gelungen. Die Verwendung von Drehstrommotoren auf den Zügen bedingt nun aber mindestens zwei von einander isolierte Kontaktleitungen und erhöht hierdurch sowie durch die komplizierteren Stromzuführungsvorrichtungen die Kosten der Anlage, während die Uebersichtlichkeit gleichzeitig darunter leidet.

Mit Drehstrom ausgerüstete Bahnen lassen sich in nachstehende Hauptgruppen einteilen:

1. Hochspannungsfernleitung (3000-50000 Volt) mit Drehstrom-Gleichstrom-Umformerstationen längs der Strecke; Arbeitsleitung und Motoren führen Gleichstrom. Beispiele: Vorortbahn Paris-Versailles, Pariser Stadtbahn und zahlreiche Bahnlinien in Nord-Amerika.

2. Hochspannungsfernleitung wie unter 1 mit Transformatorenstationen längs der Strecke; Arbeitsleitung und Motoren führen Drehstrom verhältnismässig niederer Spannung (500-1000 Volt). Beispiel: Elektrische Bahn Burgdorf- Thun in der Schweiz.

3. Hochspannungsfernleitung (20000-50000 Volt) mit Transformatorenstationen längs der Strecke; Arbeitsleitung führt Drehstrom hoher Spannung (3000-10000 Volt); auf den Fahrzeugen wird die Spannung durch Transformatoren weiter herabgesetzt, so dass die Motoren unter Niederspannung (200-500 Volt) arbeiten.

4. Hochspannungsfernleitung, wie unter 3, mit Transformatorenstationen längs der Strecke; Arbeitsleitung und Motoren für Drehstrom hoher Spannung (3000-10000 Volt). Beispiel: Valtellina-Bahn in Oberitalien und andere.

Bei 3 und 4 kann auch die Arbeitsleitung direkt an ein Drehstromnetz mit 3000-15000 Volt angeschlossen werden, wie dies z.B. auf der Schnellbahn-Versuchsstrecke Marienfelde-Zossen der Fall war.

Bei der Benutzung des einphasigen Wechselstromes für den elektrischen Bahnbetrieb sind nahezu dieselben Verteilungssysteme zu unterscheiden, wie bei Drehstrom. Die oben unter 1 verwendeten Umformerstationen werden allerdings selten und nur da zur Anwendung kommen, wo ein Einphasen-Wechselstromnetz bereits vorhanden ist, und selbst in diesem Falle wird man es vorziehen, durch entsprechende

1)

Unter teilweiser Benutzung von Arbeiten, welche in der Elektrotechnischen Zeitschrift der „Electrical World and Engineer“ und in den „Transactions of the American Institute of Electrical Engineers“ veröffentlicht wurden.