Oberleitung-Temperatur

#1 von Hadasch , 12.08.2023 17:31

Hallo
Frage an die Runde der Experten.
Was ist der Flaschenhals bei den bedeutenden Gebirgsstrecken Europas?
Sofern nicht untertunnelt.
Meines Wissens ist die Oberleitung-Temperatur oder die Durchlässigkeit der Strecke von der Signalanlage und Blockabschnitten das Thema.
Letzteres ist eh klar, doch wie sieht es mit der Grenztemperatur aus?
Ist das für andere Strecken auch schon ein Thema in Europa?
LG
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RE: Oberleitung-Temperatur

#2 von supermoee , 13.08.2023 09:10

Hallo

Ich verstehe die Frage nicht wirklich. Was hat die Temperatur der Oberleitung mit der Verkehrsdichte zu tun? Klar, die Oberleitung hat einen Querschnitt und dadurch kann maximal ein gewisser Strom durchfliessen, aber dafür ist sie auch dimensioniert.
Der Flaschenhals bei Bergstrecken ist die Steigung und die Streckenführung. Die Züge können nicht beliebig lang werden, weil es leistungsmässig die Lok nicht schafft und die Kupplungen ihre maximale Belastung erreichen. Klar kann man Nachschieben, das aber auch nicht beliebig. Irgendwann erreicht die Physik auch ihre Grenzen. Und durch die engen Radien ist auch nicht jede beliebige Geschwindigkeit möglich. Was bergab dann das Thema ist, ist die Belastung der Bremsen. Der Zug muss auch sicher zum stehen kommen, ohne Überhitzung der Bremsen, Bildung von Fachstellen usw.

Gruss

Stephan


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zuletzt bearbeitet 13.08.2023 | Top

RE: Oberleitung-Temperatur

#3 von Petz1 , 13.08.2023 09:54

Zitat von supermoee im Beitrag #2
Ich verstehe die Frage nicht wirklich. Was hat die Temperatur der Oberleitung mit der Verkehrsdichte zu tun?
Ich finde die Frage ebenfalls völlig irritierend weil für mich nicht nachvollziehbar ist wie man überhaupt auf so nen Gedanken kommen kann. Einerseits sind die von Oberleitungen erreichbaren Temperaturen bei normaler Dimensionierung um Lichtjahre von der Schmelztemperatur entfernt und thermisch bedingte Längenänderungen kompensiert bekanntlich die Abspannung; andererseits dürfte es dann z. B. in Äquatorialgebieten gar keine oberleitungsbetriebenen Züge und nichtmal Stromleitungen geben.


Grüße von Markus

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zuletzt bearbeitet 13.08.2023 | Top

RE: Oberleitung-Temperatur

#4 von Michael Knop , 13.08.2023 10:23

Zitat von Petz1 im Beitrag #3
Zitat von supermoee im Beitrag #2
Ich verstehe die Frage nicht wirklich. Was hat die Temperatur der Oberleitung mit der Verkehrsdichte zu tun?
Ich finde die Frage ebenfalls völlig irritierend weil für mich nicht nachvollziehbar ist wie man überhaupt auf so nen Gedanken kommen kann. Einerseits sind die von Oberleitungen erreichbaren Temperaturen bei normaler Dimensionierung um Lichtjahre von der Schmelztemperatur entfernt und thermisch bedingte Längenänderungen kompensiert bekanntlich die Abspannung; andererseits dürfte es dann z. B. in Äquatorialgebieten gar keine oberleitungsbetriebenen Züge und nichtmal Stromleitungen geben.



Hi,

Es geht nicht um die Schmelztemperatur - es geht um die Temperatur, die dauerhaft ertragen werden kann, ohne Veränderungen.

Die wird bei den Kupferwerkstoffen im der Oberleitung im Bereich von 120 bis 150 Grad Celsius liegen. Vielleicht, wenn Kunststoff mit im Spiel ist, sogar unter 80 Grad Celsius.


Dann, ja ich kenne Strecken, die eine Oberleitungstemperaturüberwachung haben, und nicht im Alpenraum liegen: die Malmbanan im Norden Europas (Schweden und Norwegen). Die dort erbrachten Zugleistungen liegen seit Anbeginn (1890er Jahre) weit oberhalb dessen, was wir Mitteleuropäer gewohnt sind.
Zum Beispiel, als die DB mit viel Tamtam in den späten 70er die 5000 Tonnen Erzzüge von HH Hansaport nach Salzgitter mit 2 151 eingeführt hat, wurden in Schweden schon 20 Jahre lang 5400 Tonnen schwere Züge gefahren, und das auf einer Gebirgsstrecke, nicht im Flachland, wie Hamburg-Salzgitter.

Heute fahren dort Züge mit einer Bruttomasse von 10 bis 11 tausend Tonnen, gezogen von Abkömmlingen der traxx Loks (IORE, 6 achsig, 30 Tonnen Achslast, 5400 kw - in Doppeltraktion).

In einem Speiseabschnitt der Oberleitung dürfen maximal 3 (an)fahrende Züge sein, ansonsten wird die Oberleitung geschädigt.




Viele Grüße, Michael


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RE: Oberleitung-Temperatur

#5 von Remo Suriani , 13.08.2023 10:28

Hallo zusammen,

die Frage ist nicht so absurd wie sie klingt.

Für Strecken gibt es eine sogenannte Oberstrombegrenzung, also das Maximum, was ein Zug gleichzeitig aus der Oberleitung ziehen darf, bezogen auf alle angetriebenen Fahrzeuge im Zug. Typische Werte zumindest in Deutschland sind 600 oder 900A.

Gerade 600A führt in der Regel dazu, dass Mehrfachtraktionen, wie man sie auf Bergstrecken häufig findet, nicht mit voller Anfahrzugkraft anfahren dürfen, sondern auf vielleicht auf 80% begrenzt sind (völlig willkürlich von mir genannter Wert).
Und diese Oberstrombregenzung berücksichtigt unter anderem auch die Thermische Belastung (wobei der Hauptaspekt eher Kurzschlussfestigkeit von Bauteilen oder ähnliches sind). Es spielt wohl die Abkühlzeit des Fahrdrahtes eine Rolle. Es könnte also rein theoretisch Passieren, dass bei einer deutlichen Steigerung de Betriebsprogramm das Oberstromlimit gesenkt werden müsste. Da ist mir aber auch zumindest in Deutschland kein Fall bekannt. Es kommt aber wohl vor, dass Züge ihr Potential nicht voll ausreißen konnten.

Hierzu aus Wikipedia

Zitat
Da zulässige Oberströme in der Regel über der Dauerstromtragfähigkeit der Oberleitung liegen, liegt die Oberstrombegrenzung für Güterzüge in der Regel unterhalb derer von Reisezügen. Während (schnelle und gut beschleunigende) Reisezüge die Oberleitung nur kurzzeitig elektrisch überbelasten, kommt es zu keiner thermischen Überbelastung. Langsamer beschleunigende Güterzüge belasten hingegen die Fahrleitungsanlage länger, womit die thermische Grenzbelastung wahrscheinlicher erreicht wird.


https://de.wikipedia.org/wiki/Oberstrombegrenzung

In der Praxis, um auf Hadasch Punkt zu kommen, gibt es da aber kein konkretes Temperaturlimit, was die Anzahl der Züge begrenzt. Aber wenn die Oberleitung eben nicht ausreichend für das heutige Anforderungsprofil dimensioniert ist, kann es bedeuten, dass die Züge mit geringeren Lasten verkehren, weil die Loks eben nicht ihr volles Potential an Leistung abrufen können. Mir ist aber nicht klar, ob das auf den Alpenstrecken überhaupt ein Problem in der Praxis ist, ob ob die Oberleitung dort ausreichend dimensioniert ist.

Tatsächliche Limits sind Blockteilung, Geschwindigkeiten, Abstand der Überholbahnhof, Länge der Überholgleise und natürlich Steigungen


Viele Grüße
Dirk

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RE: Oberleitung-Temperatur

#6 von supermoee , 13.08.2023 10:38

Zitat von Remo Suriani im Beitrag #5
Hallo zusammen,

Gerade 600A führt in der Regel dazu, dass Mehrfachtraktionen, wie man sie auf Bergstrecken häufig findet, nicht mit voller Anfahrzugkraft anfahren dürfen, sondern auf vielleicht auf 80% begrenzt sind (völlig willkürlich von mir genannter Wert).



Hallo

nicht nur. Die Festigkeit der Kupplung trägt auch dazu bei. Wenn eine Doppeltraktion mit voller Zugkraft anfahren würde, würden das die Kupplungen nicht lange mitmachen.

Wie ich oben schrieb, ist ja die Oberleitung für gewissen Ströme dimensioniert. Innerhalb dieser sollte es kein Problem darstellen. In Italien, wo die Hochgeschwindigkeit teilweise noch mit 3000V Gleichstrom betrieben wird, zieht ein einzelner Hochgeschwindigkeitszug alleine schon bis 2000A von der Leitung. Daher ist die Dichte der Unterstationen und folglich der Stromeinspeisepunkte bzw. Abschnitte entsprechend hoch. Eine Frage der Dimensionierung der Anlagen.

Gruss

Stephan


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zuletzt bearbeitet 13.08.2023 | Top

RE: Oberleitung-Temperatur

#7 von Tom_B82 , 13.08.2023 12:03

Mal als Beispiel: eine Vectron alleine hat eine Anfahrzugkraft von mindenstens 300kn. Eine Doppeltraktion hätte somit 600kn. Die Schraubkupplung hat meines Wissens eine max. Belastbarkeit von 450kn, welche beachtet werden muss, wenn man nicht böse Überraschungen haben will.


Gruß Tom

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RE: Oberleitung-Temperatur

#8 von sbbfan , 13.08.2023 12:26

Das Thema ist nicht ganz ohne...
In die Fahrleitung kann eine bestimmte Leisting eingespeist werden. Befinden sich in einem Einspeiseabschnitt zu viele Abnehmer kann das System nicht mehr an jeden Verbraucher die maximale Leistung abgeben. An der Übertragungsstelle erwärmt sich die Fahrleitung, dadurch erhöht sich der Innenwiderstand der Fahrleitung. Deshalb sollten bei Mehrfachtraktionen immer die am weitesten voneinander entfernten Phatos an Fahrdraht anliegen.
In Gleichstromnetzen ist das aber wesentlich kritischer da dort mit einer viel niedrigeren Spannung gefahren wird. Dies muss für die gleiche Leistung mit der Stromstärke kompensiert werden.
Im 15kV 16 2/3 Herz Netz zieht ein Triebfahrzeug so zwischen 600 - 900 A aus dem Netz, eine FS Lok gönnt sich aus der 3.000V Gleichstromleitung schon mal gerne 2.000A und da spielen dann diese physikalischen Einflüsse schon eine ganz andere Rolle.


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RE: Oberleitung-Temperatur

#9 von Hadasch , 13.08.2023 14:17

Hallo
Danke mal für Rückmeldungen.
Am Semmering in Niederösterreich haben wir das Thema.
Das ist aus Aussagen vom diensthabenden Personal her mir bekannt.
Von dort kenne ich auxh die Aussage, dass die maximale Temperatur das Limit ist. Das war noch die vor Vectron Zeit. Also Zeiten der 1042 und 1044.
Nun, da führt ja die Entwicklung noch so starker E-Loks die Sache irgendwie ad absurdum.
Auf der einen Seite die Schiene mit Radius von 180m , Achsdruck wegen der Bauwerke beschränkt (Viadukte aus Stein), und die Oberleitung.
Fix ist, dass trotz Tunnel viele Güterzüge diese Strecke benutzen müssen. Alle offenen Wagen, eventuell auch Wagen mit feuergefährlichen Gütern, alle Züge die nicht in die Lücke zwischen Schnellzüge reinkommen wegen der langen Beschleunigungsstrecke auf der Rampe.
Das Tunnelportal liegt sehr hoch (kurzer Tunnel = billiger) aber beidseitig zu lange Rampen und zu lange Beschleunigungsstrecke für Güterzüge.
Gebirgssstrecken haben ihre eigenen Gesetzmäßigkeiten.
LG
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RE: Oberleitung-Temperatur

#10 von JoWild , 13.08.2023 15:28

Hallo
Über den Leitungswiderstand ergibt sich bei Stromabnahme durch Loks eine entsprechende Erwärmung der Leiter. Zusammen mit der Umgebungstemperatur und Windbedingungen ergibt sich damit eine Temperatur am Leiter.
Die durch die Erwärmung auftretende Leiterlänge muss durch die Spannwerke der Leitung aufgenommen werden.
Es ergeben sich damit eeinige Grenzen - z.B.:
- abgenommene Leistung im Einspeiseabschnitt
- Auslegungsgrenze der Spannwerke bezüglich der Längendehnung (- 30°c bis 70°C bei einer Dauerstrombelastung von je nach Ausführung 560 A bis 670 A, bei der neueren Leitungsbauform "Re 330 - 30°C bis 80°C bei einer Dauerstrombelastung von 810 A)

Würden die Leitungen also zu heiß, wäre die Spannung nicht mehr gegeben mit den entsprechenden Folgen für das System.

Es ergeben sich also Leistungsgrenzen für die Lokomotiven in einem Einspeißeabschnitt auch abhängig von der aktuellen Umgebungstemperatur und der verbauten Oberleitungsgeneration. Bei der modernen RE 330 wären das also max. etwa 12000 kW Lok-Leistung, bei den älteren entsprechend weniger.

Quellen unter anderem :
Lothar Fendrich; Wolfgang Fengler
(Hrsg.)
Handbuch
Eisenbahninfrastruktur
3., überarbeitete und aktualisierte Auflage
ISBN 978-3-662-56061-7

Hallo Hadasch,
du solltest bezüglich der Trassierung bedenken zu welcher Zeit die Semmering-Strecke gebaut wurde. Da war die Bewertung Tunnel zu Rampe noch ganz anders als heute.


Ich wünsche allen Freude an ihrer Modellbahn
Joachim


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RE: Oberleitung-Temperatur

#11 von silv1971 , 13.08.2023 15:52

Hallo zusammen,

Zitat von Remo Suriani im Beitrag #5
Es könnte also rein theoretisch Passieren, dass bei einer deutlichen Steigerung de Betriebsprogramm das Oberstromlimit gesenkt werden müsste. Da ist mir aber auch zumindest in Deutschland kein Fall bekannt. Es kommt aber wohl vor, dass Züge ihr Potential nicht voll ausreißen konnten.


an die Grenze der Strombelastung kam auf jeden Fall die Strecke durch den Pfälzer Wald von Ludwigshafen nach Saarbrücken. Diese Strecke steigt ab Neustadt/Weinstr stark an.
Bei Sperrung der Moselstrecke durch Bauarbeiten oÄ wurden auch die 5000t Erzbomber nach Dillingen/Saar über Lu - Sbr umgeleitet. Nicht nur die DT 151 (und später die DT 189) vorne waren an der Leiszungsgrenze, sondern die auf dieser Strecke auch notwendige Schublok ab Worms (ebenfalls BR 151 oder BR 189 mit AK) zogen massiv Strom aus der Oberleitung. Wenn zwei Erzbomber wegen Verspätung kanpp hintereinander in Worms ankamen ließ DB Netze den zweiten erst fahren, nachdem der erste den Scheitelpunkt kurz vor Kaiserslautern erreicht hatte. Sonst hätten die Überstromsicherungen der OL-Versorgung ausgelöst und die Oberleitung abgeschaltet.


Viele Grüße
Silvio

Ebrueck - Hafenbahnhof als Verbindung zwischen DR und DB


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