Warum springt der Bahnstom nicht auf den Zug?
In der Hochspannung der Bahn fliessen 15kV. Es heisst zudem der Mensch soll 1,5m Sicherheitsabstand zur Hochspannung halten. Aber wieso ist es nie vorgekommen, dass der Strom auf den Zugwagon springt? Immerhin liegen zwischen Doppelstockwagen des RE und der Hochspannung keine 50cm Abstand. Vorallem wenn es extrem regnet und der Zug still steht tropft das Wasser auf das Dach und es könnte sich doch sogar ein kompletter Wasserstrom von Leitung bis Dach bilden.
Also wieso springt der Strom nie auf den Zugwagon, selbst bei extremen Regen nicht?
7 Antworten
Die Oberleitung der Bahn steht unter einen Spannung von 15 kV (da fließt erst einmal nichts).
Das Wagendach hat keine vorstehenden, ausgeprägten Spitzen, die Hände und Kopf aber darstellen würden. An Potentialspitzen kommt es aber zu Feldverdichtungen und damit zu einer schnelleren Ionisierung der Luft, was einen schnelleren Überschlag bewirken würde.
Ionisierung ist auch das Stichwort für das Wetter. Das Wasser hat beim Abtropfen meist keine Zeit, ausreichend zu dissoziieren bzw. zu ionisieren, um einen Blitzkanal zu bilden. Schau Dir nur Gewitter an! Die Regendichte wird von der Wolke bewirkt, steht aber in keinem direkten Zusammenhang mit Blitzüberschlägen. Letztere sind bei stark eingegrenzten Regenbereichen sogar noch außerhalb des Niederschlagsbereiches noch übler! Denn: Trockene Luft ionisiert besser.
Zudem bewirkt ein Überschlag auf einen Menschen eine direkte Tötung, Amputation oder großflächige Verbrennung. Auf einem Wagendach würde der Strom sofort zur Erdung abgeleitet und kaum Spuren hinterlassen. Ein Schutz des Wagendaches ist also weitaus geringer zu bewerten als der Schutz eines Menschen, was viel höhere Sicherheitsabstände impliziert. Und übrigens: Für Arbeiten an eingeschalteten Leitungen im Nachbarabschnitt gelten kürzere Abstände (1 m).
Die Durchschlagfestigkeit von Luft liegt bei etwa 1kV/mm, also würden bereits wenige Zentimeter reichen, damit kein Lichtbogen entsteht. Die kritischste Situation wäre auch nicht Regen, sondern ein heißer, trockener Hochsommertag - denn dann ist die Luft bereits leicht ionisiert und es kommt viel leichter zu Funken-Überschlägen.
Die 1,50m Sicherheitsabstand für einen Menschen sind also erst mal recht reichlich gewählt. Es gibt jedoch für Menschen ein anderes "Problem" - sie sind ziemlich empfindlich, was Strom angeht - bei der Spannung reicht bereits ein sehr kurzer Schlag, um bösartige Folgen zu haben. Außerdem bewegen sie sich und können somit der Gefahrenquelle noch näher kommen. Es ist auch nicht mal ein direkter Lichtbogen/Blitz nötig, auch Teilentladungen aufgrund hoher Feldstärken können sehr gefährlich für Menschen sein. Falls wirklich mal ein kurzer Blitz auf das Zugdach überspringen würde, wäre das kein Problem - da ein Waggon aus Blech ist, wird die Energie einfach abgeleitet.
16 cm reichen:
Hier siehst du die 15'000 Volt Hochspannungsleitung, das orange Rohr, dass zum Hauptschalter rechts führt, das sich innerhalb der geerdeten Verschalung der Rangierlok befindet:
Das funktionierte Jahrzehntelang und auch heute noch einwandfrei.
Bei der Fahrleitung geht man ein wenig weiter:
Hier siehst du einen Isolator der Fahrleitung der NBS in der Schweiz:
https://www.flickr.com/gp/r_walther/c80Shj
Und hier von der BLS:
https://www.flickr.com/gp/r_walther/5m8g4U
Da ist man auf ca 30 cm.
Das ist nun der technische Teil.
Nun kommt der Menschliche: Je nach Wetter und anderen Parameterm, Spitzen Gewitter etc. kann ein Ueberschlag auch wesentlich grössere Distanzen überbrücken.
Im Gegensatz zu einer geerdeten und verschalten Kapsel, wie bei der Rangierlok, oder bei der Fahrleitung, wo man einen seltenen Ueberschlag tolerieren kann, denn meistens passiert nicht viel, muss man beim Menschen wesentlich grössere Sicherheit haben. Daher sind die Abstände wesentlich vergrössert, und es wird unterschieden zwischen Anlagen, die nur von Fachpersonal begangen werden und die die dem Publikum zugänglich sind.
Guggsch hier:
Ab Seite 30 sind die Masse angegeben.
Bei 15 KV Fahrleitungen geht man von 2.5 Metern aus.
In der Hochspannung der Bahn fliessen 15kV
Spannung, Volt fließen nicht, das macht der Strom. Spannung ist ein Zustand der den Strom antreibt.
Weil der Stromabnehmer auf Stützisolatoren steht.
Weg 1: Über die vorgesehene Strecke bei kleinem Widerstand (< 100 Ohm)
Weg 2: Am Isolator vorbei durch die schlecht leitende Luft. Selbst Wasser hat im Verhältnis einen großen Widerstand.
Man sagt bei Luft die Durchschlagsfestigkeit liegt bei 0.3 kV je mm, oder umgekehrt, bei 25KV bei der Bahn reichen also beeits 10cm Luftstrecke als "Isolator" aus. In der Praxis wird mit c.a. 30cm Isolatoren gestützt.