Gleichstrom bei Fernbahnen?
Wenn man sich in das Thema ein bisschen einliest, findet man sehr viele Argumente dafür, Ferneisenbahnen mit großen Spannungen und Wechselstrom zu elektrifizieren (meist 15.000 oder 25.000 Volt), womit z.B. in Deutschland, Österreich, Schweiz, Schweden, Dänemark und noch anderen Ländern alle Fernzüge betrieben werden.
Die Abstände zwischen den Stromversorgungsstellen können wesentlich größer sein, der Fahrdraht kann dünner und damit leichter sein, weil bei gleicher Leistungsaufnahme die Stromstärke bei hohen Spannungen deutlich geringer ist. Das spart zum einen Material, zum anderen ist es wohl wesentlich günstiger für die Schwingungen des Fahrdrahts, die im Hochgeschwindigkeitsverkehr durch den Stromabnehmer entstehen.
Aus diesem Grund haben mehrere Länder, die eigentlich Eisenbahnen mit Gleichstromversorgung haben, ihre Hochgeschwindigkeitsstrecken mit 25 kV 50 Hz Wechselstrom elektrifiziert (z.B. Spanien, Frankreich, Italien), was ja aufwändig ist. Alle Züge, die sowohl im Bestandsnetz, als auch im Hochgeschwindigkeitsnetz fahren müssen, müssen Mehrsystemantrieb haben.
Der Gleichstrombetrieb von Ferneisenbahnen muss aber auch Vorteile haben, sonst gäbe es ihn ja nicht in so vielen Ländern. In Tschechien, Polen, den Niederlanden und vielen weiteren Ländern fahren fast alle Fernzüge mit Gleichstrom.
Welches sind die Vorteile?
2 Antworten
Wechselstrom bei Leitungen hat den Nachteil, dass auch im lastfreien Betrieb, d.h. die Leitung steht nur unter Spannung, die Transportverluste mit steigender Leitungslänge sich erhöhen. Es bilden sich kapazitive und induktive Blindwiderstände bzw. entstehen Blindströme. Je länger die Leitung, umso größer diese Ströme, die nicht in Arbeit umgesetzt werden können und die Versorgung belasten.
Gleichstrom (idealisiert) hat eine Frequenz von 0 Hz. Blindwiderstände hingegen sind abhängig von der Frequenz. Ist diese Null, dann sind auch die Blindwiderstände Null, sodass diese Art der Verluste bei Gleichstrom nicht auftreten. Das ist der wesentliche Grund, warum sehr lange Versorgungsleitungen von hunderten bis tausenden kilometern, im Gleichstrombetrieb fahren.
Allerdings muss dafür die Spannung auf sehr hohe Werte transformiert werden und das ist bei Gleichstrom wesentlich aufwändiger, komplizierter und teurer als bei Wechselstrom, weshalb sich allein aus diesen Gründen insbesondere für kurze bis mittlere Längen der Transport über Wechselstrom mehr rentiert.
Wikipedia sagt:
Wegen der technisch anspruchslosen Regelbarkeit und des hohen Stillstandsdrehmoments erwies sich der Gleichstrom-Reihenschlussmotor als idealer Antrieb für Schienenfahrzeuge.
Die meisten E-Loks laufen heute allerdings mit Drehstrom.
Für die ~ und = Netze der einzelnen Bahnen sind dementsprechende Umrichter und Transformatoren eingebaut.