Warum kann man gefahrlos ne Schiene berührn,obwohl der Strom darüber zurück zum Werk geleitet wird?
Wenn man im Internet recherchiert, wie der Stromkreis von Bahnen die mit Oberleitung fahren, funktioniert, findet man rasch die Antwort, dass der Strom über die Schienen abgeleitet wird.
Warum ist dann aber gefährlich wenn ich (gleichzeitiger Bodenkontakt vorausgesetzt) die Oberleitung berühre, nicht aber, wenn ich die (den Strom rückführende) Schiene berühre?
Wo liegt der Unterschied?
8 Antworten
Da aber die Gleise direkt und/oder induktiv mit dem Erdreich verbunden sind und auch die Speisequellen geerdet sind, fließt ein kleinerer oder größerer Anteil des Rückstroms auch über das Erdreich
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Rückstrom_(Eisenbahn)
Werden bei elektrisch betriebenen Bahnen die Fahrschienen als Stromrückleitung verwendet, entsteht zwischen den Schienen und der Erde eine Potentialdifferenz. Diese Spannung kann ganz oder teilweise von Personen abgegriffen werden. Die Höhe des Schienenpotentials ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Je nach Längswiderstand der Rückleitung, Höhe des Betriebsstromes, Unterwerksabstand und Fahrbetrieb in den angrenzenden Strecken kann das Schienenpotential auch unzulässig hohe Werte erreichen. Zum Schutz vor diesem unzulässig hohem Schienenpotential wird die Bahnerdung angewandt.[2]
Weil die Bahnschiene das gleiche elektrische Potential aufweist wie die Erde, d.h. die Schiene ist geerdet, sie führt keine Spannung gegen Erde. Wenn Du mit Bodenkontakt die Oberleitung anfasst, fließt ein tödlicher Strom von der Oberleitung über Deinen Körper, über die Erde zur Schiene. Für Deine körperliche Befindlichkeit und Unversehrtheit kommt es allein auf den Strom in Deinem Körper an, und nicht auf einen Strom, der irgendwo anders fließt.
Das Gleis ist eine Masseleitung und angesichts seiner Stahldicke ein sehr guter Leiter. Wenn du diese Masseleitung berührst, dann bist du auf diesem Stück zwar ein zusätzlicher Leiter, aber sehr hochohmig, während das Gleis sehr niederohmig ist. Durch dich fliest dadurch ein zu vernachlässigender Strom, während über 99,9% durch das Gleis abgeleitet werden.
Berührst du jedoch die Oberleitung, dann erdest du den Strom und wirst dadurch neben den Lokomotiven zu einem weiteren Verbraucher. Diese sind ebenfalls hochohmig, wodurch sich noch genug Strom den Weg durch deinen Körper nehmen würde. Um dies zu vermeiden, müsste man die Oberleitung zumindest annähernd kurzschließen.
Mathematisch lässt sich alles mit den Formeln nachvollziehen, mit denen man die elektrischen Größen an parallel geschalteten Widerständen ausrechnet. Hat nun ein Widerstand Megaohm und ein anderer nur ein Ohm, dann wirst du bei der Rechnung feststellen, dass der Strom den Weg durch den Megaohm-Widerstand fast überhaupt nicht nutzt.
Der wesentliche Grund dafür, dass man die Schienen gefahrlos berühren kann, ist, dass sie geerdet sind - vielleicht hast du das aber mit "Das Gleis ist eine Masseleitung" gemeint :)
sehr schön gesagt... fehlt noch die Info, dass es zuhause nicht anders ist, da ist der Neutralleiter (Nulleiter) ja auch mit dem Stromnetz verbunden.
die beiden genannten Namen hat der Leiter übrigens daher, dass er zur Erde elektrisch (nahezu) neutral ist bzw. eine Spannung zur erde von praktisch 0 volt hat...
lg, anna
Das Verhältnis 99,9:0,1 war auch eher beispielhaft gemeint. Die genauen Zahlen kenne ich nicht.
Die Schienen müssen natürlich leitfähig sein, um als Masseleiter überhaupt zu taugen. Vorausgesetzt, sie hätten einen größeren Eigenwiderstand als der Körper, dann könnte sich aber der Strom durch den Körper auf dem Stück, wo er anliegt, tatsächlich besser ableiten. Aber das eh nur in der Theorie. Das wäre für die Stromversorgung der Bahn völliger Humbug, da so das Gleis zu einem großen Verbraucher werden würde und die Stromversorgung nicht mehr (sinnvoll) umsetzbar wäre.
Wegen der Frequenz. Eine Bahn wird mit 16,6 Hertz betrieben und eben nicht mit Gleichspannung.
Die Schienen haben das gleiche Potential wie die Umgebung auf der man steht (und das man somit auch selbst hat). Nur wenn es einen Potential-Unterschied zwischen zwei Punkten gibt, kann Strom fließen und dann wird es gefährlich.
Kleines Beispiel: Vögel sitzen auch auf Stromleitungen und sogar auf Leitungen mit Mittelspannung und es passiert ihnen nichts. Gegenüber Luft (die den Vogel umhüllt) hat die Leitung kein Potential, sehr wohl aber gegen die anderen Leitungen und meist auch gegen Erde.
Zwar ein netter Versuch das zu erklären, aber in der Tat ist der springende Punkt der Potentialunterschied und der ist bei einem geerdeten Schienensystem nahezu NULL, da spielt es kaum eine Rolle wie gut leitfähig die Schienen sind.
Abgesehen davon ist die angedeutete Stromaufteilung 99,9 zu 0,1% viel zu hoch gegriffen. Ein ICE 3 mit seinen 8 MW Antriebsleistung verursacht an 15 kV Bahnspannung einen Strom von 533 Ampere. 0,1% davon wären 0,533 Ampere und somit das rund 18 fache dessen, was man einem Menschen als Grenze zumuten kann.