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Elektrische Ausrüstung |
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Wie komplex die elektrische Ausrüstung des Zuges war, lässt sich heute nur noch erahnen. Sie werden aber sehr schnell erkennen, dass viele Kunstgriffe nötig waren um den Zug so zu bauen, dass er in allen beteiligten Ländern eingesetzt werden konnte. Dabei begannen die Probleme schon auf dem Dach des Maschinenwagens. doch lesen Sie selber. Auch der RAe TEE II bezog seine Energie aus der Fahrleitung. Dazu benutzte er einen der auf dem Dach des Maschinenwagens montierten Stromabnehmer. Diese vier Scherenstromabnehmer mussten so nahe beisammen montiert werden, dass der Zug spezielle Modelle erhielt die ineinander montiert wurden so abgekröpft werden mussten. Nur so gelang es überhaupt vier Scherenstromabnehmer auf dem Maschinenwagen zu montieren. Man könnte meinen, dass die Stromabnehmer in Europa alle gleich wären. Dem war jedoch nicht so. Da waren verschiedene Breiten der Schleifstücke vorgeschrieben. Ebenso unterschiedlich gestaltete sich die Beschaffenheit der Schleifstücke. Einmal musste es Kohle sein, ein anderes Mal durfte es nur Aluminium oder Kupfer sein. Auf den TEE-Zügen mussten somit mit vier montierten Stromabnehmern die Bedingungen für 8 Länder erfüllt werden. Scheinbar eine unmögliche Sache. Jeder der vier Stromabnehmer war einem bestimmten Stromsystem und Land zugeordnet worden. Dies war nur dank den unermüdlichen Bestrebungen der SBB möglich geworden. Wobei so durchaus ein Stromabnehmer in mehreren Ländern verwendet werden musste. Alle wurden mit der Dachleitung verbunden und den beiden Hauptschaltern zugeführt. Doch dazu kommen wir später, denn zuerst müssen wir die vier Stromabnehmer einzeln betrachten. Der Stromabnehmer eins wurde mit zwei Wippen mit jeweils zwei Schleifstücken ausgerüstet und hatte somit vier Schleifleisten. Die Breite der Wippe lag bei 1'950 mm und gehörte somit zu den breiten Modellen. Hier kamen Schleifleisten aus Kupfer zum Einbau. Verwendet werden konnte der Stromabnehmer nur auf den mit 1'500 Volt Gleichstrom elektrifizierten Strecken der SNCF. Über dem gleichen Drehgestell wurde auch der zweite Stromabnehmer montiert. Er erhielt nur eine Wippe mit doppelter Schleifleiste aus Kupfer. Die Breite der Wippe lag hier bei 1'450 mm. Verwendet wurde der Stromabnehmer in zwei Ländern mit unterschiedlichen Stromsystemen. So hob der Zug diesen Stromabnehmer bei der FS unter 3000 Volt Gleichstrom und in Frankreich unter 25'000 Volt und 50 Hertz Wechselstrom. Damit hätten wir schon die Hälfte der Stromabnehmer verwendet und erst zwei Länder berücksichtigt. Daran änderte sich mit dem dritten Stromabnehmer auch nicht viel, denn hier kam der einheimische Stromabnehmer mit einer Wippe mit doppelten Schleifleisten aus Aluminium und einer Breite von 1'320 mm zum Aufbau. Auch er war nur für die Schweiz vorgesehen und musste mit Aluminium ausgerüstet werden, da damals in der Schweiz im Winter noch mit Aluminium gefahren wurde. Bleiben noch ein Stromabnehmer und vier Länder mit unterschiedlichen Stromsystemen. Ausgerüstet wurde dieser Stromabnehmer wieder mit zwei Wippen mit jeweils zwei Schleifleisten aus Kohle. Die Breite lag mit 1'950 mm auf dem Wert des ersten Stromabnehmers. Diese waren sich in allen Punkten gleich, wobei sich nur die Bestückung mit den Schleifleisten unterschied. Daher konnte der Stromabnehmer eins als Ersatz verwendet werden. Befahren wurden mit dem Stromabnehmer vier, die Länder Deutschland, Österreich, Belgien und die Niederlanden. Dabei kamen sowohl Gleichstrom, als auch der Wechselstrom über diesen Stromabnehmer auf das Fahrzeug. Die einzige nicht übertragene Spannung waren die 25'000 Volt aus Frankreich, da dort eine schmale Wippe vorgeschrieben war. Mit Ausnützung der vorhandenen Toleranzen war es somit möglich mit dem Zug in ganz Europa zu fahren. Die vom Fahrdraht bezogene Spannung wurde über die gemeinsame Dachleitung den beiden Hauptschaltern zugeführt. Diese hatten die Aufgabe, das Fahrzeug unter den zugehörigen Stromsystemen sicher zu trennen. Ein Hauptschalter besorgte die sichere Trennung des Fahrzeuges unter Wechselstrom mit verschiedenen Spannungen. Der zweite Hauptschalter übernahm jedoch diese Aufgabe unter Gleichstrom. Da es keine Schnellschalter für Gleichstrom gab, die 25'000 Volt sicher isolieren konnten, musste eine zusätzliche Schaltung vorgesehen werden, die den Hauptschalter beim Betrieb unter Wechselstrom erdete und von der Dachleitung trennte. Nur so war es möglich einen passenden Hauptschalter für Gleichstrom zu verwenden. Den weiteren Weg hing vom verwendeten Hauptschalter ab. Beginnen werde ich mit dem Hauptschalter für Wechselstrom. Bei den Wechselstromsystemen führte der Weg zuerst zu dem Transformator. Dieser konnte sowohl bei 16 2/3 Hertz als auch bei 50 Hz betrieben werden. Der Transformator war mit mehreren Anzapfungen versehen, wobei bei 15 kV oder 25 kV unterschiedliche Anzapfungen benutzt wurden. Der Transformator wurde nur unter Wechselstrom benötigt um die hohen Spannungen auf die im Fahrzeug verwendeten Werte zu reduzieren. Diese sekundäre Spannung lag bei maximal 1'500 Volt. Der Transformator hatte in den beiden Stromsystemen unterschiedliche Leistungen. Dabei fiel die Leistung in mit 25'000 Volt und 50 Hertz betriebenen Netzen leicht ab. Da aber die grössten Steigungen so oder so in 15'000 Volt Netzen zu suchen waren, konnte man damit gut leben. Der Transformator wurde mit Transformatoröl gekühlt und isoliert. Dieses Öl wurde durch eine Ölpumpe den Ölkühlern zugeführt und dort gekühlt, danach konnte das Öl wieder in den Transformator zurück geleitet werden. Die Ölkühlung hatte sich bei den Transformatoren durchgesetzt und war hier nötig um beim Transformator möglichst viel Gewicht zu sparen. Die Spannung wurde danach in der Hüpfersteuerung mit 34 Fahrstufen reguliert. Im ersten Teil der Anfahrt waren die Widerstandsstufen eingeschaltet, die wir beim Betrieb unter Gleichstrom noch genauer kennen lernen werden. Durch die Benutzung der Widerstände entstanden keine zu grossen Verluste. Jedoch konnte der Zug so seidenweich anfahren, was den Komfort zusätzlich erhöhte. Danach lief die Hüpfersteuerung auf den Anzapfungen des Transformators und den nachgeschalteten Gleichrichter. Statt der bei normalen Wechselstromlokomotiven verwendeten Überschaltdrosselspulen mussten zum Schutz der Gleichrichter Überschaltwiderstände verwendet werden. Die Gleichrichtung wurde nötig, weil wegen den Gleichstromsystemen Wellenstrommotoren eingebaut werden mussten. Wurde der zweite Hauptschalter für Gleichstrom eingeschaltet, wurden der Transformator und die nachgeschalteten Gleichrichter überbrückt. Die Spannung wurde also gleich der Hüpfersteuerung zugeführt, wobei hier nun eine andere Lösung gewählt wurde, die sich vom Betrieb unter Wechselstrom unterschied. Daher lohnt sich eine genaue Betrachtung auch unter Gleichstrom. Bei Gleichstrom wurden die Fahrmotoren mit 750 oder 1'500 Volt betrieben. Somit standen eigentlich schon zwei Stufen zur Verfügung, das reichte aber noch nicht um eine optimale Fahrt zu ermöglichen. Daher wurden diverse Schaltungen vorgesehen. Dabei müssen aber nur die ersten 17 Fahrstufen erklärt werden, denn die Schaltungen wiederholten sich bei 750 und 1'500 Volt. Bei den Stufen 1 bis 12 wurden bei 750 Volt die 12 Widerstandstufen geschaltet. Danach konnte der Motor in der Stufe 13 unter der vollen Spannung von 750 Volt betrieben werden. Die Stufen 14 bis 17 arbeiteten dann mit den Feldschwächungsstufen. Danach wurden für die Stufe 18 die Fahrmotoren neu gruppiert, so dass sie nun an 1'500 Volt anlagen. Die Schaltung verlief nun analog, beginnend mit den Widerständen, weiter. Es ergaben sich also auch jetzt 34 Fahrstufen. Schliesslich folgten dann noch die Wendeschalter, die unter allen Stromsystemen benutzt wurden, da wir jetzt einheitliche Spannungen hatten. Die Wendeschalter besorgten die notwendigen Umschaltungen der Fahrrichtung und für den elektrischen Bremsbetrieb. Jeder Fahrmotor hatte seinen eigenen Wendeschalter erhalten. Das war wegen der Umgruppierung bei Gleichstrom nötig geworden. Als Fahrmotoren kamen normale Wellenstrommotoren zur Anwendung. Diese Motoren eigneten sich gut bei mit Gleichstrom betriebenen Bahnen und waren die einzige Lösung bei einem solchen Fahrzeug. Sie erzeugten zusammen eine Anfahrzugkraft von 172,6 kN bei 15'000 Volt und von 188.3 kN bei allen anderen Systemen. Bei der Dauerzugkraft lag dann der Wert bei 15'000 Volt bei 81.6 kN und bei den anderen Systemen bei 79.8 kN. Die elektrische Bremse, die für das Befahren der Alpenbahnen nötig war, musste als Widerstandsbremse ausgeführt werden. Der Grund dafür lag bei den verwendeten Wellenstrommotoren, die nicht für jedes System den passenden Strom hätten erzeugen können. Dazu konnte man bei Bahnen mit Gleichstrom keine Nutzstrombremsen verwenden. Daher behalf man sich der Widerstandsbremse, weil diese am wenigsten Aufwand benötigte und sie in allen Stromsystemen genutzt werden konnte. Die elektrische Bremse konnte als Verzögerungsbremse von 160 km/h an ohne Hilfe der Druckluftbremse eingesetzt werden. Sie war imstande, allein den voll belasteten Zug auf den Gefällen von bis zu 33 ‰ in Beharrung zu halten. In der Bremsschaltung arbeiteten die Rotoren der Fahrmotoren in Serie auf die vier Anfahrwiderstände, die noch durch einen konstanten Zusatzwiderstand ergänzt wurden. Ein Bremserreger, der durch die Hauptumformer angetrieben wurde, erlaubte die optimale Ausnützung der installierten Leistung der Widerstände. Es ist überraschend, aber die Erbauer hatten bisher die kleineren Probleme zu lösen. Nun standen sie aber vor dem Problem, dass die Hilfsbetriebe des ganzen Zuges immer mit der gleichen Spannung betrieben werden sollten. Da man so oder so zu einer Umformergruppe greifen musste, konnte man ein unabhängiges Bordnetz von 380 Volt 50 Hertz Drehstrom einrichten und so übliche Bauteile verwenden. Die Hilfsbetriebe, die den ganzen Zug versorgen mussten, benötigten eine Leistung von 200 kVA. Der Antrieb der Umformergruppe erfolgte über einen Doppelkollektormotor der Wellenspannungsbauart, der auf 1'500 oder 3'000 Volt umschaltbar war. Neben dem Drehstromgenerator waren noch der Erreger für die Gruppe und der Erreger für die elektrische Widerstandsbremse angebaut worden. Dank dieser Lösung konnte der Hilfsbetriebeumformer auch unter Gleichstrom betrieben werden. Die Funktion musste aber auch unter Wechselspannung funktionieren. Daher schaltet man hier einen eigenen Gleichrichter vor. Diese Lösung hatte aber einen leichten Nachteil, denn bei den vor allem bei Gleichstromsystemen vorkommenden massiven Spannungsabfällen erzeugte der Umformer zwar immer die gleiche Spannung aber unterschiedliche Frequenzen. Die meisten Bauteile der Hilfsbetriebe wurden im Maschinenwagen konzentriert. Darunter befanden sich sicherlich die Motoren der Ventilation, welche dazu benötigt wurden um den Transformator, die Anfahrwiderstände und die Motoren zu kühlen. Diese Lüftung bezog die Kühlluft durch seitliche Lüftungsgitter und trieb sie durch die Motoren ins Freie. Die dabei benutzten Lüftungsgitter waren schnell schmutzig, so dass sie nicht so recht zum komfortablen Zug passen wollten. Auch der Kompressor, der die für die Bremsen und anderer Verbraucher benötigte Druckluft herstellte, war im Maschinenwagen untergebracht worden. Der Kompressor war mit einem automatischen Druckschwankungsschalter ausgerüstet der den Druck immer zwischen 8 und 10 bar hielt. Um die Vibrationen des Kompressors zu mindern war er auf Silentblöcken montiert worden und die Leitungen über flexible Zwischenstücke angeschlossen. Obwohl die meisten Bauteile im Maschinenwagen konzentriert wurden, mussten trotzdem einige Bauteile an anderen Stellen untergebracht werden. Dazu zählten sicher jene Teile, die zur Versorgung der jeweiligen Wagen benötigt wurden. Darunter befanden sich die Klimageräte, sowie die Kühlgeräte und andere Kücheneinrichtungen im Speisewagen. Das Ladegerät zu den Batterien montierte man unterhalb des Speisewagens. Die Züge verfügten über keine konventionelle Zugsammelschiene. Die Verbraucher wurden direkt an den Hilfsbetrieben angeschlossen und wurden daher mit Drehstrom versorgt. Eine brauchbare Zugsammelschiene hätte zudem nur mit aufwendigen Schaltungen ermöglicht werden können, da diese ja in den jeweiligen Stromsystemen äusserst unterschiedlich Spannungen hatten. Daher verzichtete man schlicht auf den Einbau einer Zugsammelschiene. Diese war auch nicht nötig, da der Zug in sich ein geschlossenes Fahrzeug war, das keine zusätzlichen Wagen mitführen musste und konnte. Musste der Zug wegen einem Defekt geschleppt werden, fielen die Klimaanlagen der Wagen aus, so dass die Leute wegen der fehlenden Lüftung aussteigen mussten. Eine Lösung die für einen Triebzug sicherlich sinnvoll war und auch Jahre später noch angewendet wurde.
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