Stromschiene
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| Bild:Disambig-grau.png | Dieser Artikel behandelt Stromschienen als Stromzuführung zu beweglichen Maschinen. Der Begriff wird auch für nicht biegsame elektrische Leitungen benutzt. |
Eine Stromschiene ist eine Zuleitung für den elektrischen Strom für elektrisch getriebene Schienenfahrzeuge.
Stromschienen sind meist massive Stahlprofile, die seitlich fortlaufend neben dem Gleis montiert und an die Bahnstromversorgung angeschlossen sind. Die Stromzuführung von der Stromschiene zum Fahrzeug erfolgt über so genannte Schleifschuhe, die seitlich am Drehgestell des Fahrzeuges angebaut sind. Die Rückleitung des Stromes erfolgt bei diesem System über Räder und Schienen wie bei anderen elektrischen Bahnen auch.
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Anwendung
Die Bauweise der Stromschienenversorgung wird hauptsächlich bei U-, S- und Stadtbahnen verwendet, die mit 750 bis 1500 V Gleichstrom betrieben werden und überwiegend einen eigenen Bahnkörper ohne Straßenkreuzungen haben. Mit der Stromschienen-Versorgung kann vor allem für Tunnelbahnen ein kleines und kostengünstiges Lichtraumprofil realisiert werden.
In der Regel sind an einem Fahrzeug zwei bzw. an einer Triebzuggarnitur vier Schleifschuhe angebaut. Mit dieser mehrfachen Ausstattung mit Schleifern werden Lücken im Stromschienenverlauf, beispielsweise in Weichenbereichen überbrückt. Dies stellt die Stromversorgung auch dann sicher, wenn ein Schleifschuh bei Hindernisberührung an seiner vorgesehenen Sollbruchstelle abfällt.
Stromschienen können von oben (z. B. Kleinprofil-U-Bahn Berlin), von unten (z. B. Großprofil-U-Bahn Berlin und S-Bahn Berlin) oder von der Seite (S-Bahn Hamburg) bestrichen werden. Zumindest in Deutschland sind Stromschienen mit einer isolierenden Schutzabdeckung versehen.
Gelegentlich können Stromschienen auch ein Teilstück einer Oberleitung darstellen; für Straßenbahnen mit Dachstromabnehmer wird in Tunnelstrecken normalerweise kein Fahrdraht, sondern eine Überkopf-Stromschiene vorgesehen. Konstruktiv wird meist ein normaler Kerbfahrdraht in ein Aluminium-Trägerprofil eingeklemmt. Eine solche Stromschienenkonstruktion benutzt auch die Schwebebahn in Wuppertal.
Verbreitung
In Deutschland werden Stromschienen in allen U-Bahnnetzen (Berlin, Hamburg, München, Nürnberg) sowie bei den S-Bahn-Systemen von Berlin (800 V) und Hamburg (1200 V) verwendet.
Manche U-Bahnen, wie in London und Mailand werden mit zwei Stromschienen am Gleis betrieben, wobei eine Schiene zwischen den Gleisen montiert ist. Man vermeidet auf diese Weise jegliche Streustromkorrosion in unterirdischen metallischen Anlagen wie Rohrleitungen.
In Südengland werden Stromschienen mit einer für Stromschienen relativ hohen Spannung bei vielen Überland-Verbindungen eingesetzt. Auch der Eurostar ist in der Lage, auf diesen Strecken zu fahren. Im Nahverkehr kommen hier ausschließlich Triebzüge zum Einsatz, die teilweise auch im Fernverkehr eingesetzt werden. Zudem werden auch Lokomotiven, die für den Betrieb über Stromschienen ausgerüstet sind, im Fern- und Güterverkehr eingesetzt und durch Dieselloks ergänzt. Auf einigen Strecken erreichen die Züge Geschwindigkeiten von bis zu 160 km/h.
Die Anwendung von Stromschienen ist nicht nur auf die Eisenbahn beschränkt. So werden auch Brückenkrane und deren Laufkatzen mit Stromschienen versorgt.
Anwendungs-Hindernisse bei Fernbahnen
Bei Fernbahnen haben sich Stromschienen vor allem aus technischen Gründen nicht großflächig durchgesetzt. Hinderungsgründe sind vor allem:
- Stromschienen können an einer Weiche nicht seitlich durchlaufen, sie müssen vielmehr von einer Seite auf die andere verspringen oder ganz aufhören. Nur Triebzüge mit entsprechend vielen Schleifern und durchgehender Stromleitung können solche Trennstellen ohne Abriss der Stromversorgung durchfahren. Ein Zugbetrieb mit frei koppelbaren Lokomotiven und Wagen wäre technisch möglich jedoch vergleichsweise sehr aufwendig.
- im Fernbahnbetrieb sind auf Grund der höheren Geschwindigkeiten die Gleisweichen und die damit verbundenen Stromschienen-Unterbrechungen weit länger, ein reibungsloser Betrieb wäre beeinträchtigt.
- für höhere Transportleistungen über längere Strecken ist eine höhere Spannung günstiger. Dafür müssen die Abstände zwischen Schiene und Stromabnehmer größer sein, dies wird günstiger mit Oberleitungen realisiert.
- Um die Größenordnungen bei den verschiedenen Systemen zu verdeutlichen: Ein Vollzug der Baureihe 480 der Berliner S-Bahn, der aus vier Einheiten besteht, hat eine Leistung von insgesamt 2,88 MW; bei einer Nennspannung von 750 V bedeutet dies ein Strom von etwa 4 kA, der auf 8 Stromabnehmer verteilt wird. Ein ICE-3-Vollzug aus zwei Einheiten hat eine Leistung von insgesamt 16 MW; bei einer Spannung von 15 kV sind dies 1,1 kA verteilt auf zwei Stromabnehmer.
Ein eher nachgeordneter Grund wäre die Gefahr von Stromschienen für Fußgänger, da diese nicht zwangsläufig mit Bahnstrom-Schienen in Berührung kommen müssen. Vergleichsweise ist das Risiko eines tödlichen Auto-Unfalls viel höher, führt aber nicht zum Verzicht auf Autos.
Prinzipiell kann eine Bahnlinie mit Oberleitung und Stromschiene versehen sein. Dies war zum Beispiel bei der Hamburger S-Bahn zwischen 1940 und 1955 der Fall. Allerdings kann dies sehr große Probleme mit der gegenseitigen Beeinflussung der Stromkreise geben. So kann durch den Spannungsabfall entlang der Fahrschiene Strom vom Stromschienensystem in das Oberleitungssystem (und umgekehrt) fließen. Ist eines dieser Systeme ein Gleich- und eines ein Wechselstromsystem, kann es zu einer unerwünschten Gleichstromvormagnetisierung der Transformatoren in den Unterwerken des Wechselstromsystems kommen. Aus diesen Grund vermeidet man meistens Doppelelektrifizierungen mit Oberleitung und Stromschiene.
Bei den britischen Stromschienen-Fernbahnen wird teilweise mit einer eigenen Rückleitungsschiene gearbeitet, um die Probleme zu entschärfen. Trotzdem hat sich auf den Strecken nördlich von London sowie auf dem Channel Tunnel Rail Link die Oberleitung durchgesetzt, während der Schienenverkehr im Süden und Süd-Westen des Landes weiterhin mit Stromschienen betrieben wird
Stromschienen bei Modelleisenbahnen
Bei Modelleisenbahnen werden keine vorbildgetreuen Stromschienen verwendet, da zu ihrer Installation eine umfangreiche Verkabelung notwendig wäre, um eine lückenlose Stromversorgung der Modellbahnfahrzeuge zu gewährleisten.
