Höhere Spannung in der Oberleitung??? Kennt wer noch mehr Vorteile?
Nur Wechselspannung kann man durch einen Transformator jagen und damit auf eine niedrigere Spannung heruntertransformieren. Die Spannung an den Fahrmotoren liegt so im Bereich von 1000V, je nach Lok (so grob), 15kV ist nicht handhabbar wegen der Isolation im Motor. Gleichspannung kann man nicht transformieren, daher ist z.B. in Italien und auch Spanien mit 3kV so das obere Ende erreicht. Durch die Serienschaltung von zwei Motoren lässt sich die Spannung auf 1,5kV pro Motor reduzieren, das ist grade noch so handhabbar.
Auch beim Anfahren hat man Nachteile. Bei ner Wechselspannungslok kann man beim Anfahren einfach viele Anzapfungen des Transformators nehmen, die verschiedene Spannungen liefern, und so die Spannung Schritt für Schritt erhöhen - bei der Gleichspannungslok geht das nicht. Hier kann man die beiden Fahrmotorpaare entweder in Serie oder parallel schalten und so die Spannung pro Fahrmotor auf 750V halbieren, weitere Zwischenstufen muss man aber über Widerstände realisieren, und in den Widerständen hat man halt Abwärmeverluste.
Wechselspannung hat aber auch Nachteile:
Zum einen braucht man für dieselbe Leistung eine höhere Spannung. Beispiel: die 230V der Steckdose sind nicht die höchste Spannung, die anliegt, sondern nur die durchschnittliche Spannung - Die Spannung pendelt zwischen -320 und +320V hin und her. Daher muss die Isolierung auf 320V ausgelegt sein. Bei 15kV Wechselspannung haben wir also einen Maximalwert von 21kV, brauchen also auch das 1,4fache an Isolation als bei 15kV Gleichspannung. Daher werden U- und Trambahnen auch nach wie vor mit Gleichspannung betrieben, da hier die Isolation deutlihc einfacher ist.
Zum anderen hat man bei Wechselspannung auch Probleme dadurch dass jede Leitung einerseits eine Kapazität, andererseits aber auch eine Induktivität darstellt - in der Oberleitung fließt immer ein Strom, auch wenn gar keine Lok fährt. Der Strom selber ist eigentlich kein Problem, der stört nicht sonderlich, aber dadurch dass die Oberleitung auch einen elektrische Widerstand hat geht da halt auch etwas Energie verloren. Unterm Strich gewinnt man aber durch die höhere Spannung mehr als man durch die Blindströme verliert.
Zum dritten - und das erklärt die historische Entwicklung - ist ein Motor für den Betrieb mit Gleichspannung einfacher zu konstruieren als ein Motor für den Betrieb mit Wechselspannung - letzteres hat man erst deutlich später in der für Bahnen nötigen Leistungsklasse und Größe geschafft.
Nachdem Problem drei gelöst war haben die Vorteile des Trafos die anderen Nachteile überwogen, so dass die Entscheidung klar für die Wechselspannung ausgefallen ist. Der Vorteil des Transformators spielt übrigends auch bei der normalen Haushalts/Industriestromversorgung eine wesentliche Rolle - ohne Transformator wäre das in der heutigen Form nicht möglich.
Dank der modernen Leistungselektronik sind wir inzwischen aber wieder an einem Stand angekommen wo der Vorteil der Wechselspannung gegenüber der Gleichspannung wieder zu schrumpfen anfängt. Bei Gleichspannungsbahnen braucht man keine Anfahrwiderstände mehr, das Anfahren lässt sich inzwischen voll elektronisch regeln - auch eine moderne Wechselspannungslok macht aus der Wechselspannung (hinter dem Trafo) erstmal Gleichspannung!
Der einzige Nachteil ist (noch?) dass man Gleichspannungsfahrzeuge halt immer noch nicht mit beliebig hohen Spannungen betreiben kann.
Auch bei dem Transport von elektrischer Energie über weite Strecken schwenkt man inzwischen auf Hochspannungsgleichspannungsübertragung (HGÜ) um, weil hier die Verlust durch die Induktivität in den Hochspannungsleitungen wegfällt und man so die Energie mit deutlich geringeren Verlusten transportieren kann.
Von einem Einsatz von Gleichspannung im Bereich von 15kV bis 25kV ist man bei der Bahn aber noch weit entfernt - aber es kann schon sein dass das irgendwann mal kommt.
Disclaimer: Man sollte an Silvester nach dem großen Silvesterfressen wohl besser keine solchen Beiträge schreiben - hab grade beim nochmal durchlesen mehrere Gleichspannungen durch Wechselspannungen und umgekehrt ersetzt - ich hoffe es sind nicht allzu viele Fehler verblieben...
Bis zur vollzogenen Anbringung von ausreichenden Sandstreuapparaten an allen Maschinen haben die Bahnwärter bei aufwärtsgehenden Zügen auf stärkeren Steigungen die Schienen ausgiebig mit trockenem Sand zu bestreuen und für die Bereithaltung eines entsprechenden Vorrathes zu sorgen.
Fahrdienstvorschrift bayerische Staatsbahnen 1876
