Zugsammelschiene

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Die Zugsammelschiene ist ein Kabel, das alle Wagen eines Zugs untereinander und mit der Lokomotive verbindet, um alle Einheiten von zentraler Stelle mit elektrischer Energie zu versorgen. Sammelschiene bezeichnet hier eine elektrotechnische Einrichtung. Wegen ihres ursprünglichen Einsatzes ist die Zugsammelschiene auch als Heizleitung bekannt.

Bei einer E-Lok wird die Zugsammelschiene direkt aus einer Heizwicklung des Trafos aus dem Fahrdraht gespeist.

Bei einer Diesellok wird der benötigte Strom durch einen Generator erzeugt und anschließend mit einem elektronischen Umrichter auf 1000 V 16,7 oder 22 Hz gebracht. Der Umrichter ist notwendig, weil die Dieselmotordrehzahl im Betrieb schwankt. Die Norm verlangt 940 bis 1060 V und 16,7 Hz. Eingesetzt wurden als erstes Hüllkurvenumrichter, bei denen durch Thyristoren die höherfrequenten Phasen eines 6-Pol-Generators so lange eingeschaltet wurden, bis die Halbwelle lang genug war. Anschließend wurde auf die andere Halbwelle gewechselt und der Vorgang wiederholt. So lange der Strom nur für Heizzwecke gebraucht wurde, war das ausreichend. Batterieladegeräte und Klimaanlagen erzeugen aber eine induktive elektrische Last auf der Zugsammelschine, bei der Umrichter dieser Bauart versagen; die Thyristoren verlöschen nicht mehr bei Abschluss der Halbwelle. Der gegenpolige Thyristor wird gezündet und es kommt zu einem Generatorkurzschluss. Aus diesem Grunde gibt es Wagen, die ein Verbot für den Betrieb mit Dieselloks besitzen.

Die nächste Generation von Umrichtern arbeitet mit einem Gleichstromzwischenkreis und baut die Halbwelle als Rechteckhalbwelle mit einen Einschalt- und einem Löschthyristor auf oder verwendet GTO-Thyristoren. Diese Generatoren vertragen zwar induktive Lasten, aber die nicht sinusförmige Halbwelle führt zu starken harmonischen Oberwellen. Da es immer noch Bahnsicherungssyteme mit Gleisfreimeldekreisen auf 500-Hz-Basis gibt und 500 Hz eine harmonische Oberwelle von 16,7 Hz ist, besteht das EBA auf einer Umstellung der Umrichterfrequenz auf 22 Hz, um eine Beeinflussung auszuschließen.

Dampfloks hatten keine Zugsammelschiene. Zu Heizzwecken wurde Dampf aus dem Kessel durch eine Rohrleitung in die Wagen geleitet (Dampfheizung).

Die Versorgung der elektrischen Verbraucher eines Eisenbahnwagens geschieht meist indirekt über den im Wagen eingebauten Akkumulator („Batterie“), der über die Zugsammelschiene geladen wird. So kann z. B. die Beleuchtung auch während eines Lokomotivwechsels eingeschaltet bleiben. Bei technischen Daten zu Lokomotiven wird oft neben der Fahrleistung auch die Heizleistung angegeben, womit die maximale Leistung auf der Zugsammelschiene gemeint ist.

Damit Wagen unterschiedlicher Hersteller auch international kompatibel zueinander sind, wurde die Zugsammelschiene von der UIC in der Norm UIC 552 vereinheitlicht. Sie führt eine Wechselspannung von 1000 V mit 16,7 Hz.

Neben der 1-poligen Zugsammelschiene für die Energieversorgung sind die Wagen normalerweise auch noch mit einem 13-poligen Kabel nach UIC 568 zum Datenaustausch (z.B. für Zugzielanzeiger, Durchsagen etc.) verbunden.