Versuche mit elektrischem Betrieb auf schwedischen Staats-Eisenbahnen, ausgeführt während der Jahre 1905/07

200 Pages·1908·166.165 MB·German

by  Robert Dahlander

Versuche mit elektrischem Betrieb
auf Schwedischen Staats-Gisenbahnen

V E
ersuche mit lektrischem
B S
etrieb auf chwedischen
S - E
taats isenbahnen
AUSGEFÜHRT WÄHREND DER 1AHRE 1905/07
VON
Robert Dahlander
DIREKTOR DER STADT. GAS- UND ELEKTRIZITÄTSWERKE IN STOCKHOLM
FRÜHER BUREAU-DIREKTOR DER SCHWEDISCHEN STAATS-EISENBAHNEN
AUTORISIERTE VERKÜRZTE ÜBERSETZUNG DES BERICHTES
AN DIE KÖNIGL. GENERALDIREKTION DER STAATSBAHNEN
MIT ZAHLREICHEN ABBILDUNGEN
MÜNCHEN BERLIN 1908
und
DRUCK UND VERLAG VON R. OLDENBOURG
BIBLIOTBEC/u
REGIA
MONACENSTS
Vorwort zur deutschen Auflage.
Da es nunmehr durch Entgegenkommen des Verlegers möglich ge­
worden ist, daß eine deutsche Auflage meines Berichtes über die
Versuche mit elektrischem Eisenbahnbetrieb mittels Einphasenstromes, die
von der Generaldirektion der schwedischen Staatseisenbahnen unter meiner
Leitung ausgeführt worden sind, vor der Fachwelt erscheint, so möchte
ich die Hoffnung ausdrücken, daß dieses Buch in Anbetracht des leb­
haften Interesses, das eben diesem Gebiete der Technik jetzt gewidmet
wird, als ein wenn auch geringer Beitrag zum Studium dieser Frage eine
wohlwollende Aufnahme finden wird.
Bei der deutschen Auflage sind wesentliche Kürzungen vorgenommen
worden, und es sind sämtliche im schwedischen Original vorkommenden
theoretischen Anlagen ausgeschlossen worden, damit der Umfang nicht
abschreckend groß werde.
Herr Professor Dr. REICHEL hat gütigst den deutschen Text einer
Durchsicht und Uberredaktion unterzogen, wofür ich an dieser Stelle
meinen verbindlichsten Dank ausspreche.
Stockholm, im Juni 1908.
Rob. Dahlander,
Bureau-Direktor der Schwedischen Staatseisenbahnen.

Inhaltsübersicht.
Seite
Geschichtliche Übersicht.............................................................................................. l
Das Kraftwerk.....................................................................................................................12
Die Fahrdrahtleitung..........................................................................................................22
Die Isolatoren................................................................................................................30
Proben mit Glyzerinzement.........................................................................................35
Andere Isolatortypen........................................................................... 42
Doppelte Isolation...........................................................................................................44
Holzmaste..........................................................................................................................52
Betonmaste.....................................................................................................................55
Schutzvorrichtungen......................................................................................................58
Strombrecher....................................................................................................................63
Erfahrungen.....................................................................................................................64
Die Rückleitung des Bahnstroms durch die Schienen und die Erde . . 75
Der Einfluß der Witterung........................................................................................77
Die Einwirkung der Stromstärke...............................................................................78
Erdströme.........................................................................................................................79
Spezielle Erdverbindung der Schienenleitung mittels Erdplatten.......................81
Der Übergangswiderstand zwischen Schienen und Erde.....................................81
Phasenunterschied zwischen Erd- und Schienenströmen.....................................81
Spannungsdifferenzen..................................................................................................83
Die Einwirkung der Periodenzahl auf den Spannungsfall................................84
Der Einfluß des Bahnstroms auf Schwachstromleitungen...........................92
Das Rohmaterial...................................................................................................................102
Allgemeine Beschreibung............................................................................................102
Die Stromabnehmer.....................................................................................................113
Die Stromeinführung.....................................................................................................119
Blitzableiter und Überspannungsschutz...............................................................120
Die Hochspannungskammer......................................................................................121
Die Motoren............................................................................................. 122
Die Periodenzahl..........................................................................................................141
Die Regelungssysteme......................................................................................... 142
Die Transformatoren.....................................................................................................149
Die Beleuchtung..........................................................................................................151
Die Wärmeleitung..........................................................................................................153
Versuche mit elektrischer Heizung........................................................................154
Bremsvorrichtungen .......................................... 155
Signalgebung...............................................................................................................153
Das Sandstreuen..........................................................................................................*53
Der Energieverbrauch der Züge............................................................................159
Zusammenfassung und Schlüsse.............................................................................i84

Geschichtliche Übersicht.
Nachdem auf der Grundlage der Fortschritte der Wechselstromtechnik
durch Vorberechnungen gezeigt worden war, daß elektrischer Betrieb für
die langen Linien der schwedischen Staatsbahnen wirtschaftlich denkbar
wäre, so ist für Schweden die Frage des elektrischen Betriebes der Eisen­
bahnen aktuell geworden, da es aus verschiedenen Gründen sehr
wünschenswert erscheint, die importierten Steinkohlen durch die Kraft
der Wasserfälle und der Torfmoore für den Eisenbahnbetrieb zu ersetzen.
Die geeignetste Art und Weise, auf diesem neuen technischen Gebiet die
zur Aufstellung genauer Kostenberechnungen und zur Durcharbeitung
der Einzelkonstruktionen erforderlichen Erfahrungen zu sammeln, schien
darin zu bestehen, eigene Versuche mit elektrischem Eisenbahnbetrieb
unter sachverständiger Leitung auszuführen. Einsehend, daß nur hierdurch
eigene Erfahrung und gründliche Sachkenntnis auf diesem weiten Gebiet
zu gewinnen wäre, schlug die Generaldirektion der schwedischen Staats­
bahnen in einem Schreiben vom 10. Dezember 1903 der Regierung vor,
Versuche mit elektrischem Eisenbahnbetrieb auf zwei kurzen Bahnstrecken
in der Nähe von Stockholm, nämlich sowohl die Värtanbahn als auch die
Strecke Stockholm—Järfva, mit einphasigem Wechselstrom durchzuführen
und dabei die Betriebskraft von einer provisorischen Dampfzentrale bei
Tomteboda zu nehmen. Dem Anträge der Regierung an den Reichstag,
eine Summe von 425 000 Kronen für diesen Zweck zur Verfügung zu
stellen, wurde vom Reichstag im Jahre 1904 ohne Diskussion zugestimmt.
Es mag von einem gewissen Interesse sein, sich den damaligen
Standpunkt der Technik, den der Verfasser dieses auf seiner Reise in
Europa und Amerika durch Besichtigung von Anlagen und durch Besuch
der elektrotechnischen Gesellschaften kennen lernte, ins Gedächtnis zurück­
zurufen. Die Notwendigkeit, hochgespannten Wechselstrom in der Fahr­
drahtleitung direkt zu verwenden, war schon lange erkannt. Einige
Ingenieure und Gesellschaften meinten, daß der Drehstom am besten für
Dah lancier Eisenbahnbetrieb. 1
2
diesen Zweck geeignet wäre und verwiesen aut die Ausführungen der
Burgdorf-Thun-Bahn in der Schweiz (750 Volt 45 Perioden), die 107 km
lange Veltlinbahn (3000 Volt 15 Perioden) und die Schnellbahnversuche
Marienfelde —Zossen (12000 Volt 45 Perioden) 1901 —1903. Andere
meinten die Lösung in dem einphasigen Wechselstrom zu finden, bei
dem nur ein Fahrdraht benötigt und höhere Spannung als bei Drehstrom
angewendet wird. Bevor die heute allgemein verwendeten Einphasen­
kommutatormotoren eingeführt wurden, die bereits im Jahre 1891 von
Görges (Siemens <6 Halske) auf der Frankfurter Ausstellung gezeigt wurden,
die aber als praktisch verwendbare Motoren erst vom Jahre 1902 an
bekannt geworden sind (zuerst durch Lamme, Westinghouse), begegnete die
Verwendung von Einphasenstrom für Eisenbahnbetrieb großen Schwierig­
keiten. Der erste Versuch dazu bestand im Bau von Umformerlokomotiven
(Ward, Leonard, Haber, Arnold) und zeitigte komplizierte Einrichtungen.
Sodann wurde diese Anordnung durch das Erscheinen des dem
Gleichstromserienmotor ähnlichen Wechselstromkommutatormotors der
Westinghouse-Gesellschaft in den Schatten gestellt. Derselbe war ein
Serienmotor mit lamelliertem Eisen im Stator und mit einer besonderen
Kompensationswickelung gegen die Ankerrückwirkung. Um das Funken
zu verhindern, war er mit besonderen Verbindungsdrähten von großem
Widerstand zwischen der Ankerwickelung und den Kommutatorlamellen
versehen.
Da die Schwierigkeiten, eine tadellose Kommutierung, insbesondere
bei Anlauf, zu erhalten, wie bei allen Motorarten bedeutend mit derPerioden-
zahl wachsen, so war dieser Motortypus anfangs für eine Frequenz von
nur 162/3 Perioden gebaut. Um keine zu große Drehzahl zu erhalten,
bekommt der Motor eine größere Polzahl, sechs bis acht oder mehr, und
um schädliche Funkenbildung zu vermeiden, wird für den Anker Stab­
wickelung und eine möglichst große Anzahl Kommutatorlamellen verlangt.
Daher wird der Anker, wie auch bei den später erschienenen anderen
Motorarten, meistens für niedrige Spannungen gebaut werden müssen, in
der Regel nicht mehr als 300 Volt. Das Anlassen und die Geschwindigkeits­
regelung wurden bei dem Motor sehr einfach ausgeführt ohne unnötigen
Energieverlust durch Zuführung verschiedener Spannungen von einem
Transformator (bei den ersten Konstruktionen der Westinghouse-Gesell­
schaft von einem Induktionsregler).
Die Firma, welche nach der Westinghouse-Gesellschaft mit einem
ganzen System an die Öffentlichkeit trat, war die Union-Elektrizitäts-
Gesellschaft in Berlin. Die Einphasenmotoren derselben waren auf ge­
wisse Erfindungen der Herren Winter und Dr. Eichberg gegründet, von
wöichen der letztere die weitere Ausarbeitung und die Vervollkommnung
des Systems geleitet hat. Dieser Motor, der „kompensierte Repulsions-