Technischer Netzzugang für SNB. Fahrzeuge Kompatibilität mit den Anforderungen des Netzes;

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1 Seite 1 (alt) 1 Allgemeines (1) Dieses Modul gilt für nach DB Netz-Ril "Zugangsvoraussetzungen" und für deren Anwendungsbereich. Das Modul ist anzuwenden auf, die mit Stromabnehmer ausgerüstet sind, um im Bereich der Infrastruktur der - dem Netz - die Versorgung (des Fahrzeugs wie auch des Zuges) mit elektrischem Strom aus der Oberleitung herzustellen. Das vorliegende Modul dient der Sicherstellung der Kompatibilität der Stromabnehmer mit der vorhandenen Oberleitung. Diese ist für den sicheren, störungs- und fehlerfreien Betriebsablauf erforderlich. Anwendungsbereich (2) Die einzuhaltende Grenzlinie bei Oberleitung für mit Stromabnehmer wird in der Anlage 3 (zu 9) der Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO) beschrieben. Der Regellichtraum nach 9 EBO wird auch im Bereich von Strecken, die nach den Regularien der Entscheidung der Kommission (der Europäischen Gemeinschaft) für die technische Spezifikation für die Interoperabilität der Teilsysteme des transeuropäischen Bahnsystems - kurz: TSI - erstellt wurden, eingehalten. Die Nachweisführung, dass die zulässige Fahrzeugbegrenzung auch für den Stromabnehmer eingehalten ist, ist Aufgabe des Zugangsberechtigten (ZB). Die Nachweisführung erfolgt nach den Vorgaben der Norm DIN EN (alle Teile), Bahnanwendungen Begrenzungslinien. Erläuterung zur Grenzlinie bei Oberleitung: Schwankungen der dürfen nicht dazu führen, dass die Stromabnehmerwippe in den elektrischen Sicherheitsabstand zur Grenzlinie bei Oberleitung eindringt - vgl. hierzu Anlage 3 (zu 9) Pkt. 1.7 der EBO. Die Grenzlinie bei Oberleitung ist die Grundlage für die Festlegung des Zick-Zacks und des maximalen Windabtriebes für den Fahrdraht. Entsprechend den Tabellen der Anlage 3 (zu 9) zur EBO ergeben sich unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit folgende zulässige Abweichungen der Wippenmitte des Stromabnehmers von der Gleismitte (Spurweite 1445 mm, u - Überhöhung, u f - Überhöhungsfehlbetrag): Grenzlinie / Fahrzeugbegrenzung Fachautor: I.NPF23(O); Dipl.-Ing. Uwe Resch; Tel.:(069)

2 Seite 2 Arbeitshöhe des Stromabnehmers Gerade (r > 3000 m) u, u f < 66 mm Bogen r > 3000 m u, u f < 150 mm Bogen r > 250 m u, u f < 150 mm 5,0 m 194 mm 251 mm 261 mm 5,3 m 210 mm 271 mm 281 mm 5,5 m 220 mm 283 mm 293 mm 6,0 m 247 mm 317 mm 327 mm Tabelle 1: Seitenabweichung des Regelstromabnehmers Grenzlinien des Regelstromabnehmers Die Werte für die Seitenabweichung der Wippenmitte in vorstehender Tabelle dürfen nicht überschritten werden. Für den Regelstromabnehmer ergeben sich durch Berücksichtigung des halben Breitenmaßes des Stromabnehmers und des elektrischen Mindestabstandes folgende Grenzlinien: Durch die seitlichen Bewegungen des Stromabnehmers dürfen die Grenzlinien nicht überschritten werden. Neigungskoeffizient Zur Errichtung der Oberleitung ist der Neigungskoeffizient s < 0,225 der Triebfahrzeuge zugrunde gelegt - vgl. Anlage 1 (zu 9) Bild 1 EBO. Wenn ein Fahrzeug auf einem überhöhten Gleis steht, dessen Laufebene mit der Waagerechten den Winkel δ

3 Seite 3 bildet, neigt sich sein Kasten auf seinen Tragfedern und bildet mit der senkrechten zur Laufebene einen Winkel η (UIC 505-1). Das Verhältnis η/δ ist der Neigungskoeffizient s. (3) Für, die bisher den Anforderungen der Ril alt entsprachen, besteht Bestandsschutz. Bestandsschutz

4 Seite 4 Fahrdrahthöhe 2 Parameter der Oberleitung (1) Folgende Fahrdrahthöhen gelten im Netz: - im Regelfall: 5,50 m, - für Hochgeschwindigkeitsstrecken: 5,30 m, - größte Höhe: 6,50 m (dieses Maß schließt den Anhub bei Durchgang des Stromabnehmers ein), - geringste Höhe: 4,95 m (dieses Maß wird auch unter Einwirkung aller äußeren Einflüsse nicht unterschritten - ausgenommen S-Bahnstrecken) und - für unterirdische S-Bahnstrecken: 4,80 m (dieses Maß wird auch unter Einwirkung aller äußeren Einflüsse nicht unterschritten). Windabtrieb (2) Maximale seitliche Auslenkung des Fahrdrahtes bei Wind (Windabtrieb): - Der maximale Windabtrieb der Standardoberleitungen beträgt in der Geraden 550 mm bei einer Windgeschwindigkeit von 26 m/s. - Auf Hochgeschwindigkeitsstrecken beträgt der maximale Windabtrieb in der Geraden 400 mm. Diese Werte sind gleichzeitig die maximal zulässigen Seitenlagen des Fahrdrahtes, bezogen auf Gleismitte. Anhub am Stützpunkt (3) Die Standardoberleitungen und die Hochleistungsoberleitungen sind mit einer Anhubbegrenzung am Stützpunkt ausgerüstet. Für Standardoberleitungen (Fahrgeschwindigkeiten < 250 km/h) ist ein maximaler Fahrdrahtanhub am Stützpunkt von 66 % des freien und uneingeschränkten Anhubes, der durch die Stützpunktausführung vorgegeben ist, zulässig. Für Hochleistungsoberleitungen (Fahrgeschwindigkeiten 250 km/h) beträgt der maximal zulässige Fahrdrahtanhub am Stützpunkt 50 % des freien und uneingeschränkten Anhubes, der durch die Stützpunktausführung vorgegeben ist. Der Anhub wird im Wesentlichen durch die Kontaktkraft, Anordnung und Anzahl der Stromabnehmer und die Geschwindigkeit bestimmt. Bei ungünstigen Bedingungen kann dies zu Einschränkungen führen.

5 Seite 5 3 Stromabnehmer (1) Stromabnehmer, die im Netz zum Einsatz kommen, müssen den Bedingungen der DIN EN (VDE ), Bahnanwendungen - Schienenfahrzeuge - Merkmale und Prüfungen von Stromabnehmer - Teil 1: Stromabnehmer für Vollbahnfahrzeuge entsprechen. Die Nachweisführung ist Aufgabe des ZB. Normative Grundlage (2) Zugelassen ist im Netz (außer S-Bahnstrecken) der Betrieb mit maximal zwei gehobenen Stromabnehmern in einem Abstand von x < 35 m bzw. x > 85 m. Der Ausschlussbereich zwischen 35 m und 85 m ist notwendig, um die im Netz vorhandenen offenen Schutzstrecken ohne Schaden für die Stromversorgungsanlagen befahren zu können. Entstehen beim Bilden der Züge mit mehreren Triebfahrzeugen Stromabnehmerabstände im Ausschlussbereich, kann durch den Infrastrukturbetreiber eine besondere Freigabe für diese Triebfahrzeuge erteilt werden. Voraussetzung für diese Freigabe ist, dass durch zusätzliche technische Einrichtungen die offenen Schutzstrecken immer mit gesenktem Stromabnehmer befahren werden. Ausnahmeregelung zur Anordnung der Stromabnehmer: Bei mehr als zwei arbeitenden Stromabnehmern oder bei einem Abstand der Stromabnehmer untereinander von weniger als 18 m, gilt folgendes: Die Grenzwerte für die Kontaktkräfte und den Anhub des Fahrdrahtes am Stützpunkt sowie in Feldmitte müssen eingehalten werden. Der Nachweis ist vom ZB zu führen. Die Zustimmung der DB Netz AG ist vor dem Einsatz einzuholen. Die Überprüfung des Anhubs in Feldmitte ist erforderlich, damit unter Bauwerken die elektrischen Mindestabstände nicht unterschritten werden. Anzahl der Stromabnehmer (3) Arbeitende Stromabnehmer dürfen grundsätzlich hochspannungsseitig nicht elektrisch verbunden sein. Ausnahmen: Fahrt mit zwei gehobenen Stromabnehmern eines Triebfahrzeuges auf besondere Anordnung oder Anforderungen bei Mehrfachtraktion

6 Seite 6 Stromabnehmerwechsel im Stand bei Fahrtrichtungswechsel. In allen Triebfahrzeugen muss jeweils im Führerraum die Oberleitungsspannung angezeigt werden. Damit wird das gefahrlose Befahren von geerdeten oder neutralen Abschnitten - z.b. in Schutzstrecken oder bei Störungen - ermöglicht. Der Eisenbahnfahrzeugführer (Ef) muss - z. B. durch Anzeigefeld - erkennen können, wann die Stromabnehmer des Zugverbandes den geerdeten o- der neutralen Abschnitt passiert haben. Alle Stromabnehmer des Zuges müssen vom Eisenbahnfahrzeugführer (Ef) - oder den Ef bei Mehrfachtraktion o- der Schubbetrieb - gesteuert werden können. Bei gesenktem Zustand aller Stromabnehmer muss der Stromabnehmerwechsel möglich sein. Dies ist erforderlich, wenn das Triebfahrzeug im geerdeten oder neutralen Abschnitt einer verkürzten Schutzstrecke zum Stehen kommt. Ausführung der Stromabnehmer (4) Es dürfen nur Stromabnehmer mit Schleifleisten aus Hartkohle oder imprägnierter Kohle mit Zusatz-Werkstoffen eingesetzt werden. Werden metallische Zusatz-Werkstoffe verwendet, muss der Metallzusatz der Kohleschleifstücke aus Kupfer oder Kupferlegierung sein und sein Anteil darf 35 % des Gewichtes nicht überschreiten. Eine Stromabnehmerwippe muss mindestens zwei Schleifstücke besitzen. Die Verwendung anderer Schleifleistenmaterialien oder eines Stromabnehmers mit nur einem Schleifstück darf nur mit besonderer Genehmigung der erfolgen. Der Schleifstückabstand (l 1 ) muss mindestens 290 mm und darf maximal 643 mm betragen.

7 Seite 7 Schleifstückabstand (5) Im Bereich des Netzes ist nur die Stromabnehmerwippe mit einer Breite von 1950 mm gemäß DIN EN (VDE ): , Bahnanwendungen - Zusammenwirken der Systeme - Technische Kriterien für das Zusammenwirken zwischen Stromabnehmer und Oberleitung für einen freien Netzzugang, Anhang A.2.2, Bild A.7 zugelassen. Isolierhörner sind nicht erforderlich. Die maximale Schrägstellung der Stromabnehmerwippe und der Übergang zwischen unabhängigen Teilen der Stromabnehmerwippe sind gemäß Abschn. 5.3 DIN EN (VDE ): auszuführen. (6) Der vertikale Arbeitsbereich des Stromabnehmers beträgt im Regelfall 4800 mm bis 6300 mm über Schienenoberkante (SO). Bei geringen Geschwindigkeiten (z.b. Rangierfahrten) muss der Stromabnehmer auch im Bereich von 4700 mm bis 6500 mm arbeiten können. Bei Fahrdrahthöhen kleiner als 4800 mm muss die Oberleitung immer fest bahngeerdet sein. Eine Energieübertragung zum Fahrzeug ist bei Fahrdrahthöhen unter 4800 mm nicht möglich. Der horizontale Arbeitsbereich der Stromabnehmerwippe mit Regelprofil beträgt 1450 mm. Bedingt durch die zulässigen Fahrzeugschwankungen und die maximal mögliche Auslenkung des Fahrdrahtes durch Windabtrieb kann es auch bei Einhaltung des Abstandes zur Grenzlinie bei Oberleitung (vgl. Abschn. 1 (2)) zu einer Fahrdrahtlage außerhalb des Arbeitsbereiches kommen. Die unter diesen Bedingungen maximal zulässige seitliche Lage des Fahrdrahtes darf 825 mm von der Mitte der Schleifleiste nicht überschreiten. Stromabnehmerwippe / Wippenprofil Arbeitsbereich des Stromabnehmers

8 Seite 8 Vgl. hierzu UIC-Kodex "Gestaltung des Oberleitungssystems unter Berücksichtigung der Auswirkungen der Kinematik der nach den UIC-Kodices der Reihe 505, 1. Ausgabe vom einschl. Änderung Nr. 1" unter besonderer Berücksichtigung des Wippenüberstand nach Pkt Isolierhörner (7) Isolierhörner mit einer Länge von 150 mm sind zulässig. Für Stromabnehmer mit Isolierhörnern mit einer projizierten Länge von maximal 200 mm sind die um 50 mm verringerten Grenzlinien (vgl. Abschn. 1 (2)) einzuhalten. Damit ist sichergestellt, dass der Fahrdraht 775 mm von der Mitte der Schleifleiste nicht überschreitet. Automatische Senkeinrichtung (8) Stromabnehmer müssen eine Automatische Senkeinrichtung (AS) haben. Diese muss sicherstellen, dass der Stromabnehmer im Schadensfall gem. Abschn. 8.1 der DIN EN (VDE ) reagiert. Bei Triebzügen mit mehreren am Fahrdraht anliegenden Stromabnehmern oder für Triebfahrzeuge mit Mehrfachtraktionssteuerung haben sich - bei Ansprechen der AS eines Stromabnehmers - auch die ungestörten Stromabnehmer selbsttätig zu senken. Das Ansprechen der AS muss dem Triebfahrzeugführer angezeigt werden, so dass die gem. Ril (2) festgelegten Maßnahmen schnellstmöglich durchgeführt werden können. * * Prüfung (9) Für die Prüfung des Stromabnehmers gilt die DIN EN (VDE ). Insbesondere sind Heb- und Senkzeit des Stromabnehmers bei maximaler Fahrgeschwindigkeit, Seitensteifigkeit des Stromabnehmers, Senkzeit des Stromabnehmers bei Auslösung der AS und Funktionstüchtigkeit der AS nachzuweisen. 4 Dynamisches Zusammenwirken Stromabnehmer - Oberleitung

9 Seite 9 (1) Die Güte des Zusammenwirkens von Oberleitung und Stromabnehmer muss Abschn. 7 der DIN EN (VDE ) Bahnanwendungen - Zusammenwirken der Systeme - Technische Kriterien für das Zusammenwirken zwischen Stromabnehmer und Oberleitung für einen freien Zugang; Deutsche Fassung EN 50367: , entsprechen. Die Kontaktkraft und die Standardabweichung müssen je Stromabnehmer die Grenzwerte von Tabelle 6 in Abschn. 7.3 der o.g. Norm erfüllen. zulässige Kontaktkräfte (2) Bei mehreren anliegenden Stromabnehmern muss der Anhub am Stützpunkt überprüft werden. Für die unterschiedlichen Oberleitungsbauarten sind folgende Anhübe am Stützpunkt zulässig: zul. Geschwindigkeit (km/h) der Oberleitungsbauart Maximaler Anhub des Fahrdrahtes am Stützpunkt mm 150 mm 100 mm (3) Die Einhaltung der Kontaktkraftwerte und ggf. des zulässigen Anhubes sind mit einem Messverfahren gemäß DIN EN (VDE ), Bahnanwendungen - Stromabnahmesysteme - Anforderungen und Validierung von Messungen des dynamischen Zusammenwirkens zwischen Stromabnehmer und Oberleitung nachzuweisen. Der Nachweis für die relevanten betrieblichen Einsatzbedingungen (Stromabnehmerkonfigurationen) erfolgt für die unterschiedlichen Oberleitungsbauarten auf Referenzstrecken und dient dem fahrzeugbezogenen Eignungsnachweis von Stromabnehmern. Bei den relevanten betrieblichen Einsatzbedingungen sind ungünstige Randbedingungen wie Zahl der Stromabnehmer im Zugverband, Abstand der Stromabnehmer untereinander und Stellung des Stromabnehmers (Kniegang oder Spießgang), zu berücksichtigen. Sonderfall: "Vorbereitendes Fehler- und Störungsmanagement" zulässiger Anhub Nachweisführung

10 Seite 10 - geänderte Reihung mit unzulässigen Stromabnehmerabständen durch z. B. Fahrzeugstörung - Für Einsätze infolge fahrzeugseitiger Fehler und Störungen, die Auswirkungen auf Eigenschaften des Stromabnehmers haben, kann der ZB vor Eintritt des Sonderfalls eine besondere Zustimmung von der einholen. Hierzu kann seitens der unter Erteilung von Auflagen - z. B. Begrenzung der Geschwindigkeit, Laufwegfestlegung - auf weitere Nachweise bei Eintritt des Sonderfalls verzichtet werden. In Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit sind Messfahrten an folgenden repräsentativen Oberleitungsbauarten durchzuführen: zul. Geschwindigkeit (km/h) des s V 160 Re200 X 160< V 200 X Re200 mod 200< V 230 X Re < V 280 X X Re < V 330 X X Durch die Messfahrten an diesen repräsentativen Oberleitungsbauarten wird die uneingeschränkte Netzzugangsbefähigung nachgewiesen. Die stellt sicher, dass neue Oberleitungsbauarten mindestens die Befahrungseigenschaften dieser repräsentativen Oberleitungsbauarten erreichen. Die Messfahrten sollen auf folgenden Referenzstrecken durchgeführt werden: - Re200: Strecke Augsburg - Donauwörth, - Re200mod: Strecke Hamburg - Berlin, - Re250: Strecke Würzburg - Fulda und - Re330: Strecke Hannover - Berlin. Das dynamische Zusammenwirken von Oberleitung und Stromabnehmer dieser Referenzstrecken wurde speziell überprüft und die Strecken werden von der entsprechend instand gehalten. Sollen für die Messfahrten

11 Seite 11 andere Referenzstrecken herangezogen werden, ist dies mit der abzustimmen. Bei Messfahrten sind äußere Einflüsse nicht vermeidbar. Das dynamische Zusammenwirken ist zur statistischen Absicherung bei der jeweils höchsten Fahrgeschwindigkeit einer Oberleitungsbauart durch drei Messfahrten zu belegen. Der gemessene Kontaktkraftmittelwert soll möglichst zu gleichen Teilen aus den Mittelwerten der Schleifstück- Kontaktkräfte gebildet werden. Der Absolutwert der Differenz der Schleifstückmittelwerte darf 20% von dem halben, gemessenen Kontaktkraftmittelwert nicht übersteigen. Für neue oder neue Stromabnehmer, deren aerodynamische Eigenschaften nicht bekannt sind, sind zur Nachweisführung Hochtastfahrten einzuplanen. (4) Für, die mit einem Stromabnehmer-Typ ausgerüstet sind, dessen aerodynamische Eigenschaften bekannt sind und für den das dynamische Zusammenwirken von Oberleitung und Stromabnehmer nachgewiesen ist, kann mit Zustimmung der für die relevanten betrieblichen Einsatzbedingungen eine vereinfachte Nachweisführung vereinbart werden. vereinfachte Nachweisführung

12 Seite 12 Signale für den elektrischen Zugbetrieb 5 Sonstige Bedingungen (1), deren Einsatzgeschwindigkeit mehr als 160 km/h betragen soll, müssen die übermittelte Information des Zugsicherungssystems zu dem Signal El 1 "Hauptschalter aus" aufnehmen und automatisch ausführen können. automatische Höhenbegrenzungen Parameter für Simulationsrechnungen (2) Automatische Höhenbegrenzungseinrichtungen des Stromabnehmers dürfen bei Fahrten im Netz innerhalb des Arbeitsbereiches nicht wirksam sein. (3) Beim Bilden von Zügen aus mehreren Triebfahrzeugen kann eine große Anzahl von Stromabnehmerabständen entstehen. Zur Ermittlung der Stromabnehmerabstände, die kritische Befahrungseigenschaften erwarten lassen, ist die Anwendung von Simulationsverfahren möglich. Diese Simulationsverfahren müssen gem. DIN EN (VDE ), Bahnanwendungen Stromabnahmesysteme Validierung von Simulationssystemen für das dynamische Zusammenwirken zwischen Stromabnehmer und Oberleitung validiert sein. Die erforderlichen Streckenparameter zur Validierung der Simulationsverfahren können unter abgerufen werden.