Stromrückflussbegrenzung

Oberstrombegrenzung ist eine Limitierung des maximalen Stroms, den elektrische Lokomotiven (E-Loks) im Speisebereich eines Unterwerkes aufnehmen dürfen. Da die Oberleitungsspannung (bei der DB AG 15 kV) innerhalb zulässiger Toleranzen als konstant angesehen werden darf, wird mit der Oberstrombegrenzung auch die maximale Leistung limitiert, die die E-Loks in Traktionsenergie umsetzen können.

Realisierung

In E-Loks älterer Bauart musste die maximale Stromaufnahme vom Triebfahrzeugführer am Amperemeter überwacht werden. Näherte sich die Stromaufnahme der Oberstromgrenze, hatte er den Regler herunterzufahren (entspricht etwa dem Nachlassen am Gaspedal eines Autos). Heute gibt der Triebfahrzeugführer die Oberstromgrenze in den Bordcomputer ein und die elektronische Steuerung überwacht selbsttätig die Einhaltung der Oberstromgrenze.

Auswirkungen

betriebliche Auswirkungen

Die Begrenzung der maximalen Energieumsetzung beeinflusst das Beschleunigungs- oder Anfahrverhalten der Züge, da dafür die meiste Energie verbraucht wird. Die Oberstrombegrenzung limitiert des Weiteren die maximale Geschwindigkeit des Zuges. Diese Höchstgeschwindigkeit hängt ab von der absoluten Stromobergrenze und dann natürlich auch von der Zuglast, den Neigungsverhältnissen, Gleisbogenradius, Wind usw. D. h. dass die Züge langsamer anfahren und ggf. langsamer weiterfahren und damit die Gleis- und Streckenabschnitte länger belegen.

Andererseits helfen Oberstrombegrenzungen, dass bei Fahrten zu vieler E-Loks nicht der gesamte Speisebereich wegen Überlastung abgeschaltet werden muss. Eine Abschaltung hätte zur Folge, dass im Speisebezirk kurzzeitig gar keine Züge mehr verkehren könnten, egal welche E-lok letztendlich zur Überschreitung des maximalen Speisestroms des Unterwerkes beigetragen hat.

induktive und kapazitive Beeinflussung

Die Stromstärke, die durch Speise- und Oberleitung sowie Schienen und Erdreich (als Rückstrom) fließt, beeinflusst kapazitiv und induktiv in der Nähe verlaufende Freileitungen und Kabel. Dies kann z. B. bei Fernmeldeleitungen und -kabeln zur Störung der energieschwachen Fernmeldeströme führen, also zur Störung deren Übertragung. Das betrifft Telefon-, TV-, Funk-, Mobiltelefon-, Daten- u. a. Verbindungen.

Regelbegrenzung

Zweck

Der Maximalstrom wird für die einzelnen Bahnstrecken konkret definiert. Ausgangspunkt ist dabei die maximal gewünschte Leistung für die Züge auf dieser Strecke, die sich aus der Höchstgeschwindigkeit, der Maximallast, den Neigungs- und Kurvenverhältnissen u. a. ergibt. Grundsätzlich gilt, je höher der maximale Traktionsstrom ist, desto höher ist auch der Kurzschlussstrom des Systems. Sind der maximale Traktions- und Kurzschlussstrom damit bestimmt, sind die Anlagen und Bauteile der Bahnenergieversorgung, der Oberleitung, der Erdung und Rückstromführung entsprechend zu dimensionieren.

Parallel muss man die Beeinflussung von in der Nähe verlaufenden Fernmelde- und Steuerungsanlagen ableiten und deren Abschirmungswiderstände gegen induktive und kapazitive Beeinflussung durch den maximalen Traktions- und Kurzschlussstrom dimensionieren.

Oberstromklassen pro Zug bei der DB AG

1 - bis 600 A für alle Züge (i. d. R. Personenzüge mit max. 160-200 km/h)

2 - bis 900 A für schnellfahrende Reisezüge (i. d. R. max. 160-230 km/h) und 600 A für alle übrigen

3 - bis 1200 A für schnellfahrende Reisezüge und 600 A für alle übrigen (Klasse 3 wird bei der DB AG z. Z. nicht genutzt - Stand 2007)

4 - bis 1500 A für schnellfahrende Reisezüge (i. d. R. max. 230-300 km/h) und 600 A für alle übrigen

5 - Oberstrombegrenzung in konkreten Sonderfällen

• Dauernde Beschränkung des Oberstroms auf 400 A/Zug besteht auf den Strecken Ingolstadt-Donauwörth bei Umleitungsverkehr (Stand 2007)
• In den S-Bahnnetzen der Regionen Rhein-Main, Stuttgart, München wurden für die BR 420 1050 A/Zug freigegeben (Stand 2007).
• auf den Bahnsteiggleisen vom Bahnhof Birkenwerder (b. Berlin), die mit Fahrleitung und Stromschiene für die Berliner S-Bahn ausgerüstet sind, wegen der Einspeisung über einen Trenntrafo dauernd auf 250A.
• in zeitlich begrenzten Ausnahmefällen (s. Pkt. 4)

Oberstrombegrenzung in zeitlich begrenzten Ausnahmefällen

Eine Oberstrombegrenzung macht sich außerdem notwendig, wenn:

• Arbeiten oder Störungen im Speisebezirk die volle Speisung nicht gewährleisten;
• Unterwerke zu schwache Energieleistungswerte aufweisen;
• zuviele Abnehmer (E-Loks, elektrische Weichenheizungen, Zugvorheizungen u. a.) im Speisebezirk vorkommen.

In solchen Fällen wird der Triebfahrzeugführer gesondert durch La-Einträge oder Befehle unterrichtet.