Gefahrlos am Gleis

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Überspannungsableiter und Niederspannungsbegrenzer von ABB nehmen eine wichtige Aufgabe in Gleichstrom-Bahnanlagen wahr: Sie schützen die elektrischen Einrichtungen vor Überspannungen und unzulässigen Berührungsspannungen – und sorgen damit für einen reibungslosen und sicheren Betrieb.

Überspannungen in elektrischen Versorgungsnetzen entstehen durch Blitzeinwirkungen und Schalthandlungen. Sie sind nicht zu vermeiden, gefährden aber die Betriebsmittel, weil deren Spannungsfestigkeit aus wirtschaftlichen Gründen nicht beliebig hoch ausgelegt werden kann. Gerade für Geräte und Anlagen von elektrischen Bahnen stellen solche Blitz- und Schaltüberspannungen eine erhebliche Bedrohung dar. Sie gefährden den störungsfreien Ablauf des Bahnverkehrs. Daher sind Schutzmaßnahmen erforderlich, die auftretende Überspannungen auf einen ungefährlichen Wert begrenzen und Schäden verhindern. Ein Ausfall oder eine Störung der Elektronik oder der Datenübertragungstechnik kann zum Stillstand auf der Schiene führen.

Zweifach ableiten

„Der beste Schutz gegen Überspannungen sind funkenstreckenlose Metalloxid-(MO-)-Überspannungsableiter mit Silikongehäuse, die in der Nähe der Betriebsmittel installiert werden“, sagt Janina Doviborova, Area Sales Manager MV Surge Arresters bei ABB. „Je nach Funktion unterscheiden wir die Bezeichnungen A1 und A2 für die MO-Ableiter.“

Geräte des Typs A1 stellen den Überspannungsschutz von Betriebsmitteln und Geräten sicher, die an die Fahrleitungsspannung angeschlossen sind. Sie werden zwischen Oberleitung und Erde oder Rückleitung platziert. MO-Ableiter mit der Bezeichnung A2 gewährleisten den Überspannungsschutz für an den Rückleiter angeschlossene Geräte und befinden sich zwischen Fahrschienen und Erde.

„Der beste Schutz gegen Überspannungen sind Metalloxid- Ableiter.“

Entschärfte Potenziale

Um Streustromkorrosion zu vermeiden, die bei durch das Erdreich fließenden Strömen auftreten kann, werden die Gleise von Gleichstrombahnen meistens isoliert verlegt. Dies kann jedoch in Fehlerfällen – etwa beim Oberleitungsbruch – oder bei bestimmten Betriebsfällen dazu führen, dass gefährliche Spannungspotenziale entstehen und unzulässig hohe Berührungsspannungen auftreten, die Personen gefährden. Effektive Sicherheitskonzepte für Gleichstrombahnen müssen daher sowohl die Anlagen vor Überspannungen als auch Personen vor Berührungsspannungen schützen.

„Der HVL ist ein voll reversibler Niederspannungsbegrenzer mit hoher Energieaufnahmefähigkeit, der Personen und Anlagen schützt.“

Spannung mit Limit

Niederspannungsbegrenzer (Voltage Limiting Device = VLD) verbinden bei Überschreitung ihres Ansprechwerts unterschiedliche Potenziale miteinander. Damit ist sichergestellt, dass keine unzulässig hohen Berührungsspannungen auftreten und Kurzschlüsse bei Verbindung der verschiedenen Netze zur Auslösung führen können. Niederspannungsbegrenzer limitieren Potenzialunterschiede, beispielsweise zwischen Schiene und geerdeten Anlageteilen.

Mit einem umfassenden Sortiment an Überspannungsableitern und Niederspannungsbegrenzern bietet ABB Betreibern wirksame Schutzlösungen für Gleichstrombahnnetze. Als besonders praktisch erweist sich der Hybrid Voltage Limiter (HVL): Er kombiniert beide Funktionen miteinander. „Der HVL ist ein voll reversibler Niederspannungsbegrenzer mit hoher Energieaufnahmefähigkeit, der den Personenschutz gegen zu hohe Berührungsspannungen und den Schutz der Anlage gegen Blitz- und Schaltüberspannungen zuverlässig gewährleistet“, erläutert Janina Doviborova. „Technisch besteht er aus einem MO-Ableiter und einem parallelen Niederspannungsbegrenzer auf Thyristorbasis.“ So erfüllen Betreiber sämtliche Anforderungen für Bahnanwendungen, die in den Normen EN 50122-1 und EN 50526-2 definiert sind.

Weitere Informationen

Empfohlene Einbauorte für A1-Ableiter sind das Dach von Triebfahrzeugen, Oberleitungsanlagen – an jedem Speisepunkt, zwischen Speiseabschnitt und Endhaltestelle, an Längsverbindern, an Stromentnahmestellen wie Weichenheizungen und an Tunneleinfahrten –, Streckenabschnitte mit häufigem Blitzschlag, zum Beispiel Brücken oder freie Überlandpassagen, sowie Speiseleitungen in Unterwerken.

A2-Ableiter sollten an den Fahrschienen in Unterwerken installiert werden.

Der Einsatz von Spannungsbegrenzern (VLD) wird empfohlen für Unterwerke – zwischen Rückleitungsanschlussleiter und Fundamenterder –, auf der Strecke – zwischen Mast und Fahrschienen oder zwischen Stahlbetonfahrweg und Fahrschienen – sowie für Brückengeländer und Wartehäuser, wo sich die VLDs zwischen den berührbaren leitenden Teilen und der Bauwerkserde befinden.