Systemsprenger (eb 2-3 | 2020)

Fahrleitungen sind bei elektrischen Bahnen allgegenwärtig. Sie findet man an allen Strecken, auf denen elektrische Triebfahrzeuge fahren, zumindest wenn diese über keine Batterien verfügen, die sie auch ohne Fahrleitung elektrisch fahren lassen. Es war die große Errungenschaft bei der Einführung der elektrischen und Ablösung der Dampf-Traktion, dass bei elektrischen
Bahnen Energieträger nicht auf dem Fahrzeug mitgeführt und im Depot oder auf Unterwegsbahnhöfen aufgefüllt werden mussten. Die Energie wurde dort bereitgestellt, wo sie benötig wurde. Das galt als Fortschritt. Elektrische Fahrzeuge waren leistungsfähiger und energieeffizienter.

Der Preis dafür war die Notwendigkeit einer Fahrleitung verbunden mit höheren Investitionen und Instandhaltungskosten. Deshalb war und ist es nicht sinnvoll, jede Strecke zu elektrifizieren, sondern nur die, für die eine genügende Verkehrsleistung zu erwarten ist. Früher nutzte man den Begriff Elektrifizierungswürdigkeit. Sie sagt aus, ob es sich lohnt, eine Strecke zu elektrifizieren. Die Basis dafür waren wirtschaftliche Kriterien. Heute kommen auch umweltpolitische Aspekte hinzu: Der (politische) Wunsch nach Verzicht auf fossile Brennstoffe, lokale Emissionsfreiheit und verkehrspolitische Überlegungen können dazu führen, Strecken elektrifizieren zu wollen.

Aufgabe der Fahrleitung ist, Energie, die in Unterwerken umgeartet wird, zum Ort sich bewegender Triebfahrzeuge weiterzuleiten. Sie hat spezifische elektrische und mechanische Eigenschaften. Die mechanischen Eigenschaften stellen sicher, dass ein Stromabnehmer die Energie über einen Schleifkontakt zuverlässig entnehmen kann. Am Ende muss die Energiezufuhr unterbrechungsfrei funktionieren. Elektrisch sind die Eigenschaften durch die verwendeten Leitermaterialien und -querschnitte sowie durch geometrische Leiteranordnung bestimmt. Wie bei der Dimensionierung der Unterwerke geht man von Dimensionierungsfahrplänen aus, welche ein beabsichtigtes Beförderungs- und/oder Transportvolumen präsentieren. Dafür wird die Fahrleitung elektrisch zusammen mit den Unterwerken dimensioniert. Allein das bestimmt die Struktur der Bahnenergieversorgung, die Einteilung von Speiseabschnitten, Schutzkonzepte, Instandhaltungspläne und anderes mehr. Nachteilig ist, dass man die Streckenkapazität nicht beliebig erhöhen kann. Und weil auch
die Sicherungstechnik die Streckenkapazität begrenzt, ist es auch nicht sinnvoll, Fahrleitungen elektrisch überzudimensionieren. Bauartbedingt ist die Fahrleitung nicht redundant ausführbar. Sie gibt es nur einmal pro Gleis. Fahrleitungen werden nicht selten an den Grenzen ihrer physikalischen Belastbarkeit betrieben. Und zumeist hat sie nur einen Pol oder eine Phase. Bekanntlich brauchen elektrische Betriebsmittel aber mindestens zwei, denn der Stromkreis muss geschlossen sein. Bei Bahnen dient dazu das Gleis. Das kann man auch berühren, ohne
dass man einen elektrischen Schlag erleidet, obwohl da nahezu der gleiche Strom hindurchfließt wie durch die Fahrleitung. Das alles wird bei der Dimensionierung von Fahrleitungen und Gleisen berücksichtigt. Der Sicherheit dienen Dimensionierungsgrundsätze, Schutzgeräte und passive Schutzmaßnahmen. Eine höhere Kurzschlusshäufigkeit als bei reinen Übertragungsleitungen ist auch in Betracht zu ziehen.

Genau das unterscheidet Fahrleitungen von gewöhnlichen Energieübertragungsleitungen.
Ganz offensichtlich wecken Fahrleitungen aufgrund ihrer Allgegenwärtigkeit Begehrlichkeiten Dritter. Juristische Kreise meinen, dass Dritte Anspruch hätten, an Fahrleitungen stationäre Verbraucher oder Einspeiser anschließen zu können. Nun ist das so eine Sache: Juristen waren es auch, die für Strom die Einheit „kWh“ in deutsche Gesetze schrieben. Fahrleitungen sind dafür einfach nicht gemacht. Zumindest nicht unbegrenzt und in letzter Konsequenz. So etwas hätte Einfluss auf das gesamte Bahnenergieversorgungssystem, würde es verkomplizieren und wahrscheinlich auch anfälliger machen. Man stelle sich das einmal bei einer Straßenbahnfahrleitung in Städten vor …

Das würde die Leistungsfähigkeit eines Fahrleitungssystems sprengen.

Das hat nichts damit zu tun, dass es für Bahninfrastrukturbetreiber sehr wohl interessant sein kann, die Fahrleitung für die Speisung ortsfester Anlagen zu verwenden. Das wird beispielsweise bei Weichenheizanlagen bereits seit Jahrzehnten praktiziert, und es gibt Fälle der Energieeinspeisung in Fahrleitungsanlagen außerhalb von Unterwerken, beispielsweise durch Photovoltaikanlagen. Aber das machen die Bahninfrastrukturbetreiber selbst, und diese wissen,
dass die Fahrleitung auch einmal abgeschaltet sein kann.

Bahnenergieversorgungsanlagen und deren Fahrleitungen müssen dem Zweck entsprechend so einfach wie möglich sein und ihre eigentliche Bestimmung erfüllen. Nur dann ist das Gesamtsystem auch wirtschaftlich.

Dr. Steffen Röhlig
Chefredakteur

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