Volltext Seite (XML)
51 XV. Jahrgang. „ELEKTROTECHNISCHE RUNDSCHAU.“ No. 6. 1897,98. dann bei dieser Anordnung längs der Bahnlinien Industrieorte ent stehen, gerade so wie dies bereits jetzt in der Nähe von großen elektrischen Kraftzentralen geschehen ist. Die Bewohner einer weit entfernt von der Kraftstation liegenden Ortschaft könnten aber in Zukunft ebenfalls der elektrischen Kraft teilhaft werden, sofern der Ort nur in der Nähe der elektrischen Bahn läge. Während jetzt eine Fernleitung für den Konsum weniger elek trischer Pferdekräfte sich nicht rentabel machen würde, würde dies, da gleichzeitig die Leitung zum Betriebe (1er elektrischen Bahn dienen könnte in letzterem Falle dennoch zutreffen und die Rentabilität der Anlage trotz der großen Kosten der Fernleitung eine gute sein. Herr Dr. Louis Bell 1 ) untersuchte die Kosten und die Rentabilität elektrischer Bahnen, einerseits mit Gleichstrom, andrerseits mit Wechsel strom betrieben. Bei der Berechnung der Betriebskosten einer elek trischen Bahn mit Wechselstrom legte er die Erfahrungen zugrunde, die mit dem bekannten Drehstromtram in Lugano gemacht wurden. Das Resultat dieser vergleichenden Berechnungen ist, daß bei einer Länge der Bahn von 50 km, Drehstrombetrieb wirtschaftlicher als Gleichstrombetrieb ist. Bei seinen interessanten Untersuchungen über die Möglichkeit des elektrischen Betriebes von Vollbahnen, nimmt Herr Dr. Louis Bell einen Zug, bestehend aus einer elektrischen Lokomotive und drei Anhängewagen als Beispiel an, dessen Fahrgeschwindigkeit 160 km per Stunde beträgt. Auf ebeuer Strecke ist dann die dabei nötige Zugkraft rund 1000 kg und die Leistung 565 PS. Bei I pCt. Steigung ist hingegen die Leistung 1300 PS. Im Allgemeinen wird man nach Di'. Louis Bell auf Bahnen mit unbedeutenden Steigungen selbst bei Gegenwind mit 1000 PS auskommen. Somit wären vier Elektromotoren nötig, jeder mit einer Leistungsfähigkeit von 150 PS, welche vorübergehend eine Belastung von 250 PS vertragen können. Bei Drehstrom von 10 000 Volt Spannung würde für eine Bahn von 160 km eine einzige Zentrale in der Mitte genügen. Das gleiche Resultat bei Gleichstrom zu erhalten, ist ein Ding der Unmöglichkeit, da wir dann zu Leitungsquerschnitten gelangen würden, die eine Rentabilität der Bahnanlage infolge des hohen Anlagekapitals ausschließen würden. Allerdings hat Professor Mengarini auf dem vorjährigen Elektro technischen Kongreß in Genf empfohlen, hohe Gleichstromspannungen anzuwenden, indem man mehrere Gleichstromgeneratoren in Serie schalten könnte. Meines Wissens existiert eine solche Anlage von 10000 Volt in Ungarn (Steinamanger). Bei der baierischen Landes ausstellung in Nürnberg im vorigen Jahre konnte man eine Gleichstrom- Dynamomaschine der Elektrizitäts-Aktiengesellschaft vormals Schuckert & Co. im Betriebe funktionieren sehen, welche einen Strom von 3000 Volt Spannung lieferte, ohne daß sich das mindeste Feuern am Kommutator und an den Bürsten bemerkbar machte. Für jeden anderen Betrieb dürften sieh aber diese hoehvoltigen Gleichstromgeneratoren eignen, als wie für die elektrische Traktion. Hier haben wir es oft mit einer höchst wechselnden, ungemein un regelmäßigen Belastung zu thun. Es kann beispielsweise durch Zufall Vorkommen, daß mehrere Wagen fast gleichzeitig anfahren. Während somit in diesem Falle die Belastung auf ihre Maximalwerte steigt, kann sie im darauffolgenden Momente unter Umständen wiederum fast auf Null sinken. Für einen solchen Betrieb dürften sich hoch- voltige Gleichstromgeneratoren wohl kaum eignen, da entweder Feuern am Kommutator oder Durchschlagen der Ankerwicklungen erfolgen dürfte. Die direkte Verwendung der Hochspannung ist auch nicht verwendbar. Der Gleichstrom müsste in Umformerstationen mittels rotierender Umformer-Maschinen in Strom von niederer Spannnng umgewandelt werden, bevor 'er der oberirdischen Leitung zugeführt werden könnte, da es ein Ding der Unmöglichkeit wäre, die ober irdische Leitung bei einer Spannung von beispielsweise 2000 Volt j erfolgreich gegen Erde zu isolieren. Eine höhere Spannung als 600 j Volt dürfte sich besonders in bewohnten Distrikten schon wegen I Sicherheitsgründen nicht empfehlen.’) Mehr Aussichten auf Bewährung in der Praxis besitzt folgendes System Es besteht aus einer Kom bination von Drehstrom und Gleichstrom. In der Kraftstation wird Dreiphasenwechselstrom von hoher Spannung erzeugt. Von dieser zweigen die Hochspannungs- resp. Fernleitungen ab. Dieselben führen zu den in Nähe der Bahn befindlichen Umformerstationen. Die hier aufgestellten Umformer bestehen aus Drehstrommotoren, | welche direkt mit Gleichstromgeneratoren gekuppelt sind. Diese liefern den Strom zum Betriebe der Gleichstrommotoren der elektrischen j Bahn. In den Umformerstationen können parallel zu den Gleichstrom generatoren Pufferbatterien geschaltet sein, welche sehr wesentlich zur Schonung des Maschinenmaterials und zur Hebung der Rentabilität der Anlage beitragen können. Das hier beschriebene Drehstrom-Gleichstromsystem rührt von j Herrn Stadtelektriker Uppenborn her. Dieses System wurde bei den städtischen Zentralen in Cassel und Budapest eingeführt (E. T. Z. ! 1893 und 1894). dasselbe hat bei elektrischen Bahnen in Amerika zuerst Anwendung gefunden. Der wesentlichste Vorteil dieses Systems besteht darin, daß man in der Primärstation mit der ,*) Dr. Louis Bell: „Power Distribution for Electric Railroads.“ New-York 1897. Railway Publishing Company. ‘) Auch dürfte sich bei höheren Spannungen als 600 Volt bei der ober irdischen Leitung Arbeitsdraht und Trolleyrolle resp. Bügel infolge der Funken bildung zu rasch abnützen mit der Spannung fast beliebig in die Höhe gehen kann, da es sieh um Wechselstrom handelt. Ferner gestattet es die Anwendung von Gleichstrommotoren zum Betriebe der Fahrzeuge, welche bekanntlich gerade für Bahnbetrieb höchst schätzenswerte Eigenschaften besitzen. Die Gleichstrommotoren passen sich dem jeweiligen Kraft- und Strombedarf an. So besitzt der Hauptstrommotor, der hauptsächlich bei den elektrischen Bahnen zur Anwendung gelangt, dann seine größte Zugkraft, wenn seine Umdrehungszahl am kleinsten. Sie nimmt dann stetig ab, je größer die Tourenzahl je größer also die Geschwin digkeit ist. Der Nebenschlußmotor hat hingegen die schätzenswerte Eigen schaft bei der Thalfahrt auf einfachste Weise Strom in die Leitung zurück zu liefern. Zu diesen Vorteilen des Gleichstroms kommt noch ein weiterer hinzu. Er bedarf, wenn die Schienen die eine Leitung darstellen, zu seiner Fortleitung nur einer einzigen oberirdischen Leitung. Dieser Umstand ist von außerordentlicher Wichtigkeit, da er es uns erklärt, weshalb Drehstrom zum Betriebe von Straßenbahnen trotz seiner oben erwähnten schätzenswerten Eigenschaften so wenig Anwendung gefunden hat. In vielen Städten deren Kraft- und Lichtversorgung durch dreiphasigen Wechselstrom geschieht, muß wegen der Erfordernis beim Drehstromtram zwei oberirdische Leitungen anzuwenden, von der Einführung des letzteren abgesehen werden und mithin für den Gleichstromtram eine eigene Kraftstation zum mindesten aber ein eigenes Maschinenagregat geschaffen werden. In der Erfordernis nur einer einzigen oberirdischen Leitung' liegt die Hauptursache, weshalb sich der Gleichstrom auf dem Felde der elektrischen Traktion insbesondere bei den elektrischen Straßen bahnen fast durchweg behauptete. Diesem Vorteile stehen allerdings die Kosten des Leitungsnetzes bei sehr langen und verzweigten Bahnen gegenüber. Vor allem macht sich dieser Nachteil dort geltend, wo an und für sich größere Strommengen notwendig sind also bei Voll- und Fernbahnen Hier haben wir es vor allem mit sehr langen Linien zu thun. Dazu kommt nun aber noch, daß die Fahrzeuge zu ihrer Fortbewegung bedeutend mehr Energiemengen benötigen, weil sie viel schwerer sind als die Wagen einer Straßenbahn. Nun fällt noch ferner ins Gewicht, daß für diese schweren Fahrzeuge auch höhere Geschwindigkeit als wie auf Straßen- und Kleinbahnen verlangt wird. Die Leitungsquerschnitte würden somit bei Gleichstrom von bedeutender Größe ausfallen, wenn man nicht einen zu großen Spannungsabfall erhalten will. Hierbei ändert auch die Anwendung von Speisekabel kaum etwas. Sie nützen nur insofern, als sie gestatten, daß bei der oberirdischen Leitung ein gewisser Querschnitt beibehalten werden kann, welcher vor allem von technischen und ästhetischen Rücksichten bedingt wird. Erspart wird aber hier absosut nichts, da das was am Querschnitt der oberirdischen Leitung erspart wurde,durch die Kosten der Speisekabel wieder aufgehoben wird. Auch das Gleichstrom-Dreileitersystem kann hier wenig Aenderung schaffen, wenn auch dasselbe gerade für Straßenbahnlinien mit zwei Gleisen von überaus großer Wichtigkeit sein mag. Das Dreileiter system ist beipielsweise bei einer der größten elektrischen Straßen bahnen, in St. Louis, Nordamerika, angewendet worden. Bei dem Dreileitersystem werden bekanntlich zwei Dynamo maschinen oder zwei Akkumulatorenbatterien hintereinander geschaltet. Die Erde bezw. die Schienen bilden den Mittelleiter. Dadurch werden vagabundierende Ströme und die durch dieselben hervorgerufenen Störungen am erfolgreichsten vermieden. Soll dies sicher erreicht werden, so muß natürlich auch hier für einen tadellosen Kontakt an den Stoßstellen der Schienen gesorgt werden. Das Dreileitersystem gestattet die Anwendung einer doppelten Spannung als sonst, ohne aber die Isolation der oberirdischen Leitung schwieriger zu machen oder die Betriebsischerheit su gefährden. Bei längeren Linien dürften jedoch die Kosten des Leitungs netzes auch hier große Dimensionen annehmen, wenn nicht ein zu großer Spannungsverlust in der Leitung in den Kauf genommen werden soll. Aus Vorhergehendem haben wir somit folgendes ersehen. Gleich strom ist entschieden bei kleinen Bahnen von geringer Länge gegenüber dem Drehstrom vorzuziehen. Dies mit umsomehr Recht sobald noch ästhetische Rücksichten zur Geltung kommen. Ferner wird Drehstrom dort, wo viele Kreuzungen und Weichen Vorkommen, weniger empfehlenswert sein. Das eigentliche Anwendungsgebiet des Wechselstroms mit seinen verschiedenen Varianten wird bei der elektrischen Traktion bei den elektrischen Voll- und Fernbahnen zu suchen sein, wo es vor allem auf Ersparung der Leitungskosten ankommt. Hier gehört die Zukunft allein dem Wechselstrom, resp. den Kombinationen zwischen Weehsel- und Gleichstrombetrieb. Später wollen wir sehen, ob auch Wechsel strom mit einfacher Phase verwendet werden kann. Trotzdem das Beispiel von Lugano auch anderwärts Nachahmung und Anklang gefunden hat und die Firma Brown, Boveri & Co. die Erfahrungen mit dem von ihr erbauten Drehstromtram in Lugano auch anderwärts sich zu Nutzen machte, so muß doch bezweifelt werden, daß Drehstrom bei elektrischen Straßenbahnen in Zukunft mehr zur Anwendung gelangen dürfte. Zwei oberirdische Leitungen im Weichbilde einer Stadt dürften doch das Straßenbild etwas entstellen. 1 ) ’) Geeignete Konstruktionsvorschläge. vpn^Stromalmehmer bei Drehstrom rühren von Herrn Ingenieur Max Schiemann her)
