D.1

SPEZIFIKATION DER MECHANISCH KINEMATISCHEN BEGRENZUNGSLINIE DES STROMABNEHMERS

D.1.1

Allgemeines

D.1.1.1

Frei zu haltender Raum für elektrifizierte Strecken

Auf elektrifizierten Oberleitungsstrecken ist ein zusätzlicher Raum frei zu halten für

—

das Oberleitungssystem,

—

den ungehinderten Durchgang des Stromabnehmers.

Dieser Anhang behandelt den freien Durchgang des Stromabnehmers (Stromabnehmerbegrenzungslinie). Für den elektrischen Mindestabstand trägt der Infrastrukturbetreiber Sorge.

D.1.1.2

Besonderheiten

Die Stromabnehmerbegrenzungslinie weicht in verschiedener Hinsicht vom Lichtraumprofil ab:

—

Der Stromabnehmer ist (zum Teil) stromführend, so dass je nach Objekt (isoliert oder nicht isoliert) ein elektrischer Mindestabstand eingehalten werden muss.

—

Falls erforderlich, sind eventuell vorhandene Isolierhörner zu berücksichtigen. Deshalb ist eine doppelte Begrenzungslinie festzulegen, damit mechanische und elektrische Einflüsse gleichzeitig berücksichtigt werden können.

—

Bei der Stromabnahme steht der Stromabnehmer in dauerndem Kontakt mit dem Fahrdraht, so dass seine Höhe Schwankungen unterliegt. Entsprechend variiert auch die Höhe der Stromabnehmerbegrenzungslinie.

D.1.1.3

Symbole und Abkürzungen

Index „a” bezeichnet die Bogenaußenseite.

Index „i” bezeichnet die Bogeninnenseite.

Symbol	Bezeichnung	Einheit
bw	Halbe Länge der Stromabnehmerwippe	m
bw,c	Halbe Länge des leitenden Bereiches der Stromabnehmerwippe (mit Isolierhörnern) oder der Arbeitslänge (mit leitenden Hörnern)	m
b′o,mec	Breite der mechanisch kinematischen Begrenzungslinie des Stromabnehmers am oberen Nachweispunkt	m
b′u,mec	Breite der mechanisch kinematischen Begrenzungslinie des Stromabnehmers am unteren Nachweispunkt	m
b′h,mec	Breite der mechanisch kinematischen Begrenzungslinie für einen dazwischen liegenden Nachweispunkt in Höhe h	m
dl	Horizontale Auslenkung des Fahrdrahts	m
D′0	Referenzwert der Überhöhung, die der Fahrzeughersteller für die Begrenzungslinie des Stromabnehmers zugrunde legt	m
ep	Durch Fahrzeugmerkmale bedingte Wankbewegung des Stromabnehmers	m
epo	Wankbewegung des Stromabnehmers am oberen Nachweispunkt	m
epu	Wankbewegung des Stromabnehmers am unteren Nachweispunkt	m
fs	Zuschlag zur Berücksichtigung des Fahrdrahtanhubs	m
fwa	Zuschlag zur Berücksichtigung des Verschleißes der Stromabnehmerschleifstücke	m
fws	Zuschlag zur Berücksichtigung des Überstands der Stromabnehmerwippe am Fahrdraht infolge der Schrägstellung durch einseitige Einfederung	m
h	Höhe über Schienenoberkante	m
h′co	Referenzhöhe des Wankpols zur Bestimmung der Stromabnehmerbegrenzungslinie	m
h′	Referenzhöhe zur Berechnung der Stromabnehmerbegrenzungslinie	m
h′o	Maximale Nachweishöhe der Begrenzungslinie des Stromabnehmers in Arbeitsstellung	m
h′u	Niedrigste Nachweishöhe der Begrenzungslinie des Stromabnehmers in Arbeitsstellung	m
heff	Tatsächliche Höhe des angehobenen Stromabnehmers	m
hcc	Statische Höhe des Fahrdrahts	m
I′0	Referenzwert des Überhöhungsfehlbetrags, den der Fahrzeughersteller für die Begrenzungslinie des Stromabnehmers zugrunde legt	m
L	Abstand zwischen den Mittellinien der Schienen eines Gleises	m
l	Spurweite, Abstand zwischen den Fahrkanten der Schienen eines Gleises	m
q	Querspiel zwischen Radsatz und Drehgestellrahmen oder, bei Fahrzeugen ohne Drehgestell, zwischen Radsatz und Wagenkasten	m
qs′	Quasistatische Bewegung	m
R	Bogenradius	m
s′o	Vereinbarter Neigungskoeffizient zwischen Fahrzeug und Infrastruktur für die Stromabnehmerbegrenzungslinie
S′i/a	Zulässige zusätzliche Ausladung auf der Bogenaußen-/-innenseite für den Stromabnehmer	m
w	Querspiel zwischen Drehgestell und Wagenkasten	m
Σj	Summe der (horizontalen) Sicherheitszuschläge zur Berücksichtigung von Zufallsphänomenen (j = 1, 2 oder 3) für die Stromabnehmerbegrenzungslinie	m

D.1.1.4

Grundsätzliches

Abbildung D.1

Legende:

Y:

Gleismittellinie

Y′:

Stromabnehmermittellinie — zur Herleitung des Referenzprofils für den ungehinderten Durchgang

Y′′:

Stromabnehmermittellinie — zur Herleitung der mechanisch kinematischen Begrenzungslinie des Stromabnehmers

1:

Stromabnehmerprofil

2:

Referenzprofil für den freien Durchgang

3:

Mechanisch kinematische Begrenzungslinie

Die Konformität mit der Stromabnehmerbegrenzungslinie ist nur dann gegeben, wenn sowohl die Maße der mechanischen wie auch der elektrischen Begrenzungslinie eingehalten werden:

—

Das Referenzprofil für den ungehinderten Durchgang schließt die Länge der Stromabnehmerwippe und deren Wankbewegung e_p bis zur Referenzüberhöhung oder dem Überhöhungsfehlbetrag ein.

—

Stromführende und isolierte Objekte müssen außerhalb der mechanischen Begrenzungslinie liegen.

—

Nicht isolierte Objekte (geerdet oder mit einem anderen Potenzial als das der Oberleitung) müssen außerhalb der mechanischen und elektrischen Begrenzungslinie liegen.

D.1.2

Spezifikation der mechanisch kinematischen Begrenzungslinie des Stromabnehmers

D.1.2.1

Spezifikation der Breite der mechanischen Begrenzungslinie

D.1.2.1.1

Anwendungsbereich

Die Breite der Stromabnehmerbegrenzungslinie ist hauptsächlich durch die Länge und die Bewegungen des betreffenden Stromabnehmers bestimmt. Abgesehen von besonderen Effekten treten in den Querbewegungen ähnliche Phänomene auf wie beim Lichtraumprofil. Die Stromabnehmerbegrenzungslinie wird bei folgenden Höhen untersucht:

—

oberer Nachweispunkt h′_o

—

unterer Nachweispunkt h′_u

Zwischen diesen beiden Höhen wird von einer linearen Variation der Begrenzungslinie ausgegangen. Die verschiedenen Parameter sind in Abb. D.2 dargestellt.

D.1.2.1.2

Berechnungsmethode

Die Breite der Stromabnehmerbegrenzungslinie ist durch die Summe der nachstehend definierten Parameter zu bestimmen. Werden auf einer Strecke unterschiedliche Stromabnehmer eingesetzt, so soll die maximale Breite berücksichtigt werden. Für den unteren Nachweispunkt mit h = h′_u:b′uia,mecbwepuS′i/aqs′i/ajmax Für den oberen Nachweispunkt mit h = h′_o:b′oia,mecbwepoS′i/aqs′i/ajmax

HINWEIS: i/a = Bogeninnen-/-außenseite

Die Breite auf einer beliebigen Zwischenhöhe h wird durch Interpolation bestimmt:b′h,mecb′u,mechh′uh′oh′ub′o,mecb′u,mec

D.1.2.1.3

Halbe Länge b_w der Stromabnehmerwippe

Die halbe Länge b_w der Stromabnehmerwippe ist vom verwendeten Stromabnehmertyp abhängig. Das/die betreffende(n) Stromabnehmerprofil(e) ist/sind in der TSI LOC&PAS Abschnitt 4.2.8.2.9.2 festgelegt.

D.1.2.1.4

Wankbewegung des Stromabnehmers e_p

Die Wankbewegung hängt hauptsächlich von folgenden Faktoren ab:

—

dem Spiel q + w in den Achslagern sowie zwischen Drehgestell und Wagenkasten;

—

dem Wert der Neigung des Wagenkastens (abhängig vom Neigungskoeffizienten s₀′, dem Referenzwert der Überhöhung D′₀ und dem Referenzwert des Überhöhungsfehlbetrags I′₀);

—

der Montagetoleranz des Stromabnehmers auf dem Dach;

—

der Querbeweglichkeit der Befestigungsvorrichtung auf dem Dach;

—

der jeweiligen Höhe h′.

Abbildung D.2

D.1.2.1.5

Zusätzliche Ausladung

In der Stromabnehmerbegrenzungslinie sind bestimmte zusätzliche Ausladungen möglich. Bei Normalspurweite gilt folgende Formel: Bei anderen Spurweiten gelten die nationalen Vorschriften.

D.1.2.1.6

Quasistatischer Effekt

Da der Stromabnehmer auf dem Dach montiert ist, spielt der quasistatische Effekt eine wichtige Rolle bei der Berechnung der Stromabnehmerbegrenzungslinie. Dieser Effekt wird aus dem Neigungskoeffizienten s₀′, der Referenzüberhöhung D′₀ und dem Referenzüberhöhungsfehlbetrag I′₀ berechnet:qs′iS′0LDD′0>0hh′c0qs′aS′0LII′0>0hh′c0

Hinweis: Stromabnehmer sind normalerweise auf dem Dach eines Triebfahrzeugs montiert, dessen Neigungskoeffizient s₀′ in der Regel geringer ist als der für das Lichtraumprofil s₀.

D.1.2.1.7

Zuschläge

Gemäß der Definition des Lichtraums sind folgende Einflüsse zu berücksichtigen:

—

Unsymmetrie der Beladung,

—

Querverschiebung des Gleises zwischen zwei aufeinanderfolgenden Durcharbeitungen,

—

Querhöhenfehler zwischen zwei aufeinanderfolgenden Durcharbeitungen,

—

Fahrzeugschwingungen aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Gleislage.

Σ_j ist die Summe der oben genannten Zuschläge.

D.1.2.2

Spezifikation der Höhe der mechanischen Begrenzungslinie

Die Höhe der Begrenzungslinie ist lokal anhand der statischen Höhe h_cc des Fahrdrahts zu bestimmen. Dabei sind folgende Parameter zu berücksichtigen:

—

Anhub f_s des Fahrdrahts durch die Kontaktkraft des Stromabnehmers. Der Wert f_s hängt vom Oberleitungstyp ab und ist vom Infrastrukturbetreiber gemäß Abschnitt 4.2.12 zu bestimmen.

—

Hinausragen der Stromabnehmerwippe über den Kontaktpunkt aufgrund ihrer Schiefstellung durch den Versatz des Kontaktpunkts und des Verschleißes der Schleifleiste f_ws + f_wa. Der zulässige Wert f_ws ist in der TSI LOC&PAS angegeben; f_wa hängt von Erfordernissen der Instandhaltung ab.

Die Höhe der mechanischen Begrenzungslinie ergibt sich aus folgender Formel:heffhccfsfwsfwa

D.1.3

Bezugsparameter

Die Parameter für die mechanisch kinematische Begrenzungslinie des Stromabnehmers und die Spezifikation der maximalen horizontalen Auslenkung des Fahrdrahts sind wie folgt zu wählen:

—

l — nach Maßgabe der Spurweite

—

s′_o = 0,225

—

h′_co = 0,5 m

—

I′₀ = 0,066 m und D′₀ = 0,066 m

—

h′_o = 6,500 m und h′_u = 5,000 m

D.1.4

Berechnung der maximalen horizontalen Auslenkung des Fahrdrahts

Die maximale horizontale Auslenkung des Fahrdrahts wird durch Berücksichtigung der Gesamtbewegung des Stromabnehmers relativ zur Nenngleislage und des leitfähigen Bereichs (oder der Arbeitslänge bei Stromabnehmern ohne Hörner aus leitfähigem Material) wie folgt berechnet:dlbw,cbwb′h,mec b_w,c gemäß Definition in der TSI LOC&PAS Abschnitte 4.2.8.2.9.1 und 4.2.8.2.9.2.

D.2

SPEZIFIKATION DER STATISCHEN STROMABNEHMERBEGRENZUNGSLINIE (1520-mm-BAHNSYSTEME)

Die Spezifikation gilt für Mitgliedstaaten, die das Stromabnehmerprofil gemäß TSI LOC&PAS Abschnitt 4.2.8.2.9.2.3 zulassen. Die Stromabnehmerbegrenzungslinie muss Abb. D.3 und Tabelle D.1 entsprechen.

Abbildung D.3

Tabelle D.1

Abstände zwischen unter Spannung stehenden Teilen der Oberleitung/des Stromabnehmers und geerdeten Teilen von Fahrzeugen und ortsfesten Anlagen für Bahnsysteme mit 1520-mm-Spurweite

Spannung des Fahrleitungssystems gegenüber Erde (kV)	Vertikale Luftstrecke A1 zwischen Fahrzeug und niedrigster Fahrdrahthöhe [mm]			Vertikale Luftstrecke A2 zwischen unter Spannung stehenden Teilen der Oberleitung und geerdeten Teilen [mm]		Horizontale Luftstrecke α zwischen unter Spannung stehenden Teilen des Stromabnehmers und geerdeten Teilen [mm]		Vertikaler Raum δ für unter Spannung stehende Teile der Oberleitung [mm]
	Normal		Zulässiger Mindestwert für Streckengleise und Hauptgleise in Bahnhöfen, wo keine Züge abgestellt werden vorgesehen ist					Ohne Tragseil		Mit Tragseil
	Streckengleise und Hauptgleise in Bahnhöfen, wo keine Züge abgestellt werden	Sonstige Bahnhofsgleise		Normal	Zulässiger Mindestwert	Normal	Zulässiger Mindestwert	Normal	Zulässiger Mindestwert	Normal	Zulässiger Mindestwert
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1,5-4	450	950	250	200	150	200	150	150	100	300	250
6-12	450	950	300	250	200	220	180	150	100	300	250
25	450	950	375	350	300	250	200	150	100	300	250