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Stromüberwachung

Wie Fahrzeuge den Gotthard-Tunnel erhalten

| Autor/ Redakteur: Andreas Schindler* / Sariana Kunze

Im Gotthard-Basistunnel kümmern sich 31 Erhaltungsfahrzeuge um den Zustand der Nord-Süd-Verbindung. Die Fahrzeuge wurden von Harsco Rail Europe entwickelt und verfügen über fortschrittliche Leittechnik und automatische Zugkupplungen. Lütze Transportation steuerte Komponenten zur Stromüberwachung bei.

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Erhöhte Arbeitssicherheit: Mit den Erhaltungsfahrzeugen des Gotthard-Basistunnels lassen sich sämtliche Zugbildungsarbeiten und die Ausführung von Bremsproben vom Führerraum aus durchführen.
Erhöhte Arbeitssicherheit: Mit den Erhaltungsfahrzeugen des Gotthard-Basistunnels lassen sich sämtliche Zugbildungsarbeiten und die Ausführung von Bremsproben vom Führerraum aus durchführen.
(Bild: Lütze)

Eine Tunnelstrecke von 57 km und 13 km offene Neubaustrecke bedeuten insgesamt 308 km Schienen, 43 Weichen und 153 km Fahrleitungen. Das sind die Zahlen des Gotthard-Basistunnels, der die zentralen Schweizer Alpen durchquert. Der Eisenbahntunnel ist zudem mit 2.600 km Lichtwellenleiter, 3.200 km Kupferkabel und 7.200 Leuchten ausgestattet. Dies stellt den Betreiber SBB, Schweizer Bundesbahn, vor große Herausforderungen bei Wartung und Erhalt der wichtigen Verkehrsverbindung auf der europäischen Nord-Süd-Achse. Denn unter dem Gebirgsmassiv von bis zu 2.450 m Dicke sind die meisten Arbeitsstellen in den zwei Fahrröhren des Basistunnels für Wartungs- und Erhaltungsaufgaben nur über den Schienenweg erreichbar. Nur an zwei Stellen ist der Zugang zu den Fahrröhren über horizontale Stollen mit leichten Nutzfahrzeugen möglich. Deshalb kommen 31 Erhaltungsfahrzeug von Harsco Rail Europe aus Düsseldorf, Teil von Harsco Rail aus den USA, auf den Schienen zum Einsatz.

Automatische Zugkupplungen und Ferndiagnose im Tunnel

In den letzten Jahren haben sich die Anforderungen, welche Erhaltungsfahrzeuge erfüllen müssen, deutlich verändert. So ist beispielsweise der Grad automatisierter Funktionalitäten deutlich angestiegen. Automatische Zugkupplungen und Ferndiagnose gehören mittlerweile zum Standard bei Harsco. Andreas Göbbels, Projektleiter Erhaltungsfahrzeuge Gotthard-Basistunnel von Harsco, betont: „Letztlich geht es immer darum, die neueste Technik in einer entsprechenden Zugsteuerung zu harmonisieren und gleichermaßen alle Sicherheitsansprüche zu berücksichtigen.“ Die Erhaltungsfahrzeuge nutzen den sogenannten Dual Mode, eine besonders nachhaltige Technik, und können sowohl rein elektrisch als auch dieselelektrisch fahren, wenn z.B. über die Oberleitung kein Strom geliefert werden kann. Besonders stolz sind die verantwortlichen Ingenieure auf die Möglichkeit, den Zug nicht nur vom Fahrstand, mit eigener Fernsteuerung, sondern auch mittels Fernbedienung von verschiedenen Modulen, wie der Hubarbeitsbühne, aus zu steuern. Die Erhaltungsfahrzeuge lassen sich als spezialisierte Wartungszüge zusammenstellen, die teilweise 300 bis 400 m lang werden können. Alle Wagen können miteinander kommunizieren. Im Betrieb besteht die Möglichkeit, Zugteile voneinander zu trennen, um so unabhängig voneinander zu arbeiten.

Tunnelabschnitte exakt abtrennen

Die Wirtschaftlichkeit dieser Verkehrsstrecke kann nur sichergestellt werden, wenn die notwendigen Erhaltungsarbeiten möglichst schnell und zu genau definierten verkehrsarmen Zeiten stattfinden, damit die rund 165 Züge, die täglich durch den Gotthard-Eisenbahntunnel fahren, in ihrem Betrieb nicht eingeschränkt werden. Somit können die vollen Wartungsressourcen nur während sehr kurzer Zeitfenster zur Verfügung stehen. Harsco Ingenieur Andreas Göbbels erläutert: „Auf Grund der Auslastung des Tunnels sind Wartungsarbeiten nur in den drei Nachtschichten beginnend samstags möglich – da muss jeder Handgriff sitzen und vieles parallel und multifunktional auf verschiedenen Arbeitsstellen erledigt werden. Wir können die Wartungsteams mit unseren hochspezialisierten Fahrzeugen dabei unterstützen.“ Insgesamt 31 Erhaltungsfahrzeuge wurden an die SBB übergeben. Davon sind 13 sogenannte Basisfahrzeuge, die für den sicheren Betrieb im Tunnel sorgen. Ergänzt werden diese durch hochspezialisierte Waggons wie etwa Modultrag- oder Kesselwagen. Jedes Basisfahrzeug führt standardmäßig einen Kran und ein integriertes Werkstattmodul mit sich. Auch an das Personal wurde aus Gründen des Komforts, aber ebenso aus Gründen der Sicherheit gedacht. So gibt es ein klimatisiertes Abteil für das Wartungspersonal und Einrichtungen wie ein WC und eine kleine Teeküche. Ein weiteres Problem für die Erhaltungsarbeiten im Tunnel sind die sehr hohen Durchschnittstemperaturen von 35 bis 40°C und die Luftturbulenzen. Um diese und die damit verbundenen herumfliegenden Staubpartikel einzudämmen sowie eine sichere Arbeitsumgebung zu schaffen, hat Harsco Rail Mobile Erhaltungstore (MET) entwickelt. Diese trennen einen Tunnelabschnitt fast vollständig vom Rest der Tunnelröhre ab, indem das Einsatztor an der abzutrennenden Stelle aufgestellt und per Lasermessung auf den Millimeter genau ausgerichtet wird. Die Spreizarme des MET verbinden sich schließlich mit den in die Tunnelwand eingebauten Anpassringen.

Lütze Transportation steuerte für die Erhaltungsfahrzeuge Komponenten wie Analog-Analog-Wandler, analoge Grenzwertschalter und zwangsgeführte Relaisbausteine bei.
Lütze Transportation steuerte für die Erhaltungsfahrzeuge Komponenten wie Analog-Analog-Wandler, analoge Grenzwertschalter und zwangsgeführte Relaisbausteine bei.
(Bild: Lütze)

Lütze Transportation liefert für diverse Projekte von Harsco Lösungen, unter anderem bahntaugliche Analog-Analog-Wandler, analoge Grenzwertschalter, diverse Relaisbausteine, Diodenbausteine und ein USB-Ladesystem. Im Fall der Harsco Erhaltungsfahrzeuge wird mit der Bahntechnik von Lütze eine Stromüberwachung für AC 230 V-Verbraucher realisiert. Hierzu werden ein Analog-Analog-Wandler und ein analoger Grenzwertschalter kombiniert. Zudem bietet Lütze Transportation ein nach EN 50155 bahntaugliches USB-Ladegerät. Dieses USB-Ladesystem besteht aus einem DC/DC-Wandler und den entsprechenden USB-Ladebuchsen. Die Lokführer können mit diesem System auf dem Führerstand der Erhaltungsfahrzeuge ihre Mobiltelefone und Tablet-PC laden. Einsatz- und Fahrpläne müssen nicht mehr ausgedruckt und können in Echtzeit aktualisiert werden.

SPS-Steuerung für gesamte Flotte

Aktuell liefert Lütze kundenspezifische IP68 geschützte SPS-Steuerungen mit integrierter Feldebene in dritter Generation an Harsco Rail. Sie werden von der Harsco USA mit einer selbst entwickelten Software für die Steuerung auf der gesamten Flotte an Gleisbau- und Instandsetzungsmaschinen eingesetzt. Die Harsco Techniker schätzen die Diagnosemöglichkeiten für die angeschlossene Peripherie und darüber hinaus die einfache Möglichkeit, Komponenten auszutauschen. Künftige Projekte mit Lütze Transporation stehen bereits in den Startlöchern. Harsco Rail entwickelt und produziert eine Flotte Fahrleitungsfahrzeuge für das Schweizer Schienennetz der SBB.

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* Andreas Schindler; Produktmanager Interface/Indication, Lütze Transportation

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