Untersuchungen zur Qualität der Fahrdraht-verlegung – Fahrdrahtwelligkeit und mechanische Modellierung des Verlegevorganges
Kurzfassung
Um die Güte der Stromabnahme zwischen den Stromabnehmern und dem Fahrdraht entsprechend der TSI (Technical Standard of Interoperability) und der EN 50119 (Europäische Norm) für das gewählte Oberleitungssystem (Systemdesign abhängig von den geforderten höchsten Betriebsgeschwindigkeiten und den elektrischen Leistungsanforderungen) sicherzustellen, muss der Fahrdraht im verlegten Endzustand eine definierte konstante Nennzugkraft haben. Damit wird eine geeignete gleichbleibende Elastizität des Oberleitungssystems erreicht und es werden die nach dem Montageprozess verbleibenden vertikalen „Fahrdraht-Wellen“ minimiert.
Darüber hinaus muss die aus den Prozessen „Fahrdrahtfertigung und Fahrdrahtmontage“ eingeprägte und verbleibende „Fahrdraht-Restwelligkeit“ (Definition nach EN 50149) so weit wie möglich vermieden bzw. durch den Montageprozess noch so weit wie möglich reduziert werden.
Plasser & Theurer entwickelte eine Fahrleitungsumbaumaschine (FUM), bei der die Fahrdrahtverlegung besonders zeiteffizient, unter bereits eingeprägter, konstant gehaltener Nennzugkraft erfolgt.
Der vorliegenden Beitrag untersucht exemplarisch die zu erwartende Restwelligkeit im ÖBB-Profilfahrdraht FD 120mm 2 (Legierung CuAg 0,10) nach dessen Verlegung mit Hilfe FUM.
Neben den experimentellen Untersuchungen zur genauen Ermittlung der Fahrdrahtparameter werden mögliche Ursachen der Fahrdrahtwelligkeit vorgestellt. Die im Anschluss durchgeführte mechanische Modellierung und numerische Simulation konzentrieren sich auf die bleibenden vertikalen Deformationen nach dem Abtrommeln und dem Verlegen des elasto-plastisch aufgewickelten Fahrdrahtes.
Abschließend wird − basierend auf speziellen experimentellen Versuchen − das Lang- und Kurzzeitkriechverhalten des verlegten Fahrdrahtes diskutiert.