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Elektrosmog durch Bahnstrom |
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Aus einer Newsgroup stammt diese interessante Diskussion zum Thema "Elektrosmog durch Bahnstrom". --------------------- Frage: Ich wohne in einem Bahnhäuschen. Leider scheinen die Bahnoberleitungen (ca. 5 m vom Haus entfernt) Störungen am PC-Bildschirm zu verursachen (starkes Flimmern). Hat jemand eine Idee was man da machen kann (außer ausziehen natürlich)? ---------------------- Antworten: "Wir hatten bei einer unserer Anlagen einmal einen Trafo zu nahe am Monitor installiert. Das Feld ging durch zwei Gehäuse mit 1,5 mm Stahlblech und führte zu starkem Flimmern. Einzige Lösung war Abstand, die Feldstärke nimmt ja im Quadrat zur Entfernung ab und 10 cm weiter war der Effekt weg. Ich fürchte also, Abschirmung kannst Du vergessen. Abgesehen vom weiter weg stellen könnte es aber eventuell helfen, den Monitor zu drehen. Wenn es an den Leitungen liegt, müßte eine Abhängigkeit des Flimmerns von der Belastung der Oberleitungen erkennbar sein, also nachts am wenigsten und wenn ein Zug vorbeikommt stärker - der magnetische Anteil des Feldes ist von der Höhe des Stromes abhängig. Andernfalls ist es womöglich eine Störung über das Netz und Du könntest einen Netzfilter ausprobieren.
Übrigens gibt es Leute, die sich über Elektrosmog Sorgen machen. Wenn Du wirklich in einem Feld lebst, das den Monitor zum Flimmern bringt, ist das ein ganz schön krasser Fall. Mit Zellkulturen und Bakterien (schnelle Generationenfolge) sind meines Wissens negative Auswirkungen von starken niederfrequenten (!) Wechselfeldern nachgewiesen, ebenso wie gesundheitliche Störungen von Anwohnern nahe Hochspannungsleitungen. Ich bin damals jedenfalls zum Schluß gekommen, daß mit diesem Thema zwar viel Panik gemacht wird, die längere Einwirkung von hohen Feldstärken aber doch vermieden werden sollte. Als vorsichtiger Mensch würde ich demnach empfehlen, nicht nur mit dem Monitor, sondern auch mit dem Bett einen möglichst großen Abstand zu den Leitungen einzuhalten - aber ich muß auch ganz klar sagen, daß ich hier nicht kompetent bin und keine Ahnung habe, ob und wie sich das mögliche Gesundheitsrisiko abschätzen läßt.
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* Lage des Monitors optimieren * Aktive Abschirmung durch Gegenfelder (passive Abschirmung bei 16.7 Hz ist extrem materialintensiv!) * Ausziehen, ich würde nicht in einem Haus wohnen wollen, in dem ein Kompass von allein anfängt sich wie ein Motor zu drehen ;-)
----------------- Wahrscheinlich hast Du es mit Magnetfeldern im Bereich um die 20 A/m bzw. 25 uT zu tun. Naja, geht noch, zieht einem nicht die Plomben aus dem Mund ;-) Die Frage ist, ob das magnetische Feld oder das elektrische Feld stoert. Aber Du kannst es mal mit, bildlich gesprochen, Konservendosen probieren. Mit Weissblech den Monitor abschirmen, kannst Dir ja erst mal eine Blechtafel einfach zum dazwischenhalten besorgen. Einen ersten Versuch kannst Du auch mit normaler Alufolie machen, aber da sind die Aussichten auf Erfolg eher gering. Es gibt auch Spray's mit denen Du das Plastikgehaeuse des Monitors ausspruehen kannst, die sollen zwar verhindern, dass der Monitor strahlt, aber das funktioniert dann wohl auch anders herum. Oft hilft es auch, den Monitor anders hinzustellen, das Problem hatte ich neulich in der Firma, dass der Monitor direkt mit der Rueckwand an einem grossen Kabelschacht (wo alle Steigeleitungen verlegt sind) stand. Der flimmerte auch. ----------------- Alufolie oder Graphitspray kann nur gegen ein elektrisches Feld helfen. Halte ich aber auch für aussichtslos, da so eine Bildröhre eigentlich gegen ein solches schon von "Natur aus" einigermaßen geschützt ist. -----------------
"Wie hier schon angesprochen wurde, ist es nicht so einfach dagegen etwas zu tun. Ich denke Du bekommst auf zwei Wegen die "Sauerei" in die Huette: 1. ueber das Netz, hier hilft nur ein entsprechend dimensioniertes Netzfilter am HA (Hausanschluss) der die 16 2/3 Hz Bahnstrom ausfiltert 2. als Elektromagnetische Welle Hier koennte eine grossflaechige Abschirmung mit guter Erde helfen. Das Problem dabei ist, dass Du im Bereich der Gleisanlagen vagabundierende Stroeme (Rueckstroeme) hast, die Dir ueber den PEN wieder ins Haus kommen. Versuchen koennte man es mit einem Hilfserder, weit weg vom Gleis (100 - 150 m naja kannste jetzt auch jetzt als Witz auffassen ;-))) Cu-Folie um den Monitor, am besten das ganze Zimmer damit tapezieren ;-) naja jedenfalls ein groesseres Volumen um den Monitor umbauen ! Und dann gut erden. Ich habe in der Richtung schon mal experimentieren muessen, allerdings mit Stoeraussendungen im Bereich von 10 - 20 kHz. War ne´scheiss fummelei. ----------------- Da fällt mir die Cu-Tapete von Siemens ein. Auf der EMV in Karlsruhe hab ich mir das mal angesehen Es ist ein Anlaufgeschütztes Cu-Gewebe das sich wie eine Tapete verarbeiten läßt (speziell für abgeschirmte Räume etc.) Siemens hat das glaub ich an irgendein Firma weitergereicht. Wie bei EMV-Messungen die abgeschirmten Kabinen musst Du zuhause aber JEDES Loch dichtmachen (incl.Fenster und Türen sowie Durchführungkondensatoren für die Stromversorgung, Telefon). Größere "Löcher" müssen über einen "Kamin" geführt werden. ----------------- Was bei 10-20 kHz 0.2 mm-Cu-Folie ist, ist bei 16.7 Hz 20 cm dickes Kupferblech. Auch wenn der Tonnenpreis von Kupfer nicht mehr so hoch ist, ob es die Decke aushält, ist zweifelhaft (1 m² 20 cm dickes Cu hat eine Masse von 2 Tonnen). Für niedrige Frequenzen sind elektrisch leitfähige Materialien als Magnetfeldabschirmung ungeeignet. Dort werden dann weichmagnetische Substanzen (NiFe-Legierungen, Mu-Metall verwendet). Die Stoffe sind aber schon nicht mehr so preiswert wie Kupfer. ----------------- Cu-Tapete ist für niedrige Frequenzen ungeeignet. Sie verhält sich wie ein Tiefpaß, dessen Einsatzfrequenz von der Dicke abhängig ist. Bei Folie liegt diese im unteren Kilohertz-Bereich. ----------------- > tun. Ich denke Du bekommst auf zwei Wegen die "Sauerei" in die Huette: > 1. ueber das Netz, hier hilft nur ein entsprechend dimensioniertes > Netzfilter am HA (Hausanschluss) der die 16 2/3 Hz Bahnstrom ausfiltert Aber wie sollte es dazu kommen, dass die Bahnspeisung mit einer voellig anderen Stromquelle sich auf die Hausnetzspannung ueberlagert?
> 2. als Elektromagnetische Welle Von elektromagnetischer Welle kann man erst reden, wenn die Distanz zur Strahlungsquelle in der Groessenordnung einer Wellenlaenge liegt. Die Betonung liegt auf Groessenordnung! Im Falle von 16 2/3 Hz waere dies eine Wellenlaenge von 17.6 km. :-))))) Wenn also ein Feld stoeren sollte, waere es das E- *oder* H-Feld. Im vorliegenden Fall koennte das eine oder andere zutreffen, weil der Monitor nur gerade 5 Meter von der Stoerquelle entfernt ist. Wenn es eine E-Feld-Stoerung ist, muesste die Stoerung immer konstant sein. Ist es ein H-Feld aendert sich die Staerke des Einflusses in Abhaengigkeit eines herannahenden oder abfahrenden Zuges. Besonders dann, wenn eine Lok anfaehrt, muesste durch den ploetzlich auftretenden Strom ein erhoehtes H-Feld auftauchen und der Monitor muesste staerker zittern. ----------------- > Hier koennte eine grossflaechige Abschirmung mit guter Erde helfen. Das > Problem dabei ist, dass Du im Bereich der Gleisanlagen vagabundierende > Stroeme (Rueckstroeme) hast, die Dir ueber den PEN wieder ins Haus kommen. Genau so ist wahrscheinlich bei mir. Ich wohne etwa 150 Meter vom Bahngleis entfernt. Das Gleis macht aber um diese Wohnsiedlung eine Kurve. Immer dann, wenn ich ein Zug vorbeifahren hoere, zittert ein klein wenig der Monitor. Weil nun diese Siedlung innerhalb der Schienenkurve liegt, vermute ich, dass ein ganz kleiner Teil der Schienenrueckstroeme irgendwie durch den Boden oder/und andere (Erd-)Leitungen im Boden vagabundiert und ein H-Streufeld erzeugt. Eigenartig ist uebrigens, die Bahn ging schon immer den selben Weg, aber erst etwa vor 2 Jahren trat dieser Effekt zum ersten Mal auf. Vielleicht hat jemand eine Theorie, wie solch vagabundierende Stroeme derart spontan entstehen. Die Wirkung ist auch nicht immer gleich stark. Es gibt manchmal Tage ohne diese Zittereffekte. ----------------- > Versuchen koennte man es mit einem Hilfserder , weit weg vom Gleis > (100-150m naja kannste jetzt auch jetzt als Witz auffassen ;-))) > Cu-Folie um den Monitor, am besten das ganze Zimmer damit tapezieren > ;-) naja jedenfalls ein groesseres Volumen um den Monitor umbauen ! > Und dann gut erden. Man muss in diesem extrem niederen Frequenzbereich, so es sich um H-Felder handelt, rein magnetisch abschirmen, was recht aufwendig ist. ----------------- > Ich wohne in einem Bahnhäuschen. Leider scheinen die > Bahnoberleitungen (ca. 5m vom Haus entfernt) Störungen am > PC-Bildschirm zu verursachen (starkes flimmern). Hat jemand eine Idee > was man da machen kann (außer ausziehen natürlich)? Die Störungen hängen von der Streckenbelastung ab. 110/140 er E-LOK Oberstrom bis zu 350 A 141 er " " " zu 280 A ICE beide Triebköpfe bis zu 2000 A Bei 15 kV Oberspannung (die ist aber oft höher !) Du wirst um den Kauf von Abschirmgehäusen für den Monitor nicht herumkommen. Die Störungen sind auch in Entfernungen von 20 - 30 m noch vorhanden. Es gibt einige Firmen die sowas liefern. In einer Zeitschrift war eine Anzeige über eine Röhrenkonstruktion zu sehen, die über ein eigenes Magnetfeld das äußere Feld neutralisieren soll. ----------------- Dagegen sind wohl 3 Maßnahmen möglich: 1. Es gibt an 4 oder 5 Seiten geschlossene Metallkästen (wahrscheinlich Mu-Metall), in die der Monitor hineingestellt wird. So was habe ich mal in einem Bahn-Stellwerk gesehen. Bezugsquellen kenne ich nicht. 2. Habe ich in den letzen Monaten irgendwo eine Anzeige gesehen (entweder Elrad oder eine der vielen Kennziffernzeitschriften) wo eine Firma einen aus Metallstäben bestehenden Würfel anbietet, der um den Monitor gestellt wird. Damit sollen sich angeblich solche Störungen kompensieren lassen. Die Anzeige war ein wenig vage, aber damit das funktionieren kann, muß da wohl eine aktive Steuerung zu gehören. 3. Man verwendet einen LCD-Bildschirm. Übrigens sind (Gleichstrom) Straßenbahnen noch viel schlimmer: Ich habe mal PC-gestützte Messungen gemacht, der Monitor etwa 3 m von der Oberleitung entfernt. Wenn eine Straßenbahn vorbeigefahren ist, war der Bildschirminhalt ca. 1/4 Bildschirmbreite versetzt.
Das Problem - vor allem bei grossen Monitor (>17") und hoher Aufloesung - ist die immer instabiler werdende Lochmaske. Ergo ein mechanisches Problem, weil die zeitlich sich ändernden Magnetfelder die Lochmaske schwingen lassen, die Fokussierung stimmt dann nicht mehr, das Bild wechselt die Farben und es flimmert. Das Flimmern muesste dann 16 2/3 Hz sein... und das kann man gut sehen. SW-Monitor?! :=) (hat keine Lochmaske...)
>weiß nicht mehr wieviel genau. Das durch den Stromverbrauch fahrender >Bahnen verursachte Magnetfeld scheint gigantisch zu sein, dafür, daß es nur >ein einzelner Draht ist... > Das Problem ist genau dieser *einzelne* Draht. Doppelleitungen (oder Mehrfachleitungen) mit einer Strombilanz von fast genau 0 erzeugen eben ein weitreichendes Magnetfeld. Einzelleiter: H = I / 2 pi r ___ Doppelleiter (in Richtung des Steges (o o) ----> (d sei der Leiterabstand) ~~~ H = I / 2 pi (r + d/2) - I / 2 pi (r - d/2) = I d / 2 pi r²
_ Doppelleiter (in Richtung des Steges |o| ----> (d sei der Leiterabstand) |o| ~ H = I / 2 pi r * d / r = I d / 2 pi r² H(Einzelleiter)/H(Doppelleiter) = r/d
Für ein Kabel mit d = 5 mm beträgt dieser Unterschied in 5 Meter Entfernung schon 1:1000. Deswegen kann man das Magnetfeld der Bundesbahn auch über Kilometer hinweg nachweisen, ohne daß es von den 1,50 Meter entfernten Stromversorgungszuleitungen im Haus überdeckt wird. Die 11x/14x/15x/103 haben Reihenschlussmotoren, deren Drehzahl durch die Frequenz der Spannung begrenzt wird, mit der sie betrieben werden. Deshalb bleibt die DB (vorerst?) bei 16 2/3Hz. Ein anderer Vorteil der 16 2/3Hz ist der geringere Spannungsfall an der Leitungsinduktivitaet des Drahtes, da der Abstand zwischen Hin- und Rueckleiter naturgemaess sehr gross ist, ist auch die Induktivitaet gross. >Konventionelle E-Loks (Keine Drehstomloks also 120,ICE,101,151) >haben einen Motor der die positiven Eigenschaften eines >Gleichstrommotors bei Wechselstrom bietet. >Die Wechselspannung läßt sich verlustarm Transformieren.
Nachteil: Trafo bei 16 2/3Hz ist dreimal so gross wie Trafo gleicher Scheinleistung bei 50Hz. Hat die 151 wirklich Drehstrom? Oder ist das nur die 6achsige Version der 141?
Der Grund fuer diese niedrige Frequenz ist der, dass die Motoren der konventionellen E-Loks Kommutatormaschinen sind, also nach dem gleichen Prinzip wie Gleichstrommotoren arbeiten, nur dass die Erregung durch ein Wechselfeld erfolgt. Waehrend eines Kommutierungswechsels ist immer eine Rotorwicklung durch die Buersten kurzgeschlossen und in dieser Wicklung wird durch das Erregerfeld wie in einem Transformator eine Spannung induziert, die dann einen Strom in der kurzgeschlossenen Wicklung einen Strom bewirkt. Wenn sich der Rotor dann weiterdreht, wird der Kurzschluss unterbrochen und es gibt einen Abrissfunken, der einen hohen Verschleiss am Kommutator und an den Buersten bewirkt. Diese induzierte Spannung wird mit niedriger Netzfrequenz kleiner und damit auch der Verschleiss: Uind = w * dPhi/dt; Phi ~ sin(2*pi*f*t); dPhi/dt ~ 2*pi*f*cos(2*pi*f*t) === Als die Entscheidung fuer diese Netzfrequenz getroffen wurde (190?), spielte der Nachteil der um den Faktor 3 groesseren Trafos und Generatoren keine grosse Rolle, weil in dieser Zeit genuegend Geld vorhanden war. Heutzutage ist die Technik so weit fortgeschritten, dass es keine Probleme bereitet, Kommutatormaschinen fuer eine Netzfrequenz von 50 Hz zu bauen, wie z.B. in Frankreich, ehem. UDSSR, ... und moderne Loks arbeiten sowieso mit Drehstrommotoren und Frequenzumrichtern; die Deutsche Bahn haelt aber trotzdem an den 16 2/3 Hz fest.
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Beeinflussung von Monitoren |
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Bekannt sind Bildschirmstörungen infolge von Bundesbahn-Magnetfeldern. So heißt es in einem aktuellen Artikel mit dem Titel "Schirmung niederfrequenter Magnetfelder" (Albert 1997): "Erschreckend ist, daß bei der Planung von Neubauten allzu selten die Nähe z. B. einer elektrifizierten Eisenbahnstrecke berücksichtigt wird. Die Monitorbeeinflussung durch 16 2/3 Hz-Wechselstrombahnen tritt anteilsmäßig am häufigsten auf ... Insbesondere in der Nähe von einspeisenden Unterwerken, an Bahnhofsausfahrgleisen oder an Steigungen, kündigt das Zittern einen Zug schon mehrere Minuten vorher an. ... In einer süddeutschen Großstadt wurde in 100 m Entfernung zu einer Bahnstrecke noch eine Feldstärke von über 1 Mikrotesla (ab 0,3 Mikrotesla flimmert ein großer Bildschirm) im Erdgeschoß eines Bürogebäudes gemessen." Hier liegt die Vermutung nahe, "daß
der Erdrückstrom sich über Wasser- oder Gasrohre den Weg des
geringsten Widerstands sucht und letztendlich in einer parallel zum
betroffenen Gebäude verlaufenden Verrohrung dieses beachtliche
Magnetfeld erzeugt". |
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| Quelle: http://www.elektrosmog.com/bahnbetrieb.htm | |
| > | Warum benutzt die Bahn eigentlich eine Frequenz von 16 2/3 (16,7) Hz für die elektrische Zugförderung? |
Die Sache hat natürlich historische Gründe. Die Antriebsmotoren für Elloks waren früher ausschließlich Gleichstrommotoren. Außerdem hatte man noch Reihenschlußmaschinen für Wechselstrom, ähnlich wie Gleichstrom-Reihenschlußmaschinen, zur Verfügung. Und diese mit 50Hz beaufschlagt produzieren jedoch viele Funken und wenig Leistung.Technische Begründung: Wegen der Kurzschlußspannung, die im Kollektor von Wechselstrom- Reihenschluß-Fahrmotoren induziert wird und für den Kollektorverschleiß verantwortlich ist. Sie ist proportional zu
wobei man an der Konstante nicht schrauben kann, die Windungszahl W minimal gleich 1 sein kann, phi durch die gewünschte Motorleistung vorgeben ist, und man somit nur an der Frequenz f drehen kann, um die Kurzschlußspannung und damit den Kollektorverschleiß möglichst gering zu halten. Wechselstrom hat aber den Vorteil, besser über die Fahrleitung übertragen werden zu können als Gleichstrom, sprich verlustärmer. 16 2/3 Hz war ein Kompromiß, der Gleich- und Wechselstromeigenschaften verbindet. 16 2/3 Hz ist genau ein Drittel von 50 Hz. Damit ließen (und lassen) sich rotierende Umformer mit fester Polteilung zum 50Hz-Netz bauen und so die Abhängigkeit vom Bahnstromnetz allein reduzieren. Auch die ersten erfolgreichen 50 Hz-Lokomotiven waren - bis auf wenige Ausnahmen - Gleichstromlokomotiven. Diese besaßen ausgesprochen aufwendige Gleichrichter, dem damaligen Stand der Elektronik entsprechend. Erst mit der Weiterentwicklung der Leistungselektronik wurde es möglich, Drehstrommotoren mit vertretbarem Aufwand anzusteuern, Stichwort: Gleichstromzwischenkreis. Die primäre Energieversorgung wird dabei zweitrangig. Es kann Gleichstrom, Wechselstrom unterschiedlicher Frequenz oder auch ein Dieselgenerator sein. Würde man heute mit der Elektrifizierung neu anfangen, würde man sich auch bei uns für 50Hz entscheiden - nur wir haben eben ein funktionierendes Bahnstromnetz mit nur einem Nachteil, der nicht direkten Integrierbarkeit ins 50 Hz-Netz. Ich habe gelesen, daß die Frequenz jetzt auf 16,7 heraufgesetzt wurde. Stimmt das? Auf Anfrage bei der Redaktion der Fachzeitschrift "Elektrische Bahnen" erhielt ich telefonisch Auskunft wie folgt:
Bei der Gelegenheit erfuhr ich auch die Umformerleistungen:
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Wie
funktioniert eine Drehstrom-Diesellok? Stromversorgung von Wagen bei Dieseltraktion? |
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Bei moderner Drehstrom-Dieselloks treibt der Dieselmotor einen Synchron-Generator an. Der erzeugte Strom wird über Gleichrichter in einen Zwischenkreis eingespiesen, woraus über Wechselrichter die Fahrmotoren versorgt werden. Aus was werden die 16 2/3 Hz für die Zugsammelschiene (Zugheizung) erzeugt? Ein gesonderten Wechselrichter erzeugt die 16 2/3 Hz aus dem Gleichstrom-Zwischenkreis. Da die Zwischenkreis-Spannung bei 2 - 3 kV liegt, muss der Strom noch über einen Transformator geführt werden, wo am Ausgang dann die 1000 V 16 2/3 Hz für die Zugheizung zur Verfügung stehen. Was gibt der Lok-Generator denn ab? 50 Hz? Der Gleichstrom-Zwischenkreis entkoppelt Dieselmotor & Generator von den Fahrmotoren und den anderen Verbrauchern. Der Dieselmotor kann dadurch immer mit einer optimalen an die verlangte Leistung angepassten Drehzahl betrieben werden, so dass möglichst wenig Kraftstoff verbraucht wird. Die Frequenz des Lok-Generator ist von der variablen Dieselmotor-Drehzahl abhängig und liegt normalerweise zwischen 30 und 60 Hz. Warum werden aus 50 Hz dann 16 2/3 gemacht? Damit die selben Wagen wie für die E-Loks verwendet werden können, muss auch dieselbe Frequenz wie bei den E-Loks verwendet werden. Warum verwendet man nicht direkt Generatoren, die 16 2/3 Hz erzeugen, wenn das gewünscht wird? Ein 16 2/3 Hz Generator ist schwerer als ein 50 Hz Generator gleicher Leistung. Ausserdem wäre dieser Nutzlos, wenn die Zugsammelschiene nicht gebraucht wird. Wenn in einer Drehstrom-Diesellok die Zugsammelschiene nicht gebraucht wird, kann der Zugheiztrafo abgeschaltet werden. Die zuvor für die Heizung benötigte Leistung kann für die Traktion benutzt werden. Früher wurden alle Wagen mit Dampf beheizt, somit war die Zugsammelschiene auch nicht nötig. In einigen Ländern wird bei Zügen mit Loks ohne elektrische Zugheizung die Zugsammelschiene von einem Generator im Packwagen gespeist. Umgekehrt gab es in der Übergangszeit von Dampfbetrieb auf moderne Traktionsarten auch spezielle Heizwagen, in welchen ein Kessel für die Zugheizung untergebracht war.
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| Quelle: http://home.arcor-online.de/estw/efaq/efaq-02-01.html#36e2 | |
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