Auszug | eb - Elektrische Bahnen 2-3 | 2020

85 FahrleitungenFachwissen 118 (2020) Heft 2-3 Vorteile des Einsatzes niedrig legierter Kupferlegierungen in DC-Oberleitungen Frank Pupke, Hettstedt; Jens Thiede, Fritjof Aufschläger, Dresden Auf Grund gestiegener Anforderungen an die Energieübertragungskapazität von Fahrleitungen erscheint es sinnvoll, die Vorteile niedrig legierter Kupferlegierungen zur nachhaltigen Ressourcenschonung zu nutzen. Viele Fahrleitungen lassen sich hinsichtlich der Querschnitte, zulässigen Betriebstemperaturen und Installationseigenschaften durch Einsatz weiterentwickelter Werkstoffe optimieren. Advantages of using low-alloyed copper alloys in DC overhead lines Because of increasing requirements for the energy transmission capacity of Overhead Contact line Systems (OCS) it seems sensible to use the advantages of low alloyed copper alloys in respect of sustainable consumption of resources. Many OCS may be optimized in terms of cross sections, permissible temperatures and ease of installation by using more advanced materials. Avantages de l’utilisation d’alliages de cuivre faiblement alliés dans les lignes aériennes de contact à courant continu Compte tenu de l’accroissement des exigences en matière de capacité de transport d’énergie des lignes aériennes de contact, il semble judicieux d’utiliser les avantages des alliages de cuivre faiblement alliés pour une consommation durable des ressources. Les systèmes caténaires peuvent être optimisés en terme de sections de câbles, de températures admissibles, et de propriétés d’installation en utilisant des alliages plus performants. 1 Einführung Fahrleitungen für die DC-Versorgung müssen bedingt durch die geringeren Betriebsspannungen in der Regel die für die Traktion benötigte Energie mit höherer Stromstärke als im Falle der AC-Versorgung übertragen. Häufig werden bei DC-Versorgung sowohl im Nah- als auch im Fernverkehr noch Tragseile und Fahrdrähte aus reinem Kupfer mit entsprechend großen Querschnitten verwendet. Zunehmend haben sich in den letzten Jahren alternative Werkstoffe für die Kupfer-Fahrdrähte auch Legierungen wie Kupfer-Silber CuAg0,1 und VALTHERMO® CuSn0,1 durchgesetzt. Hintergrund für diese Umstellung sind die höhere Lebensdauererwartung und die sehr gute Wärmebeständigkeit dieser Legierungen bei gleicher elektrischer Leitfähigkeit wie der von reinem Kupfer. Dies führt zu signifikanten Einsparungen bei den Lebenszykluskosten [1; 2]. Durch die verbesserte Wärmebeständigkeit der Legierungen wird unter der Voraussetzung der gleich hohen elektrischen Leitfähigkeit von 97% IACS (International Annealed Copper Standard) die potenzielle Energieübertragungskapazität erhöht. Nach EN50119 [3] ist die zulässige Dauertemperatur von Legierungen mit einer Wärmebeständigkeit wie von CuAg0,1 und CuSn0,1 höher als bei reinem Kupfer Cu-ETP (Electrolytic Tough-Pitch, Kupfergehalt mindestens 99,9%). Die hohe thermische Beständigkeit dieser Legierungen ist ebenso die Ursache für eine stark verringerte Kriechneigung der daraus gefertigten Leiter unter der lebenslangen mechanischen Zugkraftbelastung in der Oberleitung. Beim Austausch verschlissener Fahrdrähte durch legierte Fahrdrähte macht sich dies wirtschaftlich unter anderem durch den möglichen Wegfall von Nachregulierungsarbeiten bereits im ersten Jahr nach der Installation positiv bemerkbar. Es ist also naheliegend, auch für die Tragseile Alternativen zu suchen, mit denen eine deutlich verbesserte Langzeitstabilität der Geometrie des Kettenwerks erreicht werden kann. Bei vollständiger Verwendung wärmebeständiger Werkstoffe mit maximaler elektrischer Leitfähigkeit lässt sich das Potenzial zur Erhöhung der Energieübertragungskapazität optimal nutzen. Dies eröffnet die Möglichkeit, höhere Verkehrsdichten beziehungsweise Zugfolgen sowie steigende Energiebedarfe für Klimatisierungseinrichtungen in den Zügen mit einem Minimum an Rohstoffeinsatz zu realisieren. Deshalb wurden durch die Firma Elcowire Rail GmbH (vormals nkt cables GmbH) Tragseile aus dem bereits seit 2012 für Fahrdrähte erfolgreich eingesetzten Werkstoff VALTHERMO CuSn0,1 entwickelt.

RkJQdWJsaXNoZXIy MjY3NTk=