10_03_ATB_EMV_Gutach..

EMV-Gutachten
Elektrifizierung Ammertal-Bahn
Beratungs-/Gutachterleistungen
„EMV“
Auftraggeber:
Zweckverband ÖPNV im Ammertal
c/o Postfach 1929
72009 Tübingen
Tel.
+49 (7071) 207-0
Auftragnehmer :
Ingenieurbüro Gerhard Maier
Reuteweg 12
D-73760 Ostfildern
Tel. 07158 65012
Email: [email protected]
EMV-Gutachten Elektrifizierung Ammertalbahn
Änderungsübersicht
Ausgabe
Datum
Bearbeiter(in)
01
12.8.2015
Maier
Erstausgabe
02
11.12.2015
Maier
Korrekturen
03
08.02.2016
Maier
Ergänzung Verwaltungsvorschrift
Erstellt:
Autor:
Dok.:
Stand:
Ing-Büro Gerhard Maier
Gerhard Maier
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08.02.2016
Beschreibung
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EMV-Gutachten Elektrifizierung Ammertalbahn
Inhaltsverzeichnis
1.
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
2.
2.1
2.2
2.2.1
2.2.2
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
2.4.5
2.4.6
2.4.7
2.4.8
2.4.9
2.4.10
2.4.11
2.4.12
2.5
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
4.
Allgemeines
Lage
EMV-relevante Merkmale der geplanten Elektrifizierung
Streckendaten
Art und Länge der Züge
Leistungsbild dieses Gutachtens
Grundlagen
EMV-Grundsätze
Allgemeines
Grenzwerte
Elektrische und magnetische Felder
Berührungsspannung
Grundlagen der EMV-Bewertung
Trasse
Fahrzeuge und zu erwartende Betriebsströme
Elektrische Bahn als Störquelle
Kritische Bereiche in unmittelbarer Nachbarschaft zur Bahntrasse
Bahnübergänge
Eisenbahnüberführungen
Haltepunkte und Bahnhöfe
Stützwände
Strassenüberführung
Gasleitung
Schlossbergtunnel
WÜ Wasserüberführung Ammerkanal
Industriegebiet Altingen
Bebauung unmittelbar an der Bahntrasse
Bereiche mit fremden Installationen im OL-Rissbereich
Kritische Bereiche in unmittelbarer Nachbarschaft zur Bahntrasse
Magnetische Felder
Ergebnisse und Empfehlungen
Allgemeines
Gleisnahe Bebauung an 1-gleisiger Strecke
Gleisnahe Bebauung an 2-gleisigen Streckenabschnitten
Gleisnahe Bebauung im Bereich des Bf Herrenberg
Zusammenfassung der Ergebnisse
Anlagen
Abkürzungsverzeichnis
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Allgemeines
1.1
Lage
Die heutige Strecke der Ammertalbahn verläuft im Ammertal von Tübingen nach Herrenberg
und wird mit Dieseltriebwagen betrieben. Die Strecke ist bis auf Ausweichstellen bei
-
Bf Tübingen-West (km 1,57)
Unterjesingen (km 4,1 – 5,9)
Bf Pfaffingen (km 7,4)
Bf Entringen (km 9,8)
1-gleisig. Zwischen km 7,8 und km 13,0 soll die Strecke 2-gleisig ausgebaut werden.
Die Strecke ist ca. 21km lang und soll elektrifiziert werden.
Abbildung 1: Luftbild Ammertal mit den Orten Tübingen, Unterjesingen, Entringen, Altingen, Gültstein
und Herrenberg.
1.2
EMV-relevante Merkmale der geplanten Elektrifizierung:







Erstellt:
Autor:
Dok.:
Stand:
Stromversorgung 15kV/16,7Hz aus dem DB-Netz an den Bahnhöfen Tübingen und
Herrenberg
Umgehungsleitung zwischen Bf Herrenberg und Bf Tübingen
Kettenwerksoberleitung
Betrieb mit Nahverkehrszügen ähnlich Typ ET 425 (2350 kW Leistung) + ET 426
(1175 kW)
Zugsicherung mit Achszählern und ESTW
dadurch können beide Schienen geerdet werden.
Mögliche Ausweichstellen in Tübingen-West, Unterjesingen, Pfäffingen und der geplanten 2-gleisigen Strecke bei Entringen. Da Tübingen-West und Pfäffingen sehr
nah an der Endstelle Tübingen bzw. am 2-gleisigen Abschnitt Entringen liegen, kann
davon ausgegangen werden, dass maximal 3 Züge auf der Strecke sind.
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1.3
Streckendaten
Streckenlänge:
Anzahl der BÜ:
Anzahl der EÜ:
Anzahl der WÜ:
Anzahl der SÜ:
Anzahl Tunnel:
Anzahl der Bf/HP:
Oberleitung:
Schienen:
Gleisfreimeldeeinrichtung:
1.4
km 0,0 (Bf Tübingen) bis 21,20 (Bf Herrenberg) = 21,20km
27, teilweise als Fussgänger-Übergang
12, davon 6 Gewässerüberführungen und 6 Fahrstrassenüberführungen
1 (Ammer-Kanal in Tübingen)
4
1 Schloßbergtunnel in Tübingen
10 (einschließlich Bf Tübingen und Herrenberg)
Wechselstrom 15 kV - 16,7 Hz; Re 100
S 54
Achszähler
Art und Länge der Züge
Im Regelbetrieb verkehren ausschließlich Personenzüge. Eingesetzt werden soll eine Kombination aus Elektro-Triebzügen der Baureihen ET425 und ET 426.
ET 425:
ET 426:
Stundenleistung:
Stundenleistung:
2350 kW
1175 kW
Die Züge werden in Doppeltraktion eingesetzt, sodass sich eine maximale Leistung von
3525 kW ergibt.
1.5
Leistungsbild dieses Gutachtens
Gegenstand dieses Gutachtens sind Vor-Planungsleistungen für die Elektromagnetische
Verträglichkeit (EMV) der zu elektrifizierenden Bahnstrecke in Bezug auf den Personenschutz sowie den Geräte- und Anlagenschutz einschließlich Angaben zur Bahnstromrückführung, Bahnerdung, Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag.
1.6
Grundlagen

Trassierungsentwurf der DBI, Stand 07-2014

Gesetzliche Vorgaben zum Personenschutz (26. BundesImmisionsSchutzVerordnung
(2013))

DIN/VDE- und EN-Normen in den aktuellen Fassungen zum Geräte- und Anlagenschutz

Richtlinien der DB, insbesondere 997 und 804
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2.
EMV-Grundsätze
2.1
Allgemeines
In der Umgebung von elektrischen Bahnen treten sowohl elektrische als auch magnetische
Felder auf. Die elektrischen Felder beeinflussen die Umgebung durch kapazitive Kopplung
(Influenz) und die magnetischen Felder beeinflussen die Umgebung durch induktive Kopplung (Induktion). Influenz und Induktion wiederum können in leitfähigen Strukturen Spannungen und Ströme aufbauen. Die Höhe der elektrischen Feldstärke hängt von der Fahrdrahtspannung (15kV), die der magnetischen Feldstärke vom Strom in der Fahrleitung ab. Beide
nehmen mit dem Abstand zur Quelle (Fahrleitung) ab.
Der Strom in der Fahrleitung (Hinstrom, Triebstrom) fließt zum Triebfahrzeug und über die
Fahrschienen (als Rückstrom) zum speisenden Unterwerk zurück. Die Fahrschienen weisen
eine gewisse Erdfühligkeit auf. Dadurch gelangt ein Teil des Rückstroms in das Erdreich.
Befinden sich im Erdreich leitfähige Strukturen, so werden in diesen Strukturen Teilrückströme fließen. Stehen mit diesen Strukturen elektrische Anlagen in Verbindung ( z.B. über Erdungsanlagen), so kann es zu einer Beeinflussung der Anlagen durch galvanische Kopplungen kommen.
Der Hinstrom in der Fahrleitung baut ein Magnetfeld auf, welches über die Bahngrenze hinaus reicht. Der Rückstrom in den Fahrschienen baut ebenfalls ein Magnetfeld auf, welches
das Magnetfeld des Hinstroms teilweise kompensiert.
Dabei kommt es aber nicht zu einer vollständigen Kompensation, weil der Schienenrückstrom infolge des über Erde fließenden Teils des Rückstroms geringer als der Hinstrom ist.
Zusätzlich hat die geometrische Lage der stromführenden Leiter Einfluß auf die Ausbildung
der Magnetfelder. Dieses, nur unvollständig kompensierte Magnetfeld tritt auch im Anliegerbereich auf. Es kann dadurch zu einer induktiven Beeinflussung kommen.
Der Rückstrom in den Fahrschienen baut in diesen ein elektrisches Potential auf, welches
sich gegen Erde als Berührspannung (z.B. durch Berühren des Wagenkastens oder von
Fahrleitungsmasten oder von Geländern) abgreifen läßt.
Die elektrische Bahn erreicht dann den Zustand – Elektromagnetisch Verträglich - , wenn die
beschriebenen Beeinflussungen Technik, Mensch (und Tier) in der Bahnumgebung nicht in
einer unzulässigen Weise beeinträchtigen oder gar gefährden. Dieser Zustand muß durch
Einsatz technischer Mittel und Maßnahmen gesichert werden.
2.2
Grenzwerte
2.2.1 Elektrische und magnetische Felder
Die zulässigen Beeinflussungsgrenzwerte für Technik und Mensch sind in folgenden Gesetzen, Verordnungen und Normen festgelegt:
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-
26. BImSchV (2013) für den Personenschutz. Diese betragen für den Frequenzbereich
von 16,7 Hz (Bahnfrequenz)
- 300 µT für die magnetische Induktion und
- 5 kV/m für die elektrische Feldstärke.
Das Minimierungsgebot nach §4 der 26.BImSchV muss entsprechend der Verwaltungsvorschrift vom 18.12.2015 beachtet werden. Das bedeutet, dass, unabhängig von
den
Personenschutz-Grenzwerten,
das
magnetische
Feld
der
BahnOberleitungsanlage nach dem Stand der Technik zu minimieren ist. Dies gilt für alle an
die Bahntrasse angrenzenden Bereiche mit Bebauung, die nicht nur zum vorübergehenden Aufenthalt von Menschen bestimmt ist. Dabei ist der Grundsatz der Verhältnismäßigkeit zu beachten.
In der Anlage 2 wird das magnetische Feld im Bereich Entringen dargestellt. Bei einem
Abstand von 7,5 m zwischen Gleismitte und dem nächsten Haus treten magnetische
Induktionen von ca. 10 µT auf. Durch den Einsatz eines Rückleitungsseils (zwischen
Gleis und Gebäude) wird das Feld auf ca. 5 µT reduziert, also in etwa halbiert.
Der Personenschutz-Grenzwert nach der 26.BImSchV liegt für 16,7 Hz (Bahnfrequenz)
jedoch bei 300 µT. In Relation zum Grenzwert wird die Induktion also von 3,3 % des
Grenzwerts auf 1,67 % des Grenzwerts reduziert.
Da der Personenschutzgrenzwert also, ohne und mit zusätzlichem Rückleitungsseil,
weit unterschritten wird, der technische und finanzielle Aufwand jedoch erheblich ist,
erscheint die Verhältnismäßigkeit im Sinne der 26.BImSchV nicht mehr gewährleistet.
-
EN 61000-4-8 (2010) Prüfung der Störfestigkeit gegen Magnetfelder mit energietechnischen Frequenzen. Dort werden verschiedene Prüfschärfegrade angegeben. Für die
Umgebung der geplanten Bahntrasse kommen die Bereiche Wohnung, Büros (Prüfschärfegrad 3A/m) und Geschäfts- und Gewerbebereiche (Prüfschärfegrad 10A/m) in
Frage. Der Prüfschärfegrad 1A/m ist nur für Bereiche gültig, in denen Geräte mit Elektronenstrahlen arbeiten. Dies sind z.B. Röhrenmonitore (heute weitestgehend durch
Flachbildschirme verdrängt) oder auch Elektronenstrahlmikroskope und medizinische
Geräte.
-
EN 61000-6-1 (2007) Störfestigkeit für Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereiche
sowie Kleinbetriebe. Dort wird für die magnetischen Felder bei energietechnischen
Frequenzen ein Grenzwert der Störfestigkeit von 3A/m angegeben. Für Industriebereiche (EN 61000-6-2 (2005) erhöht sich der Wert auf 30A/m (Schwerindustrie)!
Anlagen für medizinische Anwendungen (z.B. EEG, MRT) weisen eine z.T. erheblich geringere Störfestigkeit auf. Hier muss damit gerechnet werden, dass bereits ab einer magnetischen Induktion von
- 0,1µT bei einem offenen Kernspintomographen
- 0,1 µT bei EEG
- 0,7 µT bei geschlossenen Kernspintomographen
Bildstörungen bzw. Messwertverfälschungen auftreten.
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Bei Kernspintomographen kommen noch Störungen des Erdmagnetfelds durch große bewegte Metallmassen (Zug) hinzu.
Für die weitere Betrachtung der Störfestigkeit von technischen Einrichtungen in unmittelbarer
Nähe zur geplanten Bahntrasse wird deshalb für den Wohnbereich den allgemeinen Gewerbebereich (z.B. Supermarkt, Lagerhallen) von einer Störfestigkeit von 3A/m (3,8µT) ausgegangen.
Dabei wird berücksichtigt, dass eine kurzzeitige und seltene Störung, wie sie als Maximalwert für das Magnetfeld der Bahn angenommen wird, im normalen Bürobereich entweder gar
nicht bemerkt wird oder aber nur zu einer vorübergehenden Störung (z.B. kurzzeitige Reduzierung der Datenübertragungsrate im LAN) führt. Im Produktionsprozess einer Firma mit
sensiblen Einrichtungen kann jedoch bereits eine kurzzeitige Störung zu einer Unterbrechung des Betriebsablaufs und damit zu nicht akzeptablen Zuständen führen.
2.2.2 Berührungsspannung
-
EN 50122-1: Berührungsspannung max. 60 V. Durch den Trieb-Rückstrom in den
Schienen entsteht ein Spannungsfall, welcher als Berührungsspannung abgegriffen
werden kann. Für die Dauerbeeinflussung gilt eine abgreifbare Spannung von 60 V als
unkritisch.
Zur Vermeidung unzulässiger Berührungsspannungen wird nach Ril 997.0202 Tabelle 1 ein
Wert von 0,2 S/km für den Ableitbelag des Gleises (ein Maß für die Gleiserdung) bei der vorgesehenen Streckenbelastung und 0,5 S/km bei einem Kurzschlussstrom von <15kA gefordert.
2.3
Grundlagen der EMV - Bewertung
2.3.1 Trasse
Geplant ist, die bestehende 1-gleisige Strecke zwischen dem Bahnhof Tübingen und dem
Bahnhof Herrenberg mit einer Kettenwerks-Oberleitung zu elektrifizieren. Zusätzlich wird die
Strecke mit einer „Umgehungsleitung“ ausgerüstet, welche in jedem Bahnhof über Mastschalter mit der Fahrleitung verbunden werden kann.
Die Umgehungsleitung im Zuge der neu zu bauenden Oberleitungsanlage an der
Ammertalbahn dient ausschließlich dazu, den elektrischen Betrieb auch in Störungsfällen
sicherzustellen. Für den Regelbetrieb der Ammertalbahn ist die Umgehungsleitung nicht erforderlich, insofern muss spielt sie bei der Betrachtung der elektromagnetischen Verträglichkeit keine Rolle.
Die geplante Trasse verläuft vom Bf Tübingen in meist leicht erhöhter Lage über den Neckar
und dann durch den Schloßbergtunnel (km 0,87 – 1,16). Nach dem Schloßbergtunnel wird
der Ammerkanal (WÜ bei km 1,176) unterquert und anschließend die B28. Nach dem Bf Tübingen-West (2-gleisig im Bf-Bereich) wird dann freies Feld erreicht. Die Ammer wird mehrErstellt:
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fach überquert. Ab km 4,1 ist die Strecke 2-gleisig bis zum Ortsende von Unterjesingen (km
5,9). Nach dem Bf Pfäffingen (km 7,4, 2-gleisig im Bf-Bereich) wird die Strecke wieder 2gleisig (ab km 7,8), bis sie nach dem BF Entringen (km 9,8) bei km 13 wieder 1-gleisig wird.
Bei km 15,792 wird die Autobahn A81 unterquert. Über den HP Gültstein (km 17,2) und HP
Herrenberg-Zwerchweg (km 19,0) wird der BF Herrenberg bei km 21,2 erreicht.
Bei den 2-gleisigen Strecken beträgt der Gleisabstand 4m, in Bahnhofsbereichen mit Mittelbahnsteig 7,5m
2.3.2 Fahrzeuge und zu erwartende Betriebsströme
Da für die Streckenbelastung noch keine verlässlichen Daten vorliegen, wurde für die EMVBearbeitung davon ausgegangen, dass maximal 3 Züge (1 Einheit à 2350kW Motorleistung
und eine Einheit 1175kW) der Baureihe ET 425/426 mit voller Last anfahren. Das ergibt mit
einem Zuschlag von 20% für die Nebenaggregate eine Gesamtleistung von 10,575 MW und
damit einen Gesamt-Fahrleitungsstrom von 846A.
Da die Strecke jedoch 2-seitig gespeist wird (Bf Tübingen und Bf Herrenberg), wird sich eine
wesentlich bessere Stromverteilung einstellen. Da genaue Berechnungen (Fahr- und Kurzschluß-Strom-Diagramme der DB-Systemtechnik) noch nicht vorliegen, musste auf eine Abschätzung mit folgenden Annahmen zurück gegriffen werden:
-
2 Züge begegnen sich im 2-gleisigen Bereich zwischen km 7,8 und km 13. Angenommen wurde km 10.
1 Zug befindet sich beim km 5 (Unterjesingen)
Alle 3 Züge fahren gleichzeitig mit voller Leistung an.
Die Impedanzen der 15kV-Netze in Tübingen und Herrenberg sind gleich, ebenso die
Streckenimpedanz zwischen den beiden Bahnhöfen.
Die beiden Züge bei km 10 entnehmen aus Tübingen einen Strom von 295A und aus
Herrenberg einen Strom von 269A.
Der Zug bei km 5 entnimmt aus Tübingen 215A und aus Herrenberg 67A.
Der Gesamtstrom aus Tübingen beträgt also im Abschnitt bis km 5 als Höchstwert
510A.
Der Gesamtstrom aus Herrenberg beträgt zwischen km 10 und km 21 als Höchstwert
336A.
Für die Berechnungen wird ein maximaler Fahrleitungsstrom von 510A über die gesamte
Strecke angenommen. Diese Annahme stellt sicher den worst-case dar, welcher in Realität
entweder nie oder aber nur für einen sehr kurzen Zeitabschnitt erreicht wird.
2.3.3 Elektrische Bahn (15 kV; 16,7 Hz) als Störquelle
Eine elektrische Wechselstrombahn kann auf verschiedene Arten als Störquelle wirken:
2.3.3.1 Elektrisches Feld
Das elektrische Feld einer Bahnstrom-Fahrleitung wird durch die Spannung der Fahrleitung
gegen Erde bestimmt. Bei 15kV Nennspannung und einer Fahrdrahthöhe von mind. 5m ergeben sich theoretisch Feldstärken von ca. 3kV/m.
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Kennzeichnend für die elektrische Feldstärke ist, dass
sie weitgehend unabhängig von der Strom-Belastung der Fahrleitung ist
sie leicht abhängig vom Wetter (Luftfeuchtigkeit) ist
sie durch Gebäude stark abgeschirmt und durch andere Einrichtungen (Masten,
Bäume etc) stark verzerrt wird. Innerhalb eines Gebäudes ist die elektrische Feldstärke deshalb wesentlich geringer als außerhalb.
Die elektrische Feldstärke nimmt am Erdboden (Höhe Schienenoberkante) stark mit der Entfernung zur Bahntrasse ab.
2.3.3.2 Magnetisches Feld
Die magnetische Feldstärke H wird in A/m gemessen. Oftmals wird auch die magnetische
Induktion B (gemessen in µT) verwendet.
Es gilt: B = µ0 * H = 1,25E-06 Vs/Am * H (im Luftraum und im Erdreich)
Kennzeichnend für die magnetische Induktion ist, dass
sie direkt proportional zur Belastung der Fahrleitung, also zum Strom in der Oberleitung, ist
sie unabhängig vom Wetter oder sonstigen äußeren Einflüssen ist,
sie Gebäude weitgehend ungedämpft durchdringt. Eine merkliche Verringerung des
magnetischen Felds tritt bei 16,7 Hz nur durch metallene Gebilde auf (z.B. dicke Aluminium-Bleche oder Stahlplatten).
Das magnetische Feld eines Bahnstromsystems wird durch den Traktionsstrom in der Oberleitung und den Traktions-Rückstrom in den Schienen, der Erde und evtl. weiterer metallischer Leiter, welche Rückstrom führen können, bestimmt. Je größer der Abstand zwischen
Hinleiter (Oberleitung) und Rückleiter ist, desto größer ist auch das magnetische Feld. Da die
Eindringtiefe eines 16,7 Hz-Rückstroms im Erdreich sehr groß ist, ist auch der Abstand zwischen Hinleiter (Oberleitung) und Erd-Rückleiter (ein Teil des Rückstroms fließt im Erdreich)
sehr groß.
Zur Reduzierung der magnetischen Induktion muss deshalb versucht werden, den Erdstrom
zu reduzieren und gleichzeitig auch den Abstand zwischen Hinleiter (Oberleitung) und Rückleiter (Schienen, Erde, Rückleiterseile etc) zu reduzieren.
Das magnetische Feld der Bahnstromversorgung nimmt in etwa mit dem Quadrat der Entfernung zur Bahntrasse ab.
2.3.3.3 Bahn-Rückströme im Erdreich und in Potentialausgleichssystemen
Die Bahn benutzt die Schienen (und evtl. vorhandene Rückleiter) als Rückleiter für den
Fahrstrom. Da die Schienen einer Wechselstrombahn aus Gründen der Personensicherheit
(Berührspannungen) geerdet sein müssen, wird immer ein Teil des Gesamtrückstroms über
die Erde fließen.
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Diese Erdrückströme können in andere metallene Installationen (z.B. Rohrleitungen, Kabelmäntel, Potentialausgleichsysteme etc), wenn sie parallel zur Bahntrasse verlaufen, eintreten
und an anderer Stelle wieder austreten. Dadurch kann es innerhalb von Anlagen, die an
diese metallenen Installationen angeschlossen sind, zu Potentialdifferenzen und lokal erhöhten magnetischen Feldern mit Störpotential für technische Einrichtungen kommen.
2.3.3.4 Mögliche Maßnahmen zur Reduzierung der magnetischen Felder und des ErdRückstroms:
Wie bereits beschrieben kann das magnetische Feld eines Bahnstromsystems dadurch reduziert werden, dass der Rückstrom aus den geerdeten Schienen und aus dem Erdreich in
zusätzliche Leiter verlagert wird, welche einen möglichst geringen Abstand zur Fahrleitung
haben. Dies kann z.B. durch Rückleitungsseile geschehen, welche möglichst nahe an der
Fahrleitung angeordnet werden und mit den Fahrschienen elektrisch leitend verbunden sind.
Durch die magnetische Kopplung zwischen Fahrleitung und Rückleitungsseil wird ein möglichst großer Teil des Rückstroms aus den Schienen und dem Erdreich "herausgesaugt".
Dadurch wird das magnetische Feld und gleichzeitig der Erd-Rückstrom reduziert.
Andere, theoretische Möglichkeiten sind der Einsatz von „Booster“-Trafos oder die Verwendung eines Autotrafo-Systems (2x15kV-System). Diese beiden Systeme sind auch in der
Verwaltungsvorschrift zur 26.BImSchV vom 18.12.2015 beschrieben, werden bei der DB AG
aber nur in ganz speziellen Fällen eingesetzt.
Für verschiedene typische Bereiche der geplanten Trasse wurden die magnetischen Felder
berechnet. Die Berechnung wurde mit einem seit vielen Jahren bewährten RechnerProgramm durchgeführt. Dieses berechnet aus den beteiligten elektrischen Leitern (Hinleiter
wie Oberleitungen, Fahrstrom-Rückleiter wie Schienen, Erde, Rückleitungsseile, vorhandene
Metallkonstruktionen) zuerst die Stromverteilung unter Berücksichtigung der gegenseitigen
magnetischen Kopplungen.
Anschließend wird das magnetische Feld an beliebigen Punkten komplex nach Bio-Savart
ermittelt.
Die Berechnungen wurden teilweise mit verschiedenen Varianten (mit und ohne Umgehungsleitung; variierte Zahl der Rückleitungsseile und deren Anordnung) durchgeführt, um
das für die Umgebung maximal zulässige magnetische Feld nicht zu überschreiten. Dabei
wurde versucht, ein technisch-wirtschaftliches Optimum zu erreichen.
Voraussetzung für die Wirksamkeit dieser Maßnahmen ist es, dass
-
die Verbindung der Fahrschienen mit den Rückleitern an kritischen Stellen möglichst
oft erfolgt, damit der Rückstrom aus den Schienen in diese zusätzlichen Rückleiter
ausgekoppelt werden kann.
-
die Rückleiterseile nicht nur in den kritischen Bereichen eingesetzt werden, sondern
ca. 100 bis 200 m darüber hinaus reichen.
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2.3.3.5 Beeinflussung von langen elektrischen Leitungen (Kabel) und metallische Strukturen
(Zäune, Rohrleitungen)
Elektrische Leitungen und metallische Strukturen, welche parallel zur Bahntrasse verlegt
sind, können durch den elektrischen Bahnbetrieb beeinflusst werden.
Die Beeinflussung kann auf galvanischem Weg (ohmsche Kopplung über gemeinsame Erdbeziehung) und/oder auf induktivem Weg (induzierte Längsspannung im elektrischen Leiter)
erfolgen.
Eine Beeinflussung durch das elektrische Feld der Bahn (Influenz) kann vernachlässigt werden, wenn die elektrischen Leiter geschützt verlegt und die metallischen Strukturen erdfühlig
sind.
2.3.3.6 Signaltechnik
Die Signaltechnik wird mit Achszählern ausgerüstet, sodass Gleisstromkreise entfallen. Dadurch können beide Schienen eines Gleises geerdet werden.
2.4
Kritische Bereiche in unmittelbarer Nachbarschaft zur Bahntrasse
Im Folgenden sind alle Bereiche aufgeführt, welche kritisch sein können in Bezug auf
Beeinflussung durch magnetische Felder der Bahn
Personenschutz (Berührungsspannungsschutz)
Lage im Oberleitungsrissbereich
Lage im Stromabnehmerbereich
Verschleppung von Bahnpotential in weiter entfernte Bereiche
Die Angaben zu Erdung und Potentialausgleich werden im EMV-Gutachten nur prinzipiell
angezeigt. Die später auszuführenden Planungen (Erdungskonzept und Erdungsplanung)
enthalten die detaillierten Angaben zu den notwendigen Maßnahmen.
2.4.1 Bahnübergänge
An den mit Lichtzeichen bestückten und teilweise auch beschrankten Bahnübergängen

Europastrasse Tübingen, km 0,46, beschrankt

Fußgängerüberweg, km 0,6, beschrankt

beim Bf Tübingen-West, km 1,4, beschrankt

nach Bf Tübingen-West, km 2,0, beschrankt

Ammerkanal, km 2,747, beschrankt

Feldweg, km 4,1, Lichtsignale

Feldweg, km 4,3, Lichtsignale

Strasse, km 4,6, beschrankt

Strasse, km 5,0, beschrankt

Bf Unterjesingen-Sandäcker, km 5,5, beschrankt

Bf Unterjesingen-Mitte, km 6,0, beschrankt

Weg, km 6,2, beschrankt
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















Strasse, km 6,5, beschrankt
vor Bf Pfäffingen, km 7,2, beschrankt
nach Bf Pfäffingen, km 7,7, beschrankt
Wirtschaftsweg, km 9,0, beschrankt
Poltringer Weg, km 9,6, beschrankt
nach Bf Entringen, km 10,2, beschrankt
beim Recycling-Betrieb, km 11,2, beschrankt
Strasse, km 12,6, beschrankt
Strasse, km 13,8, beschrankt
Schönbuchstr. Altingen, km 14,2, beschrankt
K6917, km 14,5, beschrankt
Ortseingang Gültstein, km 16,2, beschrankt
Kappstraße Gültstein, km 16,8, beschrankt
Fußgängerweg zum Bf Gültstein, km 17,2, beschrankt
Schloßstrasse Gültstein, km 17,4, beschrankt
Mühlhausener Str. km 17,6, beschrankt
liegen die Schrankenantriebe, die Lichtzeichenmasten und manchmal auch die Straßenbeleuchtungsmasten mindestens im OL-Rissbereich, meist auch noch im Handbereich zu
bahnfremden Anlagen (Geländer, Beleuchtungsmaste). Um unzulässige Berührungsspannungen zu vermeiden, sind diese Anlagen in die Bahnerdung (kurzschlußfester Anschluß an
die Fahrschienen) einzubeziehen.
Dabei ist zu klären, wie die Stromversorgung dieser Anlagen erfolgt. Falls der Anschluss aus
dem öffentlichen Netz im TN-System erfolgt, muss dies in das TT-System geändert werden.
Gleiches gilt wenn diese Einrichtungen aus einem Bahn-Netz versorgt werden.
Beim BÜ Europastrasse in Tübingen liegen auch die Leitplanken im Hand- und/oder OLBereich und sind deshalb an Bahnerde anzuschließen. Falls diese von der Trasse weiter
weg führen, sind Isolierstücke einzubauen.
An einigen Bahnübergängen liegen auch die Betonschalthäuser im OL-Rissbereich. Diese
BSH sind meist bereits
mit Erdungsanschlußbolzen ausgerüstet,
sodass die Bahnerdung
einfach ausgeführt
werden kann.
Abbildung 2: BÜ km 0,46
Tübingen
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An den Bahnübergängen für Fussgänger und/oder Feldwegen

km 4,1

km 4,3
sind nur Lichtsignale angebracht. Bei diesen ist zu prüfen, ob sie noch im OL-Rissbereich
liegen.
Abbildung 3: Beispiel für
einen FeldwegBahnübergang
2.4.2 Eisenbahnüberführungen
Bei Eisenbahnüberführungen sind verschiedene Gesichtspunkte zu beachten:

EÜ Neckar in
Tübingen,
km 0,77
Abbildung 4:
Neckarbrücke mit
Geländer
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Die Geländer liegen im OL-Rissbereich, der Abstand zu den Schienen ist jedoch > 1,5m,
sodass auf jeder Seite noch ein Prellleiter eingebaut werden muss.

Ammerkanalbrücke km 2,7
Abbildung 5: StahlBrücke über den
Ammerkanal
Die Stahlkonstruktion muss an die Schienen angeschlossen werden (Bahnerdung)
Bei den Abdeckblechen der Bankette ist darauf zu achten, dass diese Kurzschlussfest
mit der Stahlkonstruktion verbunden sind.

Stahlbrücken Ammerkanal und Ammer bei km 4,3:
Die Stahlkonstruktionen müssen an die Schienen angeschlossen werden (Bahnerdung). Bei den Abdeckblechen der Bankette ist darauf zu achten, dass diese Kurzschlussfest mit der Stahlkonstruktion verbunden sind.
Die Widerlager-Betonkonstruktionen besitzen keine Erdungsanschlüsse, sodass auch
eine Lagerüberbrückung nicht sinnvoll möglich ist. Die Blitzschutzerdung der Brücke
erfolgt somit über die Bahnerdung.
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
EÜ Enzbach km 6,59
Das Geländer ist Bahn zu
erden.
Abbildung 6: EÜ Enzbach

EÜ Käsbach, km 8,32
Auch an diesem EÜ ist nur das Geländer zu erden. Die Betonkonstruktion besitzt keine
Erdungsanschlußmöglichkeiten.

EÜ Feldweg am Ortsausgang von Gültstein, km 18,0
Die Betonkonstruktion besitzt an einem Lager eine Erdungs-Überbrückung und ist deshalb an Bahnerde anzuschließen.
Die Geländer sind Bahn zu erden.
Abbildung 7: Beton-Brücke mit
Lagerüberbrückung
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EÜ Feldweg km 18,9
Die Geländer sind an die Bahnerde anzuschließen.
Die Betonkonstruktion besitzt keine Erdungs-Anschlußmöglichkeiten.

EÜ Landesstraße vor Herrenberg, km 19,3
Die relativ neue BetonBrücke besitzt keine
Erdungsanschlüsse.
Abbildung 8:
EÜ Landesstrasse
Die Geländer sind an die
Bahnerdung anzuschließen.
Bei der Erdungsplanung ist
anhand der Brückenzeichnungen zu prüfen, ob
zusätzliche Prellleiter
notwendig sind.
Abbildung 9:
EÜ Landesstrasse
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
EÜ Straße vor Herrenberg, km 20,13
Abbildung 10:
EÜ mit Schotterbegrenzungsbalken und
Geländer
Die Betonkonstruktion besitzt keine Erdungsanschlüsse.
Die Geländer sind an Bahnerde anzuschließen. Die Schotterbegrenzungsbalken erhalten je einen Prellleiter.

EÜ Straße vor Herrenberg, km 20,44
Auch diese Betonkonstruktion besitzt keine Erdungsanschlüsse. Die Geländer sind an
Bahnerde anzuschließen.

EÜ Bf Herrenberg, km 20,893
Hier sind keine zusätzlichen Maßnahmen notwendig, da die Strecke bereits elektrifiziert ist.
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2.4.3 Haltepunkte und Bahnhöfe
An den Haltepunkten und Bahnhöfen sind verschiedene Punkte zu beachten:

Bf Tübingen km 0
Da der Bahnhof bereits elektrifiziert ist, sind keine zusätzlichen Maßnahmen notwendig.

Bf Tübingen-West km 1,57
Der Bestandsbahnsteig erhält einen Prellleiter unterhalb der Bestands-Pflasterung.
Die bestehenden Lichtmasten, der Fahrkartenautomat und der Info-Mast liegen innerhalb des OL-Rissbereichs und sind deshalb an die Bahnerdung anzuschließen. Bei der
Stromversorgung der Einrichtungen im OL-Rissbereich muss das TT-System angewandt werden. Die Stromversorgung muss deshalb entsprechend umgebaut werden.

HP Unterjesingen-Sandäcker km 5,4
Der Bestandsbahnsteig erhält einen Prellleiter unterhalb der Bestands-Pflasterung.
Das im Bestandszugang vorhandene Geländer und die Beleuchtungsmasten liegen
nicht mehr im OL-Rissbereich, sodass keine Maßnahmen der Bahnerdung notwendig
sind.
Der neue Bahnsteig (Außenbahnsteig der neuen 2-gleisigen Strecke) wird mit einem
Prellleiter unterhalb der Pflasterung ausgeführt. Für die Beleuchtung, das Wetterschutzhaus und die anderen Einrichtungen ist bei der AP zu prüfen, ob sie im OLRissbereich liegen.
Beim Personenübergang ist ebenfalls zu prüfen, ob Maßnahmen der Bahnerdung notwendig sind.
Die beiden Betonschalthäuser am BÜ 5,5 liegen im OL-Rissbereich und sind an die
Bahnerdung anzuschließen (siehe auch BÜ 5,5).

HP Unterjesingen Mitte km 5,9
Beim HP Unterjesingen-Mitte liegen der Längs-Zaun und die Beleuchtungsmasten
nicht mehr im OL-Rissbereich. Der Bestandsbahnsteig ist mit einem Prellleiter unterhalb des Pflasters auszurüsten. An beiden Enden des Bahnsteigs befinden sich QuerZäune, die in den OL-Rissbereich hineinragen. Diese sind entweder Bahn zu erden
oder durch eine elektrisch nicht-leitende Konstruktion zu ersetzen.
Die beiden Betonschalthäuser am westlichen Bahnsteigende bzw. am BÜ 6,0 befinden
sich im OL-Rissbereich und sind deshalb an die Bahnerde anzuschließen.
Beim Fahrrad-Unterstand ist zu prüfen, ob er noch im Handbereich zum Quer-Zaun am
Bahnsteigende liegt. Wenn dieser in nicht-leitender Konstruktion ausgeführt wird, sind
keine weiteren Maßnahmen notwendig.
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Abbildung 11:
HP Unterjesingen-Mitte
Und BÜ 6,0

Bf Pfäffingen km 7,4
Der Bestandsbahnsteig (Mittelbahnsteig) erhält auf beiden Seiten je einen Prellleiter
unterhalb der Pflasterung. Die Abschrankungen am Zugang, die Schrankenanlagen,
die Beleuchtungsmasten auf dem Bahnsteig, die Wartehäuschen und der Fahrkartenautomat liegen im OL-Rissbereich und sind deshalb an Bahnerde anzuschließen.
Abbildung 12:
Bf Pfäffingen
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
Bf Entringen km 9,8
Der Bf Entringen ist bereits heute 2-gleisig mit einem Mittelbahnsteig.
Der Bestandsbahnsteig erhält auf beiden Seiten je einen Prellleiter unterhalb der Pflasterung. Die Abschrankungen am Zugang, die Schrankenanlagen, die Beleuchtungsmasten auf dem Bahnsteig, die Wartehäuschen und der Fahrkartenautomat liegen im
OL-Rissbereich und sind deshalb an Bahnerde anzuschließen.
Der Zaun zum ehemaligen Bahnhofsgebäude (östlich) liegt im OL-Rissbereich und
muss mit einem Prellleiter ausgerüstet werden. Dabei ist zu prüfen, ob das Bahnpotential über diesen Zaun in entferntere Bereiche verschleppt werden kann. In diesem Fall
sind im Zaun Isolierstücke einzubauen.
Abbildung 13:
Bf Entringen mit Zaun
gegen altes Bahnhofgebäude

HP Altingen km 14,4
Der Bestandsbahnsteig erhält einen Prellleiter unterhalb der Pflasterung. Weitere
Maßnahmen sind nicht notwendig, da die Beleuchtungsmasten, die Wartehäuschen
und der Begrenzungszaun außerhalb des OL-Rissbereichs liegen..

HP Gültstein km 17,2
Der Bestandsbahnsteig erhält einen Prellleiter unterhalb der Pflasterung.
Im Zugangsbereich liegen die Schrankenanlage, die Lichtzeichenanlage und die
Abschrankungen im Rissbereich und sind entsprechend an Bahnerde anzuschließen.
Die Beleuchtungsmaste, das Wartehäuschen und der Fahrkartenautomat liegen außerhalb des Rissbereichs und müssen deshalb nicht bahn-geerdet werden.
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
HP Herrenberg-Zwerchweg km 19,0
Der Bestandsbahnsteig erhält einen Prellleiter unterhalb der Pflasterung. Der Fahrkartenautomat. die Bahnsteigbeleuchtung und der Zaun liegen außerhalb des OLRissbereichs, sodass keine Erdungsmaßnahmen notwendig sind.
Die beiden Beobachtungskästen an den Bahnsteigenden liegen im Rissbereich und
sind deshalb an Bahnerde anzuschließen. Der Stromversorgung ist zu prüfen und gegebenenfalls auf TT-System umzustellen.
Abbildung 14:
HP HerrenbergZwerchweg
Bei allen elektrisch versorgten Ausrüstungen auf den Bahnsteigen ist zu überprüfen, von
wem (VNB oder Bahnnetz) diese eingespeist werden. Je nach Lage dieser Ausrüstungen in
Bezug auf den Oberleitungsrißbereich und den Handbereich (Abstand zu bahngeerdeten
Ausrüstungen) sowie der Netzform sind eventuell Anpassungen erforderlich.

Bf Herrenberg km 21,2
Im Bahnhof Herrenberg ist der Bestands-Mittelbahnsteig bereits mit Erdungsmaßnahmen ausgerüstet, da das andere Gleis schon elektrifiziert ist. Aus den Bestandsunterlagen des Bahnsteigs muss bei der Entwurfsplanung entschieden werden, ob diese
auch bei Elektrifizierung des 2.Gleises ausreichend sind.
Der Zaun am Gleisende ist ebenfalls zu erden.
Die Leitplanke zum Parkplatz liegt im OL-Rissbereich und ist deshalb an Bahnerde anzuschließen.
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2.4.4 Stützwände
Neue Stützwände sind, sofern sie sich im OL-Rissbereich befinden, mit einem Prellleiter im
Beton (Betonüberdeckung < 10cm) auszurüsten und an die Bahnerde anzuschließen.
2.4.5 Strassenüberführung

SÜ B28 (km 1,243)
Bei der Strassenüberführung der B28 sind im Oberleitungsbereich Bahn-geerdete
Prellleiter einzubauen. Die Kante der Strassenbrücke ist mit einem Anschlageisen zu
schützen. Über der Fahrleitung ist auf beiden Seiten ein Berührungsschutz anzubringen. Prellleiter, Anschlagleisten und Berührungsschutzgeländer sind an Bahnerde anzuschließen. Die Brücke selbst besitzt keine Erdungsmaßnahmen, ein Anschluß an die
Bahnerdung ist deshalb nicht sinnvoll und notwendig. Die Betonkonstruktion der Pfeiler
und des Widerlagers liegt vermutlich außerhalb des OL-Rissbereichs. Dies ist jedoch
nochmals zu prüfen. Gegebenenfalls sind Prellleiter anzubringen.
Abbildung 15: SÜ B28
In Tübingen

SÜ A81 (km 15,79)
Die BAB A81 wird zusammen mit einer Verbindungsstrasse unterquert. Im Oberleitungs-Rissbereich (Bahn-links) sind Bahn-geerdete Prellleiter einzubauen. Die Kanten
sind mit je einem Anschlageisen zu schützen. Aufgrund der Breite der Brücke sollten
auch im Stromabnehmer-Bereich 3 Prellleiter eingebaut werden, welche direkt mit den
Anschlageisen verbunden werden. Über der Fahrleitung ist auf beiden Seiten ein Berührungsschutz anzubringen. Prellleiter, Anschlageisen und Berührungsschutzgeländer
sind an Bahnerde anzuschließen.Die Brücke selbst besitzt keine Erdungsmaßnahmen,
ein Anschluß an die Bahnerdung ist deshalb nicht sinnvoll und notwendig.
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Die Leitplanke der Verbindungsstrasse liegt nicht mehr im OL-Rissbereich. Es sind
deshalb keine Maßnahmen notwendig.
Abbildung 16:
SÜ BAB A81

SÜ K1036 (km 16,299)
Die Brücke besitzt ebenfalls keine Erdungsmaßnahmen, ein Anschluss an die Bahnerdung ist deshalb nicht sinnvoll und notwendig.
Die Kanten der Strassenbrücke sind im Stromabnehmerbereich jeweils mit einem Anschlageisen zu schützen. Über der Fahrleitung ist auf beiden Seiten ein Berührungsschutz anzubringen. Die
Betonkonstruktion der
Pfeiler liegt vermutlich
außerhalb des OL-Rissbereichs (muss bei der
Erdungsplanung
verifiziert werden).
Gegebenenfalls sind
Prellleiter anzubringen.
Abbildung 17:
SÜ K1036
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
SÜ Ammermühle (Wirtschaftsweg, km 19,7)
Diese Brücke besitzt ebenfalls keine Erdungsanschlüsse. Die beiden Widerlager liegen
außerhalb des OL-Rissbereichs. Es ist zu klären, ob die Brückenunterseite noch im
Stromabnehmerbereich
(8m über SOK) liegt.
Wenn ja, sind beidseitig
an den Kanten Anschlageisen einzubauen.
Das Geländer ist als
Berührungsschutzgeländer
auszubilden.
Abbildung 18:
SÜ km 19,7
2.4.6 Gasleitung
Die Bestands-Trasse berührt an mindestens einer Stelle (beim BÜ km 4,1) eine Ferngasleitung. Ob diese Leitung kathodisch geschützt ist, war nicht ersichtlich.
Abbildung 19:
Markierung Gasleitung
Der Verlauf dieser Gasleitung muss festgestellt werden.
Für diese Gasleitung muss sowohl im Fall der Dauerbeeinflussung durch den Fahrstrom als
auch bei einer Kurzzeitbeeinflussung durch einen Kurzschlussstrom mit einer Beeinflussung
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der kathodische geschützten und damit gegen Erde isolierten Gasleitung sowie des (vermutlich) parallel verlegten Steuer- und Fernmeldekabels gerechnet werden.
Für diese Gasleitung sind in Zusammenarbeit und Abstimmung mit dem Betreiber der Leitung entsprechende Schutzmaßnahmen zu erarbeiten. Dabei müssen sowohl das Kathodenschutzgerät am Einbauort (falls KKS vorliegt), evtl. vorhandene Meßstellen als auch das
Fernmeldekabel bzw. die daran angeschlossenen Geräte und Armaturen geschützt werden.
2.4.7 Schloßbergtunnel (km 0,87 – 1,16)
Am Schloßbergtunnel sind folgende Erdungsmaßnahmen auszuführen:
Prellleiter an den Tunnelwänden entsprechend dem OL-Rißbereich
Einbau von 3 Prellleitern am Tunnelfirst im Abstand von ca. 1,5m
Einbau von Anschlageisen an den Tunnelportalen
Ringverbinder mit Schienenanschluss und Schienenquerverbinder an den beiden Tunnelportalen. Mit diesen Ringverbindern werden die Prellleiter an den Wänden, am First
und die Anschlageisen erfasst.
Material: Für die Prellleiter und die Anschlageisen: mind. 120mm² Stahl.
Abbildung 20: Schloßbergtunnel, Südportal
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Abbildung 21: Schloßbergtunnel, Nordportal
mit Wasserüberführung
2.4.8 WÜ Wasserüberführung Ammerkanal (km 1,17)
Direkt hinter dem Nordportal des Schloßbergtunnels wird die Bahntrasse von einem wasserführenden Kanal (Ammerkanal) überquert. Die Bahntrasse verläuft in diesem Bereich bis zur
Brücke B28 (km 1,243) in einem Trog.
Berührungsschutz muss angebracht werden
am Trog an beiden Seiten,
am Nordportal des Tunnels
am WÜ an beiden Seiten.
Die WÜ erhält zusätzlich Anschlageisen im Stromabnehmerbereich.
Die Trogwände liegen noch im OL-Rissbereich und sind deshalb mit entsprechenden Prellleitern auszurüsten.
2.4.9 Industriegebiet Altingen (ca. km 14,8)
Das Industriegebiet Altingen hat einen Abstand von mind. 16m zur Gleismitte. Entsprechend
den Berechnungen (Abschnitt 2.5) liegt die Induktion ohne Rückleiterseil bei ca. 4µT, mit
Rückleiterseil bei max. 3µT.
Es gibt keine Anzeichen, dass die in diesem Gebiet ansässigen Firmen mit besonders empfindlicher Technik arbeiten.
Bei einer Anlage ohne RLS kann jedoch die Störfestigkeit von normalem Bürogerät (Computer, LAN, Server etc) leicht überschritten werden. Da dieser Fall jedoch nie oder zumindest
sehr selten auftritt, sind Gegenmaßnahmen (z.B. in Form von Rückleiterseilen) nicht notwendig.
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2.4.10 Bebauung unmittelbar an der Bahntrasse
In folgenden Bereich kommt es zu geringen Abständen zwischen der Bahntrasse (Gleismitte)
und (Wohn)-Bebauungen:
Tübingen-West, km 1,3, Abstand 7,6m
Tübingen-West, 2-gleisig, km 1,57, Abstand 7m (ehem. Bahnhofsgebäude)
Unterjesingen-Mitte, km 5,9, Abstand 7,6m
Unterjesingen-Mitte, km 6,155, Abstand 6,2m
Bf Entringen, 2-gleisig, km 9,8, Abstand 4,9m (ehem. Bahnhofsgebäude)
Entringen Gewerbebau, 2-gleisig, km 10,2, Abstand 9,6m (zum neuen Gleis)
Entringen Werkstatt, 2-gleisig, km 10,45, Abstand 10,5m
Gültstein, km 17,93, Abstand 7,5m
Herrenberg, km 20,97 bis 21,07, Abstand ca. 5m
Entsprechend den Berechnungen (Abschnitt 2.5) ergeben sich folgende Induktionen
Trasse
Anlage
Bemerkung
1-gleisig
1-gleisig
2-gleisig
2-gleisig
2-gleisig
2+3
2+3
6+7
8 + 9 + 10
8 + 9 + 10
Freie Strecke
Freie Strecke
4m Gleisabstand
7,5m Gleisabstand, Bahnhof
Abstand
(m)
7,5
6,2
10
4,9
7
Induktion (µT)
ohne RLS
10
14
4
20
18
Induktion
(µT) mit RLS
5
8
3
15
10
Die Aufstellung zeigt, dass in den direkt an der Trasse liegenden Bereichen die Störfestigkeit
von normalem Gerät (3,8µT) z.T. deutlich überschritten wird. Mit Rückleitungsseilen wird nur
noch bei der 1-gleisigen Strecke in Unterjesingen, km 6,155, Abstand 6,2m, der Grenzwert
erheblich überschritten. In den anderen Fällen kann die Überschreitung toleriert werden, da
dieser Beeinflussungsfall nur sehr selten auftritt. Im Bereich der Bahnhöfe mit Mittelbahnsteig (Gleisabstand ca. 7,5m) liegt die Induktion in den ehemaligen Bahnhofsgebäuden ohne
RLS bei ca. 20µT, wenn RLS eingesetzt werden sinkt der Wert auf ca. 10-15µT, liegt also
weiterhin weit über dem Störfestigkeitsgrenzwert von 3,8µT. Eine weitere Reduzierung des
magnetischen Feldes ist nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand möglich.
Für den Bereich kurz vor dem Bf Herrenberg (km 20,97 bis 21,07) ist die Berechnung der
magnetischen Induktion nicht so einfach, da
die OL-Schaltung noch nicht bekannt ist. Wenn die OL des neu zu elektrifizierenden
Gleises bereits vor der Bebauung mit den Oberleitungen des Bahnhofs verbunden
wird, ergibt sich eine Stromverteilung auf alle Oberleitungen und damit eine geringere
magnetische Feldstärke.
die Schienen des zu elektrifizierenden Gleises mit den Schienen der bereits elektrifizierten Gleise (6 Gleise) elektrisch querverbunden sind, sodass sich der Rückstrom auf
viele Schienen aufteilt.
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Eine Berechnung mit den Annahmen (worst-Case-Annahmen)
die OL des neuen Gleises ist erst nach dem Gebäude mit den anderen Oberleitungen
verbunden
die Schienen sind querverbunden
es sind noch Gleisstromkreise eingesetzt, d.h. nur eine Schiene geerdet
hat ergeben, dass im Bereich des Wohngebäudes
die Feldstärke am Gebäudeaußenrand bei ca. 18µT und im Gebäudeinnern meist über
5µT liegt. Dabei ist angenommen, dass kein RLS installiert ist.
bei der Installation eines RLS im Gebäude keine Feldstärken > 10µT mehr auftreten.
Im Gebäudeinnern liegen die Werte meist zwischen 2 und 5µT.
bei der Installation von 2 RLS im Gebäude nur noch im äußeren Bereich (ca. 2m bis
ins Gebäudeinnere) Feldstärken > 5µT auftreten. Im weiteren Gebäudeinnern liegen
die Werte meist zwischen 2 und 5µT.
Das bedeutet, dass ohne den Einsatz von 2 RLS ein störungsfreier Betrieb von elektrischen
Einrichtungen nicht gewährleistet werden kann.
Nach Klärung der noch offenen Fragen (OL-Schaltung, beide Schienen geerdet?, Fahrstromdiagramme vorhanden) sollte die Magnetfeldsituation im Rahmen der Erdungsplanung
nochmals nachgerechnet werden, um die endgültigen Schutzmaßnahmen festzulegen.
Abbildung 22: Bf Herrenberg
Wohnbebauung direkt
Am Gleis
Für den Personenschutz gilt der Grenzwert nach der 26.BImSchV (2013) von 300µT. Wie die
Berechnungen gezeigt haben, wird dieser Wert weit unterschritten (ca. 3% !!).
Auch außerhalb der Gebäude, z.B. im Garten von Wohngebäuden, liegen die Induktionen
bei Abständen zur Trassenmitte von min. 4m bei ca. 20 µT und damit immer noch deutlich
unter dem Grenzwert von 300µT.
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Bei dieser Bewertung muss nochmals beachtet werden, dass diese magnetischen Induktionen nur dann auftreten, wenn die Züge gleichzeitig mit voller Leistung beschleunigen.
Im Mittel werden die magnetischen Induktionen deutlich geringer sein.
2.4.11 Bereiche mit fremden Installationen im OL-Rissbereich
In folgenden Bereichen befinden sich bahnfremde Einrichtungen im OL-Rissbereich der
Bahn:
Zaun bei BÜ 7,7
Der Zaun und damit auch die Toranlage der Fa. Manna Dünger hat einen Abstand von
nur 3,5m zur Gleismitte und liegt damit im OL-Rissbereich. Der Zaun und die Toranlage sind mit Bahn zu erdenden Prellleitern auszurüsten. Die Stromversorgung für den
Torantrieb muß in der Netzform TT erfolgen, die Torsteuerung ist 2-drähtig, erdfrei
auszuführen. Vom Zaun abgehende metallene Konstruktionen sind mit Isolierstücken
anzukoppeln, um eine Verschleppung des Bahnpotentials in das Firmengelände zu
vermeiden.
Alternativ kann der Zaun durch nichtleitendes Material ersetzt werden.
Abbildung 22:
Zaun der Fa. MannaDünger im OL-Rissbereich
-
Zaun Recyclingfirma ab BÜ 11,2, Abstand 3,2m
Der Zaun der Recyclingfirma Steinel verläuft auf eine Länge von ca. 400m im Abstand
von ca. 3,2m zur Gleismitte des rechten Gleises (jetziges Bestandsgleis) der neuen 2gleisigen Strecke. Im hinteren Bereich geht der Zaun in eine metallene Wand über
(Höhe > 4m).
Da ein Ersatz des Bestandszauns durch eine elektrisch nicht leitende Konstruktion
nicht sinnvoll erscheint, bleibt als einzige Lösung der Anschluss des Zauns / der Metallwand an die Bahnerde und die zusätzliche Installation von Prellleitern. Wenn das
Schienenpotential im Betriebsfall nicht höher als 60V wird, ist dies zulässig.
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Die Höhe des Schienenpotentials ist evtl. nach der Inbetriebnahme nachzuweisen. Gehen von Zaun und Metallwand elektrisch leitende Konstruktionen in das Firmengelände, empfiehlt sich deren Abkopplung mittels Isolierstücken.
Abbildung 23:
Zaun der Recyclingfirma
im OL-Rissbereich
Abbildung 24:
Zaun der Recyclingfirma
im OL-Rissbereich
Abbildung 25:
Metallwand der RecyclingFirma im OL-Rissbereich
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-
Hochspannungstrasse, km 13,95, Abstand zur Bahntrasse ca. 8,6m
Bei km 13,95 kreuzt eine Hochspannungstrasse (vermutlich 220kV, 1 System, vermutlich direkt geerdeter Sternpunkt) die Bahntrasse.
Die Potentialtrichter der beiden Systeme (Bahn und Hochspannungs-Mast) überlagern
sich aufgrund des geringen Abstands von nur ca. 9m. Bei einem Erdschluß eines der
beiden Systeme muss damit gerechnet werden, dass ein Teil des jeweiligen Erdschlußstroms in das andere System übertritt und damit zu Überspannungen führt.
Es ist zu klären, ob für diese Kreuzung ein Stromkreuzungsvertrag entsprechend der
Stromkreuzungsrichtlinie (SKR 2000) besteht oder für die Elektrifizierung der Trasse
noch geschlossen werden muss.
Abbildung 26:
Hochspannungsmast mit
geringem Abstand zur
Bahntrasse
-
Parkplatz-Leitplanken im Bereich Bf Herrenberg, km 21,1, Abstand zur Bahntrasse ca.
3m
Die Leitplanken liegen im OL-Rissbereich und sind deshalb an Bahnerde anzuschließen.
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2.5
Magnetische Felder
Die magnetischen Felder der Bahnstrecke wurden für folgende Konfigurationen berechnet
und sind in den angegebenen Diagrammen dargestellt:
-
Generell wird mit einem Fahrstrom von 510A gerechnet, wie in Abschnitt 3.2.3 begründet (worst-case).
Spezifischer Bodenwiderstand:
100Ωm
Umgehungsleitung / Verstärkungsleitung (UL):
Al 240mm²
Rückleiterseil (RL):
Al 240mm²
Gleisabstand freie Strecke:
4m
Gleisabstand Bahnhof mit Mittelbahnsteig:
7,5m
Berechnungsbereich
+/- 30m von Trassenmitte
In den Anlagen 2-13 sind die berechneten Fälle dargestellt:
Anlage
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Zahl der
Gleise
1
1
1
1
2
2
2
2
2
7
7
7
Gleisabstand
4
4
7,5
7,5
7,5
verschieden
verschieden
verschieden
UL
RLS
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
2
0
1
2
0
1
2
Erdstrom
Bemerkung
(A)
220
162
228
161
151
101
Aussenmast
151
146
Mittelmast
100
Aussenmast
94
75
63
Bei den 1-gleisigen Strecken mit RL ergibt sich eine unsymmetrische Anordnung. In den Fällen mit Rückleiterseilen ist die Reduzierung der Magnetfelder deshalb davon abhängig, auf
welcher Seite die OL-Masten angeordnet sind (Anlage 3).
Die Umgehungsleitung wird normalerweise außen am Mast befestigt. Dadurch wird das
Magnetfeld in diesem Bereich nach außen ausgestülpt (Anlage 4). Für die Magnetfeldsituation ist der Einsatz von Umgehungsleitungen deshalb eher kontraproduktiv.
Bei den 2-gleisigen Streckenabschnitten ergeben sich insgesamt geringere magnetische
Felder (Vergleich Anlage 2 und Anlage 6), und zwar auch bei einem Gleisabstand von 7,5m.
Beim Einsatz von RLS auf Strecken mit 4m Gleisabstand werden diese an den beiden Außen ausgestellten Masten befestigt. Das Magnetfeld in 10m Abstand reduziert sich dadurch
von ca. 7µT (Anlage 6) auf 4µT (Anlage 7).
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Gerhard Maier
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In den Abschnitten mit 7,5m Gleisabstand (Bahnhöfe) sind 2 Varianten für die OL-Maste
möglich:
Seitenmaste. Bei Seitenmasten können Rückleiterseile Außen befestigt werden.
Mittelmast. Beim Mittelmast ist nur 1 Rückleitungsseil sinnvoll. Allerdings ist dessen
Wirksamkeit eingeschränkt, da der Abstand zu den Fahrleitungen im Vergleich zu den
Außenmasten groß ist und dadurch aufgrund der geringeren magnetischen Kopplung
weniger Strom übernommen wird.
Dies zeigt auch der Vergleich der Diagramme in Anlage 9 und 10.
Die Wirksamkeit der Rückleiterseile zeigt sich auch am Erdstrom:
Bei den 1-gleisigen Strecken reduziert sich dieser von ca. 220A auf ca. 160A, also eine
Verringerung um 27%.
Bei den 2-gleisigen Strecken spielt der Gleisabstand nur eine geringe Rolle. Der
Erdstrom liegt, bedingt durch 4 Schienen statt 2 Schienen, bei 150A. Mit 2 RLS an den
Außenmasten sinkt er auf ca. 100A. Bei nur einem RLS am Mittelmast ist die Reduzierung minimal (von 150A auf 146A), was auf eine geringen Wirksamkeit hinweist.
Für die Bebauung beim Bf Herrenberg siehe Abschnitt 2.4.10.
3.
Ergebnisse und Empfehlungen
3.1
Allgemein
Wie bereits in Abschnitt 2.3 bis 2.5 gezeigt, ist der Personenschutz im gesamten Bereich
gewährleistet, die magnetische Induktion liegt auch direkt an der Trasse (4m Abstand im
Garten eines Wohngebäudes) bei max. 20µT und damit deutlich unter dem Grenzwert der
26.BImSchV von 300µT. Für die elektrische Feldstärke werden konstruktiv bedingt direkt
unter der Fahrleitung nur 2kV/m erreicht, der Grenzwert nach der 26.BImSchV liegt bei
5kV/m. In Bereichen für den dauernden Aufenthalt von Personen werden höchstens 2,2kV/m
(Abstand mind. 4m) erreicht. Innerhalb von Gebäuden liegen die Werte durch die (für das
elektrische Feld !) abschirmende Wirkung von Gebäuden noch wesentlich niedriger.
Auch der Geräteschutz sowohl im Wohnbereich als auch im Industriebereich ist in den meisten Bereichen gewährleistet. Zusätzlich notwendige Maßnahmen werden im Folgenden beschrieben.
3.2
Gleisnahe Bebauung an 1-gleisiger Strecke
Wie bereits unter Abschnitt 2.4.10 werden in den Bereichen mit Abständen der Wohnbebauung von 7,5m und weniger (Tübingen-West, Unterjesingen-Mitte, Gültstein) die Störfestigkeitsgrenzwerte von 3,8µT mit Werten von 10-14µT erheblich überschritten. Durch den Einbau eines RLS (auf der richtigen Seite!) können diese Werte auf 5-8 µT reduziert werden,
sodass Störungen nur sehr selten zu erwarten sind. Es wird deshalb empfohlen, in folgenden
Abschnitten Rückleitungsseile einzusetzen:
Tübingen-West zwischen km 1,2 (SÜ B28) und km 1,5 (Bf Tübingen-West)
Unterjesingen-Mitte, km 6,0 (BÜ 6,0) und km 6,7
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-
Gültstein, km 17,6 (BÜ 17,6) und km 18,0 (EÜ).
3.3
Gleisnahe Bebauung an 2-gleisigen Streckenabschnitten
Auf den 2-gleisigen Streckenabschnitten in Entringen (km 10,2 und 10,45) liegen die Induktionen bei ca. 4µT, also nur knapp über dem Grenzwert. Zusätzliche Schutz-Maßnahmen sind
hier nicht angebracht.
Bei den 2-gleisigen Bahnhofsabschnitten liegen die ehemaligen Bahnhofsgebäude so dicht
an den Gleisen, dass auch durch den Einsatz von RLS keine signifikante Reduzierung der
magnetischen Felder eintritt, die einen störungsfreien Betrieb von technischem Gerät garantieren kann. Hier muss zumindest im dem Gleis zugewandten Bereich mit Störungen gerechnet werden.
3.4
Gleisnahe Bebauung im Bereich des Bf Herrenberg
Wie die Berechnungen (Anlage 11-13) gezeigt haben, sind mindestens 2 RLS notwendig, um
im Bereich des Gebäudes die Felder auf einigermaßen akzeptabel Werte zu reduzieren. In
den nächsten Planungsabschnitten sollte dieses Ergebnis jedoch nochmals verifiziert werden
mit den tatsächlichen Daten bezüglich Schienenerdung, OL-Schaltung und Betriebsströmen.
4.
Zusammenfassung der Ergebnisse
Durch die in Abschnitt 3 angegebenen EMV-Maßnahmen werden die Grenzwerte und Vorgaben zur Elektromagnetischen Verträglichkeit und Elektrosicherheit dieses Projektes eingehalten und erfüllt.
Es sollte überprüft werden, ob für die kreuzenden EÜ, SÜ, WÜ, BÜ und die Hochspannungsleitung Kreuzungsvereinbarungen mit den entsprechenden Betreibern bestehen und diese
eventuell infolge der Elektrifizierung modifiziert werden müssen
Aufgestellt
Ostfildern, 12.8.2015
Gerhard Maier
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Gerhard Maier
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Berlin, 12.8.2015
Dr.-Ing. Hermann Tschiedel
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Anlagen
Anlage 1: Strecken-Tabelle
Anlage 2: Magnetfeld-Diagramm 1-gleisig
Anlage 3: Magnetfeld-Diagramm 1-gleisig 1 RLS
Anlage 4: Magnetfeld-Diagramm 1-gleisig 1 UL
Anlage 5: Magnetfeld-Diagramm 1-gleisig 1 UL, 1 RLS
Anlage 6: Magnetfeld-Diagramm 2-gleisig, 4m Abstand,
Anlage 7: Magnetfeld-Diagramm 2-gleisig, 4m Abstand, 2 RLS
Anlage 8: Magnetfeld-Diagramm 2-gleisig, 7,5m Abstand
Anlage 9: Magnetfeld-Diagramm 2-gleisig, 7,5m Abstand, 1 RLS Mittelmast
Anlage 10: Magnetfeld-Diagramm 2-gleisig, 7,5m Abstand, 2 RLS Aussenmaste
Anlage 11: Magnetfeld-Diagramm 7-gleisig, Bf Herrenberg, 0 RLS
Anlage 12: Magnetfeld-Diagramm 7-gleisig, Bf Herrenberg, 1 RLS
Anlage 13: Magnetfeld-Diagramm 7-gleisig, Bf Herrenberg, 2 RLS
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Abkürzungsverzeichnis
AL
AE
BE
Bf
BSH
EB
Ebs
Ebh
EK
EMV
EP
EPS
EV
Fe
FE
FF
GV
HES/HPAS
HP
IF
IK
LS
NS
OL
PA
PAS
PE
PL
QV
RLS
SER
SV
TE
TK
TT-Netz
TNC-Netz
TNS-Netz
TNC-S-Netz
TR
Tu
UL
VL
V4A
WU-Beton
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Stand:
- Anschlagleiste
- Aussenerder (Ringerder)
- Banderder
- Bahnhof
- Betonschalthaus
- Erdungsbrücke, Erdungsplatte
- Richtzeichnungssatz der DB
- Abdeckblech für Schutzleiter- und PA-Leiteranschluß an der Fahrschiene
- Erdungskonzept
- Elektromagnetische Verträglichkeit
- Entwurfsplanung
- Erdungs- und Potentialausgleichssystem
- Elektrischer Verbinder
- Eisen, Stahl
- Fundamenterder
- Feste Fahrbahn
- Gleisverbinder
- gekoppelte Haupterdungs-, Hauptpotentialausgleichsschiene
- Haltepunkt
- Fahrstrom
- Kurzschlußstrom
- Längsschnitt
- Niederspannung (230/400V)
- Oberleitung, Oberleitungsbereich
- Potentialausgleich, Potentialausgleichsleiter
- Potentialausgleichsschiene
- Schutzleiter (protective earth)
- Prelleiter
- Querverbinder
- Rückleitungsseil
- Steuererder
- Schienenquerverbinder
- Tiefenerder
- Telekommunikation (Telekommunikationstechnik, -anlagen)
- Niederspannungsstromversorgungsnetz in TT-Form
- Niederspannungsstromversorgungsnetz in TNC-Form
- Niederspannungsstromversorgungsnetz in TNS-Form
- Niederspannungsstromversorgungsnetz in gemischter TNC- und TNS-Form
- Trog
- Tunnel
- Umgehungsleitung
- Verstärkungsleitung
- nichtrostender Stahl (Werkstoff-Nr. 1.4571)
- wasserundurchlässiger Beton
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