Siemens entwickelt ein automatisches Überwachungssystem für Stromabnehmer. Das System – zunächst designt für Elektro- und Hybrid-LKW auf eHighways – checkt mit Kameras und Sensoren den Zustand der Stromabnehmer, um zu vermeiden, dass der Fahrdraht beschädigt wird. Ähnliche, aber deutlich komplexere Systeme werden heute vereinzelt für elektrische Bahnen eingesetzt.
eHighway ist ein von Siemens entwickeltes emissionsarmes Konzept für stark befahrene LKW-Strecken. Elektro- oder Hybrid-LKW werden mit Stromabnehmern über Oberleitungen elektrisch versorgt und fahren dann quasi abgasfrei. Auf einem eHighway, wo Fahrzeuge verschiedenster Eigentümer unterwegs sein werden, ist ein Überwachung der Stromabnehmer besonders wichtig, um Streckensperrungen aufgrund beschädigter Oberleitungen zu vermeiden.
Die eHighway-Lösung ist ein kompaktes und kostengünstiges System, das an verschiedenen Punkten an der Strecke montiert werden kann und das auch erkennt, ob Fahrzeuge autorisiert sind.
Unabhängig ob LKW oder Bahn: die Stromabnehmer unterliegen im Betrieb dem Verschleiß. Besonders die Karbonschleifleisten nutzen sich durch den Kontakt mit dem Fahrdraht ab. Werden abgenutzte oder soeben beschädigte Schleifleisten nicht rechtzeitig erkannt, können durch Rillen, Ausbrüche oder ungleichmäßigen Verschleiß Kontaktprobleme und damit Beschädigungen am Fahrdraht der Oberleitung entstehen. Im Extremfall reißt diese sogar.
Kameras überwachen die elektrischen Kontakte
Das System überwacht den Stromabnehmer auf zwei Arten. Beim sogenannten Panthographen-Monitoring erfassen Kameras die Kohlestreifen an der Schleifleiste. Spezielle Auswerte-Algorithmen ermitteln den Abnutzungsgrad oder beginnende Schäden. Sobald genügend Messdaten verschiedener Systeme vorliegen, sollen auch Prognosen für den Austausch von Kohlestreifen getroffen werden.
So ist eine Instandhaltung je nach Zustand möglich, wobei die Schleifleisten maximal lange genutzt werden. Außerdem registrieren Sensoren die vertikale Auslenkung des Fahrdrahts. Daraus lässt sich auf den Druck am Draht schließen. Drückt der Stromabnehmer zu stark auf, nutzen sich die Kohleschicht und der Fahrdraht übermäßig ab; ist er zu gering, kann es zu Kontaktunterbrechungen und Lichtbögen kommen, die ebenfalls beide Kontaktpartner belasten.
Das System ist so konzipiert, dass man es an den Masten der Oberleitung oder an Brücken montieren kann, um an möglichst vielen Stellen zu messen. So lassen sich zusätzlich Rückschlüsse auf den Zustand der Infrastruktur ziehen – beispielsweise der Fahrdrahtaufhängung. Für elektrische Bahnen bieten sich Bahnhöfe oder Depoteinfahrten als Messpunkte an.
Der Zustand des Stromabnehmers wird an die Leitstellen, die Wartungstechniker oder an eine Onboard-Unit im LKW übermittelt. Siemens betreibt das Monitoring-System an seiner Testanlage für eHighways und optimiert derzeit die automatische Auswertung, etwa zur Bewertung der Schleifleisten. Dann ist ein funktionaler Prototyp geplant.
