Bild 1: Situationsplan der NeubaustreckeMattstetten – Rothrist (NBS 45 km), Aus-baustrecke Wanzwil – Solothurn (ABS 9 km)und Verbindungslinie Rothrist – Zofingen (VL2 km) zwischen Bern und Olten. Die beste-hende Strecke (Stammlinine) über Burgdorf– Herzogenbuchsee erlaubt teilweise nurHöchstgeschwindigkeiten von 85 km/h.

Elektrische Anlagen auf der Neubau-strecke (NBS) Mattstetten – Rothristder SBBManfred Lörtscher, Bern; Hans-Peter Baier, Erlenbach; Jürg Lauber, Luzern;Marco Meuli, Greifensee; Martina Münster, Zürich; Rene Schwander, Olten;Hubert Winter, Wien

Die 45 km lange Neubaustrecke bildet infrastrukturseitig das Herzstück des AngebotskonzeptsBahn 2000, 1. Etappe, welches mit dem Fahrplanwechsel am 12. Dezember 2004 in Betrieb ge-nommen wurde. Die elektrische Ausrüstung der neuen Strecke wird beschrieben.

Electrical fixed installations on the new high-speed line (NBS) Mattstetten – Rothrist of SwissFederal Railways (SBB)The new high-speed line with a length of 45 km is the most important infrastructure part forthe new time-table of Bahn 2000, first step, which is in commercial operation since 12th December2004. The electrical fixed installations of the new line are reported in this paper.

Installations fixes electriques sur le nouveau troncon a haute vitesse (NBS) Mattstetten – Rothristdes chemins de fer federaux suisses (CFF)Le nouveau troncon a haute vitesse avec une longueur de 45 km forme le coeur de l’infrastructurede la nouvelle conception de l’horaire de Rail 2000, premiere etape, exploite avec des trainscommerciaux depuis du 12 decembre 2004. Les installations fixes electriques sont decrites danscet article.

1 Einführung

Seit dem 12. Dezember 2004 steht die 45 km lange Neu-baustrecke (NBS) Mattstetten – Rothrist als infrastruktur-seitiges Herzstück des Angebotskonzeptes von Bahn2000, 1. Etappe, in Betrieb. Gleichzeitig wurde auch die9 km lange Ausbaustrecke (ABS) von Solothurn zur NBSnach Wanzwil sowie eine neue Verbindung (VL) vonRothrist nach Zofingen in Betrieb genommen (Bild 1). Aufdiesen neuen Strecken verkehren nun die Intercity-Zügevon Bern über die NBS Richtung Basel, Zürich und Luzernsowie die Neigezüge von und nach der Jurasüdfußlinie

über die ABS. Dies erlaubt rasche Verbindungen mit allenwichtigen Städten mit Reisezeiten zwischen den Netz-knoten knapp unter einer Stunde. Die NBS ist sowohl fürden schnellen Reisezugverkehr bis 200 km/h wie auch fürden schweren Güterverkehr mit Achslasten bis 22,5 t aus-gelegt (Tabelle 1). Leider konnte das ehrgeizige Entwick-lungsziel, bereits ab Beginn mit der Führerstandssigna-lisierung (FSS) nach ETCS Level 2 mit 200 km/h fahren zukönnen, nicht erreicht werden. Deshalb mussten in denletzten 18 Monaten für eine signalmäßige Rückfallebenenoch rund 100 klassische Lichtsignale mit zusätzlichenEurobalisen und LEUs (Lineside Electronic Units) aufge-

AC-Bahnenergieversorgung

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Tabelle 1: Allgemeine Daten der Neubaustrecke (NBS) und Ausbaustrecke (ABS).

Parameter/Kriterium/Kennwert NBS ABS Bemerkungen

Ausbaugeschwindigkeit km/h 200 140/200

Minimale Kurvenradien m 3 000 1 040/2 100

Maximale Neigungen ‰ 20 10,4

Streckenlänge m 45 079 9 031– davon offene Strecke m 30 480 7 561 NBS 67% / ABS 84%– davon Tunnel bergmännisch m 6 582 1 470 NBS 15% / ABS 16%– davon Tunnel Tagbau m 8 017 0 NBS 18%

Grundwasserschutzwannen m 3 290 270 NBS 7% / ABS 3%

Bahnbrücken 7 5

Straßenüberführungen 17 3

Bahnübergänge – 3 vmax 140 km/h

Wildquerungen 3 0

Bahnhöfe/Haltepunkte 0 0

Überleitstellen/Spurwechsel 0 0

Elektronische Stellwerke 1 0 ESTW Wanzwil

Landverbrauch ha 283 2,1

Betroffene Gemeinden 35 7 in den Kantonen Bern, Solothurn und Aargau

Betroffene Grundeigentümer 557 171

Gesamtkosten Mio CHF 1 600 100

davon Kosten Bahntechnik Mio CHF 205 24

Baubeginn 04/1996 10/2001

Bauabschluss 06/2004 06/2004

Tabelle 2: Hauptdaten der Neubaustrecke (NBS) gemäß Infrastrukturregister nach der Netzzugangsverordnung NZV [5].

Parameter/Kriterium/Kennwert Wert Bemerkungen

Schienentyp UIC 60 Güte 900 A Befestigung Vossloh SKl 14

Lichtraumprofil EBV4/S3

Stromabnehmerprofil

Wippenbreite 1 600, 1 450, 1 320 mm UIC 505-1 isolierende Endhörner (siehe auch Tabelle 3)

Maßgebende Steigung 17‰ 3 000 m Richtung Bern20‰ 1 200 m Richtung Olten

Streckenklasse D4

Maximal zulässige Achslast 22,5 t

Maximal zulässige Meterlast 8 t/m

Ladungscode High Cube: C45/375NT 70/396SIM P 80/405, C80/405

Maximale Geschwindigkeit 200 km/h (ab 12. 12. 2004 nur 160 km/h)

Gleisfreimeldeeinrichtungen Achszähler 2 pro Zählpunkt

Zugsicherung ZUB/ETM ab 12. 12. 2004(vmax 160 km/h)

Telegramm 44 über Eurobalisen mit ZUB121/SIGNUM oderZUB 262ct zu lesen und zu verarbeiten

Zugsicherung ETCS level 2 nach SRS 2.2.2(voraussichtlich ab 2006)

Zugfunk GSM-R Cab Radio und Handy

stellt werden. Mit der Rückfallebene verkehren die Zügemit höchstens 160 km/h und Gleiswechselbetrieb ist nichtmöglich. Die für ETCS Level 2 erforderlichen Mobilfunk-anlagen (GSM-R) sind fertig gestellt und erlauben die In-

betriebnahme der eigentlichen ETCS-Funktionen innächtlichen Probebetriebsphasen ab Januar 2005.

Die Bahntechnik wurde durch einen Totalunterneh-mer geplant und erstellt. Sowohl für die Bauherrschaft

AC-Bahnenergieversorgung

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Bild 2: Verzweigung Wanzwil Richtung Rothrist: Gleise von links nachrechts: Gleis von Solothurn, Gleis von Mattstetten, Gleis nach Matt-stetten, Gleis (ansteigend) nach Solothurn. Einspeisungen Fahrlei-tung mit Kabelgerüst. Im Hintergrund links Portale Gishübeltunnel,rechts Eingang und 132-kV-Abfanggerüst zum unterirdischen Unter-werk Wanzwil.

Bild 3: Parallelschaltposten (PSP) Recherswil: Schaltposten rechts mitfünf Lastschaltern und Messeinrichtungen, dahinter Relaisgebäudemit zusätzlicher Einspeisung 16,7 Hz ab Masttransformator (AnsichtRichtung Rothrist).

SBB wie auch für die Aufsichtsbehörde führte dies zu un-gewohnten Verhältnissen in den verschiedenen Verfah-ren wie Typenzulassungen und Plangenehmigungsver-fahren sowie schließlich der ganzen Inbetriebnahme-und Abnahmephasen bis hin zur Erteilung der Betriebs-bewilligung durch die Aufsichtsbehörde. Insbesondereunter dem großen Zeitdruck, der auf dem Projekt lastete,war diese Organisationsform nicht unbedingt einfachund zeitsparend in den Abläufen. Der Projektablauf ausSicht des Totalunternehmers und der Fachplaner wird in[1] und [2] dargestellt.

Wie bei all diesen großen Projekten ergaben sich viel-fältige Schnittstellen zwischen den Erstellern des Roh-baus und den Projektierungsbüros der Bahntechnik. Vorallem der späte Entscheid, noch klassische Signale aufzu-stellen, führte zu umfangreichen Nachprojektierungenvon verschiedenen Kabelanlagen wie 84 km Signalkabelallein für die Rückfallebene und zusätzlichen Kabeltras-sen.

Seit Mai 2003 konnten von Mattstetten her bereitsrund 20 km NBS für Probe- und Testfahrten genutzt wer-den [3]. Anfang Juni 2004 waren sowohl die NBS wie auchdie ABS durchgängig fertig gestellt. Seit diesem Zeit-punkt wurden zahlreiche Versuchs- und Abnahmefahr-ten, vorerst noch ohne funktionsfähige Sicherungsanla-gen, bis zu Geschwindigkeiten von 230 km/h durchge-führt. Da noch kein für diese Geschwindigkeit zugelas-senes Rollmaterial zur Verfügung stand, mussten die ers-ten Fahrten als so genannte Hochtastfahrten mit dem je-weiligen Einverständnis aller Fachdienste wie Lauftech-nik, Oberbau, Fahrbahn, Oberleitung usw. für die nächsthöhere Geschwindigkeitsstufe gefahren werden. Übereinen Teil der umfangreichen Abnahme- und Nachweis-tätigkeiten wird in [4] berichtet.

Seit dem Fahrplanwechsel am 12. Dezember 2004 kön-nen die NBS und die ABS im freien Netzzugang [5] be-fahren werden. Die entsprechenden Netzzugangskrite-rien sind in Tabelle 2 aufgelistet.

2 Elektrische Anlagen

2.1 Bahnenergieversorgung 132/15 kV

Zur Sicherstellung der Bahnenergieversorgung 132 kVund 15 kV wurden umfangreiche Berechnungen durch-geführt. Während die Vorgaben für den Personenver-kehr aus dem Angebotskonzept Bahn 2000, 1. Etappe,ausreichend exakt vorlagen, mussten die Zugs- und Ver-kehrsdaten des Güterverkehrs und der unbekanntenEisenbahnverkehrsunternehmungen des freien Netzzu-gangs großzügig abgeschätzt werden. Gemäß dem ge-samtschweizerischen 132-kV-Konzept der SBB [6] solleine zweite Mittellandleitung die Westschweiz redun-dant mit dem Netzknoten Rupperswil verbinden. Dieseneue rund 70 km lange Leitung Burgdorf – Rupperswil,die ebenfalls in [6] beschrieben wird, führt bei Wanzwilvorbei und ermöglicht dort die Anspeisung des neuen,unterirdisch angelegten Unterwerks (Uw) Wanzwil (2×20

MVA). Die Schaltung dieses Unterwerks ist in [7] genauerbeschrieben. Die Neubaustrecke wird somit von den be-stehenden Unterwerken 132/15kV (je 2×20 MVA) Bern-Wylerfeld und Olten sowie dem neuen Unterwerk Wanz-wil, welches ziemlich genau in der Mitte der Strecke liegt,ab Uw Bern-Wylerfeld 28 km und ab Olten 32 km, ge-speist. Die 15-kV-Einspeisung ab Uw Wanzwil (Bild 2) er-folgt über Mittelspannungskabel 30/18 kV, deren Schir-me mit einem Querschnitt von 70 mm2 Cu an beiden En-den geerdet sind. Für die gezielte Rückstromführung [8,9] wurden zusätzliche T-Seile mit einem Querschnitt von240 mm2 Cu pro Kabel und zusätzliche 4 Kabel mit185 mm2 Cu verlegt. Neben der NBS speist das neue Un-terwerk auch noch über eine rund 1 km lange 15-kV-Spei-seleitung nach Herzogenbuchsee in die bestehendeStammlinie (Bild 1) ein. Die ABS wird sowohl vom UwWanzwil gespeist als auch mit einem separaten Speise-punkt vom Uw Deitingen in der Nähe von Solothurn. Die-se Versorgung kann bei einem Ausfall des Uw Wanzwilfür einen allerdings reduzierten Betrieb auf der NBS ver-wendet werden.

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Tabelle 3: Hauptdaten der Oberleitung.

Parameter/Kriterium/Kennwert Wert Bemerkungen

Fahrdrahthöhe 5,40 m

Fahrdraht 120 mm2 CuAg 0,1 (RiS 120) 15,3 kN Abspannkraft

Tragseil 70 mm2 CuAg 0,1 10,8 kN Abspannkraft

Y-Seil freie Strecke 35 mm2 Bz-Seil, Länge 16 m 2,8 kN Abspannkraft

Y-Seil Tunnel 35 mm2 Bz-Seil, Länge 12 m 2,5 kN Abspannkraft

Hänger 10 mm2 Bz II (CuMg 0,5) > 500 mm lang

Spannweite maximal 60 m freie Streckemaximal 51 m in Tunnel

Verstärkungsleiter pro Gleis/auf der ganzen Strecke

260/23 mm2 Alu-Stalum-Seil Einspeisung am Ende der Nachspannungen und beim Fest-punkt

Stromtragfähigkeit 900 A dauernd und halbstündlich1 800 A während 150 s

bei 40°C Umgebungstemperatur

Kurzschlussstromfestigkeit 39 kA, 60 ms

Erdseil 260/23 mm2 Alu-Stalum-Seil ca. alle 300 m über die Maste und Cu-Verbindungen mit denSchienen verbunden.

Stromabnehmerkontaktkraft maximal "250 Nminimal # 0 N

Fm nach prEN 50367

Bild 4: Ansicht Oberleitung ELINCAT E230 auf freier Strecke mit di-rekter Spurhaltung (rechtes Gleis) und Rückgriff-Spurhaltung (linkesGleis), Verstärkungsleitung auf den Mastspitzen, Stahlmaste undFundamente nach SBB-Vorgaben, Abfangmaste mit Seilankern.

Die Unterwerke Bern-Wylerfeld und Wanzwil speisenbeidseitig den westlichen Teil der NBS und die Uw Wanz-wil und Olten den östlichen Teil der NBS. In der Mittedes östlichen Teils befindet sich in der Brunnmatte einefakultative Schutzstrecke mit einem Lastschaltposten [7].Diese wird nur aktiv geschaltet, wenn die parallel verlau-fende 132-kV-Leitung Burgdorf – Rupperswil unterbro-chen ist. Auf dem westlichen NBS-Abschnitt befinden sichin Mattstetten, Emmequerung und Recherswil Parallel-schaltposten (Bild 3), an denen die Oberleitungen derbeiden Streckengleise im Normalfall parallel geschaltetwerden und eine Längsauftrennung der einzelnen Ab-schnitte möglich ist.

Die Oberleitung ist für eine Stromtragfähigkeit proGleis von 900 A dauernd bei einer Umgebungstempera-tur von 40°C, alle halbe Stunden gefolgt von einem Zyk-lus von 150 s mit 1 800 A ausgelegt. Diese periodischeLastspitze ergibt sich beim Befahren des rund 3 km lan-gen Oenzbergtunnels Richtung Bern mit einer Steigungvon knapp 20‰ mit schweren Güterzügen. Wie in [4] be-richtet, wurde die Gebrauchstauglichkeit des TeilsystemsEnergie gemäß EU RL 96/48 und der zugehörigen Tech-nischen Spezifikation Interoperabilität (TSI) Energie [10]geprüft und durch die Aufsichtsbehörde für den Betriebfreigegeben.

2.2 Oberleitung und Rückstromführung

Die Totalunternehmer-Ausschreibung der SBB [1] für denLeistungsanteil „Fahrleitung und Bahnstromversor-gung“ ließ neben der Oberleitungsbauart der SBB auchalternative Bauarten zu. Diese mussten sich aber bei einerder Bahnverwaltungen wie zum Beispiel DB, SNCF oderÖBB unter vergleichbaren Verhältnissen bereits bewährthaben und mit einer Typenzulassung des Bundesamtesfür Verkehr (BAV) geprüft sein. Zur Ausführung kam die

ÖBB-Oberleitung ELINCAT 230 (E230) [11] mit einigenschweizspezifischen Anpassungen (Bild 4), wobei insge-samt etwa 107 km Kettenwerk montiert wurden; davonknapp ein Drittel in Tunnel.

Die neue Oberleitungsbauart E230 entspricht denschweizerischen Verordnungen [12, 13] und den als an-erkannte Regeln der Technik gemäß Art. 5 [13] ange-wandten internationalen Normen wie EN 50119,EN 50149, EN 50317 und prEN 50367. Die Fahrleitungs-bauart E230 ist für eine Regelgeschwindigkeit von200 km/h ausgelegt. Die Abnahmen wurden mit einer um15% erhöhten Geschwindigkeit von 230 km/h durchge-führt [4]. Die Hauptdaten der Oberleitung sind in Tabel-le 3 zusammengefasst.

Die Fundamente wurden als Normfundamente gemäßSBB-Bauform (Betonblockfundamente für Aufsetzmaste)

AC-Bahnenergieversorgung

102 (2004) Heft 12 eb518

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Bild 5: Tunneltragwerk im Tunnelscheitel (linkes Gleis) mit Verstär-kungsleitung und den Erdseilen für beide Gleise befestigt an der Hän-gesäule.

Bild 6: BeweglicheTragseil- und Fahr-drahtabfangung mitSpannrädern (Über-setzung 1: 3) undKlinken.

Bild 7: Drahtwerkschema einer Spannweite im Tunnel (oben) und aufder freien Strecke (unten).1 Tragseil Cu 70 mit 10,8 kN abgespannt2 Fahrdraht RiS 120 mit 15,3 kN abgespannt3 Y-Seil Bz freie Strecke 16 m und mit 2,8 kN abgespannt; Tunnel

Länge 12 m und mit 2,5 kN abgespannt

ausgebildet. Lediglich auf Teilen der ABS musste in denwenig tragfähigen Bodenzonen eine Sonderlösung mitVerdrängungspfählen vorgesehen und ausgeführt wer-den. Für die Masten wurden HE-Profile und Formrohreverwendet. Bei den Abspannmasten sind Seilanker ein-gebaut. Zur Befestigung der meisten Anbauteile sind inden Masten Bohrungen vorgesehen. Wo die Direktmon-tage nicht möglich war, wurden die Armaturen mit Bü-gelschrauben am Mast montiert.

Für die Aufhängung des Kettenwerks und der Verstär-kungsleitung im Tunnel wurden Hängesäulen im Tunnel-scheitel vorgesehen. Die verwendete Hängesäule bestehtaus einer Grundplatte, auf die ein Formrohr aufge-schweißt ist. Die Säulen wurden mit zugzonen-taugli-chen Klebeankern befestigt (Bild 5).

Die Ausleger wurden entsprechend den Bautypenkonzipiert, wie sie bei der ÖBB seit Jahren eingesetzt wer-den und sich bewährt haben. Sämtliche Gussteile undRohre sind dabei aus Aluminium und somit wartungsfrei.In diese Ausleger sind Keramikisolatoren eingebaut. ImTunnel sind diese Isolatoren, um den Reinigungsaufwandauf ein Minimum zu reduzieren, zusätzlich mit einer Si-likonmasse beschichtet.

Prinzipiell wurden Nachspannungen mit einer maxima-len Länge von 1 500 m errichtet. Der Festpunkt wurde mitJochen, so wie diese üblicherweise bei den SBB eingesetztsind, realisiert. Fahrdraht und Tragseil werden getrenntmit Radkörpern aus Aluminium, die ein Übersetzungsver-hältnis von 1: 3 haben, nachgespannt. Als Belastungsge-wichte wurden bei diesem Projekt erstmalig monolithischeGewichtssäulen verwendet. Die Radkörper sind mit einerVA TECH T&D Entwicklung aufgehängt, welche einen op-timierten Seillauf am Radkörper ermöglicht (Bild 6).

Für die Nachspannung im Tunnel wurde eine Vorrich-tung verwendet, die an jeder Stelle des Tunnels ohne zu-sätzliche Baumaßnahmen montiert werden konnte. DerAbspannzug wird direkt über Umlenkrollen, ohne Über-setzung, aufgebracht. Speziell für diesen Auftrag wurdeeine Fallbremse entwickelt, die das Herunterfallen der

Belastungsgewichte im Falle eines Seilrisses verlässlichverhindert. Die Sektionstrennungen und Streckentren-nungen wurden in dreifeldiger Bauweise realisiert.

Entlang der gesamten Strecke wurde parallel zum Ket-tenwerk eine Verstärkungsleitung mit einem Alu-StalumSeil (260/23) verlegt. Auf der freien Strecke ist das Seilim Normalfall direkt an der Mastspitze mit einem Stütz-isolator montiert. In einigen Bereichen wurde das Seil miteiner Armatur in Richtung zum Gleis verschwenkt, umdie Schutzabstände einzuhalten. Im Tunnel wurde dasSeil mit einem liegenden Stützisolator am Tunnelstütz-punkt aufgehängt (Bild 5). Das Seil wurde am Isolator miteinem Spiralbund befestigt. Die Verstärkungsleitung istparallel zum Kettenwerk geschaltet; sie wird bei den Fest-punkten und der Enden der Nachspannungen mit demTragseil und dem Fahrdraht verbunden.

Für jedes Gleis wird ein Erdseil am Mast in Höhe desTragseiles mitgeführt. Im Tunnel wird das Seil seitlich an

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102 (2004) Heft 12 eb520

Bild 8: Querprofil im Tunnel (links) und aufder freien Strecke (rechts).1 Tragseil Cu 70, Höhe im Tunnel 6,50 m,

Höhe auf freier Strecke 6,80 m2 Fahrdraht RiS 120, Höhe 5,40 m3 Erdseil Alu/Stalum 260/234 Verstärkungsleiter Alu/Stalum 260/23SOK Schienenoberkante

Bild 9: Drahtwerkschema Weichenbespan-nung Schnellfahrweichen Bauart EW-VI-12000/6100 – 1 : 42 mit Befahrungsgeschwin-digkeiten von 200 km/h auf beiden Spuren.3, 5 und 7: Tragwerknummern

den Hängesäulen im Firstbereich befestigt (Bild 5). Dabeiwurde der gleiche Seiltyp wie für die Verstärkungsleitungverwendet. Das Seil wurde direkt am Mast bzw. am Stütz-punkt mit einer Klemmschale befestigt. Etwa alle 300 mwerden die Maste an die Schienen geerdet.

Die Kettenwerkanordnungen sind für die Tunnel-abschnitte in Bild 7 oben und für die freie Strecke in Bild 7unten dargestellt. Die entsprechenden Querprofile sindin Bild 8 ersichtlich.

Eine besondere Herausforderung stellte die Bespan-nung von drei Hochgeschwindigkeitsweichen der BauartEW VI-12000/6100 -1:42 dar, die im geraden Strang wieauch auf Ablenkung mit 200 km/h befahren werden(Bild 9).

Die Masten wurden mit einem LKW mit Kran direktvom Tieflader des Lieferfahrzeuges von der Bitumen-schicht (Sperrschicht) aus aufgestellt. Anschließend wur-den alle Befestigungsteile sowie Isolatoren mittels Hub-arbeitsbühnen vormontiert. Auch die Bohrarbeiten undVormontagen im Tunnel wurden mit selbstfahrendenHubarbeitsbühnen und speziell dafür hergestellten Bohr-vorrichtungen ohne Gleisbesetzung durchgeführt. Fürdie Seilzugsarbeiten wurde ein umfangreicher Fahrlei-tungsmontagezug eingesetzt. Damit konnten die Seil-zugsarbeiten für Verstärkungs- und Erdrückleiter im ers-ten Arbeitsgang, sowie für das Tragseil und den Fahr-draht im zweiten Arbeitsgang stets sicher, qualitativhochwertig und in einem sehr kurzen Zeitraum durchge-führt werden. Den Montagegruppen standen zudem einMotorturmwagen und ein selbstfahrender Motorgerüst-wagen zur Verfügung.

2.3 Schutzeinrichtungen für Unterwerk undOberleitung

Die an den verschiedenen Stellen eingebauten Schutzein-richtungen sind in der Tabelle 4 zusammengestellt. Siewirken alle direkt auf die zugehörigen Leistungsschalter.Außer der Meldung „Schutz blockiert“ werden die digi-talen Schutzgeräte über die standardisierte optischeSchnittstelle IEC 60870-5-103 durch die Lokalsteuerungbedient. Störungsinformationen, wie Fehler-Distanz/Reaktanz nach Kurzschlüssen oder die Fahrleitungstem-peratur werden über die IEC-Schnittstelle an die zustän-digen Leitstellen weitergeleitet. Alle Schutzeinrichtun-gen verfügen über interne Störschreiberfunktionen. ZurAnalyse von außergewöhnlichen Störungen oder auchzur Fernwartung können die Schutzspezialisten via Mo-demverbindung auf die einzelnen Geräte und eben auchdiese Störschriebe zugreifen. Dies geschieht durch dieFernbedienung eines lokal in Wanzwil installierten PC.Dieser Schutz-PC ist lokal über Sternkoppler mit allen Sys-temen verbunden. In den Unterwerken Olten, Wanzwil,Bern und Deitingen ist neben dem Hauptschutz ein Re-serveschutz mit I>t-Funktion vorhanden.

Die fakultative Schutzstrecke Brunnmatte (Roggwil)[7] ist im zugehörigen Schaltposten mit einem Kuppel-schalter ausgerüstet. Als Schutzgerät wurde dort erstmalsder neue digitale Fahrleitungsschutz 7ST61 eingebaut.Zusätzlich wurde die neue serielle Schnittstelle zur kom-binierten Lokal-und Fernsteuerung TG805 realisiert. Mitder erfolgreichen Inbetriebnahme dieses Konzepts ist da-mit ein wichtiger Schritt hin zu modernen neuen Kup-pelschaltposten gemacht worden: Der neue Schutz kann

AC-Bahnenergieversorgung

eb 102 (2004) Heft 12 521

Tabelle 4: Schutzgeräte in den Unterwerken und im Oberleitungsnetz.

Unterwerke

Einbauort Gerättyp Schutzfunktionen Bemerkungen

Leitungen 132 kV 7SA526 Z1 – Z4; Ith; Kurz-Langzeit-unterbrechungSignalvergleich mit Gegenstation

Distanzschutz

Sammelschienen 132 kV REB500 I>; I >tSchalterversagerschutz

Sammelschienenschutz

Transformatoren132/15 kV

DRS Compact I>; I >t 132 kV U-V;Z<t 15 kV; Ith

Eingekoppelter Buchholzschutz undPressostat (Stufenschalterschutz)

Sammelschienen 15 kV DRS BB I>; I>tSchalterversagerschutz

Sammelschienenschutz

Oberleitungsschutz

Einbauort Gerättyp Schutzfunktionen Bemerkungen

Uw Bern-Wylerfeld 7SL16 I>>>; Z1; Z2; Ith analog / elektronisch

Uw Wanzwil, Olten undDeitingen

7SA517 I>>>; Z1; Z2; Ith digital / 1. Generation zusätzlich Prüf-automatik

Schaltposten Brunnmatte/Roggwil [7]

7ST61 I>>>; Z1-Z3, Ith digital / 2. Generation

Schaltposten Mattstetten(Aespli) und Rothrist

7SL16 I>>>; Z1; Z2; Ith analog / elektronischfür NBS und Stammlinie in 4 Richtungengetrennt

Tabelle 5: Technische Standorte mit Netzeinspeisung 3AC 50 Hz.

Art Anzahl Bemerkungen

Relaisgebäude (Bild 10) 15 vorwiegend bei Tunnelpor-talen; z.T. mit Mobilfunkkombiniert

Tunnelkammern 17

Pumpwerke 6

Mobilfunkkabinen (Bild 11) 9 für GSM-R und Public Provi-ders

elektronische Stellwerke(Bild 10)

1

Schaltposten Oberleitung 2

Unterwerk 132/15 kV 1

Bild 10: Relaisgebäude Wanzwil mit elektronischem Stellwerk(ESTW), SBB-Normgebäude mit umweltfreundlicher Steuerung desWärmehaushalts und Antennenmast für GSM-R und GSM-P.

für Vorwärts- und Rückwärtsrichtung unabhängig para-metriert werden. Dies ermöglicht, dass für einfache Kup-pelstellen nur ein Gerät eingesetzt werden muss. Weiterstellt es über die serielle Schnittstelle Betriebsmesswertewie Strom, Spannung, Fahrdrahttemperatur zur Verfü-gung, was Messwertumformer erübrigt. Der neue Schutzberechnet auch bei den sehr schnellen I>>>-Auslösun-gen, Stromwert 2 bis 3 ms überschritten, einen Fehlerort.Im Schutz sind 4 komplette Parametersätze abgespei-chert, die bei Schaltungsänderungen durch die Leitstelleumgeschaltet werden können.

2.4 50-Hz-Versorgung

Auf der NBS und der ABS sind insgesamt 51 technischeStandorte (Bild 10) mit einer 50-Hz-Netzeinspeisung aus-gerüstet. Die verschiedenen Anlagetypen sind in der Ta-belle 5 aufgeführt. Sie werden mit elektrischer Energie,wo immer möglich, aus dem Netz der örtlichen Elektri-zitätswerke (EVU) mit üblichem 230/400-V-Gebäu-deanschluss oder aus dem Mittelspannungsnetz 3AC16 kV 50 Hz versorgt. Statistisch ist im Mittelspannungs-netz gegenüber dem 400-V-Netz mit rund einem Viertelweniger Netzstörungen zu rechnen. Aus diesem Grundwerden die zehn Tunnelbauwerke aus dem betriebssiche-reren 16-kV-Netz versorgt. Die dazu notwendigen Trans-formatorenstationen sind in den Portalgebäuden inte-griert.

Nicht alle der eingangs erwähnten Standorte könnenaus technischen oder ökologischen Gründen aus dem öf-fentlichen Netz versorgt werden. Solche Anlagen werdenaus benachbarten Stationen mittels bahneigenen Er-schließungsleitungen elektrisch versorgt. Als kosten-

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Transmission & Distribution

Penzinger Straße 76A - 1141 WienTel. + 43 1 89100 2148Fax. + 43 1 89100 193

e-mail: al.office@vatech.elin.at

Landsberger Allee 366D - 12681 BerlinTel. + 49 30 5491 5541Fax. + 49 30 5491 5542

Bussestraße / Am GüterbahnhofD - 14943 LuckenwaldeTel. + 49 3371 620466Fax. + 49 3371 620467

VA TECH T&D GmbH

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Wiener Straße 37aA - 4482 EnnsdorfTel. + 43 7223 86181Fax.+ 43 7223 86181 30

Emilienstraße 11D - 04107 LeipzigTel. + 49 341 22469Fax. + 49 341 22469 99

www.vatechtd.at

Bild 11: FreistehendeGSM-R-Kabine undAntennenmast beiKoppigen.

Bild 12: Kabelrohr-block Wanzwil für diespätere Aufnahmeder 30/18-kV-Einspei-sekabel ab Unter-werk Wanzwil. ImHintergrund rechtsspäteres Kabelauf-stiegsgerüst (Aufnah-merichtung entge-gen Bild 2).

günstige und zuverlässige Variante wurde dies erdfreimit Dreileiter-980-V-Niederspannungsnetzen mit Erd-schlussüberwachung ausgeführt.

Um eine optimale Wartung sicherstellen zu können,wurde ein einheitlicher Aufbau der Energieverteilunggeplant: So gelang es letztlich, sowohl die Schaltgeräte-kombinationen für alle Portalgebäude wie auch die Un-terverteilungen (UV) in den Gebäuden und den Tunnel-nischen baugleich zu erstellen.

Die hohe Verfügbarkeit steht immer im Vordergrundder Planungsaufgaben: Insbesondere sind die vier abge-setzten Stellwerkteile, die Entwässerungspumpwerkeder Grundwasserwannen, die Installationen zur Selbst-rettung aus Tunnels und nicht zuletzt die Datenkommu-nikation der zukünftigen Führerstandssignalisation (FSS)auf eine zuverlässige Stromversorgung angewiesen. Sowerden auch alle Tunnelnischen mit zwei voneinandergänzlich unabhängigen Kabeln erschlossen. Netzausfälleim Versorgungsgebiet können jedoch nie ganz ausge-schlossen werden. Stell- und Pumpwerke werden daherredundant aus einem zweiten, unabhängigen Netz ver-sorgt. Die Telekommunikationsanlagen (Bild 11) könnendank einer modular aufgebauten, batteriegestütztenStromversorgung DC 48 V über mindestens 10 h netz-unabhängig weiter betrieben werden. Alle anderen be-triebswichtigen Anlagekomponenten sowie die in denTunnel beidseitig der Gleise installierten Tunnelnotbe-leuchtungen werden über insgesamt 14 unabhängigeaus dem Ortsnetz gespeisten, unterbrechungslosenStromversorgungen (USV) bei Netzunterbruch weiter inFunktion gehalten.

Eine netzautonome Versorgung über Batterieanlagenkann nur über eine zeitlich beschränkte Dauer gewähr-leistet werden. Die Erkennung und Behebung von Stö-rungen muss innerhalb dieser relativ kurzen Autonomie-zeit durchgeführt werden können. Eine rasche Erken-nung von abnormen Anlagezuständen auch in abgelege-nen Winkeln der Anlage ist erforderlich. Dies ist eine der

Kernaufgaben des lokalen Leitsystems: Permanent wer-den alle relevanten Parameter der Stromversorgungüberwacht. Allein zur Erkennung von Netzunterbrechun-gen sind rund 85 Unterspannungsrelais angeschlossen.Im Weiteren werden Isolationsfehler in Versorgungslei-tung, ausgelöste Leitungsschutzschalter, Batteriestörun-gen, usw. sofort durch die Leitebene erfasst, auf lokalenLCD-Displays dargestellt und gleichzeitig dem über-geordneten Leit- und Störmeldesystem übermittelt. Zuden weiteren Aufgaben dieser Leitebene gehört dieÜbertragung und Überwachung von Schalt- und Steuer-befehlen zu Pumpwerken und Tunnelkammern sowie dieflächendeckende Schaltung verschiedener Systeme. In elfKnotenpunkten der lokalen Leitebene werden die zuge-hörigen Datenpunkte, rund 5 000 im ganzen System, er-fasst und dem übergeordneten Leit- und Störmeldesys-tem (LSS) übergeben, das im Abschnitt 2.6 weiter be-schrieben wird.

2.5 Kabelanlagen

Kabelanlagen großer bahntechnischer Einrichtungensind in der Gesamtschau komplexer und vielfältiger alsman vordergründig annehmen würde. Im Endzustand –kaum sicht- und wahrnehmbar – ist das System Kabelan-lagen ein wichtiges Element einer komplexen Bahntech-nikanlage. Insbesondere auch die neuen Sicherungsanla-gen mit ECTS Level 2 und GSM-R benötigen eine Kabel-anlage mit großem Umfang und hoher Zuverlässigkeit.

Alle beteiligten Fachdisziplinen stellen zum Teil sehrunterschiedliche Ansprüche und Anforderungen an dasVerbindungsglied Kabel. So muss das System Kabelanla-gen in seiner Gesamtheit einerseits als Element des Tief-und Trassebaues und andererseits der Elektrotechnik ver-standen werden (Bild 12). Als Ergebnis dieser integralenPlanung sind neben dem Kanalisations- und Trassekon-zept (als Bestandteil des Rohbau- und Fahrbahnkon-zepts) die folgenden Unterlagen der Ausführung zuGrunde gelegt worden wie Normalienkataloge, Material-

AC-Bahnenergieversorgung

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Bild 13: Kabeltrassie-rung freie Strecke mitauf der Heißmisch-tragschicht (HMT)befestigten Kabel-kanälen.

Tabelle 6: Verlegte Kabellängen nach Kabeltyp.

Kabeltyp VerlegteLängenkm

Bemerkungen

Niederspannungskabel 133 Halogenfreie PE-UmhüllungBrandeigenschaften nachIEC 60.331/332.1/332.2E30 nach DIN 4102-12

Stellwerkkabel (davonfür Rückfallebene)

328(84)

PE-IsolationSternvierer, fallweise mit zu-sätzlichem Induktionsschutz

Kupferkabel(Telekomunikation)

58 PE-IsolationSternvierer

Lichtwellenleiter(Telekomunikation)

110

Funkkabel strahlend 21

Mittelspannungskabel 5 EPR-Isolation30/18 kV / einphasigLeiter 630 mm2 CuSchirm 70 mm2 Cuäusserer Mantel halogenfrei,polymer

vorgaben und Arbeitsanweisungen, Situationspläne mitallen Bahntechnikelementen und deren Erschließungüber unter- oder oberirdische Kabeltrassen, Detailplänefür spezielle Anordnungen in den Bereichen Tiefbau undElementerschließungen, Kabelverbindungspläne undVerlegelisten zur Produktionsvorbereitung und Ausfüh-rung, Detailkabelpläne zur Bahnenergieversorgung,Rückstromführung und Weichenheizungen, Detailsitua-tions- und Kabelpläne zur Versorgung und zum Anschlussder Schnellfahrweichen, der Niveauübergänge und derNotstromversorgungen ab der 15-kV-16,7-Hz-Bahnener-gieversorgung.

Eine Neuheit stellt der Kabelkanal für die Längstras-sierung dar. Im Vordergrund stand dabei eine einfache,schnelle Montage und Verankerung auf der Heißmisch-tragschicht (HMT), eine gute Wasserableitung aus dem

Gleisbett, ein möglichst leichtes Material und kurze Ver-legezeiten. Die Kabelkanalwanne wurde aus Polymerbe-ton in Produktionseinheiten von 1,25 m Länge gefertigt,wodurch Verlegeleistungen bis 400 m pro Tag möglichwaren (Bild 13). Vor Montagebeginn wurden insbeson-dere mit Blick auf die Querstabilität Feldversuche durch-geführt, um die bestmögliche Montageart festzulegen.Während und nach abgeschlossenem Gleisbau wurde dieQuerlage des Kanals laufend überprüft.

Die auf der NBS und ABS verlegten insgesamt 655 kmKabel sind nach ihren verschiedenen Arten und ihrenHaupteigenschaften in der Tabelle 6 aufgelistet. Die Nie-derspannungs-, Stellwerk- und Fernmeldekabel, ein-schließlich LWL, sind alle zum Schutz gegen Nagetieremit einer leichten Bewehrung mit verzinkten Stahlbän-dern ausgerüstet.

2.6 Leittechnik der technischen Anlagen(ohne Oberleitung)

Die NBS und ABS weisen weder Stationen noch andereStellen auf, welche mit Bahnpersonal besetzt sind. Umdie Erwartung an eine hohe Verfügbarkeit zu erfüllen,sind verschiedene Automatisierungsprojekte realisiertworden. Eines ist in diesem Zusammenhang das Leit- undStörmeldesystem (LSS) der NBS und ABS. Das LSS umfasstdie Steuerung und die Überwachung aller elektromecha-nischen Anlagen, wie sie in der Tabelle 5 dargestellt sind.

Das LSS beinhaltet alle Anlagekomponenten zur Erfas-sung von Betriebszuständen, Verknüpfungsbausteinevon Steuerungen sowie Geräte zur Weiterleitung vonSammelmeldungen der genannten Anlagen entlang derneuen Bahnstrecke. Die bahnsicherheitsrelevanten Zug-sicherungsanlagen sind nicht Bestandteil des LSS.

Die Anlagen befinden sich entlang der Bahnstreckeörtlich verteilt (Feldebene). Daten aus diesen Anlagenwerden von ihrem Entstehungsort zunächst über eineSlave-SPS zur Master-SPS (speicherprogrammierbareSteuerungen) übertragen. Diese Master befinden sich anelf verschiedenen Standorten in der Einzel- und der Grup-pensteuerungsebene.

Aus der Entwicklung innerhalb der SBB sind in den ver-schiedenen organisatorischen Einheiten unterschiedlicheLösungen für Leitsysteme oder Störmeldesysteme ent-standen. Mit diesem Hintergrund war für die neueBahnstrecke zunächst die Nutzung des so genannten In-franets als sicheres Übertragungsmedium für Alarm- undStörungsmeldungen vorgesehen. Über dieses Mediumsollten insbesondere bahnbetriebsrelevante Meldungenübertragen werden (Meldungen der Anlagen Tunnel-brandnotbeleuchtung, Brandalarme und Pumpwerke).

Im Projektverlauf stellte sich heraus, dass das Infranetden betrieblichen Anforderungen der neuen Bahnstre-cke nicht mehr genügte, da rein textorientierte Darstel-lung von Meldungen und zudem das Infranet in naherZukunft abgelöst werden müssen. Das neue Leit- undStörmeldesystem basiert auf einem in der Leittechnik üb-lichen SCADA-System (Supervisory Control and Data Ac-quisition) und besteht aus folgenden Komponenten:

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Bild 14: Aufbau des Leit- und Störmeldesystems LSS NBS/ABS.

• regionaler Datenkonzentrator(RDK), bestehend aus jeweils ei-nem redundanten Webserver unddem redundanten Leitsystem imHot-Standby, das bei Ausfall auto-matisch unterbrechungsfrei aufden zweiten Server umschaltet

• dezentral platzierte Industrie-PC(IPC), die sich bezüglich der Funk-tionalität vom RDK nicht unter-scheiden. Nicht jeder IPC verfügtüber das konsolidierte Abbild dergesamten Strecke, sondern ledig-lich über das Abbild des Standortsmit dem zugehörigem Abschnittder Strecke

• oben genannte Anlagen und diezugehörige Automatisierung ent-lang der Bahnstrecke (Bild 14)

Die Daten des Masters werden andezentral platzierte IPCs der lokalenLeitebene weitergegeben. Über die-se dezentralen Standorte kann dasWartungspersonal vor Ort den Zu-stand der Anlagen einsehen und dasErgebnis ihrer Arbeiten an den Anla-gen mitverfolgen. Zudem dienen diese Komponenten alsRückfallebene, auf die über das vorhandene Datennetzder SBB von den Arbeitsplätzen in verschiedenen Leitstel-len direkt zugegriffen werden kann.

Gleichzeitig zur Übertragung zu den IPC werden dieDaten von der Master-SPS zum Herzstück des LSS, demRDK, transferiert. Aus Gründen der Verfügbarkeit desSystems ist der RDK als redundant aufgebautes Systemim Hot-Standby ausgelegt. Zudem ermöglicht dieser Auf-bau Arbeiten wie Einspielen von Software-Updates oderDatenpflege auch während des laufenden Betriebs. JederRDK ist unterteilt in einen Webserver mit der Aufgabeder Präsentation der Daten des Leitsystems für die Benut-zer und in das eigentliche Leitsystem mit der Aufgabe,die Daten aus den unteren Ebenen entgegen zu nehmenund die Meldungen anhand vordefinierter Kriterien denzuständigen Benutzern weiter zu leiten. Auf das Leitsys-tem wird in der Regel von bestehenden Arbeitsplätzenverschiedener Leitstellen über eine browserbasierte Be-nutzeroberfläche auf einen der Webserver der RDK zu-gegriffen.

Die Benutzeroberfläche bietet einerseits eine geogra-phische, streckenorientierte Ansicht, zum anderen eineanlagenspezifische Ansicht entlang der Strecke.

Sowohl die Visualisierung der Meldungen als auch dieAlarmierung wurde in Abhängigkeit der Bedürfnisse derbeteiligten Benutzergruppen implementiert. Die Benut-zerder Gruppen Technik haben eine Sicht auf alle vorhan-denen Datenpunkte des LSS. Die Benutzergruppe Be-triebsführung sieht lediglich einen Ausschnitt der für dieBahnführung relevanten Datenpunkte. Ebenso sehen dieBenutzergruppen Telekommunikationnur den für die 50-

Hz-Versorgung relevanten Ausschnitt an Datenpunkten.Zur Unterstützung des Bedienpersonals im Interven-

tionsfall stehen pro Benutzergruppe und DatenpunktChecklisten zur Verfügung, die via Mausklick bei Auftre-ten einer Meldung aus dem Leit- und Störmeldesystemaufgerufen werden können. Aus den Checklisten gehenAngaben hervor zu Herkunft der Meldung, Art undDringlichkeit der Meldung sowie einzuleitende Maßnah-men. Die Checklisten werden durch die Benutzer selbsterstellt und anschließend in Form von html-Files dem Leit-system hinterlegt. Die Checklisten stehen systemweit zurVerfügung, so dass auch auf der Rückfallebene daraufzugegriffen werden kann.

Die Anlagenkennzeichnung im LSS NBS/ABS wurde imHinblick auf ein gesamtschweizerisches LSS gestaltet undimplementiert. Dieser Code basiert auf innerhalb der SBBeinheitlichen Bezeichnungen für Standorte, Anlagen etc.und wurde für die Programmierung der Datenpunkteverwendet. Er bildet die Basis für die Zuordnung zwi-schen Meldung und zugehöriger Checkliste sowie für denDatenaustausch mit anderen Applikationen.

Für die möglichst gute Integration des LSS NBS/ABS indie bestehende und komplexe IT-Landschaft der SBB sindSchnittstellen zu bestehenden Systemen erforderlich:• Die Anbindung an die zentrale Benutzerverwaltung ist

vorbereitet und kann in einer weiteren Phase umge-setzt werden.

• Eine erste Anbindung an das Störungsjournal ist als Do-kumentationssystem bei der Störungsbehebung in Be-trieb. Weitere Schritte für eine noch bedienerfreund-lichere Lösung aus Sicht des Benutzers sind in die Wegegeleitet.

AC-Bahnenergieversorgung

102 (2004) Heft 12 eb526

FahrleitungsanlageNeubaustrecke SBBMattstetten-Rothrist

Beim Herzstück der Bahn 2000 – der StreckeMattstetten-Rothrist – waren wir verantwortlichfür die seriöse Planung und den termingerechtenBau der Fahrleitungsanlage.

Unsere umfassenden Dienstleistungenim Bereich der Fahrleitungstechnik:p Projektierung/Studienp Fahrleitungsmaterial/-systemep Montage, Unterhalt

Kummler+Matter AGHohlstrasse 176CH-8026 ZürichTelefon +41 1 247 47 47Telefax +41 1 247 47 77kuma@kuma.chwww.kuma.chwww.group-ait.com

Bild 15: Reguläre Mechanismen der Alarmierung unter Verwendung LSS und Infranet.

• Das Infranet wird als sicherer Über-tragungskanal insbesondere dafürverwendet, externe Stellen wiezum Beispiel die Feuerwehr bei ei-nem Brandalarm zu alarmieren.Die Schnittstelle zum Infranet be-steht auf zwei Ebenen:– Lokale Leitebene beim Master:

Auf dieser Ebene werden Mel-dungen dem Infranet als poten-tialfreier Kontakt übergeben.

– Übergeordnete Leitebene beimRDK: Auf dieser Ebene verhin-dert ein entsprechendes Modulseitens LSS die doppelte Alarmie-rung via Bildschirm LSS und Bild-schirm Infranet in den Leitstelleninnerhalb der SBB (Bild 15).

Sofern der RDK nicht zur Verfü-gung steht, greifen die Mechanismendes Infranet und die Leitstellen derSBB werden in diesem Fall nicht überdas LSS, sondern über die Bildschirmedes Infranet alarmiert.

AC-Bahnenergieversorgung

eb 102 (2004) Heft 12 527

Tabelle 7: Mengengerüst Bereich Telecom.

Anlage / Plattform Produkt Anzahl Bemerkungen

Transmission (DIFONET) SDH Multiplexer UMUX 1500 27 für Netzzugriff mit einheitlichen Schnittstellenkarten, mengenmä-ßig jedoch unterschiedlich pro Standort unterschiedlich bestückt

Transmission TUNOL / TUNOR 4×2 MBit 13 letzte Meile Erschließung ohne Multiplexer

Datennetz WAN / LANStandardnetz

Router PP 2430Switch BS420Ethernet Port

161646

Office-Bahnanwendungen

Datennetz WAN / LANgeschlossenes Netz

Router PP 2430Switch BS420Ethernet Port

65

24

Übertragung Rail-spezifische Anwendungen

MobilfunknetzeGSM–R

BasisstationenBTS 240

34 inkl. Versorgung der Tunnelfunkstrecken

MobilfunknetzePMR Funk

Basis Station 770Leitungskonzentrator LK 31

295

getrennte Versorgung der Tunnel als Relaisbetrieb für den Lösch-und Rettungsfunk

Festnetz Telefonie VermittlungsknotenAnaloge AnschlüsseDigitale Anschlüsse

1739

Meridian Option 11

Bild 16: Tunnelportal mit Telefon, Fluchtwegbeleuchtung und Hydrant.

Mit dem LSS wurde erstmals konsequent gezeigt, wiedie Automatisierung eines Streckenabschnittes im Be-reich der Automation der elektromechanischen Anlagenzukünftig aussehen kann. Insbesondere wurden die Pro-zesse der technischen Fachbereiche mit denen der Be-triebsführung über ein einheitliches Leitsystem miteinan-der verknüpft. Mit dem LSS sollen nun Erfahrungen miteinem integrierenden System gesammelt werden. DasLSS soll aber auch die Basis für ein schweizweites Leit-und Störmeldesystem der SBB bilden.

2.7 Telekommunikationsanlagen

Die Telekommunikationsanlagen wurden außerhalb desTotalunternehmerauftrags durch den SBB-Bereich Infra-struktur Telecom erstellt (Tabelle 7). Dieser Bereich istauch für den Betrieb und die Wartung verantwortlich.Telekommunikationsnetze gewinnen mit fortschreiten-der Automatisierung und der Einführung von Standardswie GSM-R bei der operativen Betriebsführung an Bedeu-tung. Daher muss ein hochverfügbares Datenkommuni-kationsnetz zur Verfügung stehen. Die Basis dafür bildenLichtwellenleiterkabel (LWL) und Kupferkabel, die alleGebäude mit Technikanlagen und Stationen mit Ring-strukturen verbinden. Daher hat eine einzelne Kabelstö-rung bei dieser Topologie keinen Verbindungsunter-bruch zur Folge. Die verschiedenen Signale von Siche-rungstechnik, Telefonie, Daten, Funk und anderen wer-den in einem Multiplexer zu einem konzentrierten Signalzusammengefasst. Die nationale und lokale Dateninfra-struktur basiert auf bahneigenen, geschlossenen Inter-netnetzen, aufgeteilt in ein Bahntechnik- und in ein Of-fice-Netz, welche ausschließlich Eisenbahnbedürfnissendienen. Datenkonzentratoren ermöglichen die Daten-kommunikation und bilden die Schnittstellen zu denMultiplexern.

Weiterhin wird auch über das Festnetz telefoniert,welches ebenfalls die vorgängig beschriebene Kommuni-kationsstruktur benutzt. Die Festnetztelefonie wird zur

Kommunikation aus Bereichen eingesetzt, in denen kei-ne oder nur beschränkt Mobiltelefone verwendet wer-den können. Für den Notfall stehen spezielle Telefone,die an den Tunnelportalen und in den Tunnelnischenmontiert sind, für die Kommunikation zur Verfügung(Bild 16).

Das Kommunikationsmittel der künftigen Bahn ist dasGlobal System for Mobile Communications Railway(GSM-R). GSM-R basiert auf der bekannten GSM-Techno-logie, ergänzt mit bahnspezifischen Zusatzfunktionen.SBB Telecom betreibt das Mobilnetz zusammen mit demSystemlieferanten für alle Bahnen in der Schweiz. Ent-lang der NBS stehen 18 und an der ABS 3 GSM-R-Anten-nen. Auf den Zufahrtsstrecken zur NBS und ABS sind wei-tere zwölf Basisstationen installiert. Bei jeder Antennesteht eine GSM-R-Basisstation (BTS), die die GSM-R-An-tennen mit den Funksignalen ansteuert. Die BTS sinddann wiederum über das beschriebene Kommunikations-netz mit der GSM-R-Zentrale verbunden.

Die Bahnlinien Bern – Wanzwil – Olten (NBS) sowieWanzwil – Solothurn (ABS) verlaufen durch viele Tunnel

AC-Bahnenergieversorgung

102 (2004) Heft 12 eb528

Bild 17: Überdeckung Rütlingen (Emmi-Tunnel), rechts Autobahn A1,links zu schützendes Gebäude.

Bild 18: Überführung mit Schutzmaßnahmen: Schutzdach nach [13]von Bauwerk isoliert montiert, direkt an den Erdseilen der beidenGleise geerdet.

(Tabelle 1). Dort sind strahlende Kabel an der Tunnelde-cke montiert. Diese Tunnelfunkkommunikation (TFK) be-nötigt ein System, das die verschiedenen Funkanwendun-gen wie GSM-R oder GSM-Public, Lösch- und Rettungszugzusammenfasst und mit einem Gesamtsignal das strah-lende Kabel einspeist.

3 Überdeckung Rüdtligen – ein besonderesBauwerk

Wie in Bild 17 ersichtlich, wurde vor der Unterquerungdes Flusses Emme fast kein Platz für die Trasse zwischendem bereits bestehenden Gebäude eines Käselagers undder Autobahn gefunden. Im Rahmen des Plangenehmi-gungsverfahrens haben die Betreiber des Käselagers Ein-spruch erhoben und besondere Maßnahmen zum Schutzihres Betriebes verlangt. Die Schutzmaßnahmen betref-fen die Luftreinhaltung und die elektromagnetischeStrahlung. Um das ganze NBS-Projekt nicht zu verzögern,wurde schließlich die ebenerdige Überdeckung Rüdtli-gen (im Volksmund „Emmi-Käsetunnel“ genannt) er-stellt. Damit konnten mögliche Luftverunreinigungenvom Betrieb ferngehalten werden. Durch eine besonde-re, einseitig für das Käselager orientierte Rückstromfüh-rung konnten die Magnetfelder auch bei den entspre-chenden Betriebsströmen so reduziert werden, dass derAnlagegrenzwert eingehalten werden kann [4].

4 Elektrische Sicherheitsmaßnahmen

4.1 Erdungskonzept

Die bahntechnischen Ausrüstungen werden nach [13]geerdet. Die entsprechenden Einzelheiten bei der Aus-führung sind bei den SBB weitgehend standardisiert undin einem Regelwerk festgehalten. Die Einflüsse der nä-heren und weiteren Umgebung auf das Bahnerdesystemmüssen jedoch stets projektspezifisch geklärt werden.

Folgende drei Punkte sind dabei von zentraler Bedeu-tung:• Das Einschleppen von Gleichströmen der kreuzenden

oder parallel verlaufenden Gleichstrombahnen insSBB-Netz soll so gut verhindert werden, dass für dieBahninfrastruktur keine Beeinträchtigungen entste-hen können (Gleichstromkorrosion, Beeinflussung derSignaltechnik).

• Die Traktionsströme sollen zum überwiegenden Pro-zentsatz (über 80%) in definierten Leitern entlang derBahntrasse rückgeleitet werden. Das heißt, dass dieseRückströme möglichst nicht in bahnfremde Anlagenabgeleitet werden dürfen.

• Die Anschlüsse der Traktionsstrom-Rückleiter im Be-reich des Unterwerkes sind so auszuführen, dass denRückströmen auf dem direkten Weg zum Trafo genü-gend große Leiterquerschnitte zur Verfügung stehen.

Die ersten konkreten Erdungsfragen stellten sich aufder Neubaustrecke, als die Erdungsmaßnahmen an denKunstbauten, zum Beispiel Tunnel, Brücken, Stütz-mauern und Wannen, definiert werden mussten. Die SBBverfasste dazu für die Neubaustrecke eine Erdungsricht-linie. Für die Erarbeitung dieser Richtlinie überprüftenFachexperten der SBB die erdungsspezifischen örtlichenVerhältnisse im Raum Bern – Solothurn – Olten. Zu be-rücksichtigende Einflüsse aus dem Umfeld wurden in derRichtlinie dokumentiert. Daraus wurden die Erdungs-maßnahmen festgelegt.

4.2 Schutz vor elektrischem Schlag

Obwohl die Neubaustrecke nicht direkt Orte mit großenPublikumsansammlungen berührt, waren die Schutz-maßnahmen sorgfältig zu definieren. Der eine Problem-kreis war, die Berührung spannungsführender Teile zuverhindern. Unter Berücksichtigung der verschiedenenInteressen (Architekten, Anwohner, Behörden, War-tungsdienste) wurden ortsspezifische Schutzmaßnah-men definiert (Bild 18).

AC-Bahnenergieversorgung

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Der zweite Problemkreis entsteht durch gefährlichePotenzialdifferenzen zwischen verschiedenen Anlagenim Betriebs- und Kurzschlussfall. Deshalb wurde auf einegute Vermaschung der Bahnrückleiter, speziell im Be-reich des Unterwerks geachtet.

Um das Verschleppen des Bahnpotenzials zu verhin-dern, wurden folgende Maßnahmen getroffen:• Die Erdleitungen der Elektrizitätswerke wurden in den

Verteilungen von der Bahnerde getrennt.• Metallene Teile mit einer großen Längsausdehnung,

beispielsweise Zäune und Geländer, wurden gezieltelektrisch unterteilt.

5 Nachweise und Prüfungen

Einerseits hatte der Totalunternehmer dem Bauherrn SBBauf Grund der funktionalen Ausschreibung für die Bahn-technik aus dem Jahr 2000 die Gebrauchstauglichkeit derfertig gestellten Anlagen nachzuweisen. Andererseitsmussten die SBB selber eine große Anzahl Auflagen ausden Plangenehmigungsverfahren durch Nachweise anden verschiedenen Anlagen der Aufsichtbehörde vorle-gen, um schließlich eine Betriebsbewilligung zu erhalten[12]. Zusätzlich hat die Aufsichtsbehörde gezielt weitereSicherheitsnachweise im Rahmen der Abnahme und In-betriebnahmetätigkeiten verlangt. Eine große Anzahlder Sicherheitsnachweise lag bereits Ende Juni 2004 nachder eigentlichen Bauwerksabnahme durch die SBB vor.Ende August fehlten nur noch wenige sicherheitsrelevan-te Unterlagen. Da aber die letzten Unterlagen erst An-fangs November eingereicht wurden, entstand bis zur Er-teilung der Betriebsbewilligung gegen Ende Novembereine gewisse allgemeine Hektik und Unruhe im sonst ru-hig abgelaufenen Projekt. Immerhin konnten die SBB vordem Fahrplanwechsel am 12. Dezember 2004 sämtlichesicherheitsrelevanten Auflagen erfüllen.

Über einen großen Teil der Nachweise und insbeson-dere über die EG-Prüfung des Teilsystems Energie wirdin [4] im vorliegenden Heft berichtet.

6 Zusammenfassung

Ein Totalunternehmer hat nach einer funktionalen Aus-schreibung im Jahr 2000 für die Bahntechnik, ohne Siche-rungs- und Telekommunikationsanlagen, die Anlagenauf den neuen Strecken termingerecht bis zum 7. Juni2004 erstellt. Umfangreiche Abnahmefahrten und Mes-sungen, die in [4] weiter erläutert werden, haben ge-zeigt, dass die verschiedenen Funktionalitäten erbrachtwerden und die Gebrauchstauglichkeit nachgewiesenwerden konnte. Die teilweise völlig neuen Rollen der un-terschiedlichen Beteiligten wie Bund als Besteller, Bau-herr und Ersteller SBB, Totalunternehmer, Aufsichtsbe-hörden, späterer Infrastrukturbetreiber, nicht identischmit dem Ersteller, waren sehr gewöhnungsbedürftig. DasProjekt konnte dank guter und enger Zusammenarbeitaller Beteiligten schließlich zu einem guten Ende geführt

werden. Ob die in der funktionalen Ausschreibung ge-forderten LCC-Werte erreicht werden können, wird nunder aufgenommene Betrieb zeigen. Die Inbetriebnahme-fahrten für die Führerstandsignalisierung (FSS) nach ETCSLevel 2 werden bis 2006 außerhalb der Betriebszeiten vor-wiegend nachts durchgeführt.

Literatur und Links[1] Von Arx, J; Nussbaumer, H.R.: Komplette Bahntechnik aus der

Hand eines Totalunternehmers. In: Der Eisenbahningenieur 55(2004), H. 4, S. 32–39.

[2] Rüedlinger, P.; et al.: Bahntechnische Ausrüstung der NBS Matt-stetten – Rothrist – Besonderheiten aus Sicht der Planung. In:Der Eisenbahningenieur 55 (2004), H. 7, S. 26–40.

[3] Beginn der Testfahrten auf der Bahn-2000-Neubaustrecke derSBB. In: Elektrische Bahnen 101 (2003), H. 8, S. 393.

[4] Lörtscher, M.; Hayoz, P.; Lauber, J.; Schwendimann, M.†; Voe-geli, H.; Wüest, O.: EG-Prüfung nach TSI Energie und weitereSicherheitsnachweise auf der Neubaustrecke (NBS) Mattstetten– Rothrist der SBB. In: Elektrische Bahnen 102 (2004), H. 12,S. 532–546.

[5] Eisenbahn-Netzzugangsverordnung (NZV) vom 25. November1998 (Stand am 12. August 2003). SR 742.122, www.bk.admin.ch

[6] Eggimann, A.; Fasel, N.; Guillelmon, B.; Marti, A.; Riatsch, J.: Ge-schäftseinheit Energie und Bahnstromversorgung der SBB AG– Teil 2. In: Elektrische Bahnen 102 (2004), H. 3, S. 123–133.

[7] Basler, E.: Schaltungsaufbau im 16,7-Hz-Oberleitungsnetz derSBB. In: Elektrische Bahnen 102 (2004), H. 4, S. 164–173.

[8] Lörtscher, M.: Neues Bahnstromunterwerk Zürich. In: ElektrischeBahnen 97 (1999), H. 11, S. 369–379.

[9] Lörtscher, M.; Voegeli, H.: Bahnrückstromführung und Erdungbeim Unterwerk Zürich. In: Elektrische Bahnen 99 (2001), H. 1-2,S. 51–63.

[10] Technische Spezifikation für die Interoperabilität des Teil-systems „Energie“ des transeuropäischen Hochgeschwindig-keitssystems vom 30. Mai 2002 (TSI Energie).

[11] Gruber, A.; Punz, G.: Elektrischer Betrieb bei den Österreichi-schen Bundesbahnen in den Jahren 2002 und 2003. In: Elektri-sche Bahnen 102 (2004), H. 1-2, S. 40–49.

[12] Verordnung über Bau und Betrieb der Eisenbahnen (Eisenbahn-verordnung [EBV]) vom 23. November 1983 (Stand am 9. Dezem-ber 2003). SR 742.141.1, www.bk.admin.ch

[13] Verordnung über elektrische Anlagen von Bahnen (VEAB) vom5. Dezember 1994 (Stand am 28. März 2000). SR 734.42,www.bk.admin.ch

Die Literaturstellen [5; 12; 13] können unter www.bk.admin.ch (SR)eingesehen und bei Bedarf herunter geladen werden.

Dipl. El.-Ing. ETHZ Manfred Lörtscher (57), Stu-dium Elektrotechnik an der EidgenössischenTechnischen Hochschule (ETH) Zürich bis 1971;1985 bis 2000 Leiter Elektrische Anlagen bei denSchweizerischen Bundesbahnen in Zürich; seit2000 Leiter Zulassung Anlagen beim Bundesamtfür Verkehr (BAV).

Adresse: Bundesamt für Verkehr, Bollwerk 27,CH-3003 Bern;Fon: +41 31 3235504, Fax: +41 31 3220898;E-Mail: manfred.loertscherybav.admin.ch

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102 (2004) Heft 12 eb530

www.matro.chIhr Partner für die Planung komplexer bahntechnischer Anlagen ingenieurgemeinschaft matroIG MATRO c/o Basler & Hofmann, Ingenieure und Planer AG, Forchstrasse 395, CH-8029 Zürich, Tel. +41 1 387 11 22, Fax +41 1 387 15 00, basler-hofmann@bhz.ch, www.bhz.ch

Dipl. Elektrotechniker TS ITA Hans-Peter Baier(55), Studium Elektrotechnik am Institut fürTechnische Ausbildung (ITA) in Zürich; 1981 bis1990 Bezirkstechniker Kabelanlagen bei der SBBEA in Zürich; 1990–1997 selbständiger Unter-nehmer, Seit 1997 Mitinhaber der Baier+BüchlerGmbH.

Adresse: Baier + Büchler GmbH, Seestr. 76,CH-8703 Erlenbach; Fon: +41 1 9148812, Fax:+41 1 9148818, E-Mail: baierybaier-buechler.ch

Jürg Lauber, Projektleiter Telecomanlagen,Schweizerische Bundesbahnen AG, SBB, Luzern.

Eidg. dipl. El. Inst. Marco Meuli (43), 1987 eidg.Fachausweis Kontrolleur,1989 eidg. dipl. El.Inst., 1992 Abschluss Betriebsführung an der SIUZürich, 1992 – 2003 Technischer Leiter der Gehr& Meuli AG, seit 1998 Inhaber der epag engine-ering.

Adresse: epag engineering AG, Tumigerstr. 71,CH-8606 Greifensee;Fon: +41 43 3059393, Fax: +41 43 3059494;E-Mail: marco.meuliye-pag.ch

Dipl. Bau-Ing. Martina Münster (31), StudiumBauingenieurwesen an der TU Kaiserslautern bis1998, Diplomarbeit (1999) an der Eidgenössi-schen Technischen Hochschule (ETH) Zürich, Seit2000 tätig bei AWK Group, seit Januar 2004 alsSenior Consultant.

Adresse: AWK Group, Leutschenbachstr. 45,CH-8050 Zürich;Fon: +41 1 3059633, Fax: +41 1 3059619;E-Mail: martina.muensteryawkgroup.com

Elektroing. HTL Rene Schwander (38); Elektro-mechaniker bei Von Moos Stahl in Emmenbrü-cke, Studium Elektrotechnik an der HTL Zentral-schweiz in Horw, seit 1992 bei SBB ProjektleiterFahrleitungsanlagen.

Adresse: Schweizerische Bundesbahnen AG,SBB, Infrastruktur, Projektmanagement FilialeOlten, Tannwaldstr. 2, CH-4601 Olten;Fon +41 512 296471, Fax:+41 512 295600;E-Mail: rene.schwanderysbb.ch

Elektroing. HTL Hubert Winter (42), StudiumElektrotechnik an der HTL Kapfenberg(Ö), seit1983 bei VA TECH T&D GmbH (vormals ELIN) alsProjektleiter Fahrleitungsanlagen, ab 1992 zu-ständig für Entwicklung und Einführung neuerTechnologien im Fahrleitungsbau.

Adresse: VA TECH T&D GmbH, AL-FL, Penzinger-tr. 76, A-1141 Wien;Fon +43 664 6154370, Fax:+43 1 89100193;E-Mail: hubert.winteryvatech.elin.at

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