Hallo forum!
Jeg har længe tænkt over hvilke fordele og ulemper der er ved at have AC og DC som strøm(i køreledningerne)? Fx i Frankrig der har de både 25kv 50Hz AC og 1500 V DC som strøm på den almindelige jernbane. Så altså hvilke fordele/ulemper er der ved begge former for strøm?
Mange strømførende hilsner
Frederik N.

Hallo forum!
Jeg har længe tænkt over hvilke fordele og ulemper der er ved at have AC og DC som strøm(i køreledningerne)? Fx i Frankrig der har de både 25kv 50Hz AC og 1500 V DC som strøm på den almindelige jernbane. Så altså hvilke fordele/ulemper er der ved begge former for strøm?
Mange strømførende hilsner
Frederik N.

Da S-Toget i København og jernbanerne i Frankrig oprindeligt blev elektrificerede, var det ikke muligt at regulere vekselstrøm til en banemotor. Derfor kører både de gamle S-Tog, og såmænd også MY, MX og MZ med jævnstrøms banemotorer.
For ikke at skulle slæbe rundt på store, tunge, pladskrævende transformatorer er strømmen i køreledningen den samme som den der bruges ved banemotorerne. Ca 1500V jævnstrøm.

En anden af fordelene ved jævnstrøm, er at det kræver forholdsvis mindre sikkerhedsafstande. Der er så vidt jeg ved ikke nogle metrosystemer der kører med vekselstrøm i deres 3. skinne forsyninger, men flere kører med 750V jævnstrøm som vores metro, relativt tæt på jord og andre metaldele.

Problemet med jævnstrøm er dog, at der er et ret stort tab i forsyningsnettet. Der er ikke ret langt mellem omformer stationerne på S-Togs nettet, hvilket kun er praktisk da det ligger inden for et begrænset område.
Den række omformer stationer, der ville skulle forsyne hovedlinien fra Helsingør over Kastrup til Padborg er simpelt hen ikke rentabelt.

Derfor bruger man vekselstrøm til fjernbanerne, hvor tabet er meget mindre per kilometer ledning. I Tyskland bruger de 15kV, 16,3Hz, som forsynes fra et specielt distributionsnet, der kører ude af fase fra den almindelige bystrøm. I Norge og Sverige brugte man omformerstationer med roterende omformere, så man havde samme spænding og frekvens som tyskerne.

I Danmark valgte man at følge den europæisk vedtagne standard på 25kV, 50Hz, som også Frankrig og en del andre lande bruger.
Fordelen er at det er meget nemt at generere denne strøm. Det kræver blot en almindelig stålkerne transformator, der transformerer fra forsyningspændingens 3 fasede bystrøm, til den enfasede 25Kv. Frekvensen er den samme i både forsyningsnettet og på banen, så der er ikke noget hokus-pokus med frekvensomformere her.

Alt i alt er det altså det billigste system at opbygge. At det så er uhensigtsmæssigt at køre over begge vores grænser med tog, er en anden og historisk sag. Der er vidst snak om at begynde at skifte de tyske hovedlinier over til 25kV, 50Hz, men ud over den nybyggede ICE linie til Strasbourg er de vidst ikke komme ud over snakken.

Grunden til de tæt placerede omformerstationer på stogsnettet. er ikke på grund af DC, men, på grund af den lave spænding.
Da effekten er spænding gange strøm, må strømmen være meget højere, for at komme op på samme effekt. Men, størrer strømme, giver størrer spændingsfald, og derfor må der naturligtvis spændingsforsynes tættere på.

Omkring regulering.
I gamle dage, foretog man den nemmeste regulering med en ganske simpel variabel modstand. Nogle gange kaldet for en oliekoger, da den afgivede effekt, blev kølet med olie.

DC kan ikke køres gennem en transformator (i al fald ikke med ønskede resultat). Hvis dc skal ændres i spædning, men energien/effekt, forblive, er man faktisk nød til at lave det til vækselstrøm undervejs, dette ses i de fleste Switchmode forsyninger. Dette var med gammel teknologi, ikke muligt, og selv nutildags er skal man stadig have tungen lige i munden, når man skal lave apparater der kan swiche så store energier op og ned i spænding.

Sikkerhedsafstande, er igen ikke noget der afhænger sønderligt meget af om det er AC eller DC, men spændingen. En gnist kan springe ca 1mm, pr 1000v i tør luft (fugtigere luft, længere gnist). (her er det dog ikke rms spændingen, men peak spændingen, som fåes ved at gange rms spænding med kvadratrod 2).

Et stort problem med DC, er at gnisten ikke slukker af sig selv, ved AC, vil nulgennemgangen afbryde gnisten. På DC, vil gnisten først afbryde, når den bliver for lang, f.eks. som det ses på en jacobsladder.

Et andet problem med jævnspændingssystemer er materialetransport. Når strømmen kun går den ene vej vil der føres materiale med i lysbuer, kontaktnitter i kontaktorer bliver slidt uens, og de rkan ske korrosion i kabelsamlinger.
Det er ikke et tilsvarende problem med vekselspænding, fordi der løber lige meget strøm i hver retning.

Har man egenligt positiv eller negativ på køreledningen?

Ved korrosition af dele med spændingspotionetale, er det positiv der irrer mest.

Dette princip udnyttes ofte på biler, hvor stell bliver sat til negativ, herved vil kun ledningsnettet, og ikke selve bilens stell, ruste i stykker med tiden.

På samme måde, da televæsnet hang ledninger i luften, og brugte jorden som retur, var jorden jordet til positiv.
Således rustede ikke de dyre kobberkabler i luften, kun jorden blev udsat for det (hvilket jeg så endnu ikke har fundet ud af hvad følgeskaderne var af).

Hvad gør man på sbanen? og andre med DC kørestrøm?

vh Rasmus

Dette princip udnyttes ofte på biler, hvor stell bliver sat til negativ, herved vil kun ledningsnettet, og ikke selve bilens stell, ruste i stykker med tiden.

Briterne har det jo med at skulle gøre altingmodsat, ellers var det ikke so very british. Der har været bilfabrikanter der havde positiv til stel, og jo, de fandt ud af hvor tæringerne foregik.

Hvordan man gør på S banen mht denne form for tæring skal jeg ikke kunne sige.

På større industrianlæg hvor man bruger serie og shuntmotorer i større anlæg laver man af og til polvending på systemet for at udbalancere materialetransport og korrosion. Elmotorer med feltvilkinger er, eller kan opkobles til at være ligeglade med polariteten og så kan man lave det nummer med polvending, som forlænger levetiden især for kontaktorer.

På større industrianlæg hvor man bruger serie og shuntmotorer i større anlæg laver man af og til polvending på systemet for at udbalancere materialetransport og korrosion. Elmotorer med feltvilkinger er, eller kan opkobles til at være ligeglade med polariteten og så kan man lave det nummer med polvending, som forlænger levetiden især for kontaktorer.

Hvor store skal industri-anlægene være før man gør det?
Og er det noget der sker automatisk, eller er det noget teknikeren sørger for (omkabling, eller lignende), når der holdes halvårligt vedligeholdelsesstop?

Dette princip udnyttes ofte på biler, hvor stell bliver sat til negativ, herved vil kun ledningsnettet, og ikke selve bilens stell, ruste i stykker med tiden.

Briterne har det jo med at skulle gøre altingmodsat, ellers var det ikke so very british. Der har været bilfabrikanter der havde positiv til stel, og jo, de fandt ud af hvor tæringerne foregik.

Det gjorde amerikanerne og andre skan også.

Ford T (1909 - 1927) har negativ stel, Ford A (1927 - 1932) har derimod positiv stel, jeg er lidt usikker på Ford B og 18 og de tidlige V8'ere, men på et tidspunkt i 1930'erne vender man tilbage til negativ stel.

Men om det har noget med tæring at gøre - det er jeg nu noget i tvivl om. Det er vist noget garagelogik (eller her på sitet er det måske remiselogik?)

Michael

Hvor store skal industri-anlægene være før man gør det?
Og er det noget der sker automatisk, eller er det noget teknikeren sørger for (omkabling, eller lignende), når der holdes halvårligt vedligeholdelsesstop?

Det er der ikke ligefrem faste rammer for. Nogen konstruktører indbygger muligheden i anlæg, hvis konstruktion muliggør dette indgreb, og hvor feks hyppige ind og udkoblinger slider på kontaktorerne. Omkoblingen kan ske på alle tænkelige måder, lige fra slet ikke, over topnøgler, manuelle omskiftere til helautomatisk omkobling i belejligede øjeblikke.
På typiske jævnstrømskontaktorer vil man se at den ene kontaktnitte er større end den anden. Det er rettidig omhu mht materialetransport i lysbuer, og forudsætter naturligvis at strømmen løber den rigtige vej gennem kontakten.
Et problem ved jævnspænding og især induktiv last er at lysbuen i en kontakt der åbnes ikke bliver slukket af sig selv som den gør ved nulgennemgangen ved vekselspænding.
Så alt andet lige bliver der transporteret mere materiale ved jævnspænding, og man må bruge diverse kneb for at slukke lysbuerne. Et af knebene er "blæsemagneter" der påvirker lysbuens via dens eget magnetfelt så den "blæses" væk fra selve kontaktgabet og ud til et sted hvor afstanden er større og lysbuen kan afkøles nok til at slukke. Det kneb har været brugt til bl.a. dørkontakterne på IC3 i starten, om man har modificeret sig ud i en anden løsning nu skal jeg ikke kunne sige.