Schnellladen im Stillstand mit Stromstärken über 80 A weiterhin untersagt

Mit der Kund:inneninformation vom 12. Dezember 2024 haben wir das Schnellladen im Stillstand mit Stromstärken über 80 A untersagt. Grundlage dieser Entscheidung sind die gesetzlichen Anforderungen an einen sicheren Betrieb gemäß § 4 Abs. 3 AEG sowie die Vorschriften der Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung (EBO). Nach § 2 Abs. 1 EBO müssen Bahnanlagen und Fahrzeuge so beschaffen sein, dass sie den Anforderungen an Sicherheit und Ordnung genügen. Diese Anforderungen gelten als erfüllt, wenn die Anlagen den Vorschriften der EBO und den anerkannten Regeln der Technik entsprechen. Eine dieser Regeln ist die DIN EN 50367, die eine maximale Stromstärke im Stillstand von 80 A vorsieht. Soll von diesen Regeln abgewichen werden, ist gemäß § 2 Abs. 2 EBO ein Nachweis gleicher Sicherheit erforderlich.

Bisher ist es bei Messungen mit Stromstärken über 80 A in der Praxis nicht gelungen, die Ergebnisse aus Labor- und Werkversuchen zu validieren. Insbesondere die Fremdschichtwiderstände und Stromverteilungen unterliegen großen Schwankungen, und das zufällige Auftreten von Strombrücken ist schwer reproduzierbar. Aus diesem Grund bleibt das Schnellladen im Stillstand mit Stromstärken über 80 A bis auf Weiteres untersagt.

Unsere bisherigen Untersuchungsergebnisse

Wir haben gemeinsam mit europäischen Infrastrukturbetreibern, Zugangsberechtigten und Innovationspartnern und wissenschaftlichen Instituten daran geforscht, den bisher empirisch ermittelten Grenzwert von 80 A zu validieren und einen zeitgewichteten Grenzwert für Oberleitungsanlagen zu entwickeln. Ziel dieser Untersuchungen war es, den betroffenen Zugangsberechtigten zukünftig eine betrieblich praktikable Lösung für die jeweiligen Fahrzeugtypen anbieten zu können. Erste Ergebnisse, die eine zukünftige Nutzung der Schnellladefunktion über 80 A ermöglichen könnten, liegen nun vor.

Im Rahmen der Untersuchungen wurden mehrere Messreihen unter Laborbedingungen, praxisnahen Bedingungen im Werk sowie unter realen Bedingungen im Bahnhof durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Nutzung der Schnellladefunktion über 80 A grundsätzlich möglich ist, sofern bestimmte technische und betriebliche Rahmenbedingungen eingehalten werden. Die Temperaturentwicklung an der Schnittstelle zwischen Stromabnehmer und Fahrdraht hängt maßgeblich von der Anpresskraft des Stromabnehmers, den verwendeten Materialien der Schleifleiste, den Umgebungsbedingungen sowie der Dauer des Ladevorgangs ab. Praxisversuche im Bahnhof ergaben, dass bei einer Anpresskraft von 70 Newton (N) und einer Stromstärke von 140 A an der Schnittstelle zwischen Fahrdraht und Stromabnehmer Temperaturen über dem Grenzwert auftreten. Bei einer Anpresskraft von 140 N ist die Temperatur deutlich geringer, allerdings immer noch über dem Grenzwert für Kupferfahrdrähte.

Bei Labor- und Werkversuchen wurden bei gleicher Anpresskraft und Stromstärke niedrigere Werte ermittelt. Die Messergebnisse waren jedoch nicht reproduzierbar, sodass kein Nachweis gleicher Sicherheit erbracht werden konnte.

Weitere Erkenntnisse zeigen, dass kupferimprägnierte Schleifleisten den Kontaktwiderstand signifikant senken und damit die Erwärmung deutlich reduzieren. Fremdschichten an der Kontaktstelle erhöhen den Übergangswiderstand und die Temperatur signifikant. Verkantete Schleifleisten reduzieren die Kontaktfläche erheblich und verursachen ebenfalls höhere Temperaturen. Zudem konnte gezeigt werden, dass sich der Strom oft nicht gleichmäßig auf beide Schleifleisten verteilt, sondern mehrheitlich nur über eine Schleifleiste fließt. Auf Basis dieser Erkenntnisse scheint für Kettenwerksoberleitungen mit einfachem Fahrdraht ein Strom von bis zu 100 A bei einer Anpresskraft von 140 N möglich. Bei der Verwendung von Doppelfahrdrähte sowie bei Deckenstromschienen oder mit Kühlkörpern ausgestattete Oberleitungen sind aufgrund ihrer besseren Wärmeableitung höhere Werte bis zu 160 A bei gleicher Anpresskraft möglich. Damit erscheint die thermische Belastung beim Schnellladen im Stillstand beherrschbar, sofern die empfohlenen Parameter eingehalten werden. Perspektivisch soll ein Schnellladen im Stillstand mit Strömen bis zu 120 A in speziell dafür vorgesehenen Abschnitten ermöglicht werden. Voraussetzung ist jedoch ein reproduzierbarer Nachweis gleicher Sicherheit. Da insbesondere die Bedingungen der Fremdschicht nicht verlässlich vorhergesagt werden können und praktisch nicht überprüfbar sind, ist die Reproduzierbarkeit nur eingeschränkt möglich.