Rautatiekulkuneuvojen sähkökäytön historia

Rautatiekaluston sähkökäytön historia käsittelee historiallisia prosesseja ja kehitysvaiheita sen käyttöönoton aikana. Ensimmäisten alkujen ja muun suuntausta määrittelevän kehityksen lisäksi esitellään käyttöönotto maissa, joissa on erityisen suuri määrä sähkökäyttöisiä reittejä.

Tekniset vaatimukset

Sähkökäyttöisten rautatiekulkuneuvojen kehittämiseen vaadittiin useita komponentteja:

• luotettava sähkömoottori
• käytettävissä oleva sähköenergia sopivassa muodossa
• sopiva asema

Moottorin periaate

Tanskalainen kemisti Hans Christian Ørsted löysi vuonna 1820 sähkömagnetismin ilmiön . Samana vuonna Michael Faraday julkaisi työtuloksensa "sähkömagneettisesta rotaatiosta". Hän rakensi laitteen, jossa sähköjohto pyöri kiinteän magneetin ympäri ja vastakokeessa liikkuva magneetti kiertyi kiinteän johtimen ympärillä.

Vuonna 1822 Peter Barlow kehitti hänen nimensä mukaisen Barlow-pyörän . Seppä Thomas Davenport kehitti kommutaattorimoottorin Vermontissa ( Yhdysvallat ) vuonna 1834 ja sai ensimmäisen sähkömoottorin patentin 25. helmikuuta 1837.

Euroopan mantereella Ányos Jedlik ja Hermann Jacobi (1801–1874) työskentelivät samalla tavalla kuin Davenport käytännön sähkömoottorin kehittämisessä. Jacobi varusti Pietarissa vuonna 1838 myös kuuden hengen veneen kehittämälläsä 220 watin moottorilla. Niinpä noin vuosien 1837/1838 perusta sähkömoottorikäytölle tunnettiin ja kehitettiin käytettäväksi sopivaksi työkoneeksi.

Sähkövoima

Sähköenergiaa oli alun perin saatavana vain paristoina, jotka oli kuljetettava sopivassa tilassa ja painossa. Siitä lähtien tähän asti sinkki on osoittautunut tehokkaaksi ja helposti prosessoitavaksi sähköakkujen peruskomponentiksi. Englannissa otettiin suuria määriä sinkkiä jo vuonna 1720 , sinkkisulatettiin useita paikkoja, ja vuonna 1805 rakennettiin ensimmäinen sinkkivalssaamo Belgiassa. Sähkönsyöttö oli siis periaatteessa käytettävissä, mutta se oli kallista. Hermann Jacobi käytti erittäin kallista sinkki-platina- akkua .

Sähköakun hinta tuolloin oli moninkertainen höyrykoneessa samaan työhön palaneen hiilen arvoon. Jossa magneettinen induktio on, esimerkiksi, jo 1832 Hippolyte Pixii ja Dal Negro sisään generaattorit tuottaa energiaa, mutta se oli aluksi vain toiminnan lamppujen ja sähkö- varten pitää käyttää. Vasta vuonna 1866, kun yrittäjä Werner Siemens tuotti sähköä rakentamillaan generaattorikoneilla, sähköenergiaa tuli saataville määrältään ja kooltaan, mikä mahdollisti sähkömoottorikäyttöjen ajatuksen kasvavan mielenkiintoisen temppuaseman ulkopuolelle.

Ainoa käytettävissä oleva virtatyyppi oli alun perin tasavirta , joka osoittautui myös helppokäyttöiseksi ja osoittautui siten monien rautateiden "ensimmäisenä vaihtoehtona". Nopeutta voidaan ohjata yksinkertaisesti liittämällä vetomoottoreille on sarjassa tai rinnakkain ja käyttämällä vastuksia kuin jännite jakajia . Ylemmällä nopeusalueella vaadittu nopeuden kasvu saavutettiin heikentämällä kenttää . Höyrykäytön tapaan vetomoottorit kehittivät suurimman vetovoiman lähestyessään suurilla junan kuormilla ja kaltevuuksilla, mikä osoittautui erityisen suotuisaksi rautatieliikenteessä.

Vuodesta 1890, kun kehitettiin kolmivaiheinen järjestelmä ja kolmivaiheinen asynkronimoottori, tuli erittäin yksinkertainen ja erittäin tehokas käyttö käyttöön. Sen soveltaminen vaati kuitenkin kolminapaisten virtalähteiden käyttöä, joiden toteuttaminen oli monimutkaista, ja vain muutama verkkotaajuuden ennalta määrittelemä nopeus oli asetettavissa. Alkuvaiheessa kuitenkin yritettiin monivaiheista virtaa käyttää rautatieliikenteessä, mutta laajemmassa mittakaavassa vain Italian Ferrovie dello Statossa vuosina 1904–1976.

Tärkein rooli sähkökäytön jakelussa etäreiteillä oli muuntajan kehitys , sähköenergia mahdollisti taloudellisen siirron pitkiä matkoja ja kuitenkin samanlaisen edullisen ajo-toiminnan kuin tasavirtalähde. Siihen liittyvä käyttö korkean jännitteen yhden - vaihe vaihtovirtaa aluksi osoittautui ongelmalliseksi moottorin toiminnan, mutta voitaisiin sovittaa liikennöinnistä matalien taajuuksien alueella 15-25  hertsiä . Laajat tutkimukset vuosina 1905-1907 Robert Dahlanderin johdolla Ruotsin Statens Järnvägarissa auttoivat tätä havaintoa . Siihen osallistui AEG , Siemens-Schuckert ja Westinghouse Electric , jälkimmäinen yhteistyössä Yhdysvaltain Baldwin Locomotive Worksin kanssa .

ajaa

Ensinnäkin oli löydettävä sopiva ratkaisu voimansiirtoon sähkökoneesta pyöriin. Konekäyttöisten rautatiekulkuneuvojen periaate oli todellakin siitä lähtien, kun Richard Trevithick esitteli höyrykoneen , joka tunnettiin 1804. Tämän seurauksena C.G.Page käytti veturiaan kahdella sähkömagneettilla, joka pyöritti pyöriä vuorotellen edestakaisin kammen mekanismilla kuten mäntähöyrykone . Tätä kehityslinjaa ei jatkettu enää, vaan kehitettiin nopeasti käyttöjärjestelmät, joissa sähkömoottorin pyörivä liike siirrettiin suoraan tai vaihdelaatikon avulla ajoneuvon vetäviin pyöriin tai akseleihin.

Kehitys ajan myötä

Thomas Davenport Vermontissa rakensi vuonna 1835 kehittämänsä kommutaattorimoottorin rakentamaan sähkökäyttöisen raiteohjatun ajoneuvon mallin yhden raidan kiskojen ympyrälle, jonka halkaisija oli neljä jalkaa. Hänen mallinsa toteutettiin suuressa abstraktiossa, siinä oli kaksi kiskoa pyöreiden renkaiden muodossa, jotka oli kiinnitetty keskitetysti kahteen tasoon. Sisempi, matalampi kisko toimi moottorikäytön radana, toinen kisko puhtaana voimakiskona. Tämä lähestymistapa jäi kuitenkin suurelta osin huomaamatta.

Skotlantilainen Robert Davidson (1804-1894) rakensi sähköveturin mallin Aberdeeniin vuonna 1837 tai 1838 ja myöhemmin suuremman, "Galvani" -nimisen veturin, joka esiteltiin Skotlannin kuninkaallisen taiteen seuran näyttelyssä vuonna 1841 ja vuonna 1842. Edinburghin ja Glasgow'n välistä rautatieyritystä yritettiin. Moottorin sanotaan toimineen periaatteella, joka on samanlainen kuin CG Page: n vuonna 1851 kehittämän ja jäljempänä kuvatun veturin. Ajoneuvon nopeus oli neljä mailia tunnissa, mutta muita kuormia ei voitu vetää tai matkustajia voitiin kuljettaa. Käytetty sinkkiparisto osoittautui toiminnassaan neljäkymmentä kertaa kalliimmaksi kuin hiilen polttamisen vastaavat kustannukset. On kerrottu, että suojaan pysäköity "Galvani" tuhoutui höyryveturikoneistojen huolimatta sen ilmeisestä alemmuudesta huolimatta syntyneestä kilpailusta. Davidson näki sähkötoimintojen avaamisen kaupungin ja Etelä-Lontoon rautatien tunnelilinjalla , mikä sai hänet asettamaan itsensä käyntikortteilleen nimellä "Robert Davidson. Sähköveturin isä ”.

In Frankfurt am Main 1840 Johann Philipp Wagner (keksijä ”Wagnerin Hammer” ) onnistuivat ajo pienen auton ajaa sähkömoottorilla perävaunua ympyrän kiskoja ympärysmitaltaan 20 metriä. Sitten hänet tilattiin rakentamaan toimiva suuri "sähkömagneettisesti ohjattava" veturi, jota varten hänelle annettiin 100 000 kullan määrää. Toteutus epäonnistui, väitetysti johtuen tiedon puutteesta akun kapasiteetin ja taajuusmuuttajan suhteesta.

Yhdysvaltain patenttivirkailija Charles Grafton Page (1812–1868) aloitti kahden sähkömoottorin käyttämän veturin lähelle Washington DC: tä vuonna 1850 valtion avustuksella 20 000 dollaria. Kukin 15 kilowatin ”moottoreista” koostui kahdesta kelasta, joissa oli upotettu tangon ankkuri, jota liikutettiin edestakaisin kytkemällä kelat päälle vuorotellen kuten männän höyrykoneessa . Tämä värähtelevä liike välitettiin kolmi-akselisen vaunun vetopyörään vetotankojen avulla. Moottoreita syötettiin valtava 50-elementtinen akku, joka toi auton massaan 12 tonnia. Koeajon aikana 29. huhtikuuta 1851 tämä veturi saavutti hetkeksi nopeuden 31 km / h, mutta eristys paloi ja akun elementit hajoivat tärinän alla (märkä kemikaali sylinterimäisissä tai neliömäisissä lasiastioissa oli yleistä). kaukana eteenpäin, kun 40 minuuttia oli peruutettava ennen tavoitteen saavuttamista.

Ensimmäiset yritysyritykset

Sähkökäyttöinen kiskokulkuneuvon käyttö tuli todellakin sopivaksi käytettäväksi vasta, kun kiinteä virtalähde otettiin käyttöön johtokiskojen tai kosketusjohtojen kautta . Raitiovaunulla reitillä kylpyläpromenadin Venäjän Itämeren rannikolla Sestrorezk , Fjodor Pirozki kokeili tämänkaltaisen virtalähteen yli kilometrin vuonna 1875. Kuten myöhemmin Siemensissä Lichterfeldessä, energia toimitettiin kahden kiitotien kautta. 22. elokuuta 1880 hän käytti muunnettua kaksikerroksista hevosvetotietä kaksitoista päivää hevosvaunulla, joka oli valmistettu kuten Sestrorezk, jota jotkut liikennehistorioitsijat pitävät maailman ensimmäisenä sähköraitiovaununa.

Werner Siemens rakennettu Berliini 1879 linjan alun perin tarkoitettu kaivoksen rautatie varten Cottbus kanssa 500 millimetrin mittari ja kaksiakselisen sähköveturi . Se sai virtaa paikallaan olevasta dynamosta eristetyn johtokiskon kautta, joka oli asennettu raidan keskelle, kun taas kiskot toimivat piirin paluulinjana . Tämä veturi veti kolme vaunua, joihin oli kiinnitetty puupenkit, kuudelle matkustajalle, kukin 300 metrin pituiselle radalle tuolloin näyttelyssä. Veturin moottoriteho oli 2,2 kilowattia. Ilman kuormaa se saavutti nopeuden 13 kilometriä tunnissa, ja perävaunujen kanssa, joissa kussakin oli kuusi ihmistä, nopeus oli 6 km / h. Ajosuunta muutettiin peruutusvaihteella, koska moottorin pyörimissuunnan muutosta kääntämällä käämityksen napaisuus ei vielä ollut tiedossa.

Neljässä kuukaudessa 90 000 ihmistä kuljetettiin tällä junalla, ja myöhemmin järjestettiin lisää näyttelyretkiä Brysselissä, Lontoossa, Kööpenhaminassa ja Moskovassa, jolloin sähkökäytön hyödyllisyys rautateille voitiin osoittaa suurelle yleisölle. Toukokuusta syyskuuhun 1881 junan alta viedystä yleinen patentti- ja muotoilunäyttely että Palm Garden Frankfurt vuonna Frankfurt - Westend . Kone on ollut esillä Deutsches Museumissa Münchenissä toukokuusta 1905 lähtien .

Samanlaisia ​​näyttelyreittejä esiteltiin pian muualla. Wienin messuilla vuonna 1880 Béla Eggerillä , Werner Siemensin entisellä työntekijällä, oli moottoroitu lava-auto viidestä kuuteen seisovaa ihmistä ja kiinnitetty istuma-auto ajaa edestakaisin 200 metrin pituisella reitillä. Ainakin 26 000 matkustajaa kuljetettiin kolmen ja puolen kuukauden aikana. Thomas Alva Edisonin sanotaan saavuttaneen jo 65 km / h samana vuonna pienellä kaksiakselisella kuorma-autolla, kuten Siemensillä.

Vuonna 1880 Siemens lähestyi Berliinin kaupunkia suunnitellessaan sähköistä kohotettua rautatietä Leipziger Strassen kautta . Koska tämä hylättiin, Siemens kuitenkin rakensi sähköisen raitiovaunun Lichterfelde-Kadettenanstalt Lichterfeldeen Berliinin lähelle , joka aloitti koekäytön 16. toukokuuta 1881. Vaunut, joissa oli tilaa 26 hengelle, juoksivat 2,5 kilometrin reittiä pitkin. 5 hv: n tehoinen moottori ajoi molempia akseleita kierrejohtojen kautta; autojen suurin nopeus oli 35-40 km / h.

Siemens itse ei viitannut siihen katuna, vaan "sähköradana" ja totesi, että sitä "ei missään tapauksessa voida pitää maalla sijaitsevan sähköisen rautatien mallina, pikemminkin kyseessä on kohotettu rautatie alas pylväistään ja sivuosistaan ​​ja laskettu maahan ymmärrettävä ". Ihmisille ja vedettäville eläimille aiheutuvien sähköiskujen vaaran vuoksi Lichterfelden rautatiejohto suljettiin aidoilla ja luvattomia henkilöitä kiellettiin pääsemästä rautatierakenteeseen.

Sähköonnettomuuksien välttämiseksi Werner von Siemens suunnitteli ensimmäisen ajojohtimen ja esitteli sen Pariisin keskustassa vuonna 1881 järjestetyssä Exposition Internationale d'Électricitéssa . Hän perusti 500 metriä pitkä osoitus venyttää joka johdetaan Place de la Concorde on Palais de l'Industrie näyttely palatsin paikalle, mikä on nyt Grand Palais, ja jossa valta toimitettiin ensimmäisen kerran kautta avojohto . Se oli messingistä tehty uraputken kosketuslinja , jossa kiskot vapautettiin kokonaan ulko- ja paluujohtimina ja sen sijaan kahta vierekkäin sijaitsevaa uraputkea käytettiin ulospäin ja paluuna johtimina. Vaunut juoksivat putkien läpi ja ajoneuvo vetivät ne mukaan joustavan kaapelin avulla.

Vuonna 1882 Siemens sähköisti jo olemassa olevan Berliinin hevosrautatien Charlottenburgin ja Spandauer Bock -retkiravintolan välisen linjan hienovaraisemmilla, mutta teknisesti samalla tavalla monimutkaisilla laitteilla. Pieni kosketusvaunu juoksi kahdella johtimella, vetämällä moottorilla ajoneuvon eteen ja liitettynä siihen joustavalla kaapelilla. Kosketusvaunun rullat välittivät sähköä kosketusvaunun ja ajoneuvon moottoreille. Vaikka kokemus reitillä oli epätyydyttävä, tulevina vuosina hän varustettu kolmella uudella rautateitä perustuu lähes sama periaate: Mödling - Hinterbrühl paikalliset linjaa 1883 , The raitiovaunu Frankfurt Offenbach sen oma voimalaitos 1884, ja raitiovaunu Genevejärvellä lähellä Montreux'ta vuonna 1888 .

In Brighton , 4. elokuuta 1883 Volk Electric Railway avattiin vanhin sähköinen raitiovaunu Isossa-Britanniassa . Sen rakensi Magnus Volk , saksalaisten maahanmuuttajien poika. Koska radalla, jonka raideleveys oli 610 mm, ei ollut jatkojohtoa , sille toimitettiin sähköä kahden kiskon kautta 50 voltilla. Tämä tuotettiin 2 hv: n kaasumoottorilla , suurin nopeus oli kuusi mailia tunnissa. Samana vuonna Giant's Causeway -raitiovaunua Pohjois-Irlannissa seurasi toinen sähköinen retkiraitiovaunu, joka oli maailman ensimmäinen vesivoimalan toimittama sähköjuna. Siinä oli jo kisko sivussa ja se kuljetti suhteettoman korkean 290-360 voltin jännitteen. Kuitenkin, kun pyöräilijä kuoli sähköonnettomuudessa vuonna 1895 , jännitettä oli laskettava.

Vuonna 1883 Leo Daft testasi kaksitonnisen kokeellisen veturinsa Ampèren kapearaiteisilla Saratoga-, Mount McGregor- ja Lake George -radoilla Yhdysvaltain New Yorkin osavaltiossa. Se veti tavallisen rautatie-auton, jonka massa oli kymmenen tonnia ja 68 matkustajaa, plus viisi ihmistä itse veturilla nopeudella noin 13 km / h kaltevuudella 1:57. Sähköenergia tuli kautta virtakiskon väliin kiitotiellä.

Niterói , Brasilia , Carlos Basto perusti Carris Urbanos de Nictheroy , joka aloitti yhden varhaisimmista raitiovaunuista Alameda São Boaventuran (Fonseca-linja) pääkadulla 7. lokakuuta 1883. Sähkö tuli akkuista. Helmikuussa 1885 se kuitenkin lopetettiin lukuisien operatiivisten ongelmien takia.

Vuonna 1884 Clevelandin insinöörit Bentley ja Knight avasivat ensimmäisen kaupallisesti käytetyn sähköraitiovaunun Yhdysvalloissa. Ensimmäistä kertaa käytettiin maanalaista virtalähdettä, jossa kiskojen välisestä puukanavasta löytyi uran virroitin yläosassa. Toisin kuin neljä vuotta myöhemmin avattu Richmondin Spragues-raitiovaunu, tämä operaatio kesti vain vuoden.

Koska sekä energian syöttö maassa että Siemensin monimutkaiset kaksinapaiset uritetut putkijohdot olivat erittäin alttiita vikaantumiselle, sähkörautateiden leviäminen pysähtyi 1880-luvun jälkipuoliskoon saakka.

Ilmajohdot

Vuoden 1884 lopulla JC Henry Kansas Cityssä varusteli testiradan ensimmäistä kertaa ajojohtimella, joka, kuten nykyään on tapana, koostui johtimista ja kiinnitettiin mastoihin ulokkeiden avulla. Käytössä kytkin tehtiin sitten käyttämään kahta kuparijohtoa, jotka oli tarkoitettu kaksinapaiseksi johdoksi virran eteenpäin ja paluulle, vain lähtevänä johtimena ja johtamaan virta takaisin kiskojen yli. Vuoden 1885 jälkipuoliskolla Depoele rakensi Torontoon rautatien , jossa vain yksi kuparilanka, joka oli kiinnitetty varsien kannattimiin eristeiden avulla, otti ulkoisen johtimen tehtävän. Ensimmäistä kertaa käytettiin myös suurempaa käyttöjännitettä.

Frank Sprague otti haltuunsa yksinapaisen ylälangan ja keksi virroittimen , joka nojautui veturiin ja puristi rullan alhaalta ajolankaa vasten. Richmond unioni Passenger Railway vuonna Richmond (Virginia) , joissa tekijänä Sprague, aloitti säännöllisen liikennöinnin 2. helmikuuta 1888 kymmenen kiskobussista. Myöhemmin jopa 30 junavaunua ajoi samanaikaisesti 20 kilometrin reitillä ja hallitsi jopa kymmenen prosentin kaltevuutta. Tämän vakuuttavan todistuksen suorituskyvystä alkoi sähköautojen voitto.

Pian tämän jälkeen Thomson-Houston Electric Company paransi Sprague-järjestelmää . Se varusti Boston ilmarata kanssa vuonna 1889 ja esitti sen, että ensimmäistä kertaa Euroopassa vuonna 1890 on Luoteis Saksan kauppa- ja teollisuusministeriön näyttely vuonna Bremen .

Tällä välin kokemusta valvonnasta hissijärjestelmiä kehotetaan Sprague suunnitella kaikkien akseli ajaa useita yksiköitä on varhaisessa vaiheessa . Sen moniosaisten junanhallintajärjestelmä, kukin auto oli oma ajomoottori, joka kuljettaja voi erityisesti ohjata kautta releiden ja jatkuvaa sähköistä ohjausta linjat . Tämä säästää erillisiä vetureita vaikeilla reiteillä, joissa on kaltevuus, ja pidemmillä junilla .

Virroittimet, joissa tela on puristettu ajolankaa vasten, kestävät suurempia ajonopeuksia kuin kosketusvaunut, mutta voivat "suistua" ajolangalta ja siten rajoittaa nopeutta.

Kun Groß-Lichterfelde -linjaa jatkettiin vuonna 1890 kadettien instituutin ulkopuolella Groß-Lichterfelde West -asemalle , Amerikassa kehitetty yksinapainen ajojohdin otettiin käyttöön, mutta rautatie oli varustettu Walter Reichelin kehittämällä virroittimella , Siemensin pääsuunnittelija ja patentoitu vuonna 1889. Jousi- tai lyyra-virroittimet eivät voineet hypätä pois ajolangasta ja mahdollistivat siten huomattavasti suuremmat nopeudet kuin virroittimet. He löysivät levinneisyyden vuosina 1890–1910, erityisesti Euroopassa. Raitiovaunujen lisäksi se oli varustettu erityisesti rautateillä. Australian ensimmäinen raitiovaunu Hobartissa varustettiin myös Siemensin ja Halsken , jonka perusti Siemens, jousityyppisillä virroittimilla vuonna 1893.

Suuren massan ja pitkän vipuvarren takia lyra-palkeilla on taipumus olla lyhyissä katkoksissa kosketuksessa. Lisäksi niitä saa käyttää vain yhteen ajosuuntaan. Siemensin kehittämä virroitin ratkaisi molemmat ongelmat. Ensimmäisessä Virroittimilla oli käytetty aikaisemminkin Amerikan kaivoksen rautatie- ja vuodesta 1895 on tunnelissa on Baltimore & Ohio Railroad , mutta ne olivat kapeita ja ei paina kiinnike, mutta rullan päälle ajolangan.

Ensimmäisessä virroittimien kanssa Liukuhiilten rakennettiin kaivoksen rautateitä, esimerkiksi vuonna 1897 Elektrizitätsaktiengesellschaft Nürnbergissä , entinen Schuckert & Co varten Burbacher Hütte teollisuusalueella Saarin. Vuosia kului kuitenkin ennen kuin tällaisia ​​virroittimia käytettiin julkisessa liikenteessä.

Toisaalta epäonnistunut projekti oli Siemens & Halsken sähköraitiovaunu-omnibus , joka esitettiin vuonna 1898. Se oli sekoitus sähköraitiovaunua ja akkukäyttöistä linja-autoa ; kaksisuuntainen ajoneuvo voi myös siirtyä pois kiskoilta in perambulator toiminnassa .

San Francisco, Oakland ja San Jose Railway (SFOSJR), myöhemmin osaksi Key System , aloitti toimintansa 26. lokakuuta, 1903 kevyen juna koostuu neljästä kiskobussit kumpikin on varustettu kahdella saksityyppiselle virroittimien suunnitellut John K. Brown , yhtiön insinööri. Rheinuferbahn Kölnin ja Bonnin aloitti toimintansa vuonna 1905, jossa kaikki teräksestä kiskobussit jonka Siemens-Schuckert virroittimien tarjotaan parannettu kosketus radan yläpuolisiin ja voitaisiin käyttää molempiin suuntiin, mutta he eivät olleet vielä virroittimet. Badenin suurherttuan valtion rautateiden sähkökäyttö alkoi veturilla, jossa oli virroittimet. Toimituksen jälkeen vuonna 1910 Badische A1 testattiin ensin jo sähköistetyillä radoilla, Ammergaubahn- ja Bitterfeld-Dessau-linjoilla , ennen kuin sitä käytettiin Wiesentalbahnissa ja Wehratalbahnissa vuodesta 1913 . Preussin VR olivat vielä veturien lyyralla kannatussilmukoiden 1911, mutta sielläkin kaikki vastikään Sähköveturien oli virroittimet seuraavana vuonna. Ne takasivat turvallisen energiansaannin yli 100 km / h nopeuksilla.

Vain kehittäminen sähkö suurnopeusjunien puolivälistä alkaen 20. vuosisadan tarvitaan ratkaisevia parannuksia, jotka ovat sittemmin johtaneet yleiseen leviämisen yksihaaraisessa virroitinta , joka on puoli-leikkaava virroitin .

Kiskot

Nykyisin käytössä oleva vanhin sähköjuna, Volkin sähkörautatie , toimi alun perin, ts. H. vuodesta 1883 lähtien virtalähde vain juoksevien kiskojen kautta, mutta vuonna 1886 se oli varustettu johtokiskolla, joka oli järjestetty väliin.

In Denver , sähköinen raitiovaunu alkoi vuonna 1886, jossa on kaksinapainen virtalähde läpi lovetun putken alle ajorata. Siellä tämä periaate hylättiin uudelleen vuonna 1888 ja vaihdettiin ilmajohtokäyttöön. Myöhemmin kuitenkin putkijärjestelmää käytettiin laajamittaisesti Manhattanilla johtopäätösten virallisen kiellon vuoksi . Monilla reiteillä oli kuitenkin mahdollista käyttää aiemmin luotuja kanavia kaapeliraitiovaunujen kaapeleille .

Jos ohikulkijoita ja eläimiä oli mahdollista pitää poissa raiteilta, virransyöttö johtokiskon kautta oli käytännöllistä ja on pysynyt joissakin verkoissa tähän päivään asti.

Ensimmäinen sivuraiteella varustettu metro oli City and South London Railway, joka avattiin virallisesti 4. marraskuuta 1890 . Hänet pakotettiin käyttämään sähkökäyttöä, koska todella tarkoitettu kaapeliohjain oli osoittautunut epäkäytännölliseksi.

Ensimmäinen sähköinen kohotettu rautatie avattiin 4. helmikuuta 1893, kahdeksan kilometrin pituinen Liverpoolin satamassa. Tällä Liverpoolin ylärautatiellä oli alun perin keskitetty, myöhemmin sivusuunnassa oleva johtokisko. Vuodesta 1905 heidän junat jatkoivat jopa päälinjalla, joka on nyt myös sähköistetty.

Myös Paris Métro työskenteli alusta alkaen sivukiskon kanssa 19. heinäkuuta 1900 ja Berliner Hochbahn, nykyinen Berliinin metroasema , 15. helmikuuta 1902 . Vanhin metro Manner-Euroopassa, on toisaalta Budapest Millennium Line vuodelta 1896, on ilmajohtoja, tunnelissa muodossa yläpuolella kapellimestari kiskot , ulkoalueella kuin kontakti johto.

Kolmivaiheinen ja yksivaiheinen vaihtovirta

Muuntaja , ensimmäinen kehitetty 1881 Lucien Gaulard ja John Dixon Gibbs ja saatetaan sarjatuotantoon 1885 kolme insinöörien Budapest-pohjainen Ganz & Co. , on voitu sovittaa vaihtojännite vastaavat tarpeet ja tarjota vaihtovirta lisää helposti kuin tasavirta.

Kolmivaiheiset käyttölaitteet mahdollisti asynkronimoottori, jonka Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski oli keksinyt AEG: n insinöörinä vuonna 1889. Yhden ja kolmivaiheisen taajuusmuuttajan kokeilut alkoivat pian voimakkaiden tasavirtakiskojen perustamisen jälkeen.

Siemens & Halske asetti testiradat kolminapaisilla ilmajohdoilla koeajoa varten kolmivaiheisella virralla tehtaillaan Berliinissä-Siemensstadtissa vuonna 1892 ja vuodesta 1898 Groß-Lichterfelden ja Zehlendorfin yhteisöjen väliselle tielle .

Sveitsiläinen yritys Brown, Boveri & Cie. kahdella radalla: vuoden 1895 loppu (koekäyttö) / 1. Kesäkuu 1896 aloitti sähköisen raitiovaunun Luganon (Società delle Tramvie Elettriche Luganesi) 5 kilometrin etäisyydellä. Burgdorf-Thun-rautatie seurasi vuonna 1899 40 kilometrin kokoista raideleveyttä. Käyttöoikeusolosuhteiden vuoksi molemmilla rautateillä ei ollut vielä mahdollista työskennellä suurjännitteellä.

Budapest perustuu Ganz & Co. insinööri Kálmán Kando noudattaen testiradalla vuonna 1899 ja vuonna 1900 rakennusurakalle rautatie 3000 voltin kolmivaihevirralle . Kun Veltlinbahn on Rete Adriatica vuonna 1902, maailman ensimmäinen korkean jännitteen pääradan ja samalla ensimmäisen kolmivaiheisen pääradan otettiin käyttöön Pohjois-Italiassa. Kaikki sähkölaitteet voimalaitoksesta vetureihin ja vaunuihin tulivat Ganz & Co: lta Budapestista.

Vuonna 1923 Kálmán Kandó yritti myös tiivistää virransyötön edut yksivaiheisella vaihtovirralla ja kolmivaihemoottoreilla. Hänen suunnittelemansa MÁV-sarja V50 sai kontaktilinjasta teollisen taajuuden omaavan yksivaiheisen vaihtovirran, joka muunnin muutti kolmivaiheiseksi virraksi kahdelle vetomoottorille.

Jo vuonna 1901 sähköisten nopeiden kauttakulkujärjestelmien tutkimusyhdistys oli perustanut Berliinin lähelle sijaitsevalle sotarautatielle 33 km: n koeradan kolminapaisella ilmajohdolla kolmivaiheista toimintaa varten . Siellä, vuonna 1903/1904, rautatiekulkuneuvot (ja ajoneuvot yleensä) saavuttivat ensimmäisen kerran yli 200 km / h: n nopeuden, Siemens 206: n kiskon, AEG 210,3 km / h: n.

Vaadittujen moninapaisten ilmajohtojen (kolminapaiset testiradoilla, kaksinapaiset jokapäiväisessä käytössä) vuoksi kolmivaiheisella virralla säilyi kapea rooli rautatieliikenteessä. Laaja kolmivaiheinen verkko (noin 2000 kilometriä) oli olemassa vain Pohjois-Italiassa ja kahdella seuraavalla rajat ylittävällä reitillä, Simplonin rautatie ja Tendabahn . Nykyään vain muutama lyhyt vuoristorata kulkee kolmivaiheisella virralla.

Taajuusmuuttaja yksivaiheisella vaihtovirralla, jossa on yksi napainen ylijohto vaihetta varten ja kiskot paluulinjana, koska se hallitsee nykyään päälinjoilla, alkoi vasta kolmivaiheisen toiminnan jälkeen, nimittäin vuonna 1903 UEG (edeltäjä AEG ) 1903 on Schöneweiden - Spindlersfeld haara linja . Vuonna 1906 tämä operaatio päättyi, kun johto nostettiin padolle. Mutta jo vuonna 1904, myös AEG: n varustamana, Itävallassa aloitettu 18 kilometrin pituinen metriradan Stubain laakson rautatie aloitti jatkuvan toiminnan 2500 voltin vaihtojännitteellä ja Lyra-virroittimilla.

Rautatiet käyttivät taajuutta 40, myöhemmin 50 hertsiä. Nämä korkeat taajuudet ovat aiheuttaneet vuosikymmenien ajan merkittäviä ongelmia sarjamoottorissa yhdistettynä liialliseen harjapaloon . Vuonna 1905, epäonnistuneen kolmivaiheisen kokeilun jälkeen , vuonna 1897 rakennettu melkein 24 kilometrin pituinen täysraiteinen Ammergau- rautatie muutettiin 5,5 kilovoltin yksivaiheiseksi vaihtojännitteeksi 16 hertsiin.

Kun Seebach - Wettingenin koekäytön , Maschinenfabrik Oerlikon (MFO) osoitti soveltuvuus yksivaiheinen vaihtojännite 15 kilovoltin 1905-1909. Taajuus oli aluksi 50 hertsiä. Kokeet ovat osoittaneet, että matalampi taajuus, noin 15 hertsiä, oli halvempaa ja harjapalo ja siten myös puhelinhäiriöt vähenivät. Koetoiminnot lopetettiin vuoden 1909 puolivälissä ja jatkojohto purettiin. Vasta 1944 linja sähköistettiin uudelleen. Järjestelmä toimi mallina rautateiden sähköistämiselle Saksassa, Itävallassa, Sveitsissä, Norjassa ja Ruotsissa, mutta 16 hertsiä 15 hertsin sijasta.

Kronologinen yleiskatsaus ensimmäisistä sähköraiteista

Rajoituksia koskeva huomautus: Seuraava taulukko sisältää ensimmäiset sähköyhtiöt vain, jos ne ovat ensimmäisiä laatuaan maailmassa, ensimmäiset laatuaan saksankielisissä maissa tai joilla on jokin muu erityinen merkitys sähkökäyttöjen historialle, esimerkiksi merkintä pysyvän käytön alku. Muita raitiovaunu- ja metrotietoja on luettelossa kaupungeista, joissa on raitiovaunuja , niiden alaluettelot yrityksille, joita ei enää ole, ja luetteloon kaupungeista, joissa on metroa . Aikaraja ensimmäiselle vuosineljännekselle vuosisadan ensimmäisestä näyttelystä vuodesta 1879/83 (noin vuoteen 1905).

Opening ajankohta (click for kuvaus)	maa	Paikka tai reitti	Reitin pituus	Sähköjärjestelmä	Rautatien / rakentajan / liikenteenharjoittajan tyyppi
31. toukokuuta 1879	Preussi	Berliini	0,3 km	Tasajännite keskikiskon ja kiskojen kautta	Näyttelyraita (ulottuma 500 mm) / Werner von Siemens
13. toukokuuta 1880-1882	Yhdysvallat	Menlo Park , Chicago	⅓, mailia myöhemmin	Tasajännite juoksevien kiskojen yli	Koe- ja esittelyradat Cape Gauge / Edison -laiturilla
17. heinäkuuta - 15. syyskuuta Lokakuu 1880	Itävalta-Unkari	Wien	0,2 km	Tasajännite juoksevien kiskojen yli	Näyttelyraita, Ala-Itävallan kaupallinen näyttely, Béla Egger
3. syyskuuta 1880 - loppu IX '80	Venäjä	Pietari	yksi kilometri	Tasajännite kiskojen yli	Muunnettu hevosvetoinen raitiovaunu hoidetulla hevosvaunun reitillä / esittelyoperaatio / Fjodor Pirozki
16. toukokuuta 1881	Preussi	Lichterfelde lähellä Berliiniä	2,5 km	180 voltin tasajännite kiitoteiden yli	Mittaroidun testireitti, vuodesta 1883 julkinen raitiovaunu / Siemens & Halske
15. elokuuta 1881	Ranska	Pariisi	0,5 km	Tasajännite kaksinapaisen uritetun putken kosketusjohdon kautta	Näyttelyraita / Siemens & Halske
1. toukokuuta 1882	Preussi	Charlottenburg lähellä Berliiniä : hevosjuna- asema - Spandauer Bock	2,5 km	Tasajännite kaksinapaisen uritetun putken kosketusjohdon kautta	Koekäyttö, sekaliikenne ja hevosveto julkisella raitiovaunulla / Siemens & Halske
4. elokuuta 1883 - tähän mennessä	Englanti	Brighton	0,4 km	50 voltin tasajännite juoksevien kiskojen kautta, vuodesta 1886 alkaen 160 voltin tasajännite keskikiskon ja säätövastuksen kautta	Maailman vanhin sähköraitiovaunu, joka on edelleen toiminnassa, raideleveys 610 mm (vuodesta 1884838 mm, vuodesta 1886825 mm) / Volkin sähkörautatie
28. elokuuta-31 Lokakuu 1883	Itävalta-Unkari	Wien , Schwimmschulallee- (nykyään Lassallestr.) - rotundan pohjoisportaali	1,5 km	Tasajännite kiskojen yli	mittariradan esittely ja syöttörautatie / "Praterbahn" / Kansainvälinen sähkönäyttely 1883 / Siemens & Halske
7. lokakuuta 1883 - helmikuu 1885	Brasilia	Niterói	9 km	Akun käyttö	Carris Urbanos de Nictheroy 1050 mm: n raideleveydellä
22. lokakuuta 1883-1932	Itävalta-Unkari	Mödling	4,5 km	550 voltin tasavirta kaksinapaisen uritetun putken kontaktilinjan kautta	metrin raideleveys Mödling - Hinterbrühl
18. helmikuuta 1884	Preussit , Hessen-Nassau	Frankfurt am Main - Offenbach	6,7 km	300 voltin tasajännite kaksinapaisen uritetun putken kosketusjohdon kautta	mittari-raitiovaunu / Siemens & Halske / Frankfurt-Offenbacher Trambahn-Gesellschaft
29. syyskuuta 1885 - 10. syyskuuta 1892	Englanti	Blackpool	1,6 km
1886	Preussi	Charlottenburg lähellä Berliiniä, hevosasema - Lützowplatz	6,7 km	Akun käyttö	Koekäyttö täysiraiteisella raitiovaunulla / Siemens & Halske
1. kesäkuuta 1886 - kesäkuu 1895	Baijeri	München	1,2 km	Virtalähde juoksevien kiskojen kautta	Syöttö hevosvaunulta raitiovaunulle uimalaitokseen / Ungererbahn
1886-1888	Yhdysvallat	Denver , Colorado	?	Tasajännite kaksinapaisen kiskon kautta uritetussa alikulkutunnelissa	Köysiradan raitiovaunu / sitten ilmajohto vuoteen 1950 asti / Denverin raitiovaunu
2. helmikuuta 1888	Yhdysvallat	Richmond , Virginia	20 km	450 voltin tasajännite yksinapaisen ajojohdon ja virroittimen kautta	tavallisen raideleveyden raitiovaunu, ensimmäinen raitiovaunu Yhdysvalloissa, jota liikennöi pysyvästi ilmajohdoilla / Frank Julian Sprague / Richmond Union Passenger Railway
6. kesäkuuta 1888	Sveitsi	Vevey - Montreux - Territet	9,0 km	500 voltin tasajännite uritetun putken kosketusjohdon kautta	Mittarin raitiovaunu ja Sveitsin vanhin sähköraitiovaunu / Société électrique Vevey-Montreux
21. kesäkuuta - 15. kesäkuuta Lokakuu 1890	Bremen	Bremen , tori - Bürgerweide	yksi kilometri	Tasajännite yksinapaisen ilmajohdon ja virroittimen kautta , ensimmäistä kertaa Euroopassa Spragueiin	tavallisen raideleveyden esittelyreitti / raitiovaunu Bremen
1890	Preussi	Lichterfelde lähellä Berliiniä	+ noin 2 km	180 voltin tasavirta yksinapaisen ajojohtimen kautta ja ensimmäistä kertaa maailmassa U-muotoinen virroitin	Linjan jatkaminen vuodesta 1881 parantuneella energiantoimituksella / Siemens & Halske
18. joulukuuta 1890	Englanti	Lontoo , Stockwell - King William Street	8 kilometriä	500 volttia tasavirtaa kautta keskus kokoomakiskon	Vakiovälinen maanalainen / City- ja South London Railway -raja
1892	Preussi	Berliini-Siemensstadt	0,36 km	750 - 10000 volttia kolmivaiheista virtaa kaksinapaisen johdon ja raidan kautta	Toimii rautateillä, testikäyttö kolmivaiheisella käyttölaitteella / Siemens & Halske
1. toukokuuta 1892	Bremen	Bremen	> 20 km	Tasajännite yksinapaisen ajojohtimen ja virroittimen kautta Sprague-standardin mukaisesti	Aiempien hevosvaunujen / raitiovaunujen jatkuva käyttö Bremenissä
4. helmikuuta 1893	Iso-Britannia	Liverpool		Tasavirta ensimmäisen keskimmäisen, myöhemmin lateraalisen kiskon kautta	Ensimmäinen sähköinen kohotettu rautatie maailmassa, vakiotie, matkustajaliikenne satamassa, myöhemmin yhteys päälinjaan / Liverpoolin yläraiteelle
1893	Yhdysvallat	Chicago		Tasajännite kiskon kautta	Normaaliradan korotettu rautatie , näyttelyrata, prototyyppi sähköjunille aiemmin höyrykäyttöisellä korotetulla rautatieliikenteellä / Chicago Elevated
1893	Ranska	Étrembières - Treize-Arbres (Mont Salève)	6 km	Tasajännite sivukiskon kautta	maailman ensimmäinen sähkökäyttöinen teline , raideleveys 1000 mm / Chemin de fer du Salève
16. huhtikuuta 1894	Preussi	Wuppertal - Barmen	1,6 km	600 voltin tasavirta jatkojohdon yli	ensimmäinen sähkökäyttöinen teline Saksassa, raideleveys 1000 mm / Barmer Bergbahn
27. kesäkuuta 1895	Yhdysvallat	Baltimore	> 2,3 km	675 V DC jännite kautta yläpuolella virtakiskon	Vakiovälinen päälinja veturikäytössä / General Electric / Baltimore ja Ohio Railroad
1895-1902	Preussi	Charlottenburg / Berliini , Charlottenburg - Brandenburgin portti, myöhemmin –Kupfergraben	6,7 km	Akut	Jatkuva käyttö raitiovaunuilla / Siemens & Halske
4. joulukuuta 1895	Württemberg	Meckenbeuren - Tettnang	4,2 km	650 voltin tasavirta ilmajohdon yli	Paikallinen rautatie, ensimmäinen tavallisen raideleveyden rautatie, jolla kulkee matkustaja- ja tavaraliikenne Saksassa, junavaunujen käyttö / paikallinen rautatieyhtiö
1896	Itävalta-Unkari	Budapest	3,6 km	350 voltin tasavirta ylijohtokiskon kautta	Ensimmäinen Manner-Euroopan sähkö- metro / Siemens & Halske / Metro Budapest in vakioraideleveyden
1897	Preussi	Burbach lähellä Saarbrückenia	?	Tasajännite, yksinapainen jatkojohto, saksetyyppinen virroitin	630 mm: n rautatie- / sähköosakeyhtiö , Nürnberg / ARBED Burbach
20. elokuuta 1898	Sveitsi	Zermatt	9,3 km	Kolmivaiheinen virta 550 volttia 40 Hertz kaksinapaisen johdon ja kiskon kautta	metrin raideleveys Gornergrat Railway, Sveitsin ensimmäinen sähkökäyttöinen teline / Gornergrat Railway Company
21. heinäkuuta 1899	Sveitsi	Burgdorf - Thun	40,21 km	Kolmivaiheinen virta 750 volttia 40 Hz 2-napaisen ajojohdon kautta	ensimmäinen tavallisen raideleveyden täysi rautatie Euroopassa / Brown, Boveri & Cie. (BBC) / Burgdorf-Thun-rautatie
1899	Unkari	Óbudai Sziget , Budapest	1,5 km	Kolmivaiheinen virta	Testirata / Ganz & Co. / Kálmán Kandó
1899-1900	Preussi	Groß-Lichterfelde - Berliini-Zehlendorf	1,8 km	750 - 10000 volttia kolmivaiheista virtaa kolminapaisen johdon kautta	standardiulotteinen kolmivaiheinen testirata Groß-Lichterfelde - Zehlendorf / Siemens & Halske
19. heinäkuuta 1900	Ranska	Pariisin metro	30 km	600 voltin tasajännite, kisko sivussa	vakioradan metro / Métro Paris
1900	Itävalta-Unkari	Wöllersdorf lähellä Wiener Neustadtia	1,5 km	Kolmivaiheinen virta 3000 volttia 16⅔ Hertz kaksinapaisen johdon kautta	Tavallisen raideleveyden rautatie- ja koeajoneuvo / Ganz & Co. , Budapest / Munitionsfabrik Wöllersdorf
1. maaliskuuta 1901	Preussi	Wuppertal	12 km	600 voltin tasajännite kiskon kautta	Wuppertal-jousirata / Eugen Langen
1901-1903	Preussi	Marienfelde - Zossen lähellä Berliiniä	24 km	Kolmivaiheinen virta 10000 V / 50 Hertz kolminapaisen johdon kautta	Normaalin raideleveyden koko rautatie - koekäyttö / sähköisten nopean kauttakulkujärjestelmien tutkimusyritys / Preussin kuninkaallinen sotarautatie
15. helmikuuta 1902	Preussi	Berliinin korotettu rautatie	5 km	750 voltin tasajännite sivukiskon kautta	Tavallisen raideleveyden korotettu rautatie, myöhemmin Berliinin metro / Siemens & Halske / Society sähköisille korotetuille ja maanalaisille rautateille Berliinissä
1902	Italia	Lecco - Colico - Sondrio / Chiavenna	106 km	Kolmivaiheinen virta 3000 volttia 16⅔ Hertz kaksinapaisen johdon kautta	vakioradan päärata, maailman ensimmäinen säännöllisesti liikennöivä korkeajännitteinen sähköjuna ( Veltlinbahn ) / Ganz & Co. , Budapest / Rete Adriatica
1903	Yhdysvallat	Berkeley - Oakland ( Kalifornia )	10 km	600 voltin tasajännite, virroitin	Tavallisen raideleveyden raitiovaunu, tässä: rautatiekulkuneuvoilla osittain kaduilla / saksilla ensimmäistä kertaa julkisessa liikenteessä
1903	Ranska	Saint-Georges-de-Commiers lähellä Grenoblea	30 km	2 × 1200 voltin tasajännite kolmijohtojärjestelmän kautta, jossa on kaksinapainen ajojohdin	metrin raideleveys hiilirautatie / Thury-veturi / Chemin de fer de La Mure
15. elokuuta 1903	Preussi	Niederschöneweide - Spindlersfeld	4,1 km	Yksivaiheinen vaihtojännite 6000 volttia 25 Hertz ilmajohdon kautta	Kokeellinen rautatie / Union Electricity Society / Preussin valtion rautatiet
31. heinäkuuta 1904	Itävalta-Unkari	Innsbruck - Fulpmes	18,2 km	Yksivaiheinen vaihtojännite 2500 volttia 42,5 Hertz ilmajohdon kautta	kapearaiteinen haaralinja / AEG / Stubaitalbahn
1. tammikuuta 1905	Baijeri	Murnau - Oberammergau	24 km	Yksivaiheinen vaihtojännite 5500 volttia 16 Hertz ilmajohdon kautta	tavanomaisen raideleveyden pieni juna ( Ammergaubahn ), ensimmäinen vaihtovirtaveturi / SSW / Lokalbahn Aktien-Gesellschaft
16. tammikuuta 1905	Sveitsi	Seebach - Wettingen	19,5 km	Yksivaiheinen vaihtojännite 15000 volttia 50 hertsiä, sitten 15 hertsiä	Vakiomittainen koekäyttö Fc 2x2 / 2 "Eva" ja "Marianne" / Maschinenfabrik Oerlikon (MFO) / Sveitsin liittovaltion rautateillä

Varhaiset käyttöalueet sähkökäyttöön

Rautatien rautatiet

Suurin osa varhaisista kaupallisesti tai julkisesti käytetyistä sähköraiteista käytti alun perin raitiotyyppisiä raitiovaunuja. Yhtäältä tämä johtui siitä, että sähkömoottorien koko oli paljon pienempi kuin saman tehon höyrykoneiden, joten ajavalla autolla oli aina tilaa matkustajille. Toisaalta sähkökäyttö oli erityisen houkutteleva kevyille rautateille tiheästi asutuilla alueilla, joissa hevosvoima oli liian heikkoa ja höyrykäyttö liian likainen.

Lontoon maanalaiset veturit

Ainoa ahtaissa olosuhteissa, kuten Lontoon metrolla, tai kun tarvitaan enemmän voimaa, siirtyminen matkustajaliikenteen autoista käyttämään vetureiden vetämiä vaunuja. Ensimmäistä kertaa sähkökäyttöisiä vetureita näyttää olevan käytetty kaupallisessa julkisessa palvelussa sekä laajemmassa mittakaavassa kaupungin ja South London Railway (CSLR) -metroilla. Tätä tarkoitusta varten vuonna 1889 hankittiin kaksi testiveturia, joista "No. 1 "moottorit, jotka vaikuttavat suoraan akseliin, ja" Ei " 2 tuuman moottorit, mutta jälkimmäisten havaittiin olevan liian meluisia. "Ei. 1 ": llä oli kaksi akselia, joista jokaisella oli oma käyttömoottori, oli noin 4,2 metriä pitkä ja painoi kaksitoista tonnia. Jokainen moottori kehitti noin 36 kilowattia.

Sitten hankittiin vielä 12 veturia ensimmäisen veturin mallin perusteella ja otettiin käyttöön vuodesta 1890. Kaikki 14 veturia rakennettiin mekaanisessa osassa Beyer-Peacockin toimesta ja toimitettiin Mather & Plattin sähkölaitteilla. Kummassakin kaksiakselisessa koneessa oli moottori kullekin akselille, lyhyiden ajoneuvojen ohjaamo pidennettiin koko pituudelta oven kanssa ajoneuvon päässä. Kuljettajan paikka oli päässä, jossa myös käyttökytkin ja jarrukytkin olivat.

Veturit pystyivät siirtämään kolmea autoa tasaisella reitillä 25 mailia tunnissa (noin 40 kilometriä tunnissa), mutta heillä oli vaikeuksia täysin miehitettyjen junien kanssa kaltevilla alueilla. Moottorivarusteet istuivat suoraan akselien akseleille (»vaihteeton käyttö«). Virta syötettiin keskijohtokiskon kautta juoksukiskojen alapuolella sijaitseviin lasieristeisiin, mikä vaati monimutkaisia ​​ramppiramppeja kytkin- ja ylitysalueella virroittimien ohjaamiseksi ylityskiskojen yli. Vetureissa oli käsijarrujen lisäksi myös paineilmajarrut koko junalle. Koska tarvittavaa ilmakompressoria ei voitu sijoittaa pieniin vetureihin, paineilma tuotettiin paikallaan ja ilmatankit täytettiin Stockwellin asemalla .

Linjan päissä eri veturi oli kytkettävä junan edelliseen päähän paluumatkaa varten. Suuren toimintavolyymin vuoksi hankittiin vielä kaksi veturia nro 15 ja 16, tällä kertaa Siemensiltä, ​​joiden sähkölaitteet ja moottorit osoittautuivat vähemmän alttiiksi kommutaattorin toistuvalle ylikuumenemiselle ja kaarelle. Vuonna 1895 hankittiin vielä neljä konetta useilta yrityksiltä. Sitten rakennetuista ja edelleen parannetuista vetureista nro 21 ja 22 tuli sitten prototyyppejä viimeiselle suurelle rakennusnumerolle numeroilla 23-52, jotka kaikki rakensi Crompton-yritys.

Vetureiden vetämät metrojunat pysyivät toiminnassa, kunnes linja kunnostusta ja tunnelin laajentamista varten suljettiin marraskuussa 1923. Siihen asti radan 44 toimintaveturia korvattiin sitten Lontoon vakiomuotoisilla EMU- yksiköillä (EMU = Electrical Multiple Unit). Aikaisempi veturi nro 13 sai ensimmäisen nimensä "Ei." 1 ” Tiedemuseossa ja nyt (2006) nähtävissä Lontoon liikennemuseon “ Acton-myymälässä ” .

Muut London tunneli rautatieyhtiöiden myös käytettiin aluksi sähköinen locomotives.From 1900 lähtien, 44-tonnin neliakselisten yksiakselisissa veturien pyöri keskilinjalle Keski Lontoon Railway , ja sähkövetureiden myös pyöri Metropolitan Line Metropolitan rautatieyhtiössä vuodesta 1902. Termiä tunneliveturit käytettiin näissä varhaisissa sähkövetureissa .

Kaivosrautatiet

Alun perin käytetty muutaman sadan voltin suorajännitteinen sähkökäyttöinen tekniikka ja suoran moottorin syöttö jatkojohdosta mahdollistivat tehokkaiden, pienten ja kestävien traktorien rakentamisen yksinkertaisilla keinoilla. Tämä täytti tarpeet kaivoksen rautateiden , erityisesti maanalaisen toiminnan, minkä vuoksi sähkökäytto kaivoksen rautatiet levitä mahdollisimman aikaisin ja mahdollisimman nopeasti, verrattuna, jossa raitiovaunut .

Berliinin messuille lopulta muunnetun Cottbus-ajoneuvon takaiskun jälkeen Siemens toimitti maailman ensimmäisen sähkömiinaveturin Zauckeroden hiilikaivokseen Saksissa vuonna 1882 , missä sitä käytettiin 260 metrin syvyydessä ja se pysyi 45 vuotta vuoteen 1927 asti. Muut pienet sähköveturit toimitettiin Hohenzollernin kaivokseen Beuthenissa ja Neu-Staßfurtin suolakaivokseen .

Kuten raitiovaunujen kohdalla, virtalähteen alkuperäiset ongelmat johtuivat siitä, että syöttö joko keskuskiskon tai juoksevien kiskojen kautta paluulinjana ei täyttänyt turvallisuusvaatimuksia. Siemensin pitkäaikainen pääsuunnittelija Walter Reichel korjasi tämän vuodesta 1889 päällystämällä ajolangan vanteen virroittimella - kuten testattiin myös Lichterfelden raitiovaunulaajennuksessa. Kiskot toimivat maadoitettuna ja siten kosketukseltaan turvallisena paluulinjana.

Vuonna 1894 Aachener Hütten-Aktien-Verein Rothe Erden miinarautatieliikennettä käytettiin sähköisesti, ja myöhemmin lukuisia muita miinarautateitä Reininmaalla , Saarlandissa , Lothringenissa , Luxemburgissa ja Valloniassa, Belgiassa . Tätä tarkoitusta varten erityisesti Allgemeine Electricitäts-Gesellschaft ( AEG ), Siemens & Halske , Siemens-Schuckertwerke (SSW) ja Union-Elektricitäts-Gesellschaft (UEG) toimittivat näihin maihin suuria määriä sähkövetureita.

Akkukäyttöisiä ajoneuvoja käytettiin nopeasti kaivosraiteille, joissa tavanomaiset virtalähteet eivät olleet sopivia tilan puutteen tai räjäytystöiden aiheuttamien olosuhteiden vuoksi. Pohjois-Amerikassa vetureita on kuitenkin kehitetty sellaisia ​​tapauksia varten, jotka toimitettiin vinssin rummun takakaapeleista . Tällä tavoin myös useita satoja metrejä voitaisiin silloittaa ilman, että tarvitsee laskea sähkölinjaa. Automaattikäyttöjen edelläkävijät tulevat myös kaivosraiteilta, joissa kuljetusprosessit toistuvat säännöllisesti ja samalla tavalla .

Edistyminen Yhdysvalloissa

Frank Julian Spraguein vuonna 1888 perustaman Sprague Electric Railway & Motor Companyn ja Richmondiin rakennetun sähköraitiovaunun myötä sähköisen vetovoiman leviäminen Yhdysvalloissa alkoi. Vuoteen 1889 mennessä oli rakenteilla tai suunnitteluvaiheessa 110 sähkörautaa Spragues-laitteilla. Osittain Spragues-laitteita valmistanut Edison osti menestyvän yrityksen vuonna 1890. Vuoteen 1905 mennessä Yhdysvalloissa sähköistettiin noin 30000 kilometriä reittejä Spraggen ”katuautoille”.

Englanninkielinen Financial Times totesi lokakuussa 1892, että Yhdysvalloissa "sähkö näyttää olevan hevosten siirtämisessä hetkessä" ja että sähköntuottajat ovat saamassa kuvittelemattomia voittoja. Sanomalehti kirjoittaa 371 sähköistetystä rautatieyrityksestä, joissa on 6663 autoa ja jotka on varustettu eri käyttölaitteilla kaupungista riippuen, esimerkiksi Minneapolisissa 128 Edisonin ja 111 Thomson-Houstonin sekä Milwaukeen 100 Edisonin ja vain 5 Thomson -vaunun. Houston.

Chicago & South Side Rapid Transit ilmarata, rakennettu vuonna Chicagossa vuonna 1892, muutettiin sähköisen toiminnan vuonna 1895 sen jälkeen, kun ensimmäisen sähköisen ilmarata toiminut näyttelytilana rautatien varten 1893 maailmannäyttelyssä . Kehittämisen jälkeen junayksikön ohjaus tekijänä Sprague vuonna 1897, muita uusia metrojärjestelmien seurasi muissa kaupungeissa: 1897 Tremont Street Metro myöhemmin Boston ilmarata edeltäjänä versio perustettiin vasta toisella puoliskolla 20. luvulla rautatie , 1904 New York City Metro ja lopulta vuonna 1907 Philadelphian kohonnut rautatie .

Aikaisemmin jousittamaton yksiakselinen käyttö osoittautui ongelmalliseksi vetopyörässä, jolla oli suurempi moottoriteho. Yhdysvaltain New Yorkin osavaltiossa sijaitsevalla General Electricillä (GE) oli vastaavasti negatiivisia kokemuksia Keski-Lontoon rautateistä vuonna 1900, jossa moottorin jousittamaton paino vaikutti erittäin suuresti korirakenteeseen ja johti jopa halkeamiin ympäröiviin rakennuksiin . GE kokeili viisi vuotta aiemmin jousikuormitetulla Baltimore- ja Ohio-rautatieliikenteellä , joka sähköistää kolmen kilometrin pituisen kaupungin sisäisen tunnelin ( Howard Street Tunnel ) 675 voltin tasajännitteellä. Tätä käytettiin vetämään junia höyryvetureilla, joissa oli esijännitetty sähköveturi tunnelin läpi, savun ruton torjumiseksi.

Kaksiosaisilla sähkövetureilla oli kullakin neljä moottoria, joista jokaisen teho oli 270 kilowattia, jotka nyt välittivät vääntömomentin akseleille jousittamattomien vaihteiden vaan kumipuskurien kautta. Suurin nopeus oli 96,5 km / h, jopa 1630 tonnin tavarajunilla, 1200 tonnin tavarajunilla 24 km / h ja 500 tonnin matkustajajunilla 56 km / h vastaavasti hyvin alhaisemmalla nopeudella. nopeus 8-10 / tuhatta vahvaa tunnelin kaltevuutta voitiin piirtää. Muutaman ensimmäisen toimintavuoden aikana teho otettiin käyttöön Z-profiilin yläkaapelikiskolla, johon messinkinen kosketuskappale puristettiin kaltevalla virroittimella. Vuonna 1902 asennettiin tavanomaiset sivukiskot. Baltimore Belt Line -liikennettä pidetään maailman ensimmäisenä täysjohtoisena sähköjuna- operaationa, joka korvaa höyryveturit.

Todella suuren harppauksen täydessä sähkörautatieliikenteessä aiheutti vain takatörmäys New Yorkin 3,2 kilometrin Park Avenue -tunnelissa tammikuussa 1902. Paksun savun vuoksi juna ylitti pysäytyssignaalin ja kohtasi pysähtyvän junan, jossa oli 15 kuolemantapausta. New Yorkin kaupunki kielsi sitten kaikki höyrytoiminnot Harlem-joen eteläpuolella 1. heinäkuuta 1908.

Pennsylvania Railroad toimi sähköistetyn tunnelin radalla alle Hudson-joen välissä Manhattanin ja New Yorkin Pennsylvania Station , johon PRR luokan DD1 kaksinkertainen veturit käytettiin vuodesta 1911 . Ne koostuivat kahdesta läheisesti toisiinsa kytketystä, identtisestä osasta, joista kummassakin oli kaksi kytkentäakselia, jotka oli asennettu runkoon, ja korkealle asennettu, hitaalla nopeudella toimiva moottori, jossa oli kierteinen sauva-asema tunkkiakselin kautta . Virta toimitettiin sivukiskojen avulla . Koneiden huippunopeus oli 137 km / h, kun taas aikataulun mukainen nopeus oli vain 65 km / h.

Rakennettaessa Grand Central Terminalia vuodesta 1906, lähestyvää tunneliosaa käytettiin sähköisesti 660 voltin tasajännitteellä. Raitiovaunusektorilta otettiin moninkertainen vetovoima. Kaukoliikenteeseen tarkoitetun veturin sarjan S lähtöteho oli 2205 kilowattia (3000 hv), vetovoima 145 kilotonnia ja se pystyi kiihdyttämään 725 tonnin junan nopeudella 0,45 m / s² ja 450 tonnilla 97 km: n nopeudella. / h päästä.

Sen jälkeen kun Grand Central Terminal valmistui vuonna 1913 ja päärata jatkettiin Hudson-joen varrella Croton-Harmoniin, 53 kilometrin päähän, hankittiin nopeammat T-sarjan koneet, jotka saavuttivat nyt 121 km / h. Koska täysiakseliset veturit, joissa moottorivarusteet on kiinnitetty suoraan jousitettuihin akseleihin , nämä ajoneuvosarjat todistivat, että suuremmilla nopeuksilla oli erittäin mahdollista käyttää vetureita ilman sauvakäyttöjä. Varhainen taipumus ajaa akseleita ilman vaihteita saavutti täydellisyytensä lopulta MILW-luokassa EP-2 , jossa kaksitoista vetomoottoria sijaitsi suoraan vetoakseleilla.

Kuten kilpailevan tuotteen kumi- puskuri aseman General Electric, Westinghouse Electric kehittämä Westinghouse jousi ajaa varten New York, New Haven ja Hartford Railroad vuoteen 1912 asti , jossa kaksinkertainen suspensio käytetään holkit vetopyörän navat. Tämän tyyppinen käyttö osoittautui erityisen sopivaksi suurnopeusvetureille ja löysi ostajia kaikkialta maailmasta. Yhteenvetona voidaan sanoa, että varhainen leviäminen sähkökäyttöjen on täysimittaiseen radat Yhdysvalloissa aiheutti merkittäviä impulsseja kehittämiseen yksiakselisissa asemia, kun taas Manner-Euroopassa kehittämisessä aluksi pysähtynyt kanssa raitiovaunu- laakeri asemat .

Varhainen sähkötoiminta Saksassa

Ensimmäinen julkinen sähköjunalla oli Saksassa raitiovaunu in Groß-Lichterfelde kuin Preussin tärkeimmät kadetti instituutin lähellä Berliinissä avattiin 16. toukokuuta 1881 . Koska se sai edelleen voimansa kiskoilta, se johti onnettomuuksiin, erityisesti tasoristeyksissä, vaikka nykyisiä osuuksia ei ollut. Toistaiseksi seurasi muita sähköraitiovaunuja, niin sanottua reittiä Charlottenburgista Spandauer Bockiin, jossa teho toimitettiin kaksinapaisen ilmajohdon kautta eteenpäin kulkevan kontaktiauton kautta.

Reitti Frankfurt-Offenbacher Trambahn-Gesellschaft (FOTG) avattiin 18. helmikuuta, 1884 lopussa, joka Offenbach konsortio, joka koostuu Kommerzienrat Weintraut, pankkiiri Weymanin ja Bankhaus Merzbach, alkaen siitä Alte Brücke in Sachsenhausen , oli ensimmäinen kaupallisesti toimiva julkinen sähköinen raitiovaunu vuonna Saksassa . Reitti alunperin johtivat Buchrainstrasse sisään Oberrad ja 10. huhtikuuta Mathildenplatz vuonna Offenbach . Tuohon aikaan FOTG vielä käytetty mittari 1000 mm ( mittari mittari ). Pieniä rullavaunuja , joita käytettiin rullina, käytettiin virran kerääjinä sähköjohdoille , joita Pariisin näyttelyradan tavoin vedettiin jatkuvasti moottoriajoneuvon takana olevia liitosjohtoja pitkin ajojohtimiin . Kaksi napaa tasajännitteen kosketuksessa linja kukin RAN alaspäin avoin kupari putket uritetun ajolangan .

Vuonna 1890 AEG osti Halle Stadtbahnin , ja vuodesta 1891 se oli ensimmäinen suuri kaupunkien raitiovaunu, jota käytettiin sähköllä. Tässä roolissa virroitin , jota Frank J.Sprague käytti patenttien parissa, koska se oli esitetty heinäkuusta lokakuuhun 1890 Bremenissä yhden kilometrin pituisella osuudella.

Muut sähköraitiovaunut seurasivat pian: vuonna 1892 Geran ja Bremenin raitiovaunuyritykset aloittivat pysyvän sähkötoimintansa, vuonna 1893 Chemnitzissä, Dresdenissä ja Hannoverissa ja vuonna 1894 Hampurissa, Dortmundissa, Erfurtissa, Gothassa, Wuppertalissa ja Plauenissa. Vuosisadan vaihteeseen mennessä raitiovaunuyhtiöitä oli kehittynyt pelkästään Saksassa noin 150 kaupungissa. Düsseldorfin ja Krefeldin välinen K-Bahn avattiin ensimmäisenä kaupunkien välisenä raitiovaununa Preussissa vuonna 1898 . Pääraiteelle toimitettiin kaksinapainen ajojohdin, joka haarautui kahdeksi yksinapaiseksi ajojohtimeksi ohitustien ja kaksiraiteisten osien tapauksessa. Maaliikenteessä käytettävät kaksitoista (1A) (A1) moninkertaista yksikköä varustettiin kahdella hiontatangolla turvallista virran keruuta varten ja saavutti helposti jopa 60 km / h nopeuden koeajojen aikana.

4. joulukuuta 1895 Meckenbeuren - Tettnang rautatien vuonna Württembergin kuningaskunta aloitti toimivat sähköllä kiskobussit tasavirralla 650 volttia. Saksassa sitä pidetään ensimmäisenä sähkökäyttöisenä rautatieliikenteenä matkustaja- ja tavaraliikenteellä, vaikka nykyisen vaihteiston ei tarvinnut kohdata suurempia haasteita kuin edellisillä raitiovaunuoperaattoreilla, kun reitin pituus oli 4,22 kilometriä. Vaikka linja mainitaan usein kirjallisuudessa ensimmäinen täysi sähköinen rautatie Saksassa , toiminta ajaa kuin paikallinen rautatie Etelä-Saksassa vain vastasi, että on pieni rautatien mukaan Preussin standardeja. Lokalbahn Aktien-Gesellschaft (LAG) Münchenistä pian perustaa muita vastaavia paikallisia rautatieliikenteeseen Etelä-Saksassa, aluksi tasajännite 550 volttia: 15. elokuuta 1896 Türkheim - Bad Wörishofen (5,2 km) linja, 29. toukokuuta 1897 paikallisen linja Bad Aibling - Feilnbach (12,1 km) ja 15. tammikuuta 1900 jakso München - Höllriegelskreuth of Isar Valley Railway (9,3 km).

Trossingenin rautatie (3,9 kilometriä), joka avattiin vuonna 1898 600 voltin tasajännitteellä, ja Wiesloch Bahnhof - Oberstadt -johto (3,8 kilometriä), joka sähköistettiin vuonna 1901 550 voltin tasajännitteellä, ovat myös peräisin tältä varhaiselta rautatieliikenteen toiminnalta suhteellisen lyhyet haaraviivat.

Pienellä viiveellä ensimmäisiä yksityisiä pienraiteita liikennöitiin myös sähköisesti Preussissa : vuodesta 1900 lähtien Saksin läänissä sijaitsevan Mansfeldin ( Hettstedt - Helfta , 32 km) raideleveys, huhtikuusta 1903 Ronsdorfin raideleveys -Müngstener-rautatie (15 km) Bergisches Land -alueella ja vuodesta 1904 lähtien tavanomaisen raideleveyden sähköinen pieni juna Alt-Rahlstedt-Volksdorf-Wohldorf (550 voltin tasajännitteinen ylijohto, kuusi kilometriä alun perin Volksdorfiin) Hampurin ja Gutsbahnin laitamilla Dahlewitz Berliinin eteläpuolella.

Jo 16. huhtikuuta 1894 1,6 km pitkä Barmer Bergbahn avasi ensimmäisen sähkökäyttöisen hissiradan Saksassa. Laskeutumisen jarrutusvirtaa käytettiin sähkön talteenottoon. Monien vuosien valmistelutyön jälkeen Wuppertalin riippurata avattiin 1. maaliskuuta 1901 . Se toimii edelleen 600 voltin DC: llä, joka syötetään kiskon alla olevasta voimakiskosta. Kaksi kuukautta myöhemmin, Dresden suspensio rautatien seurasi toinen suspensio rautatien kanssa kehittämä mukaan Eugen Langen . Alkuvuosina muut sähköiset yksiradat eivät päässeet suunnitteluvaiheen ulkopuolelle edes maailmanlaajuisesti katsottuna, eivätkä ne löytäneet kaupallisia sovelluksia vasta 1950-luvulla.

15. helmikuuta 1902 ensimmäinen viiden kilometrin pituinen sähkökäyttöinen korotettu rautatie Stralauer Torista Berliinin Potsdamer Platzille aloitti toimintansa. Asiakkaana ja omistajana toimi "Berliinissä sijaitsevien sähkömagneettisten ja maanalaisten rautateiden yhteiskunta", joka oli perustettu aiemmin 13. huhtikuuta 1897 Siemens & Halsken ja Deutsche Bankin osallistuessa . Myöhemmin tästä reitistä tuli osa Berliinin U-Bahn-kaupunkia . Berliinin esimerkkiä kohotetusta rautatieyrityksestä seurasi vuonna 1906 Hampurin senaatti rakentamalla urakan Hampurin kohotetulle rautatieliikenteelle Siemens & Halskelle ja AEG Berliiniin. Ensimmäinen osa Barmbeckin ja Rathausmarktin välillä avattiin 15. helmikuuta 1912. Kaksi vuotta aiemmin avattujen Berliinin metro- ja Schöneberg- metrojen jälkeen se oli kolmas metrooperaatio Saksassa.

Vuonna 1905 Cöln-Bonner Kreisbahnen (myöhemmin Köln-Bonn Railways ) sai rakennettavan Rheinuferbahnin sähköistämään Siemens-Schuckert-Werke 990 voltin DC: llä. 11. tammikuuta 1906 sähköinen nopea liikenne alkoi nopeudella 70 kilometriä tunnissa 28,3 kilometrin reitillä. Puoli-virroittimien virroittimilla oli jo parempi ajolangan kontakti kuin Lyrabügelillä, mutta ne sopivat vain yhteen kulkusuuntaan. Linjan molemmissa päissä rautatiellä oli omat pääteasemat, joista Kölnin Hohenzollernin silta oli julkisella tiellä. Vasta vuonna 1930 junat jatkoivat kulkua raitiovaunulinjalla (550 volttia) Kölnissä.

Jo vuonna 1903 Saksan valtakunnassa oli sähköinen esikaupunki ja raitiovaunut, joiden reitin pituus oli 3690 kilometriä ja radan pituus 5500 kilometriä, ja jolla liikennöi yli 8700 rautatietä.

Huolimatta Yhdysvaltojen menestysraporteista ensimmäisen siellä suoritetun sähköjohdon tuloksista Preussissa ei ollut mahdollista toteuttaa valtion rautatien kevyen tai esikaupunkiradan sähköistystä. Riski katsottiin hyväksyttäväksi vain vaihtotyöissä, ja 18. kesäkuuta 1895 ensimmäinen sähköveturi otettiin käyttöön vaihtotyöhön Potsdamin "Royal Railway Main Workshopissa". Lähtövetovoimalla 15 kilotonnia se pystyi kiihdyttämään kaksi makuuautoa ja yhden tavaravaunun yhteensä 110 tonnilla 36 km / h: iin. Tasavirta-sarjan moottori käytti yhtä vaihteistoyksiköistä, jotka oli kytketty kytkentäsauvoilla kaksivaiheisen vaihteiston kautta. Tämä veturi osoittautui onnistuneeksi ja pysyi käytössä vuoteen 1925 saakka.

Elokuun 1, 1900 ja 1 päivän kesäkuuta, 1902 sähkökäyttöinen laatikolla juna varusteltu mukaan Siemens & Halske testattiin ensimmäisen kerran on 12 kilometrin osa Potsdamer Bahnhof - Zehlendorfin ja Wannseebahn , Berliinin lähiliikenneraiteiden linja. Vetovirta (750 voltin DC) syötettiin ylhäältä maalatun kiskon kautta. Koekäytön aikana saatiin tärkeä kokemus tarvittavista parannuksista (esim. Vetomoottoreiden ohjaamiseksi), mutta myös sähköjunien perussoveltuvuus esikaupunkiliikenteeseen voitiin osoittaa. Sähkön tuotti Groß-Lichterfelden voimalaitos, joka toimitti myös Lichterfeld-raitiovaunun.

8. heinäkuuta 1903 alkoi säännöllinen liikenne 9 km: n esikaupunkilinjalla Berliinin Potsdamer Bahnhofista Groß-Lichterfelde Ostiin . Ensimmäistä kertaa päälinja muutettiin säännölliseksi sähkötoiminnoksi. Alun perin kaksitoista neliakselista kiskoa ja virtalähde toimitettiin UEG: ltä , joka myöhemmin sisällytettiin AEG: ään . Seuraavina vuosina toimitettiin vielä 12 kiskoautoa ja sivuvaunut muutettiin. Vetovirta (550 voltin tasajännite) syötettiin ylhäältä maalatun voimakiskon kautta, kuten Wannsee-rautatien testikäytössä. Sähköinen esikaupunkiliikenne osoittautui kelvolliseksi, junatarjontaa lisättiin vähitellen. Kiskojärjestelmä muutettiin alhaalta päällystetyiksi kiskoiksi vuonna 1925, kuten sähkökäyttöisillä esikaupunkiradoilla Bernaulle ja Oranienburgiin. 1. heinäkuuta 1929 käyttöjännite nostettiin 750 volttiin DC: hen ja ensimmäiset ajoneuvot korvattiin Berliinin Stadtbahn-tyyppisillä S-Bahn-vaunuilla.

Vuonna 1902 Preussin rautatiehallinto ja AEG tutkivat Gustav Wittfeldin aloitteesta mahdollisuutta käyttää yksivaiheista vaihtovirtaa sähkökäyttöön. Neljän kilometrin esikaupunkilinja Niederschöneweidestä Spindlersfeldiin Berliinin lähellä oli ulotettu ylijohdolla ja syötetty 6 kilovoltilla ja 25 hertsin vaihtovirralla. Testitoiminta alkoi 15. elokuuta 1903 ja päättyi 1. maaliskuuta 1906. Järjestelmä osoittautui myös Berliinin pohjoisen rautatien testeissä lähellä Oranienburgia . Sitä käytettiin säännölliseen toimintaan vuodesta 1907 lähtien 26,6 km pituisessa Hampuri-Altona -kaupungissa. esikaupunkirata käytetty. Oranienburgin testilinjan vetureita käytettiin myös Altonan satamaradalla vuodesta 1911 . Nämä kokeet olivat ratkaiseva perusta myöhempää sähköä varten yksivaiheisella vaihtovirralla varustetuilla kaukoreiteillä Preussissa, Saksassa ja maailmanlaajuisesti.

Vuonna 1904 sähköveturi säännölliseen rautatieliikenteeseen yksivaiheisella vaihtovirralla ilmestyi ensimmäistä kertaa Lokalbahn Aktien-Gesellschaftin (LAG) liikennöimällä 24 kilometrin pituisella Ammergau- rautateellä . Yläjohdon jännite oli 5500 volttia ja taajuus 16  hertsiä . Tässä LAG 1 -veturissa oli keskitetysti järjestetty ohjaamo, joka oli suljettu kaikilta puolilta, koska sitä käytettiin alun perin akkuvetureissa ja ensimmäisen kerran vuonna 1898 Preussin Gleiwitzin työpajan tarkastuksen sähköisissä vaihtovetureissa "Kattowitz 1" . Päinvastoin kuin viimeksi mainitussa tankovetoisella vaihtoveturilla , LAG 1: ssä käytettiin kuitenkin kahta tappilaakerikäyttöä . Myöhemmin sitä hallinnoi Deutsche Reichsbahn sarjanumerona E 69 01 .

Jo 1885 oli ollut tutkimuksissa akulla kiskobussit Hampurissa , ja Baijerin VR oli hankittu tällaista ajoneuvoa kaksi vuotta myöhemmin täyden reittilennon . Näiden aikaisempien käyttöönottojen jälkeen ja myöhemmin Pfalzbahnin kanssa sekä Württembergissä Preussin valtion rautatiet alkoivat testata akkukiskoja vasta vuonna 1906. Tuloksena syntyneitä Wittfeld-akkukiskoja valmistettiin paljon, ja jotkut olivat käytössä vuoteen 1962 saakka.

Maat, joissa on voimakas sähköistys vuoteen 1945 asti

Itävalta-Unkari

Kun ensimmäinen sähköinen rautatieliikenteen näyttelyllä radalla Wienin messuilla 1880, hiljattain rakennettu kapearaiteinen niin sanottua paikallista rautatieliikennettä Mödling - Hinterbrühl ja eteläisen rautatieyhtiön välillä Mödling ja Hinterbrühl on varustettu sähköllä toimivat ehdotuksesta Siemens & Halske ja avattiin lokakuussa 1883.

In Praha (tuolloin vielä osa Itävalta ) insinööri František Křižík saanut hyväksynnän kauppaministeriö rakentaa sähköinen rautatie Letná Hill Park Stromovkan vuonna Bubenec 11. toukokuuta 1891 ja vuonna 1893 toimiluvan jatkaa sitä Holešovicen näyttelyalueella, yhteensä 1,5 kilometriä, kaksi generaattoria, joista kummankin kapasiteetti on 48 kilowattia, toimittivat heille sähköä.

Seuraava Itävallan sähköinen rautatie oli normaaliradan entinen hevosvetoinen rautatie Baden - Helenental - Rauhenstein lähellä Wieniä (reitin pituus noin 3,2 km). Sähkökäyttö alkoi 16. heinäkuuta 1894 sekä 22. toukokuuta 1895 Baden - Vöslau-radalla (reitin pituus lähes 5 km). Molemmat rautatieyhteydet otettiin haltuunsa vuonna 1897 Actiengesellschaft der Wiener Lokalbahnenin (WLB) toimesta. Tätä seurasi 13. elokuuta 1894 metriradan sähköisen paikallisen rautatien käyttöönotto Gmundenin terveyskeskuksessa , jonka kaltevuus oli jopa 100 ‰.

Vuodesta 1887 lähtien Siemens & Halske käytti järjestelmää Budapestissa, myös Wienissä ja Berliinissä , jossa raitiotien kaksi kiskoa koostui kahdesta puoliskosta, joiden yläosassa oli aukko. Kiskon alapuolella toisella puolella juoksi kanava, jossa oli kaksi paksuista kulmaraudasta tehtyä tikkaita. Nämä kaksi kiskoa kiinnitettiin eristyskannattimiin hevosenkengien muodossa usean metrin välein. Yksi napa oli vasemmalla ja toinen oikealla. Kanavat muurattiin sisään. He kommunikoivat ulkoilman kanssa vain kiskojen välisen aukon kautta. Ajoneuvoissa oli levy, jonka alaosassa oli kaksi pyörivää metallikieliä. Levy juoksi pystysuorassa kiskon urassa kahden johtimen kanssa ja kosketti toista linjaa yhdellä kahdesta metallikielestä. Yksi kahdesta linjasta oli ulospäin ja toinen paluulinja. Jännite-ero oli 300 ja 600 voltin välillä. Järjestelmää käytettiin Budapestissa vuodesta 1887 koekäytössä testireitillä Westbahnhof-Ringstrasse-Király Strasse , jonka ulottuma oli 1000 mm, ja vuodesta 1889 noin 1920-luvun puoliväliin Budapestin keskustassa reitillä, jonka ulottuma oli 1435 millimetriä.

In Budapest , 3,6 kilometrin pituinen metro aloitti toimintansa 1896 , se oli maanosan ensimmäinen standardi-mittari ja sähkö metro. Siemens & Halske toimitti sähköjunat, historian mukaan Siemens osallistui tähän Berliinin metrosuunnitelmien hylkäämisen jälkeen osoittaakseen tämän rautatiejärjestelmän tehokkuuden.

Alustavien testien jälkeen yhtiön omalla 800 metrin pituisella rautatieyhteydellä ja raitiovaunulinjalla Évian-les-Bainsissa Ranskan Alpeilla vuonna 1896/98, Budapestin konepaja Ganz & Co. perusti 1,5 kilometrin testiradan linja pääsuunnittelijan Kálmán Kandóin alla Altofen Tonavan saarella 3000 voltin kolmivaiheisella virralla. Kun Ganz perustaa voimalaitoksen varten ammustehdas vuonna Wöllersdorf lähellä Wiener Neustadt noin 1900 , tämä yhdistettiin tilauksen sähköistää liittyvät työt rautatien. Vaikka 300-500 voltin jännite olisi ollut riittävä tähän, ne varustettiin 3000 voltilla testiajoneuvona. Saatu kokemus käytettiin myöhemmässä sähköautossa Italian rautatielinjoilla.

21. kesäkuuta 1903 František Křižík avasi 24 kilometrin pituisen paikallisen Tábor - Bechyně -sähköjunaradan Keski-Böömissä 2 × 700 voltin tasajännitteellä.

Vuonna 1911 sähkökäyttö 6500 voltin, 25 Hertzin vaihtojännitteellä aloitettiin Mariazellerbahnilla ensimmäisenä pitkän matkan reittinä Tonavan monarkiassa.

Alppien maat

Siksi sähkö vaihtoehtoisena energiana oli erityisen tervetullut sinne, missä sitä voitaisiin tuottaa edullisesti ilman kalliita materiaalien tuontia. Tämä pätee erityisesti Alppien Euroopan maihin, joissa energia tuotetaan vesivoimalla . Siksi sähkötoiminen rautatieliikenne vallitsi erityisesti vuodesta 1918 Itävallassa , Sveitsissä , Baijerissa , Pohjois-Italiassa ja Ranskan Alppien alueella.

Ensimmäiset vaihtovirtaradat alkoivat toimia myös erilaisilla sähköjärjestelmillä, jännitteillä ja taajuuksilla: Burgdorf-Thun-Bahn aloitti toimintansa vuonna 1899 matalajännitteisellä kolmivaiheisella virralla , Veltlinbahn vuonna 1902 suurjännitteellä. Stubaitalbahn -mittari ulottui vuodesta 1904 2,5 kilovolttia 42,5 Hertzillä, Murgausta Oberammergauhin kulkevaa täyden radan rautatieyhteyttä vuodesta 1905 5,5 kilovolttiin 16 Hertsiä jne. Näiden ensimmäisten yritysten saaristoalueiden vuoksi tämä tilanne näytti alun perin olevan ongelmaton. Mahdollisimman sujuvan toiminnan saavuttamiseksi oli kuitenkin järkevää olla yhtenäinen sähköjärjestelmä sekä rajat ylittävälle liikenteelle että ulottumalle. Hallintojen Baijerin VR ja Baden VR sekä Preussin-Hessenin VR sopivat siksi sähköistää niiden tärkeimmät rautateiden yksinomaan 15 kilovoltin 16⅔ Hertz vaihtojännite keskimääräinen ajolangan kuusi metriä yläosan kiskot. Yksivaiheinen vaihtovirta näytti olevan parempi muunnos tasavirtajärjestelmiin verrattuna, koska tasajännitettä ei voida muuntaa ja se on syötettävä tasaisesti ja tiheästi reitin varrella.

Kolmivaiheinen virtatekniikka, joka oli myös jo saatavilla, vaati kaksinapaisia ​​kaapeleita, jotka olivat hyvin monimutkaisia ​​etenkin kytkimissä ja risteyksissä. " Sopimus sähköjunatukien toteuttamisesta " tehtiin Baijerin osavaltion rautatiehallinnon ministerijohtajan Bernhard Gleichmannin ehdotuksesta . Se tuli voimaan 28. tammikuuta 1913. Itävallan ja Sveitsin sekä Norjan ja Ruotsin valtion rautatiet liittyivät myöhemmin sopimukseen. Tämän seurauksena sähköisten rautatieyhtiöiden keskinäinen riippuvuus oli osittain tekninen, osittain organisaation kannalta Saksan, Itävallan ja Sveitsin välillä.

Yhdessä naapurimaiden Saksan, Ranskan, Italian ja Slovenian kanssa Alpeilla sijaitsevilla mailla on vakioradan reittiverkosto noin 101 000 kilometriä vuodesta 2009/10, josta noin 56 000 kilometriä on sähköistetty.

Sveitsi

Sveitsin ensimmäinen sähköinen rautatie oli Vevey-Montreux-Chillon-raitiotie , joka avasi ensimmäisen yhdeksän kilometrin osuutensa Vevey-Planista Territetiin 6. kesäkuuta 1888 ja jota käytettiin edelleen kaksinapaisella uralla. 1,4 kilometriä pitkä jatko Chilloniin avattiin saman vuoden 16. syyskuuta. Sissach-Gelterkinden-rautatie ja Lauterbrunnen-Mürren-vuoristorata jatkoivat vuonna 1891 . Vuonna 1894 Chemin de fer Orbe - Chavornay aloitti tasavirtajännitteen Sveitsin ensimmäisellä vakioradan radalla.

Jo 1891, Charles Eugene Lancelot Brown , poika perustaja Sveitsin Lokomotiv- und Maschinenfabrik Winterthur (SLM) yhdessä Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski, osoitti pitkän matkan siirto kolmivaiheisen vaihtovirran välillä vesivoimalaitoksen in Lauffen am Neckar ja Frankfurtin läntisen juna -aseman välillä pituudella 280 km . Rautatieliikenteessä Brown huomasi, että kolmivaiheisilla vaihtomoottoreilla oli parempi teho-painosuhde kuin tasavirtamoottoreilla, ja kommutaattorin puuttuminen helpotti valmistusta ja ylläpitoa. Vuonna 1896 Brown ja Walter Boveri tekivät koeajot kolmivaiheisella autolla kapearaiteisella Luganon raitiovaunulla . Kolmivaiheiset koneet olivat kuitenkin paljon raskaampia kuin aikansa tasavirtamoottorit, eikä niitä voitu vielä rakentaa teliin; toisaalta kolmivaiheiset koneet työskentelivät vakionopeuksilla ja regeneratiivisella jarrulla , mikä teki koekäytön vuoristorata hyödyllisempi.

Brown, Boveri & Cie. Kahden yrittäjän perustama vuonna 1891 Badenissa , Sveitsissä . (BBC) havaintonsa 24. marraskuuta 1897, ensimmäinen osa Gornergrat - hammasrataa Zermattiin matkoja maailman ensimmäisen kolmivaiheisen veturin kanssa. Se avattiin virallisesti vuotta myöhemmin. Vaihtovirtaa taajuudella 40 Hertz ei ole vielä otettu valtion verkosta, vaan vesivoimalaitoksesta. Vuosien 1896 ja 1903 välisenä aikana rakennettu Jungfrau- rautatie toimii edelleen kolmivaiheisella virralla ja kaksinapaisella johdolla tähän päivään saakka. Vuonna 1899 sähköistettiin Burgdorf-Thun-Bahn, Euroopan ensimmäinen täyslinjainen rautatie, jonka kolmivaiheinen virta oli 750 volttia 40 hertsillä. Tätä varten rakennettujen luokan D 2/2 veturien teho oli 220 kilowattia, kaksi nopeustasoa 18 ja 36 kilometriä tunnissa ja painoivat 29,6 tonnia.

Vuonna 1906 Simplonin maailman pisin tunneli , vajaan 20 kilometrin pituinen, oli määrä ottaa käyttöön . Tätä tarkoitusta varten BBC otti 22 km: n pituisen Brig - Iselle -osan sähköistämisen kolmivaiheisella 3000 voltin virralla 16 Hertzillä. Tämän tarkoituksena oli osoittaa sähkökäytön edut odottamalla Sveitsin liittovaltion rautateiltä (SBB) tulevia tilauksia . Tähän osuudelta, joka sijaitsee pääosin tunnelissa, kolme sähkövetureiden RA 361-363 oli vuokrattu pois Veltlinbahn on Italian Rete Adriatica . Toiminnan aloittamisen mahdollisti Rete Adriatican hylkääminen kahdesta veturista Fb 3/5 364–365, joita BBC ja SLM olivat jo rakentamassa Italian rautateille. Simplon Orient Express oli pääsääntöisesti ainoa höyrykäyttöinen juna, joka kulki tunnelin läpi pelastaakseen tämän paraati-junan lataamisen. Vastauksena ensimmäisen maailmansodan hiilipulaan linja Brigistä Sioniin sähköistettiin vuoteen 1919 saakka . Vuonna 1922 avatun Simplon-tunnelin toinen putki sähköistettiin alusta alkaen.

Koekäytön Seebach-Wettingenin löytyy 1905 yksivaiheinen vaihtovirtaa sijasta moottorit.

1. heinäkuuta 1913 lähtien Rhaetian-rautateiden junat ovat kulkeneet yksivaiheisella vaihtovirralla Engadinessa . Vetureille Ge 4/6 toimitettiin erityyppisiä vetomoottoreita vertailua varten. 15. heinäkuuta 1913 yksityisomistuksessa oleva Lötschbergin vuorijono, ensimmäinen sähköinen Alpine-rautatie, jossa oli yksivaiheinen vaihtovirta, otettiin käyttöön. Myös vuonna 1913 SBB: n hallitus hyväksyi lainan Gotthardin reitin sähköistämiseen Erstfeldistä Göscheneniin. Ensimmäisen maailmansodan puhjettua vuonna 1914 valmistelutyötä jatkettiin kuitenkin vähäisemmässä määrin. Esimerkiksi SBB: n ensimmäinen sähkökäyttöinen juna saapui Bernin osavaltion pääkaupunkiin Thunista 7. heinäkuuta 1919 reitillä, jota ei ollut sähköistetty testitarkoituksiin, pois Gotthardin akselilta . Gotthardin tunnelin jatkojohto syötettiin ensin puolella Ritom-voimalaitoksen generaattoreiden jännitteestä (7500 volttia) 1. heinäkuuta 1920 . Sitten sähköistys eteni etelään ja pohjoiseen tunnelin molemmin puolin. Erstfeld - Bellinzona-radalla alkoi sähkökäyttö 29. toukokuuta 1921. Vuotta myöhemmin koko Luzern - Chiasso-linja oli sähkökäyttöinen.

Erityisesti jyrkkä Gotthard-rautatie sen korkeilla vaatimuksilla, jotka tekivät usein kaksinkertaisen vetovoiman ja junan jakamisen tarpeen, käytettiin seuraavina vuosina joihinkin tehokkaimmista sähkövetureista. Ae 8/14 11852 kaksinkertainen veturi , rakennettu vuonna 1938, oli tehokkain sähköveturi maailmassa kanssa tuntitehoon välillä 8162 kW ja 8826 kW (12.000 hv) (riippuen suurin sallittu lämpötilan nousu asetettu asetuksissa) . Ennen toista maailmansotaa alkanut moninkertaisen hallinnan kehittäminen teki nopeasti tällaisista voimakkaista ja siten joustamattomista ajoneuvoista tarpeettomia.

Vuoteen 1928 mennessä sähköistys oli kansainvälisesti edistyneintä Sveitsissä. Tuona vuonna 55,3% eli 1681 kilometriä (Bernhard Studerin mukaan) yli puolet SBB-verkosta oli sähköistetty. 1920-luvulta asti ennennäkemättömällä vauhdilla tapahtunut sähköistys ja siihen liittyvä teollisuuden ja kaupan sisällyttäminen toivat mukanaan tuolloin uhattavan työttömyyden. "Yksi syy siihen, miksi SBB: n sähköistystä edistettiin niin nopeasti, oli yksipuolinen riippuvuus Saksasta ja myös DR: stä, jonka hiilivaunut (jotka oli vuokrattu) toivat hiiltä Sveitsin höyrylaitteelle." "Neujahrsblatt" der Naturforschenden Gesellschaft "Zürichissä vuoteen 1929. Sama lähde julkaisi seuraavan vertailutaulukon (lyhennetty):

1928 rautatieyhtiö	Reitin pituus km	Sähkö / osat
Sveitsin liittovaltion rautatiet (2565 kilometriä raideleveyttä )	1 666	1589 km liitetyn verkon yhden vaiheen AC-jännite 15 kV: klo 16 2 / 3   Hertz 55 km ja Seetalbahn, yksivaiheinen AC-jännite 5500 volttia 25 Hertz, 22 km Simplon tunnelin, kolmivaiheista AC-jännite 3300 volttia 16 2 / 3   Hertz
Ferrovie dello Stato Italia	1 607	862 km liitetyn verkon kolmivaiheisen vaihtojännitteen, jossa on 3700 volttia 16 2 / 3   Hertz 364 km, neljä erillistä reittiä, kolmivaiheista vaihtovirtaa 3700 ja 3300 volttia 16 2 / 3  Hertz 105 km tasajännitteellä 650 V, kolmas kisko 101 kilometriä tasajännitettä 3000 volttia 172 kilometriä kolmivaiheista vaihtojännitettä 10 kilovolttia 45 hertsillä
Deutsche Reichsbahn (yhteensä 53600 kilometriä)	1 544	Neljä yksittäistä verkot 364, 154, 692 ja 155 km, yhden vaiheen vaihtojännitteen 15 kilovoltin at 16 2 / 3   Hertz, 225 km Berliinin kaupungin ja rengas rautatiet, suora jännite 800 V, kolmas kisko 49 km muiden jännitteet
Chicago, Milwaukee ja St.Paul USA	1043	705 kilometriä Harlowton - Avery , 3000 volttia DC 338 kilometriä Othello - Tyynenmeren rannikko, 3000 volttia DC
Ruotsin valtion rautatiet	892	Yksivaiheinen 15 kilovoltin vaihtojännite 16 2 ⁄ 3   Hertzin 434 kilometrillä Svartö - Riksgränsen (87 km Norjassa jatkuu Narvikiin ) 458 km Tukholma - Göteborg
Chemin de fer du Midi Ranska	919	Yhdistetty verkko 1500 voltin tasajännitteellä 765 kilometriä toiminnassa 145 kilometriä rakenteilla

Kolmivaiheinen Simplon-tunneli muutettiin yksivaiheiseksi AC-järjestelmäksi vasta maaliskuussa 1930, kun Sionin ja Brigin välinen kulkuosa oli muutettu kolme vuotta aiemmin. Tämä lopetti kolmivaiheisen vaihtovirtatekniikan iän Sveitsissä. Simplon-tunnelin muuntamisen myötä Italiassa seuraava Isellen ja Domodossolan välinen FS-linja varustettiin Sveitsin AC-järjestelmällä, jolla vain SBB (ja BLS ) -ajoneuvot ovat olleet sähkön jälkeen .

Vuoteen 1936 mennessä 71,7% eli 2144 kilometriä SBB-verkosta oli sähköistetty, mikä oli kasvanut 73,6 prosenttiin eli 2191 kilometriin toisen maailmansodan puhjettua. Siten höyryvetureilla käytettiin käytännössä vain haarajohtoja. Ottaen huomioon kivihiilen puutteen toisen maailmansodan aikana, kaksi E 3/3- vaihtohöyryveturia varustettiin sähkölinjalla syötetyllä kattilalämmitysjärjestelmällä ja ohjaamon virroittimilla vuosina 1942/1943 . Tätä linjaa ei kuitenkaan noudatettu. Päinvastoin verkon sähköistämistä edistettiin myös sodan aikana, koska aikataulu oli rajoitettava tai vaihdettava puun polttamiseen monilla edelleen höyryllä liikennöivillä reiteillä. Vuonna 1946 pelkästään SBB-verkosta sähköistettiin 92,8 prosenttia eli 2748 kilometriä.

Sveitsin valtion ja yksityisten rautateiden verkko, joka on 4527 kilometriä (josta noin 1300 kilometriä raideleveydessä ), on nykyään 98% sähköistetty.

Länsi-Itävalta

Heinäkuussa 1904 aloitettiin sähköinen koekäyttö 18,2 kilometrin pituisella Stubaitalbahnilla AEG- insinöörien Winterin ja Eichbergin äskettäin kehittämillä vaihtomoottoreilla alle 2,5 kilovoltin ja silloin laajalti käytetyllä 42,5 Hertzin taajuudella . Käyttö osoittautui kuitenkin ongelmalliseksi, varsinkin kun Innsbruckin raitiovaunu , joka avattiin vuotta myöhemmin tasajännitteellä, vaati järjestelmän erotuspistettä. Todella iso hyppy puolestaan ​​tehtiin 91,3 kilometrin pituiselle Mariazellerbahnille, joka avattiin höyryllä vuonna 1907 . Höyryveturit saavuttivat nopeasti rajoituksensa tällä kapearaiteisella vuoristoradalla, jota käytettiin samalla tavalla kuin päärautatietä, minkä vuoksi koko reitti sähköistettiin 6,5 kilovoltilla ja 25 hertsin vaihtovirralla kolmen vuoden kuluessa.

Ensimmäiset yksivaiheisella vaihtovirralla varustetut aukot vakioradan radoilla olivat tiiviisti yhteydessä Etelä-Saksaan . Itävallan valtion rautatie otti 26. lokakuuta 1912 käyttöön sähkötoiminnan Innsbruckin ja Scharnitzin välillä Saksan rajalla. Kaksi päivää myöhemmin, sähköinen toiminta on Mittenwaldbahn on Garmisch Itävallan C1 'veturissa 1060 sarja alkoi Baijerin puolella . Koska kahdeksas kansainvälinen rautatiekongressi Bernissä kesäkuussa 1910 perustui sopimukseen, joka koski 10 kilovolttia ja 15 hertsiä, oli mahdollista nostaa ajojohtimen jännite 15 kilovolttiin lyhyeksi ajaksi, mutta ei taajuutta vesivoima- ja muuntokoneissa, mikä riippuu turbiinin nopeudesta. Vasta kun Spullersee-voimalaitos aloitti toimintansa huhtikuussa 1922, taajuus säädettiin lopulta 16 hertsiin. Sodan alkuun saakka 5 km pituisen radan sähkölaitteet olivat vielä 15. huhtikuuta 1914 Salzburg - Freilassing lisäsi, Saksan puolella 35 km Berchtesgadeniin asti .

Kuten aikaisemmin Sveitsissä, Itävalta koki, että vaikka 15 kilovoltin ja 50 hertsin vaihtojännitteinen sähköjärjestelmä oli optimaalinen energiantuotannolle, suurjännitteellä toimiva vaihtovirtainen sarjakäämitty moottori kaarsi kommutaattorissa, jota oli vaikea hallita . Siksi yritettiin luoda kolmivaiheinen vaihtotaajuinen vaihtovirtajärjestelmä , joka soveltuu huomattavasti paremmin moottorikäyttöön, vetureihin asetettujen pyörivien vaihemuuntageneraattoreiden kanssa . Vastaava testi veturit numeroilla BBO 1180 ja BBO 1470 oli varustettu vuonna 1923 Ganz & Co: n ja BBO 1082 mennessä Siemens-Schuckert . Viime kädessä kuitenkin tilaa vievä vaihemuuntotekniikka korvattiin hallittavammalla matalammalla taajuudella 16⅔ Hertz. Ajatus tehon muuntaminen veturi tuolloin kuitenkin tuonut menestykseen 70 vuosi myöhemmin elektroninen puolijohde tehonmuunnin tekniikkaa .

Mittenwaldbahnin toiminnasta saatujen myönteisten kokemusten perusteella sodan päätyttyä päätettiin sähköistää Arlbergbahn , joka valmistui 14. toukokuuta 1925. Vuonna 1928 Brennerbahn sähköistettiin, Salzburg-Tiroler-Bahn vuoteen 1930 ja Tauernbahn vuoteen 1935 , jolla Länsi-Itävallan päärautatieverkko sähköistettiin kokonaan. Nykypäivän Itävallassa sähköistetään noin 3500 kilometriä noin 5500 kilometriä tavanomaisia ​​raideleveyksiä.

Saksa

Raitiovaunu- ja pikaraitioteollisuuden alkamisen jälkeen Preussin valtion rautatiet sähköistivät neljä itsenäistä verkkoa vuodesta 1910, joista noin 150 kilometriä Sleesian ja Keski-Saksan kaukoreiteillä ja lähes 40 kilometriä Berliinin ja Hampurin esikaupunkiradoilla. sähkökäytössä vuoteen 1920 saakka. Vuonna 1913 seurasivat Baijerin ja Etelä-Badenin ( Wiesen- ja Wehratalbahn ) rautatieyhtiöiden linjat . Alunperin Länderbahnen kehitti ensimmäisiä ajoneuvoja eri tavoin.

Vuoden 1920 jälkeen sähköistystä jatkettiin näissä ja muissa verkoissa Deutsche Reichsbahnin toimesta . 15. helmikuuta 1923 Reich liikenneministeri antoi käskyn päälle heidän tarpeistaan teknisen toimiston ja ulkomaisten viranomaisten [..] Sähkövetoisen , jossa pätevyys veturinkuljettajien ja muun henkilöstön sähköjunalla operaatio on asetettu.

Deutsche Reichsbahn listaa seuraavat vuodelle 1937:

Deutsche Reichsbahnin sähköistetyt verkot vuonna 1937

verkkoon	Etäisyys (km)	Kosketuslinjat (km)	Putket (km)	Ensisijaisten lähteiden muistiinpanot
Baijerin ja Württembergin välinen verkko	1156,37	3031,77	719,15	Etelä-Saksan verkko
Silesian verkko	394,89	873,90	156,28
Keski-Saksan verkko	314,87	1051,48	145,68
Wiesentalbahn	48.40	101.11	21.36	Uima
Höllentalbahn	55,60	90.15		20 kilovolttia 50 hertsin vaihtojännite
DC-rautatiet	21.91	27.10		Klingenthal - Sachsenberg-Georgenthal , Berchtesgaden - Königssee
Berliini (S-Bahn)	270,14	667.12		Voimakisko 750 voltin tasavirta
Hampuri (S-Bahn)	35,49	86.90		Ilmajohto 6,3 kilovolttia 25 Hz: n vaihtojännite
kokonaispituus	2297,67	5929,53	1250,66? (1042.47)	Vain tiedot DR (kokonaiskorjaus)

1960-luvulla reittiverkoston sähköistystä kiihdytettiin, vuonna 1963 sähköistettyjen reittien laajuus Deutsche Bundesbahnissa nousi 5000 kilometriin ja Deutsche Reichsbahn noin 1500 kilometriin. Vuonna 2004 noin 20000 km ja 46000km standardin mittari kappaleita on yhtenäinen Saksa oli sähköistetty. "Sähköistysaste" on siten matalampi kuin joissakin muissa maissa, mutta Saksan reittiverkolla on laajin sähköisen rautatieverkon laajuus Venäjän ja Kiinan jälkeen (vuodesta 2004/2006).

Helmikuusta 2018 lähtien noin 60% Saksan rautatieverkosta oli sähköistetty. Unionin ja SPD: n välillä vuoden 2018 alussa neuvotellun koalitiosopimuksen mukaan tämän osuuden on tarkoitus kasvaa 70 prosenttiin vuoteen 2025 mennessä.

S-Bahn Altona / Hampuri ja Berliini

Vuonna 1907 Preussin rautatieosasto Altona toimitti Hampuri-Altona -kaupunki- ja esikaupunkirautatielle sähköjohdon. Sovellusta varten oli yksivaiheinen jännite 6,3 kV ja taajuus 25 Hertsiä Saksan ensimmäisestä rautatien omistamasta hiilivoimalaitoksesta . Ensimmäisiä sähkömoottoreita, jotka koostuivat kahdesta tiiviisti toisiinsa yhdistetystä osastoautosta, käytettiin 1. lokakuuta 1907 . Molemmat juoksivat kaksiakselisella telillä kahden etuosan alla, joissa oli kuljettajan ohjaamot, joista toinen oli suunniteltu käyttölaitekehykseksi , ja kukin vapaalla ohjausakselilla lyhyen kytkimen päässä.

Raitiovaunuautoista otetut Tatzlager-asemat osoittautuivat kelvollisiksi yksinkertaisen ja kestävän rakenteensa ansiosta, ja siitä tuli myöhemmin myös standardi useimmille päärautatiejunille. Vuosineljänneksen junia, joissa on 122-124 paikkaa, voitaisiin vahvistaa yhden valmistumisen jälkeen tarpeen mukaan. Tammikuun 29, 1908 koko reitti Blankenesen ja Ohlsdorf on sähkökäyttöinen, matka-aika väheni 85-52 minuuttia. Vuodesta 1924 otettiin käyttöön seuraajasarja DR 1589a / b - 1645a / b , jonka merkittävin innovaatio oli kahden ajoneuvopuoliskon välinen Jakobs-teli . Vuodesta 1934 Reichsbahn nimitti sähkökaupungin ja esikaupunkiradan Hampurin S-Bahniksi .

Jo vuonna 1899 UEG oli laatinut luonnoksen Berliinin kaupungin, rengas- ja esikaupunkiradan toiminnalle tasajännitteellä. Berliinin Wannseebahnhof - Zehlendorf koekäytössä vuodesta 1901 (750 volttia), vuonna 1902 käyttöönotettu sähköinen rautatie (750 volttia) ja esikaupunkirata Berliini-Potsdamer Vorortbahnhof - Groß Lichterfelde Ost (550 volttia) muutettiin sähköjunaksi Vuonna 1903 kerätään laaja tekninen ja operatiivinen kokemus jatkosähköistystä varten. Kaikissa kolmessa raiteessa käytettiin suoraan jännitteisiä kiskoja ylhäältä tai sivulta. Vaihtovirran käyttö, josta on keskusteltu tällä välin - ensimmäiset linjat Hermsdorfin ja Bernaun asemille alkoivat jopa varustaa vuonna 1919 - hylättiin jälleen Berliinin paikallisraiteille, ja myös jännitettä oli tarkoitus käyttää muut esikaupunkirautatiet 1920-luvulla. Toisaalta kolmivaiheista virtaa saatiin julkisesta verkosta monissa kaupungin osissa ja muunnettiin kiinteillä tasasuuntaajilla, ja toisaalta johtokiskot asettivat profiilille vähemmän vaatimuksia kuin olisi tapahtunut ilmajohtojen kanssa .

8. elokuuta 1924 ensimmäisellä sähkökäyttöisiä juna sai pitkän pohjoisella lähiliikenneraiteiden välillä Stettinerissa Bahnhof kohteeseen Bernau Berliinin lähellä . Tätä päivämäärää pidetään myöhemmin niin kutsutun Berliinin S-Bahnin syntymäpäivänä . Käyttöjännite oli 750 volttia DC, jota syötettiin nyt alhaalta päällystettyjen kiskojen kautta. Kun ET 168 sarjan puolivälierissä juna periaate otettiin käyttöön Hampurissa, kuten ennenkin, mutta koostuu toimivia raiteilla auto ja ohjain auton. Vuosina 1924–1933 melkein kaikki Berliinin kaupunki-, rengas- ja esikaupunkilinjat muutettiin sähköjunaksi ja integroitiin Berliinin S-Bahn-järjestelmään. ET 168 -sarjan jälkeen hankittiin laajamittaisesti ET 165 -sarja vuodesta 1927 . Vuoteen 1930 mennessä Berliinissä oli jo sähköistetty noin 270 kilometriä S-Bahn-linjoja.

Edellä mainitusta Hampuri-Altona -kaupunki- ja esikaupunkiradasta syntyneen Hampurin S-Bahn -rautatieaseman osalta Reichsbahn päätti vuonna 1937 ottaa käyttöön Berliinin järjestelmän. Paremman kiihdytyksen mahdollistamiseksi Hampurissa käytettiin 1200 voltin sähköjärjestelmää. Uuden ET 171 -sarjan ensimmäiset tasavirtaa käyttävät junat aloitti säännöllisen liikenteen heinäkuussa 1940 rinnakkain edelleen käytössä olevien vaihtovirtajunien kanssa. Toisen maailmansodan vuoksi tämä sekaoperaatio päättyi vasta vuonna 1955.

Keski-Saksa

Positiivinen kokemus sähköisestä Hampuri-Altona -kaupunki- ja esikaupunkiradasta sai aikaan Preussin rautatiehallinnon sähköistämään pitkän matkan reitin kokeellisesti. Alun perin reitit Altona - Kiel ja Köln - Euskirchen - Karthaus oli tarkoitettu tähän tarkoitukseen, mutta Preussin sotaministeri hylkäsi tämän rajan läheisyyden vuoksi. Lopuksi valittiin Bitterfeld – Dessau-rautatie , joka lähellä olevien ruskohiilivarastojen ansiosta tarjosi hyvät olosuhteet energiantuotannolle, sillä oli useita päärautatieasemien työpajoja valuma-alueella eikä se ollut strategisesti merkittävä kauttakulkulinja.

18. tammikuuta 1911 aloitettiin sähköinen koekäyttö alun perin 25,6 kilometrin reitillä 5 kilovoltin ja 15 hertsin kanssa. Taajuus, joka on suhteellisen pieni verrattuna 50 Hz: n järjestelmiin, valittiin vähentämään kipinöiden muodostumista sähkön siirtämisen aikana ankkurikäämiin ja siten kollektorin kulumista sekä pyöreiden tulipalojen välttämiseksi. Myös 15-hertsisten moottoreiden rakentamisen kustannukset olivat alhaisemmat. 15 Hertz-moottoria vaati vain 84 kommutaattoriharjaa, kun taas 25 Hertzin taajuusmoottoreille vaadittiin 148 kommutaattoriharjaa.

¹ sähköinen veturi , jossa on 1'C1 " pyörä järjestely lainattu päässä suurherttuan Badische Staatsbahnen vedetään ensimmäisen junat, koska se on jo saanut sopii muuntajien testiajoja on 5,5 kilovoltin rautatien linja Murnau - Oberammergau . Tammikuun 25. päivänä otettiin käyttöön ensimmäinen Preussin sähköinen pikajunavaunu WSL 10501 (myöhemmin ES 1 ) ja 1. huhtikuuta 1911 linja avattiin julkiselle liikenteelle.

Kun lähetysjännite nostettiin 30: stä 60 kilovolttiin 24. maaliskuuta 1911, myös ajolangan jännite nostettiin 10 kilovolttiin, koska uudisrakennetut WSL 10502 HALLE ja WGL 10204 HALLE pystyivät suorittamaan viralliset koekäynnit vain 10 kilovoltista . Suunnitellulle koko Magdeburg - Dessau - Leipzig - Halle -reitille käytettiin kuitenkin 15 kilovoltin 16⅔ Hertz -järjestelmää, josta sovittiin Badenin , Baijerin ja Preussin rautatiehallintojen kanssa päärautateille (samoin kuin myöhemmin sähköisille linjoille Sleesiassa) . kesällä 1913 . Tähän liittyvä Muldensteinin rautatievoima toimitti sähköä 16⅔ Hertzissä jo 1. elokuuta 1911, mutta tämä yritys keskeytettiin muutaman kuukauden kuluttua takuuseen liittyvistä syistä, minkä vuoksi jouduttiin odottamaan kaksi vuotta siirtymiseen järjestelmään, joka on edelleen käytössä tänään.

Omat veturit, joita käytettiin tai oli tarkoitettu käytettäväksi vuodesta 1914 lähtien, olivat

• Testi veturit ES 1 ff kanssa epätavallinen akselin kaava 2'B1', mekaaninen osa Hanomag , sähköinen osa ES 1 SSW , ES 2 AEG , ES 3 BEW kukin eri sarjan moottori malleja, kiertokanki on järjestetty pystysuoraan moottorin ja kytkemällä tangot korosti mekaanista lyömällä liikkeensä. Osa liian voimakas,
• Testaa vetureita EG 502 ff (myöhemmin Reichsbahn-sarja E 70) tavarajunaliikenteelle eri valmistajilta, kuten AEG, Felten & Guilleaume , BBC , MSW ja Schwartzkopff , kallistettu käyttö ilman juoksevia akseleita , erityyppiset ohjaimet (mukaan lukien ohjaus vaihe- ja kiertomuuntaja EG 506: lle),
• Yksi veturi EG 501 1912, piirustettu matkustajaveturiksi EP 201 vuonna 1915,
• Sarjan veturit EG 511 ff (myöhemmin Reichsbahn-sarja E 71.1) vuodelta 1914, suunniteltu tavarajunaliikenteeseen, osittain käytössä vuoteen 1958 asti Wiesen- ja Wehratalbahn-alueilla ,
• Sarja veturit ES 9 ff (myöhemmin Reichsbahn E-sarjan 01) 1914, 1'C1 'veturit tarkoitettu express-junalla, mutta yliverottaa, eläkkeellä kunnes 1929,
• Sarjan veturit EP 202 ff (myöhemmin Reichsbahn-sarja E 30) vuodelta 1915, rakenteeltaan samanlaiset kuin ES 9-19, mutta pienemmillä vetopyörän halkaisijoilla matkustajajunien palvelua varten.

Dessaun valtion rautateiden korjaustyöt rakennettiin erityisesti sähkövetureiden kunnossapitoa varten vuodesta 1924 lähtien ja otettiin käyttöön 2. joulukuuta 1929.

Dessau - Bitterfeld -reittiä käytettiin myös intensiivisesti testireitinä Berliinin kaupunki- ja esikaupunkirautateiden toiminnalle yksivaiheisella vaihtovirralla, joka oli vielä suunniteltu tuolloin. Tätä tarkoitusta varten kolme kaksiakselista teliä EB 1 - EB 3 yhdistettiin lukuisiin olemassa oleviin osastoautoihin niin kutsutun moniosaisen junan muodostamiseksi . Vaatimuksena oli kuljettaa juna, joka koostui kuudesta kolmiakselisesta osastovaunusta (145 tonnia) kiihtyvyydellä 0,28 m / s². Koska kokeet osoittautuivat onnistuneiksi, AEG ja MSW tilasivat yksitoista ylimääräistä voimakehystä. Kun Berliinin sähköistyssuunnitelmat muutettiin tasavirtakäyttöön kiskoilla, näitä moottoroituja runkoja käytettiin DRG-sarjan E 42 sähkövetureiden rakentamiseen akselikaavalla B'B 'kevyt matkustajajunaliikenne. Niitä käytettiin Sleesian reittiverkostossa vuoteen 1945 asti.

Operaatio 11,8 kilometriä pitkällä Bitterfeld - Delitzsch-osuudella, joka oli alun perin suunniteltu syyskuulta 1913, aloitettiin vasta 15. joulukuuta 1913. Alun perin 1. marraskuuta 1913 suunnitellun Dessau - Zerbst -osan avaamista lykättiin myös siten, että touko- ja kesäkuussa 1914 vain Wahren - Leipzig - Mockau - Schönefeld ja Delitzsch - Neuwieditzsch -linjat voitiin avata. Ensimmäisen maailmansodan alkaessa sähkötoiminta Keski-Saksassa lopetettiin jälleen 4. elokuuta, kupariset ilmajohdot purettiin ja toimitettiin aseteollisuudelle . Suuri määrä veturit luovutettiin Silesian testi verkon ja, lokakuussa 1915 Muldenstein luistonesto voimalaitoksen alkoi tuottaa kokeellisesti typpihapon avulla Birkelandin - Eyde menetelmä lannoitteita ja räjähteet.

Deutsche Reichsbahnin perustamisen jälkeen ennen ensimmäistä maailmansotaa valmistuneet osiot "sähköistettiin" uudelleen ja muut linjat varustettiin ilmajohdoilla. Sleesiaan palanneet ajoneuvot palasivat vähitellen käyttöön, lisättiin uudemmat ajoneuvot, kuten ES 51ff (myöhemmin Reichsbahn-sarja E 06, 1. sarja) tai kaksi elT 501 Magdeburg -vaunua (myöhemmin Reichsbahn-sarja ET 82 01). Keski-Saksan sähköistetyn reittiverkon kokonaispituus oli vuonna 1935 287 kilometriä, ja yksittäisten raiteiden pituuden ollessa yhteensä 1016,6 kilometriä. (EB 1935/1, s.7).

Toisen maailmansodan jälkeen sähköjunaliikennettä voitaisiin aloittaa uudelleen. Potsdamin sopimuksen ja Neuvostoliiton sotilashallinnon (SMAD) määräyksen nro 95 hyvityksiä koskevien määräysten mukaisesti ilmajohdot purettiin 29. maaliskuuta 1946, mikä lopetti sähkötoiminnan Saksan keskiverkossa. Voimalaitoksen laitteet ja sähköveturit kuljetettiin Neuvostoliittoon.

Vuodesta 1955 ks. Aikakauslehti Deutsche Reichsbahnin sähköistämisestä DDR: n alueella .

Sleesia

Sleesian sähköjunaliikennettä harjoitti Preussin valtion rautatie alun perin kokeiluvuodesta vuodesta 1914 Nieder-Salzbrunn-Halbstadt -päälinjalla ja Deutsche Reichsbahn laajensi siihen asti toisen maailmansodan puhkeamiseen. Ensimmäisen maailmansodan aikana täällä ei ollut keskeytyksiä sähkörautatielle, koska toisin kuin Keski-Saksassa, lähellä ei ollut virtaa kuluttavaa kemianteollisuutta. Lisäksi siirtämällä veturit Saksan keskiverkosta sähköinen koekiskoliikenne voitaisiin keskittää tähän. Toisin kuin Preussin esikaupunkirautatiet ja Keski-Saksa, Sleesian toiminnalle oli ominaista pitkät kaltevuudet ja monet käyrät. Tällä matalalla vuorijonolla olisi voinut olla toiminnallisia etuja sähkökäytön avulla, mutta tuolloin veturitekniikkaa ei ollut vielä kehitetty riittävästi näiden etujen todelliseen hyödyntämiseen.

Tärkein reitti sähköistetty verkossa oli Sleesian vuoristojunasta päässä Schlauroth ratapihan lähellä Görlitz jotta Waldenburgissa ja sieltä Wroclaw . Kaiken kaikkiaan Sleesian reittejä käytettiin tärkeänä koekenttänä Saksan sähköjunaliikenteen kehittämisessä tuolloin. Keski-Saksasta siirretyistä sarjoista saatiin uutta kokemusta, mutta uusia ajoneuvoja rakennettiin myös erityisesti vuoristoradan tarpeita varten. Vuonna 1917 rakennettu EP 235 (myöhemmin E 50 35) oli ensimmäinen Preussin matkustajaveturi vuoriradoille, ja sillä oli maailman suurin sähköveturin käyttömoottori. ET 87 -sarjan kiskot suhtautuivat hyvin epätavalliseen tapaan, koska ne perustuivat edelleen sähkövetureihin ja järjestivät sauvakäytön moottorikäyttöiseen teliin kolmiosaisen ajoneuvon keskiosaan. Toisaalta Wroclaw Reichsbahndirektionissa 1920-luvulta lähtien käytetyt ET 88- ja ET 89 -vaunut korvattiin tavallisilla tapitetuilla vetolaitteilla.

Muiden Sleesian päälinjojen sähköistystä ei tapahtunut Berliini-München-linjan suosiman sähköistämisen ja lopulta toisen maailmansodan vuoksi. Haarajohtojen avulla Sleesian sähköistetty reittiverkosto laajeni eniten 390,5 kilometrillä vuoteen 1938 mennessä. Tammikuussa 1945 uudemmat sähköveturit ja sähkövaunut siirrettiin Keski- ja Etelä-Saksaan ennen lähestyvää itärintamaa . Sodan jälkeen ilmajohdot purettiin ja suuri osa mastoista pysyi pystyssä.

Kun sähkökäyttö otettiin uudelleen käyttöön 1960-luvulla, esimerkiksi Wrocław (Breslau) - Jelenia Góra (Hirschberg) vuonna 1966, joitain vanhoja mastoja voitiin vielä käyttää.

Etelä-Saksa

Baijerissa yksivaiheinen vaihtovirta aloitettiin jo vuonna 1904 Ammergaubahnille ilmestyneellä sähköveturilla. Vuonna 1908 osavaltion parlamentti hyväksyi varat Mittenwald- rautatien ja Salzburg-Berchtesgaden-rautatien sähköistämiseen . Ensinnäkin vuonna 1909 avattiin 4 kilometriä pitkä Königsseebahn 1000 voltin tasajännitteellä. Valitessaan tulevan pääreittiverkon sähköjärjestelmää baijerilaiset tukeutuivat itävaltalaisiin, mikä ilmeni vuoden 1913 sopimuksessa. 26. lokakuuta 1912 kuk Österreichische Staatsbahn esitteli sähkökäytön reitillä Innsbruckista Baijerin rajalle Scharnitziin, aluksi taajuudella 15 Hertz. Kaksi päivää myöhemmin Baijerin Mittenwald- rautatiellä alkoi sähkökäyttö Itävallan C160-sarjan vetureilla , jotka jatkuivat sieltä Garmischiin .

Huhtikuusta 1913 Baijeriin toimitettiin viisi EP 3/5 -sarjan (myöhemmin EP 1 , Reichsbahn-sarja E 62) 1'C1-veturia . Ne olivat ensimmäisiä saksalaisia ​​sähkövetureita, joissa oli sähköjunalämmitys. Baijerin kuninkaallinen valtion rautatie aloitti 29. toukokuuta 1913 sähköjunien liikenteen Ausserfernbahnilla Garmischin ja Reutten välillä Itävallassa . Itävallan veturit juoksivat Mittenwaldbahnilla Innsbruckista Garmischiin, kun taas baijerilaiset koneet vetivät junia Ausserfernbahnilla Garmischista Reutteen. 15. huhtikuuta 1914 aloitettiin sähkökäyttö 35 kilometrin pituisella Freilassing - Berchtesgaden -radalla , joka johti Freilassingista viisi kilometriä edelleen Itävallan puolella Salzburgiin . Operaatio suoritettiin EP 3/6 -tyyppisillä vetureilla (myöhemmin Reichsbahn-luokka E 36), mutta ensimmäinen EP 3/6 20101 otettiin käyttöön vasta saman vuoden 27. toukokuuta. Kolme muuta veturia lisättiin lokakuuhun 1915 mennessä.

Walchenseen voimalaitoksen käyttöönoton ansiosta vuonna 1924 uuden Reichsbahnin sähkökäyttöinen verkko laajeni ensimmäisen ja toisen maailmansodan välillä, etenkin Etelä-Saksassa . Deutsche Reichsbahnin tätä tarkoitusta varten laatimassa ensimmäisessä uusien ajoneuvojen hankintaohjelmassa, 2. elokuuta 1921 annetussa " Wechmann-suunnitelmassa ", sähköveturit oli tarkoitettu erilaisiin operatiivisiin tehtäviin. Näiden tulisi muun muassa käyttää kokoonpanoja, jotka ovat mahdollisimman yleisiä muiden suurten vetureiden kanssa. Esimerkiksi, dual-moottori vetomoottoreissa raskaan 2'BB2 'matkustaja veturit EP 5 luokka (myöhemmin E 52 sarja ) olivat identtiset EG 5 ja E-91 rahti veturit . Tämän uuden muotoilun myötä edellisestä mallista, jossa oli hitaasti käyvä suuri moottori, luovuttiin ja päätettiin neljän pienemmän sähkömoottorin hyväksi. Moottori oli järjestetty kahteen ryhmään yhtenäiseksi rungoksi. Kullakin ryhmällä oli kaksi moottoria, jotka käyttävät yhteistä akselia akseleiden välityksellä. Tämä puolestaan ​​käytti tunkiakselia kaltevien kiertotankojen kautta, joka oli kytketty kytkentäsauvoilla, joissa kussakin oli kaksi vetoakselia. Ajoneuvon osan valmisti Maffei ja sähkölaitteet WASSEG, AEG: n ja SSW: n yhteisyritys. Valmistajat toimittivat nämä sekä veturit

• ES 1 (21 kappaletta, myöhemmin sarja E 16 ),
• EP 2 (26 kappaletta, myöhemmin sarja E 32 ) ja
• EG 3 (31 kappaletta, myöhemmin E 77 -sarja ).

vuosina 1924 ja 1926 DR: lle. ES 1 (myöhempi DR-sarja E 16 ) ei enää käyttänyt tavanomaista sauvakäyttöä, vaan yksiakselista voimansiirtoa. Myönteisiä kokemuksia tuli Sveitsistä, jossa Ae 3/6 akselijärjestelyllä 1'Co1 ja nivelvipu käytti Buchliin jo vuonna 1921 .

23. helmikuuta 1925 sähköjunaliikenne Garmisch-Partenkirchen-München-rautatielinjalla saavutti ensimmäisen kerran Münchenin päärautatieaseman . ET 85 -sarja hankittiin paikallista esikaupunkiliikennettä varten, joista ensimmäiset muutettiin höyryvaunuista. E 60 -sarja hankittiin vaihtotyöihin suuremmalla Münchenin alueella . Regensburg saavutettiin vuonna 1927, Augsburg vuonna 1931, Ulm ja Stuttgart vuonna 1933 ja lopulta Nürnberg vuonna 1935. Suunniteltu aukko suljettiin Saksan keskiverkoston kanssa vuonna 1944, mutta se keskeytyi lähes 50 vuodeksi sodan tulosten seurauksena.

Luokan ET 65 kiskobussit oli hankittu varten esikaupunki liikenteen Stuttgartissa . E 77 -sarjan seuraajana kehitettiin E 75 -sarja , joka lupasi parempia ajo-ominaisuuksia yksiosaisen rungon ansiosta. ET 91 , joka tunnetaan myös nimellä "Lasijuna", on myös yksi eteläisen Saksan kiskojen erikoispiirteistä . Havainto auton akselin kanssa kaavan Bo'2 'on lasitettu ympäri katolle osiin. Sveitsimatkoihin se oli varustettu toisella virroittimella, jossa oli kapeampi rokkari. Kaksi kopiota rakennettiin, yksi ajoneuvo tuhoutui pommi-iskussa vuonna 1943 ja toinen vahingoittui pahoin Garmisch-Partenkirchenin onnettomuudessa vuonna 1995.

Yksiakselinen käyttö, ensimmäiset vakioveturit

Aikaisemmilla voimansiirroilla, joissa oli valtavat yksittäiset moottorit, kampi ja kytkintangon voimansiirto, oli huomattavasti levottomampi kulku kuin höyryveturien mäntämoottoreilla, varsinkin suuremmilla nopeuksilla. Siksi ne olivat kulutusta kuluttavia, kalliita ja liian hitaita. Siksi noin vuonna 1920 tutkittiin tarkemmin monimoottorista yksiakselivoimaa . Toistaiseksi tätä on vältetty, koska suhteessa painoon voidaan saavuttaa suurempi suorituskyky suuremmilla moottoreilla kuin useilla yksittäisillä moottoreilla. Useita vetureita rakennettiin käytännön kokeita varten: SSW / Borsigista E 16 101 ja E 18 01 (tai uudempi E 15 01 jalustalaakerilla ), AEG E 21 01 ja 02 Westinghouse-jousilaitteella ja Bergmann Electricity toimii yhdessä Linke-Hofmann-Werken E 21 51: n kanssa, onttoakselikäyttöinen .

Ensinnäkin erityisillä rakenteellisilla toimenpiteillä oli myös puututtava siihen ilmiöön, että yhdellä vetolaitteella, jolla oli suuri moottoriteho, käynnistettäessä - kuten periaatteessa kaikkien moottoriajoneuvojen kohdalla - koko runko kallistui ajosuuntaan, mikä keventää etuosan kuormaa akselit ja "liukuminen". Erinomaiset testitulokset AEG-veturilla E 21 johtivat pikajunavaunusarjan E 17 kehittämiseen, jossa jousikupin käyttölaite kehitettiin edelleen Westinghouse- vetolaitteesta , ja jatkoi E 18 -sarjan periaatteen noudattamista .

Vuodesta 1924 raskas tavaraveturi EG 581ff (myöhemmin E 91.8), joka oli edelleen suunniteltu ja rakennettu vanhojen periaatteiden mukaisesti (kolmiosainen veturi, sauvakäyttö ), oli ainakin Sleesian ja Etelä-Saksan yleinen tyyppi. verkoissa. Saksan rautatieliikenneteollisuus ponnisteli kaikin tavoin välittämättä yhteydestä uuteen tekniseen kehitykseen ja kehitti vuonna 1932 omalla kustannuksellaan kolme testiveturia, joissa oli telit ilman juoksevia akseleita ja tapit, joissa akselikaava Bo'Bo ': E SSW: ltä 44 001, MSW / Schwartzkopffilta E 44 101 ja Bergmann / Schwartzkopffilta E 44 201, joista SSW-veturi vaikutti eniten. Tuotannollaan alkoi Saksan menestyneimmän sähköisen veturin historia, josta lähes 200 konetta otettiin käyttöön. Ne alun perin käytetään pääasiallisesti vasta sähköistetty linja Augsburg kautta Geislinger Steige ja Stuttgart 1933 . Suuremmat tavaraveturit E 93 ja E 94 rakennettiin samalla tavalla .

Sen jälkeen rakennettiin valtava E 95 -sarjan kaksoisveturi, jossa oli lukituslaakeri, mutta vain kuusi niistä, koska E 93 -sarja oli yksinkertaisempi ja kustannustehokkaampi, mutta yhtä voimakas veturi. Vahvistettu versio E 94 -sarjasta kehitettiin sitten tästä .

Rautavaunujen osalta tapahtui myös siirtyminen yhtenäisiin malleihin: ET 25 -sarja, joka hankittiin vuonna 1935 pikajunille ja nopealle esikaupunkiliikenteelle, poikkesi ET 55 -sarjasta, joka hankittiin neljä vuotta myöhemmin toissijaisille ja vuoristoreiteille, vain välityssuhteessa. Näiden kahden kaksiosaisen kiskosarjan lisäksi tähän sarjaan luotiin myös kolmiosainen sarja ET 31 .

Toisen maailmansodan jälkeen Saksan liittotasavallassa nykyiset sähköveturit olivat alun perin riittäviä eteläisen Saksan verkon toimintaan, mutta vuonna 1950 Deutsche Bundesbahn päätti ostaa lisää sähkövetureita, jotka - myös kokeilun perusteella - E 44 - johti uuden sähköinen standardi veturin ohjelma 1950 -vuotiaille kehitetty.

Katso vuoden 1949 jälkeiseltä ajalta aikakauslehti Deutsche Bundesbahnin sähköistämisestä .

Ruotsi

Ruotsin Statens Järnvägarilla vuosina 1905-1907 reitillä Tomteboda - Värtan (kuusi kilometriä) ja Tukholma - Järfva (seitsemän kilometriä) tehtiin testitoimintoja 5000 - 22 000 voltin vaihtojännitteellä Robert Dahlanderin johdolla . Tätä tarkoitusta varten saksalaiset Siemens-Schuckertwerke ja Westinghouse Electric toimittivat yhteistyössä amerikkalaisen Baldwin Locomotive Worksin kanssa sähköveturin, ja AEG toimitti sähkölaitteet kahdelle "moottoriajoneuvolle" ja kahdelle sivuvaunulle.

Yksityiskohtaiset tutkimukset kaikista ajoneuvojen osista ja energiansaannista sekä kustannuksista ja kohtuuhintaisuudesta tehtiin. Kokeiden päällikkö Dahlander päätyi siihen johtopäätökseen, että rautatieliikenteessä tuskin voisi olla "yksinkertaisempaa ja halvempaa toimintatapaa kuin käytetty yksivaiheinen vaihtovirta".

Sillä malmin rautatien Pohjois-Ruotsissa, joka oli saavuttanut kapasiteetin rajoja , päätettiin vuonna 1910 vaihtoehtona kaksinkertainen rata laajennus sähköistyksen yksivaihejärjestelmissä vaihtovirtaa. Vuoteen 1915 mennessä Siemens oli suorittanut 129 kilometrin osuuden Kiirunan ja Norjan rajan välillä 15 kilovoltin 16⅔ Hertzillä. Erityisenä ominaisuutena on mainittava, että tämän sähköisen toiminnan oli täytettävä tiukimmat ilmasto-olosuhteet. Koska odotukset täyttyivät, ajojohtoa jatkettiin Gällivareen vuoteen 1920 saakka ja kaksi vuotta myöhemmin Baltian Luulajan satamaan . Vuonna 1923 Norjan puolella saatettiin sähkötoiminta lopulta päätökseen yli 42 kilometriä Narvikiin .

Sähköistystä jatkettiin erittäin tärkeänä vuoteen 1945 asti runsaan vesivoiman ansiosta. Saavuttuaan Ruotsin eteläkärjessä sijaitsevaan Trelleborgiin ja sulkien viimeisen eteläisen ruotsinkielisen verkon ja malmiradan välisen aukon, 2171 kilometrin yhteys Lapin Riksgränseniin oli maailman pisin yhtenäinen sähkökäyttöinen rautatie. Toisin kuin muissa rautateissä, joissa teollisuuden taajuus on 50 Hertsiä, Ruotsi selvisi ilman omia rautatievoimalaitoksiaan ja piti parempana suoraa purkamista kansallisesta verkosta. Paikalliset pyörivät muuntimet huolehtivat muunnoksesta vaadittuun 16⅔ Hertz -taajuuteen . Toimintaa varten vuosina 1925-1952 D- sarjan tavanomaisia vetureita hankittiin useissa sarjoissa. Toisin kuin muissa maissa, nämä ajoneuvot eivät poikenneet sauvakäytöstä estääkseen yksittäisten vetoakselien liukastumisen, mikä voidaan välttää vain yksiakselisten käyttöjen monimutkaisilla säätöillä. Lisäksi akselikaava 1'C1 ', jossa oli vetomoottoreiden ja tunkkiakselin epäsymmetrinen järjestely, säilyi viimeiseen toimitussarjaan asti . Tätä veturisarjaa rakennettiin yhteensä 417 yksikköä. Vuonna 1953 Pohjois-Ruotsin raskaiden malmijunien liikennöimiseksi alun perin kaksi D-veturia yhdistettiin kaksoisveturiksi , joista kummassakin ei ollut ohjaamoa . Näin sarja Dm . Kun suorituskyky ei enää ollut riittävä, vuonna 1960 lisättiin keskiosa ilman ohjaamoa, mikä johti Dm3-sarjaan .

1970-luvun nykykirjallisuudessa oletetaan edelleen, että Ruotsin, Norjan ja Saksan samanlaiset sähköjärjestelmät kytketään viimeistään Øresundin yhteyden valmistuttua . Kuitenkin 25 kilovoltin ja 50 Hertz -järjestelmän käyttö pitkien rautatieyhteyksien Tanskassa lopulta esti tämän suoran yhteyden.

Italia

Ensimmäistä kertaa sähkökäyttö suoritettiin Italian rautatielinjoilla kahdella akkukiskosarjalla , Rete Mediterranea (RM) vuosina 1899-1904 ja Rete Adriatica (RA) vuosina 1898-1903. Käytettiin sarjoja RM 5101 ja 5102 sekä RA 001–004 . Molemmat koetilat eivät kuitenkaan onnistuneet.

Vuosina 1901–1902 ns. " Ferrovie Varesine " sähköistettiin kiskoilla . Järjestelmää käytettiin vuonna 1925 myös Napolin Metropolitana FS: ssä .

Rautatieyhtiö Rete Adriatica (RA) avasi vuonna 1902 Pohjois-Italiassa sijaitsevan Veltlinbahnin , joka suunniteltiin maailman ensimmäiseksi suurjännitteiseksi sähköistetyksi päärautatieversioksi ja joka toimi aluksi "testiradana" uuden kolmivaiheisen virran testaamiseksi. tekniikka päälinjoille. Budapestin Ganz & Co. toimitti kolmivaiheisen 3000 voltin ja 15,6 Hertzin virran. Myös Ganzilta alun perin kymmenen neliakselista myöhempää tyyppiä FS E.1 ja E.2 olevaa kiskoa , kaksi myöhempää tyyppiä FS E.430 olevaa Bo + Bo-veturia ja vuodesta 1905 kolme 1'C'1-kolmivaiheista veturia myöhempää tyyppiä FS E.360 käytetty. Aikaisempien italialaisten tasajännitteisten ajoneuvojen lisäksi, joissa on kisko ja akku (testikäyttö), se oli ensimmäinen sähköinen täysikiskoinen ajoneuvo Italiassa. Sähköä toimitettiin virroittimien kautta , ja RA 361–363 (FS E.360) -veturit varustettiin ensimmäisen kerran vanteen virroittimilla SBB Simplon -linjalla. Rete Adriatica ja sen verkko otettiin haltuunsa vuonna 1906 vuotta aiemmin perustetulla Ferrovie dello Staton (FS) valtion rautateillä .

"Trifase" -järjestelmän ilmajohto koostui kaksoislinjoista ja kisko kolmannen vaiheen johtimena kolmivaiheiselle vaihtovirralle . Vetureissa oli vastaavasti virroittimet, joissa oli pariliitokset, jotka oli eristetty toisistaan. Koska veturit juoksivat asynkronimoottoreilla , nopeuksia voitiin vaihtaa vain napanvaihdolla, mutta ei jatkuvasti muutettavissa. Yhteiset nopeustasot olivat 35, 50, 75 ja 100 kilometriä tunnissa. Tämä haitta ja kaksinapainen ajojohdin, joka on erittäin monimutkainen, etenkin kytkinten alueella, ei estänyt Trifase-järjestelmän nopeaa laajentumista Pohjois-Italiassa olemassa olevan kokemuksen, kestävän tekniikan ja edullisten kustannusten ansiosta , vaikka ensimmäiset yksivaiheiset vaihtovirtajärjestelmät olivat käyttövalmiita jo vuonna 1905. Reitit Leccosta (Comojärvi) Colicon kautta Sondrioon, haaralinjalla Colicosta Chiavennaan sekä jatkot Monzaan ja Tiranoon, jotka avattiin vuosina 1914 ja 1932 (yhteys Rhaetian rautatieliikenteeseen ), olivat myös vasta myöhemmän pohjoisen Italialainen "Trifase" -järjestelmä, joka koostui viidestä aliverkosta, pääasiassa Piemontessa, Liguriassa, Trentinossa ja Etelä-Tirolissa. Kuitenkin Veltlinbahnin ja Italiassa sijaitsevien linjojen välillä, jotka myöhemmin sähköistettiin samalla kolmivaiheisella järjestelmällä, ei ollut jatkuvaa sähkökäyttöä.

Toinen ja suurin osa-verkon venytetty pitkin Ligurian rannikolla ja alkoi 1908 Giovi Railway alkaen Genovan poikki Apenniinien on Ronco . Tällä voimakkaasti kuljetulla reitillä, jolla on myös runsaasti kaltevuuksia ja tunneleita, sähkökäytön paremmuus höyryvetureilla tapahtuvaan toimintaan nähden osoitti ensimmäistä kertaa, että tosiasiallisesti epätyydyttävä reitti ei enää aiheuttanut vaikeuksia kontaktilinjan käytössä. E.550- sarjan viiden kytkimen veturit pystyivät kuljettamaan 400 tonnin painoisia junia, joiden huippunopeus oli 50 km / h 7,2 kilometrin pituisella ja 3,5 prosentin jyrkällä kaltevuudella. Kuten vuonna 1930 Veltlinbahnilla, käytettiin 3600 voltin jännitettä taajuudella 16⅔ Hertz. Seuraavina vuosina linja sähköistettiin Torinon kautta Mont-Cenis-tunneliin , Modane saavutettiin Ranskan rajalla vuoteen 1920 mennessä ja jäljellä oleva aukko Roncon ja Torinon välillä suljettiin vuosina 1921/22. Vuosina 1935–1940 Tendabahn , joka on nyt vain osittain vain dieselkäyttöinen , oli osa tätä toista ja laajimmin haarautunutta kolmivaiheista verkkoa. Kaksi muuta, pienempää osaverkkoa ulottui Trenton ja Itävallan rajalla sijaitsevan Brennerin rautatieaseman välillä ja erillisenä sähkötoimintana Firenzen ja Bolognan välisellä reitillä . Viidenneksi aliverkkona, 28. lokakuuta 1928 Rooman ja Tivoli Prenestinan välisellä reitillä ja 23. maaliskuuta 1929 Sulmonaan yhteensä 172 kilometrillä, kolmivaiheinen operaatio 10 kilovoltin ajojohtimella ja teollisella taajuudella 45 Hertz perustettiin testitarkoituksiin. Italian kolmivaiheinen verkko käsitti 1840 kilometriä reittiä huipussaan vuonna 1942.

Simplonin tunnelia, joka sähköistettiin kolmivaiheisella virralla vuosina 1906–1930, ylläpitää Sveitsin liittovaltion rautatiet (SBB), mutta puolet on Italiassa. (katso kohta Sveitsi )

Ensimmäistä kertaa tasavirtaa käytettäessä Milano - Varese - Porto Ceresio -johto sähköistettiin 650 voltilla virtakiskojen kautta vuosina 1901 ja 1902, ja käyttö suoritettiin FS-sarjan E.220 , E.320 , E sähkövetureilla . .321 ja E.620 . Vuodesta 1923 Benevento - Napoli -johto alkoi varustaa 3000 voltin tasajännitteen ajojohtimella, ja toiminta tämän tyyppisellä virralla otettiin käyttöön vuodesta 1928 FS E.625- ja FS E.626 -vetureilla, jotka rakennettiin vuodesta 1926 . Toisen maailmansodan aikana Roma - Sulmona -johto otettiin pois kolmivaiheisesta virtalähteestä ja rakennettiin uudelleen tasajännitteellä, kun taas Pohjois-Italian linjat, paitsi Tenda-rautatiet, selvisivät sodasta suhteellisen hyvin. Vaikka esimerkiksi Firenzen ja Bolognan välillä vuonna 1934, jotkut ensimmäisistä reiteistä vaihdettiin tasajännitteelle ennen sotaa, Trifase-aikakausi Italiassa päättyi vasta toukokuussa 1976. Toisin kuin alkuvuosina, kun erityisesti jyrkät vuoristotiet johtivat siirtymiseen höyrystä sähkökäyttöiseksi, nopeusrajoitus korkeintaan 100 km / h kaksoisjohtimen jälkijännityksen puuttuessa oli yhä tärkeämpi . Nykyään vain Gornergrat- ja Jungfrau- rautatiet , Corcovado-vuorirata Rio de Janeirossa ja Chemin de Fer de la Rhune , kaikki ne teline- ja hammasratat, joilla on alhainen enimmäisnopeus, toimivat kaksinapaisella kolmivaiheisella johdolla. Italiassa 18 000 kilometristä vakioradan radoista noin 11 000 kilometriä on sähköistetty tänään.

Ranska

Ranskalaisella alueella paristokäyttöä koskevia kokeita tehtiin ensimmäisen kerran vuosina 1887–1889 Brysselin raitiovaunulla. Vuonna 1890 Clermont-Ferrandissa avattiin Ranskan ensimmäinen kaupallinen sähköraitiovaunu. Koska sähkökäyttö ilmajohtojen kanssa alun perin hylättiin Pariisin kaupungin rajoissa esteettisistä syistä, sähkökäyttö akkukiskoilla aloitettiin huhtikuussa 1892. Akut pysyivät kuitenkin epäedullisina myös kaupallisessa käytössä niiden painon, tilavaatimusten ja latausaikojen vuoksi. Ensimmäisten heikkouden merkkien kohdalla ajoneuvon kuljettaja ajoi junavaununsa autokeskukseen päästämättä matkustajia lähtemään etukäteen. Myöhemmin pisteet asetettiin voidakseen syöttää akkuja paikallisilta latausasemilta. Usein junavaunu ei odottanut akun latautumista ennen matkan jatkamista, vaan vaihtoi tyhjentyneen akun latautuneeseen latausasemalla, mikä kesti noin viisitoista minuuttia. Raitiovaunu liikenneyhteyksien kautta toimitetuilla raitiovaunuilla tehostettiin Pariisissa vasta vuonna 1912, joten viimeinen hevosvaunu suljettiin 12. tammikuuta 1913.

Pohjois-Ranskassa sijaitsevan Mines des Marles -hiilikaivoksen kuva vuodelta 1890 on sähkökäyttöinen kaivosveturi. Se on kaksiakselinen kapearaiteinen veturi, jossa voimakiskot on kiinnitetty pareittain yläpuolelle , ja pari pientä vaunua vedetään joustavien kaapeleiden yli , mikä otti virran ilmajohdosta. Vuodeksi 1893, 2,8 kilometrin pituinen sähköinen kaivoksen rautatie Mont-Rambert hiilikaivoksessa lähellä St. Etienne on nimetty. Toinen sähkökäyttöinen minun rautatien perustettiin vuonna Godbrange rautamalmikaivokselle sisään Lorraine 1897 . Historiallisessa kuvassa on kaksiakselinen kapearaiteinen veturi ja voimakiskot, jotka on kiinnitetty pareittain yläpuolelle. Veturin rakensi Ateliers de Construction Bruno Lebrun Nimyssä Belgiassa. Käyttöjännite oli 300 volttia, raidan leveys 740 millimetriä. Tämän seurauksena lukuisia muita sähkövetureita ilmestyi Ranskan ja naapurikaivosten rautateille Luxemburgiin ja Belgiaan .

Kun Chemin de fer du Saleve välillä Etrembieres ja Treize-Arbres (Mont Saleve) in Haute-Savoiessa , rakennettu vuonna 1893 , maailman ensimmäinen sähkökäyttöinen hammasrata meni toimintansa. Kuusi km pitkä reitti säädettyihin mittari mittari ja suojaamaton puoli kisko, joka on maalattu edellä. Kiskojen kaksi moottoria mahdollistivat nopeuden välillä 5,4–10,8 km / h 40 hevosvoimalla (29 kW). Vuonna 1894 seurasi kolmen kilometrin haarajohto Veyrieriin .

Noin vuonna 1897 Compagnie des Chemins de Fer de l'Ouest kokeili vetureita, jotka tuottivat sähköenergiaa itse ajamiseen. Tämä muoto on levittävät että insinööri Jean-Jacques Heilmann päässä Alsace . Hänen ajatuksensa oli ajaa sähkögeneraattoreita höyrykoneella ja syöttää sähkömoottoreita tällä tavalla tuotetulla sähköllä . Viimeisellä useilla tällä tavalla rakennetuilla koneilla oli mäntähöyrykone, jossa oli kuusi sylinteriä ja joka käytti kahta generaattoria. Niiden piti alun perin tuottaa 1025 ampeeria 360 kierroksella minuutissa  450 voltin jännitteellä, mikä vastaa noin 410 kilowattia tai 560 hv sähkötehoa. Koeajon aikana hän veti 183 tonnin junan huippunopeudella 62 mailia tunnissa. Heilmannin veturi pysyi vain erityisenä julkisena vetovoimana Pariisissa lyhyen aikaa, mutta väliaikaisesti Heilmannin palveluksessa työskennellyt Charles Eugene Lancelot Brown käytti kokemusta työhönsä Sveitsissä.

Vuonna 1900 Compagnie du chemin de fer de Paris à Orleans (PO) ja Chemins de fer de l'État ja Ouest luotu kisko verkon 600 volttia suora jännite yli virtakiskon varten esikaupunki- liikenne Pariisi . 19. heinäkuuta 1900 Métro Paris avattiin Lontoon (1890) ja Budapestin (1896) jälkeen, joka on Euroopan kolmanneksi vanhin sähkökäyttöinen metro. Ensimmäiset käytetyt puiset kiskot ja sivuvaunut olivat kaksiakselisesti hyvin samanlaisia ​​kuin raitiovaunuvaunut. 750 voltin tasajännitteen syöttö tapahtuu edelleen tänään sivulta tulevan kiskon kautta, joka on maalattu ylhäältä.

Hiili rautatie chemin de fer de La Mure välillä La Mure ja Saint-Georges-de-Commiers lähellä Grenoble käytetty sähkö veturin E1 "Le Drac" (nimetty joen vieressä rivi) vuonna 1903. 50 tonnin koneessa oli neljä akselia yhdellä akselilla , joiden neljä moottoria tuottivat yhdessä 367 kilowattia. Sveitsiläisen insinöörin René Thuryn kehittämä erityinen sähköjärjestelmä koostui kolmijohtimesta tasavirtajärjestelmästä, jonka positiivinen ja negatiivinen 1200 voltin napa ja "keskijohdin" kahden jännitteen välillä. Syöttö tapahtui kaksinapaisen ajojohtimen kautta, jossa oli kaksi virroitinta ja kiskot "keskijohtimena". Tämä mahdollisti suuren tehon siirtämisen, mutta samalla vetomoottoreiden jännite voitiin pitää hyväksyttävissä rajoissa. Veturi oli varustettu kolmella eri jarrujärjestelmällä laskeutumista varten, joiden korkeusero oli 600 metriä 30 kilometrin etäisyydellä: kammen käsijarru, portaattomasti säädettävä alipainejarru ja sähköjarru. Tämä veturi pystyi vetämään kaksikymmentä tyhjää vaunua ylämäkeen ja 300 tonnia alamäkeen nopeudella 22,5 kilometriä tunnissa. Neljä samanlaista konetta toimitettiin vuosina 1905-1909, ja ne olivat käytössä vuoteen 1933 asti. Koska tähän asti on käytetty vain alle 1000 voltin jännitteisiä tasavirtajohtoja, yhtiö on käyttänyt ensimmäisenä maailmassa korkeajännitteistä tasajännitettä vetoon.

Etelä-Ranskassa ensimmäiset rautatiet liikennöivät vaihtovirralla: Vuosien 1903 ja 1911 välillä operatiivinen PLM- reitti Mouans-Sartoux Grasse - koekäyttö 12 kilovolttia ja 25 Hertsiä . Vuonna 1908 , Chemin de fer du Midi sähköistetty sen rivit Pyrenees 12 kilovoltin ja 16⅔ Hertz vaihtojännite. 1912 oli Haute-Viennessa , paikalliset rautatiet, jotka kulkivat metrileveydellä Chemins de fer départementaux de la Haute-Vienne, avattiin 10 kilovoltilla ja 25 hertsin vaihtojännitteellä 345 km: n pituisiksi pienempiin kaupunkeihin, joissa pääkaupunki Limoges yhteensä. Eri ristiriitaisuuksien välttämiseksi hallitus päätti vuonna 1920 käyttää yhtenäistä sähköjärjestelmää. Tuolloin saksankielisissä maissa jo perustettua 16⅔ Hertz -vaihtovirtajärjestelmää ei käytetty sotilaallisista syistä; sen sijaan kaikkiin uusiin sähkötekniikoihin tulisi käyttää 1500 voltin tasajännitettä. Tämän seurauksena tasavirtajärjestelmä perustettiin Ranskan etelä- ja lounaisosiin, kun taas pohjoisen ja idän sähköistykseen 1950-luvulta lähtien käytettiin 25 kilovolttia 50 Hz: n vaihtovirralla, jota käytetään nyt myös kaikilla TGV-korkealla - nopeuslinjat.

Vuonna 1925 Mont-Cenis-Bahnin ranskalainen osa Chambéryn ja Modanen välillä sähköistettiin 1500 voltin tasajännitteellä sivukiskon kautta. Se oli linja, jolla oli maailman korkein jännite, joka siirrettiin kiskojen kautta. Tämä syöttölaite korvattiin vuonna 1976 tavallisella ilmajohdolla sen jälkeen, kun aseman radat oli jo ajettu ylälinjoilla työterveys- ja työturvallisuussyistä. Vuonna 1926 PO: n 204 kilometrin reitti päässä Pariisi-Austerlitz kohteeseen Vierzon otettiin käyttöön , koska ensimmäinen suuri pääradan syötön kanssa 1500 volttia tasajännitettä kautta ilmajohtojen .

Tätä tarkoitusta varten tilattiin erilaisia ​​kokeellisia pikajunavaunuja, joista merkittävimmät olivat kaksi Budapestin Ganz & Co : lta peräisin olevaa veturia E 401 ja 402 , jotka ovat tosiasiallisesti erikoistuneet vaihtovirta- ja kolmivaihekäyttöihin . Kun 2'BB2 " pyörä järjestely, kahden kytketyn taajuusmuuttajan akselia olivat kumpaakin käyttää kaksi moottoria, joka on asennettu päärunkoon kautta Kando asema , mikä kompensoi jousen pelata. Huippunopeudella 120 km / h, ne olivat maailman nopeimpia sähkövetureita, jotka on koskaan rakennettu sauvakäytöllä, ennätysten mukaan E 401 saavutti keskimääräisen nopeuden 97,5 km / h Les Aubrais-Orléansin ja Pariisin välillä. junalla, jonka paino on 636 tonnia, kun taas 770 tonnin tavarajunia voitaisiin kuljettaa 1%: n kaltevuudella nopeudella 30-50 km / h. Toinen kehityksen Pariisi - Vierzon linja olivat 2'Do2 E 501/502 veturit, jotka oli varustettu kanssa Buchli käyttövoima mukaan suunnitteluun Sveitsin Brown Boveri ja SLM . Toisin kuin sveitsiläiset mallit, Buchli-asema oli järjestetty molemmille puolille. Toisen maailmansodan jälkeen tämä johti 9100- sarjaan, joka hankittiin pitkän matkan sähköistämiseen Pariisista Lyoniin .

Ranskan lisäksi 1500 voltin tasajännitejärjestelmästä tuli kansallisen standardin vasta eurooppalainen maa Alankomaissa, jossa pääradan sähköistys alkoi vuosina 1924-1927 Amsterdamin ja Rotterdamin välisellä rautatielinjalla . Useat epäilemättä ranskalaiset syntymät toisen valtion maailmansodan jälkeen Hollannin valtion rautateiltä, ​​kuten 1100- ja 1600-sarjat, todistavat kahden sähköjärjestelmän läheisestä suhteesta . Ranskassa sijaitsevista noin 29350 kilometrin vakioleveydestä lähes puolet (14480 kilometriä) sähköistettiin vuonna 2007. Tšekkoslovakia suunnitteli sähköistämisen tällä sähköjärjestelmällä vuodesta 1924 eteenpäin, mutta suuri lama vuodelta 1929 esti sen.Vain muutamalle Prahan solmun linjalle annettiin kokeellisesti 1,5 kV: n tasajännitteinen ilmajohto.

Yhdysvallat

Yhdysvaltojen rautateiden osalta teknisen tason ja taloudellisen vahvuuden sekä alueellisen laajenemisen vuoksi voitiin odottaa, että kaukoliikenteen rautateiden sähköistys olisi ollut suurta. Mutta näin ei ollut. Toisin kuin Euroopan kehitys, monet reitit Yhdysvalloissa on poistettu sähköistyksestä 1950-luvulta lähtien. Useat ilmiöt ovat aiheuttaneet tämän:

• Omilla öljykaivoillaan amerikkalaisilla oli halpa energialähde, joka höyryveturin loputtua johti polttomoottoreiden ja dieselmoottorikäyttöjen laajaan käyttöön liikenteessä ja ennen kaikkea rautateissä;
• Suuret etäisyydet siirtokeskusten välillä (myös nykyisen öljyn kannalta) asettivat kyseenalaiseksi rautatielinjojen sähköistämisen taloudellisen kannattavuuden; jos kyseessä on joukkoliikenne, kuten hiili teollisuuskeskuksiin, tämä toisinaan johti toiminnan jatkumiseen höyryvetureiden kanssa jo olemassa olevan energialähteen kanssa;
• Pitkän matkan matkustajaliikenteessä lentokone kehittyi tavanomaiseksi kuljetusvälineeksi, jonka palveluilla juna ei voinut kilpailla pitkiä matkoja.

Kuitenkin nämä lausunnot koskevat vain peruspalveluiden tai pitkän matkan reiteillä sähkökäyttöisyys raitiovaunujen, kuten kaupunkien väliset raitiovaunut sekä metro- ja kaupunkien lähiliikenteen reiteillä on selvempää.

Seuraavina vuosina höyryveturit hallitsivat kaukoliikenteen alaa Yhdysvalloissa, joka 1940-luvun lopulla suuntautui suurelta osin dieselkäyttöön . Yhdysvalloissa melkein kaikilla näistä oli kuitenkin diesel-sähkökäyttö , joten lopulta ajoi tai ajaa melkein kaikilla reiteillä sähkömoottoreilla . Noin 15 yritystä sähköisti sähköä vain noin 3000 kilometriä (1850 mailia) pääraiteista, joissa oli ylijohto, joista noin 1800 kilometriä suljettiin jälleen. Merkittävin ympärysmitta oli Chicagon, Milwaukee, St. Paulin ja Pacific Railroad , joka juoksi 705 kilometrin (438 mailin) kaltevia Kalliovuorten ja Montanan välillä 1914 ja 1917 ja toinen 130 km (207 mailia) 1919 § on Cascade Mountains in Washington tilassa sähköistetty puinen pylväät 3000 volttia tasajännitettä. Hanke hyötyi vuoristojen vesivoimalaitoksista. Molempia sähköreittejä, yhteensä 1056 kilometriä, ei kuitenkaan koskaan yhdistetty. Kuten useimmissa muissa sähköraiteissa, joiden pääliiketoiminta-alue on tavaraliikenne, tämäkin toiminta on nyt lopetettu.

Toinen kenttä sähköautoille kaukoreiteillä Yhdysvalloissa oli kiinteiden irtotavaroiden kuljetus : Butte-, Anaconda- ja Tyynenmeren rautatiet Yhdysvaltain Montanan osavaltiossa olivat ensimmäisiä, jotka sähköistivät reittinsä, jota käytetään malmin kuljettamiseen. Butte- kuparikaivoksesta (Montana) , jonne kuljetettiin myös yleisiä tavaroita ja ihmisiä. 45 km: n pituisen, jopa 100 metrin korkeuseroilla varustetun reitin sähköistys tapahtui vuonna 1913 General Electricin ja rautateiden omien työntekijöiden 2400 voltin tasajännitteelle . Sähkökäytöstä luovuttiin vasta vuonna 1967 halvemman dieselkäytön hyväksi . Appalakit, Norfolk ja Western Railway , joka on erikoistunut hiilen siirtoputkia, käytetään 52-kilometrin reitti Bluefield ja Iaeger sisään West Virginia 11 kilovoltin ja 25 Hertz vaihtovirta 1912-1950 . Ei kaukana pohjoisessa, Virginian Railway toiminut myös 134 kilometrin reitti Roanoke kohteeseen Mullens 1925-1962 , joka oli samanlainen olipa sähköjärjestelmän ja tarkoituksen vuoksi täyty.

New Yorkin höyryveturikiellon seurauksena myös New York, New Haven ja Hartford Railroad sekä Pennsylvania Railroad (PRR) sähköistivät tunneleitaan. Jälkimmäinen tilasi vuosien 1905 ja 1917 välillä useita yksittäisiä sähkövetureita , tyypit AA1 , Odd D 10003 ja FF1, tulevaa 11 kilovoltin-25 Hertzin vaihtojännitejärjestelmää varten. Jälkimmäinen, nimeltään "Big Liz", oli tarkoitettu tavarajunaoperaatioon Allegheny-vuoriston kaltevuuksilla . Sillä oli niin valtava vetovoima, että se osoittautui käyttökelvottomaksi toiminnassaan huolimatta sen yleisestä toiminnallisuudesta. Kun nämä yritykset, Pennsylvania Railroad sähköistetty ns Northeast Corridor (NEC) New Yorkista Washington, DC 1930-luvulla. Vuodesta 2011, linja, joka ulottuu nyt Boston on kaikkein liikennöidyillä US-amerikkalainen matkustaja raideyhteys päälle tiheästi asuttu koillisrannikko. 720 kilometrin (450 mailin) ​​päässä se on ainoa merkittävä sähkökäyttöinen rautatieosavaltio. Reitti on pääosin Amtrakin omistuksessa , mutta reittiä käyttävät myös muut matkustajaliikenneyritykset, joilla on eri junat. NEC on myös tällä hetkellä ainoa suurten nopeuksien linja Yhdysvalloissa, jolla Acela Express saavuttaa jopa 150 mailin tunnissa nopeuden.

Iso-Britannia

Sähkökäyttöisiä ajoneuvoja käytettiin merkittävässä määrin Lontoon metrolla varhaisessa vaiheessa, mikä oli jo suosittua City- ja South London Railway -rajoilla höyryvetureiden liikenneluvassa asetetulla kiellolla. Vuosien 1901 ja 1908 välisenä aikana matkustajien lisääntyneiden valitusten jälkeen suurin osa Lontoon metroasemasta vaihdettiin sähkökäyttöön. Liverpoolin rautatie avattiin 4. helmikuuta 1893 maailman ensimmäisenä sähköisenä korotettuna rautatie .

Vuonna 1903 annettiin rautatieliikennelaki, jonka tarkoituksena oli helpottaa sähkökäytön käyttöönottoa rautateillä. Samana vuonna Merseybahn Liverpoolista Mersey- joen alta Birkenheadiin ja 22. maaliskuuta 1904 Liverpoolin ja Southportin välinen Lancashiren ja Yorkshiren rautatie avattiin ensimmäisiksi sähköisiksi päälinjoiksi Isossa-Britanniassa . North Eastern Railway (NER) seurasi 29. saman kuun .

Vaikka näitä ja muita reittejä , jotka ovat nyt osa Merseyrailin esikaupunkiliikennettä , käytettiin samanlaisilla voimajärjestelmillä, enimmäkseen 600-650 voltin tasajännitteellä kahdella johtokiskolla, ajoneuvot eivät voineet siirtyä yhdeltä toiselle reitille erilaisten johtuen johtokiskojen ja ajokiskojen väliset etäisyydet. On North Eastern Railway , joka toimii pääosin Yorkshire , County Durham ja Northumberland , kaksi sähköveturia kanssa Bo'Bo 'Pyöräjärjestelmä ne on otettu käyttöön jo 1905. Ne on varustettu toimimaan koskevasta avojohto sekä on johtimen kiskon tunnelien toimintaa. Nämä veturit olivat toiminnassa seuraajayritysten LNER kanssa numerolla 6480-6481, samoin kuin British Railwaysin (nro 26500 ja 26501) ja British Railin kanssa luokassa ES1 vuoteen 1964 saakka. Sähköjärjestelmä käytetty, jossa tasajännite 1500 voltin, käytettiin myös välillä 1952 ja 1981, 112 kilometrin reitin yli Penniinisiä vuorten välillä Manchester ja Sheffield , josta merkittävä kuuden akselin EM2 näihin juna veturit luokka 1500 on Alankomaissa matkustajaliikenteen lopettamisen jälkeen saapui.

Varhaisesta liittymisestä huolimatta Ison-Britannian rautatiejärjestelmää sähköistetään vain suhteellisen vähän. Historiallisista syistä on myös jako kahteen sähköjärjestelmään: Pienemmässä ja vanhemmassa eteläisessä verkossa on vuodesta 1931 lähtien ollut linjoja, joissa on sivuttaisesti järjestetyt kiskot 660 voltin tasavirtalähteellä, myöhemmin käytettiin myös 750 ja 850 voltin jännitteitä. Joillakin Thamesin ja Eurostar- yhteyksien pohjoispuolella sijaitsevilla alueilla , kuitenkin vuodesta 1954 lähtien perustettua 25 kilovoltin AC-järjestelmää käytetään 50 Hz: n taajuudella ja ilmajohdoilla . Ison-Britannian Eurostar-junat ovat monijärjestelmäajoneuvoja, ja ne voivat kulkea sekä johtokiskossa että ilmajohdossa eri jännitejärjestelmillä.

Yhdistyneen kuningaskunnan rautatieyritysten 17000 kilometristä 5300 kilometriä sähköistetään tänään (2004).

Japani

Tokyo Electric Light Company rakensi 400-metrinen linja, jonka tiheys on 1372 millimetriä teollisen näyttelyssä Ueno Park vuonna Tokiossa toukokuu 1890 . Kaksi JG Brill Companyn Yhdysvalloista tuomaa sähköautoa ajoi sinne ensimmäisenä sähkökäyttöisenä rautatiekiskona Japanissa. Vuonna 1895 Kyōton kaupungin raitiovaunu aloitti säännöllisen kaupallisen toiminnan rautatieliikenteen autoilla, jotka syötettiin 500 voltin tasavirtalähtöjohdolla. Ensimmäinen rivi voidaan muuntaa välillä höyry sähkö toiminta oli yksitoista kilometrin osa Kobu Tetsudō välillä Iidamachi ja Nakano vuonna 1904 . Tämä linja siirtyi valtion omistukseen vuonna 1906 ja oli siten ensimmäinen sähkökäyttöinen valtion rautatie.

Alkuvuosina sähköä siirrettiin edelleen kaksoiskontaktilinjaan kiinnitettyjen virroittimien kautta. Vuonna 1911 siirryttiin virtalähteeseen yhden kiristetyn ilmajohdon ja paluulinjan yli kiskojen yli. Seuraava reitti 1912 66,7 ‰ jyrkkä reitin yli Usui läpikulun Shin'etsu pääradan, muutettiin sähköiseksi toiminta. Hiilivoimalaitos, jossa oli kolme generaattoria, toimitti 6,6 kilovoltin voimajohdon, josta sähkö muunnettiin 650 voltin tasajännitteeksi kahdessa sähköasemalla pyörivillä muuntajilla. 11,2 kilometrin pituinen osa käytettiin virtakiskoilla, ja kaikki laitteet ja veturit tuotiin Euroopasta ja Yhdysvalloista.

Ensimmäisenä metrona Aasiassa Tokion metro avattiin 30. joulukuuta 1927 . Kabinetin heinäkuussa 1919 tekemässä päätöksessä suunniteltiin 4100 kilometrin rautatielinjojen sähköistämistä kivihiilen kulutuksen vähentämiseksi. Sähköistys alkoi, joten Tokion ja Odawaran välisellä Tōkaidō-pääradalla (83 kilometriä), Yokosuka-linjan 26 kilometrin osuudella ja Hūhiōjin ja Kōfun välisellä Chūō-päälinjalla (87 kilometriä), mutta vaihto tapahtui sota laajemmassa mittakaavassa vain esikaupunkien reiteillä ja ylämäkeen. Kun rautatieministeriö pakotti yksityisten sähköisten rautateiden haltuunoton sotilaallisista syistä vuonna 1943/44, valtion reittiverkosto kasvoi 19 620 kilometriin, joista 1315 kilometriä (6,6% kokonaispituudesta) käytettiin sähköisesti.

Japanin valtion rautatiet avasivat 1. lokakuuta 1964 Tōkaidō Shinkansenin pääkaupungin Tokion ja 515,4 kilometrin päässä olevan Osakan välillä, täysin uuden tyyppisen sähköisen nopean reitin , jolla ajetaan paitsi osia myös koko pituudeltaan. huippunopeus voisi. Siitä tuli malli kaikille jälkikäteen rakennetuille nopeille reiteille ja niistä muodostuneille verkoille maailmassa. Japani rautatieverkossa edelleen koostuu pääasiassa 20300 km of Cape mittari linjat, joista 13300 km (tai 66%) on sähköistetty 1500 V DC. Vuodesta 2011 lähtien Shinkansenin pikajunaverkon tavanomaisilla raideleveyksillä, jotka käsittivät 4250 kilometriä, toimitetaan jatkuvasti 25 kilovolttia vaihtojännitettä, jonka taajuudet ovat joko 50 tai 60 hertsiä maan osasta riippuen. 600 ja 750 voltin DC-järjestelmiä käytetään vähäisessä määrin yksityisillä rautateillä. (Katso myös Japanin rautateiden tekniset tiedot )

Kehitys tähän päivään asti

Suurimmat maat maailmassa

Maailman maantieteellisesti laajimmissa maissa merkittävä päälinjojen sähköistys tapahtui vasta Euroopan merkittävän kehityksen jälkeen, esimerkiksi Kiinassa vasta vuonna 1958. Laajat liikenneyhteydet johtivat kuitenkin huomattavasti etenkin Aasian mantereelle sähköistetyillä reiteillä. Pelkästään täysin sähköistetyn Trans-Siperian rautatien (mutta 3–25 kilovolttia vaihtavan sähköjärjestelmän avulla) etäisyys on noin 9500 kilometriä, mikä vastaa joidenkin keskikokoisten maiden sähköistettyä verkkoa tai jopa ylittää sen. Mielenkiintoisimmat tiedot on esitetty alla:

maa	sähköistys	Kokonaismatka [km]	josta sähköistetty [km]	seisoi
Saksa	48%	41,981	20,152	2009
Venäjä	46%	87,157	40,300	2010
Ukraina	45%	21,684	09,854	2010
Kiina	42%	86000	36000	2009
Etelä-Afrikka	41%	20.192	08,271	2010
Intia	30%	63,974	18,927	2010
Algeria	10%	3.810	00.386	2011
Australia	7%	38,445	02,717	2010
Brasilia	2%	28,538	00.467	2010
Yhdysvallat	1%	202,501	02,025	2010
Argentiina	0%	36,966	00.136	2010

Numeroita verrattaessa on myös havaittavissa, että reitin sähköistämisessä on valtava viive Pohjois- ja Etelä-Amerikassa. Afrikan mantereella Etelä-Afrikan lisäksi vain Marokko ja Algeria ovat kehittäneet sähköisesti toimivan reittiverkoston.

Teollisen vaihtojännitteen käyttö rautatieliikenteessä

Sähköjunaliikenteen ensimmäisinä vuosikymmeninä sähkön käyttö taajuudella 50 Hertz oli erittäin vaikeaa, koska vetomoottoreiden virran suunnan vaihtamista oli melkein mahdotonta käsitellä suuremmilla tehoilla. Useimmissa tapauksissa vallitsi joko matalajännitteinen tasajännite tai matalataajuinen vaihtojännite (16⅔ Hertz). Ensimmäisessä tapauksessa sähköasemien tiheyttä ja ampeeria on lisättävä, mikä johtaa suuriin ajojohtimen poikkileikkauksiin ja siten korkeisiin materiaalikustannuksiin sähköistykseen. Toinen mainittu ratkaisu vaatii virtalähteen kautta kallista ja, siinä tapauksessa, että voimalaitoksen epäonnistumisia, altis epäonnistuminen veto nykyisen verkon . Vetovoiman suora hankinta kansallisesta verkosta kompensoi molemmat haitat. Ajan myötä veturi suunniteltiin neljällä tavalla, jotta tämä 50 hertsin vaihtojännite olisi käyttökelpoinen:

1. Virta muunnetaan kolmivaiheiseksi veturiksi pyörivillä muuntimilla , jotka käyttävät kolmivaiheisia asynkronisia koneita .
2. Taajuusmuuttajamoottorit sekä kytkentä- ja ohjauslaitteet on suunniteltu erityisesti käytettäväksi suoraan 50 Hz: n taajuudella.
3. Sähkö muunnetaan tasavirraksi elohopeahöyryn tasasuuntaajien avulla , jotka käyttävät tasavirtaisia ​​vetomoottoreita.
4. Sähkö käyttää moottorin muunninta, joka puolestaan ​​tuottaa tasasähköä tasavirta-generaattorille.

Unkarilainen insinööri Kálmán Kandó , joka jo mainittiin 3000 voltin kolmivaiheisen virtatekniikan yhteydessä, teki uraauurtavaa työtä 50 Hz: n teollisella teholla kehittämällä siihen tarvittavia vaihemuuntajavetureita 1920-luvulla ja 15 kilometrillä. reitti testattiin Budapest Westbahnhofissa. Koneissa oli mekaaninen muunnin, joka muutti yksivaiheisen vaihtovirran kolmivaiheiseksi virraksi, joka puolestaan ​​syöttää vetomoottoreita. Myönteiset kokemukset johtivat lopulta pääradan sähköistämiseen Budapestista Hegyeshalomiin 16 kilovoltilla ja 50 Hertzillä vuosina 1932/34 . Vaikka järjestelmä oli tulevaisuuteen suuntautuva, Unkarin ulkopuoliset rautatiet osoittivat vain vähän kiinnostusta. Muutamaa vuosikymmentä myöhemmin toiminta vaihdettiin 25 kilovolttiin, jotka ovat yleisiä Euroopassa.

Toisen maailmansodan jälkeen Ranska otti uraauurtavan roolin. Alustava kokemus saatiin Höllentalbahnista Schwarzwaldissa, joka sijaitsi Ranskan miehitysvyöhykkeellä ja muutettiin vasta Saksassa yleiseksi matalataajuiseksi 16⅔ Hertzin vaihtojännitteeksi vuonna 1960. Vuorilinjalla, joka on sähköistetty vuodesta 1935 lähtien 20 kilovoltilla 50 hertzillä, Ranskan valtion rautatie SNCF sai kokemusta erityisesti junaliikenteen vuorovaikutuksesta sekä teollisuuden ja väestön vaihtelevasta kysynnästä kellonajasta riippuen. Kaksi käytetyistä E 244 -sarjan vetureista oli varustettu elohopeahöyryn tasasuuntaajilla, yksi erityisillä yksivaiheisilla asynkronimoottoreilla ja kaksi muuta huolella suunnitellulla kommutaattorimoottorilla, jotka toimitettiin suoraan 50 hertsin vaihtojännitteellä. Ranskan Alpeilla tehtyjen haarajohdon jatkoyritysten jälkeen, nimittäin vuodesta 1951 20 kilovoltilla ja vuodesta 1953 25 kilovoltilla Aix-les-Bainsin ja La Roche-sur-Foronin välillä , 303 kilometrin pääradaa käytettiin lopulta vuonna 1954 ja 1955 Thionville - Valenciennes sähköistettiin tällä järjestelmällä. Prosessissa saatu positiivinen kokemus johti päätökseen sähköistää kaikki muut reitit vaihtojännitteellä, lukuun ottamatta joitain lisäyksiä Ranskan tasajänniteverkkoon. Ensimmäiset veturit rakennettu suuri määrä olivat BB 12000-sarjan kanssa ignitron elohopeahöyry tasasuuntaajat ja DC- veto moottoreiden yhteydessä BB 13000 , jossa on veto- moottorit on suunniteltu suoraan toimitettavaksi 50 Hertzin CC 14000 pyörivien muuntimet ja kolmen vaiheen moottorit ja CC 14100 DC-moottoreiden muuntimilla.

Kuitenkin merkittävä sysäys käytöstä AC jännite kantaverkkoon taajuudella tuli sen jälkeen kehitys näiden vetureiden 1950-luvun puolivälissä, kun Siemensin ensimmäinen onnistunut tuottamaan puhtaimmassa pii rakentamiseen kuiva-tyypin tasasuuntaajat . Tämän perusteella luotiin ensimmäiset monijärjestelmäajoneuvot rajat ylittävään liikenteeseen Ranskaan ja Luxemburgiin vuonna 1960 E 320 -sarjan kolmella yksiköllä . Vuonna 1964 CC 40100 -sarjan pikaveturit, joiden nopeus oli jopa 180 km / h, seurasivat rajat ylittävää liikennettä Pariisista Belgiaan, Saksaan ja Alankomaihin. Kaksi DC-vetomoottoria 1500 volttia käytettiin kaikkiin neljään voimajärjestelmään. Kun sitä käytettiin Pohjois-Ranskan ja Saksan ilmajohtojen alla, vaihtojännite muunnettiin 1500 volttiin ja tasoitettiin piidiodeilla, Belgiassa 3000 voltin jännitteellä molemmat moottorit kytkettiin sarjaan ja 1500 voltilla Alankomaissa. Viimeiset 15 ranskalaisen BB 12000 -sarjan toimitettua yksikköä saivat jo pienemmät, yksinkertaisemmat ja kestävämmät pii tasasuuntaajat. Sarjan muut ajoneuvot asennettiin jälkikäteen myöhemmin yleisten tarkastusten aikana.

Kun käyttöön ohjattavan tasasuuntaajan , tyristori , askel on otettu 1960-luvun alussa. Siitä lähtien tasasuuntaajan vaikutus oli mahdollista yhdistää portaattomaan, häviöttömään ja pitkälti kulumattomaan vetovoiman ja nopeuden hallintaan. Kommutaattorin haitat jäävät kuitenkin seka- tai akselivirtamoottoreihin.

Teollisuuden vaihtojännitetaajuusjärjestelmää käytettiin pääasiassa Ranskassa ja Itä-Euroopassa uuteen sähköistykseen, mutta myös nykyisten tasajänniteverkkojen laajentamiseen, kuten Neuvostoliitossa tai Tšekkoslovakiassa. DDR, liian oli näkökohdat 1950 käyttöön 50 hertsiä järjestelmä, mutta näin ei ole tehty, koska kanta sotaa edeltävän veturissa 16 ² / ₃   Hertz palauttamat Neuvostoliiton ja muiden teknisten ja taloudellisten näkökohtia. Vasta vuonna 1962 testirata Hennigsdorf - Wustermark ja vuodesta 1966 lähtien Harzin vuoristossa sijaitseva eristetty Rübelandbahn sähköistettiin 25 kilovoltilla 50 Hertz: llä, ja vastaavat veturit rakennettiin pii tasasuuntaajilla. Testiosan Hennigsdorf - Wustermark kontaktijohto purettiin uudelleen 1970-luvun alussa, se sisällytettiin sähköistykseen 15 kV: lla 1980-luvulla. Yksi suurimmista 50 Hertz -verkoista on kehittynyt tähän päivään asti Kiinassa.

Nopeat järjestelmät

Vuonna 1903 useat kolmivaiheiset koeajoneuvot saavuttivat Marienfelden ja Zossenin välillä yli 200 kilometrin tuntinopeuden, mukaan lukien Siemensin kolmivaiheinen auto, jonka ennätysnopeus oli 210 kilometriä tunnissa. Jo vuonna 1899 Siemens & Halske, AEG , kaksi suurta pankkia, Preussin hallinto ja muut yritykset olivat yhdistäneet voimansa sähköisten pikarautateiden tutkimusyhdistyksessä (St.E. Käytännön testeissä 23 kilometriä pitkän Marienfelde - Zossen osio sotilaallinen rautatien lähellä Berliinin varustettiin kolminapainen kolme - vaiheen ajojohdinjärjestelmään sivussa. Poliittisten, teknisten ja taloudellisten ongelmien vuoksi kolmivaiheista nykyistä tekniikkaa ei kuitenkaan käytetty käytännössä suunnitelluille suurnopeusreiteille, ei Saksassa eikä ulkomailla, joten St.E.S. hajosi. Sotaradan koeosa suljettiin vuonna 1920 ja purettiin pian. Sähkösyöttölaitteiden osalta Italian ETR 200 asetti maailmanennätyksen 201 km / h 6. joulukuuta 1937, kun taas höyry- ja dieselajoneuvot olivat jo saavuttaneet samanlaiset arvot muutama vuosi aiemmin. Syyt tähän viivästykseen lämpömoottoreihin olivat lukuun ottamatta niitä, jotka ilmenivät myös liikenteessä normaalilla nopeudella, että monissa maissa käytetyt matalajännitteiset tasavirtajärjestelmät eivät pystyneet tarjoamaan vaadittua suorituskykyä suurnopeusliikenteelle ja että tavanomaiset , kiinteitä ajojohtimia ei sallittu suurilla nopeuksilla. Tärinät taipuivat.

1900-luvun jälkipuoliskolla, Japania lukuun ottamatta, Ranska nousi edelläkävijäksi nopeille sähköjunille. Vuonna 1954 kuusiakselinen CC 7121 saavutti ensimmäisen maailmanennätyksensä, 243 km / h , Dijonin ja Beaunen välillä . Neliakselinen BB 9004 ja kuusi-akseli CC 7107 saavuttivat 331 ja 326 km / h huippunopeudet toisistaan ​​riippumatta koeajoissa vuonna 1955. Suurten nopeuksien testien aikana päällirakenteen lisäksi erityisesti virroittimien kontaktiliuskat kärsivät vahinkoja vain 1,5 kV: n tasavirtakäytön suurten virtojen takia . Toukokuusta 1967 muunnetaan sähköinen veturit BB 9200 -sarjan ajoi kanssa TEE Le Capitole Pariisista Toulouse osuuksilla aikataulun 200 km / h. Suunniteltuaan ja testattuaan kaasuturbiinilaitteilla Ranskan ministerineuvosto päätti vuonna 1974 tapahtuneen öljykriisin vuoksi sähköistää suunnitellun suurnopeusradan Pariisista Lyoniin. Toisin kuin Firenze-Rooma-suurnopeuslinja, jota on rakennettu vuodesta 1970 lähtien , alueellista tasavirtajärjestelmää ei valittu, vaan pikemminkin, kuten vasta rakennettujen japanilaisten linjojen kohdalla, 25 kilovolttia 50 Hz: n vaihtovirralla. Monijärjestelmäajoneuvoja rakennettiin alusta alkaen voidakseen ajaa tavanomaisilla reiteillä, joita syötettiin 1500 voltin tasavirralla. Vuonna 1981 TGV-moniyksikkö saavutti 380 km / h, jälleen vuonna 1990 muokattu TGV Atlantique 325 saavutti 515,3 km / h ja vuonna 2007 voimakkaasti modifioitu kaksikerroksinen TGV -kaksikerroksinen juna saavutti ennätystason 575 km / h.

Vuodesta 1986 lähtien Deutsche Bundesbahn aloitti kokeilut sähköisellä suurnopeusjunalla InterCityExperimental , joka johti nykypäivän ICE-järjestelmään , joka aloitti toimintansa 2. kesäkuuta 1991. Tätä edelsi vuosikymmenien suunnittelu ja testit sähkökäyttöisillä laitteilla: Deutsche Reichsbahn suunnitteli jo suurnopeusmatkoja luokan E 19 pikajunavetureilla , jotka laskettiin nopeudelle 225 km / h ja jotka eivät enää johtuneet sota. 28. lokakuuta ja 22. marraskuuta 1963 E 10 299 ja 300 olivat ensimmäisiä saksalaisia ​​sähkövetureita vuodesta 1903 lähtien, jotka tekivät nopeita matkoja nopeudella 200 km / h Bambergin ja Forchheimin välillä. Ne toimivat testiajoneuvoina E 03 -sarjan vetureille , jotka toimitettiin vuodesta 1965 säännöllisten junien kuljettamiseen nopeudella 200 km / h. Samana vuonna neljä pre-series-veturia valmistuivat nopeita matkoja nopeudella 200 km / h säännöllisten matkustajajunien kanssa ensimmäistä kertaa Saksassa Münchenin ja Augsburgin välisen kansainvälisen kuljetusnäyttelyn aikana . Sarjaveturi, 103 118, asetti uuden saksalaisen ennätyksen rautatiekulkuneuvoille 12. syyskuuta 1973 Rheda ja Oelde välillä 252,9 km / h. 14. kesäkuuta 1985 pre-series-veturi 103 003 saavutti samalla reitillä 283,0 km / h, mikä teki siitä viimeisen kerran, kun sähköveturi asetti uuden saksalaisen ennätyksen rautatiekulkuneuvoille, ennen kuin InterCityExperimental -yksikköjuna pystyi ylittämään Ranskan kilpailu maailmanennätystasolla.

Hermann Kemper alkoi tutkia sähkömagneettisesti kiertäviä kiertoratoja vuonna 1922, ja hänelle myönnettiin Saksan valtakunnan patentti 643316 14. elokuuta 1934. Toinen maailmansota kuitenkin peruutti jatkokehityksen ja jatkui vasta 1960-luvun lopulla.

Vuonna 1971 Messerschmitt-Bölkow-Blohm osoittanut Transrapid 2 testiä ajoneuvo Münchenissä-Allach , vuonna 1979 maailman ensimmäinen "magneettinen juna" hyväksytty matkustajaliikenteen esiteltiin International Transport näyttely vuonna Hampurissa , ja vuonna 1983 Berliinissä 1,6 kilometriä pitkä ns. M-juna rakennettua paikallista liikennettä varten, mutta reitti katkaistiin uudelleen vuonna 1992. Koska käyttö ja käyttö Saksassa on kiistanalaista korkeiden kustannusten ja reitin yhdistämättömyyden vuoksi muihin liikennemuotoihin , suurempi Shanghai- järjestelmä (32 km) on rakennettu vain kerran Kiinan Shanghain kaupunkiin ( Transrapid Shanghai ). Japanissa vuodesta 1962 Transrapidin rinnalle kehitettiin myös magneettinen levitaatiojärjestelmä JR Maglevin kanssa , joka kuitenkin, toisin kuin Transrapid, perustuu elektrodynamiikan periaatteisiin .

Nopeuden kehitys sähköisellä vetovoimalla:

• 1889 USA, Baltimore, sähköauto saavuttaa 185 km / h
• 1903 Saksa, Siemens ja AEG kiskot kolmivaiheisella ajolla, 210 km / h
• 1955 Ranska, SNCF , sähköveturit BB 9004 ja CC 7107, kukin 331 km / h
• 1981 Ranska, SNCF, sähkömoottori TGV , 380 km / h
• 1988 Deutsche Bundesbahn , sähköinen moniyksikkö InterCityExperimental , 406,9 km / h
• 1990 Ranska, SNCF , sähköinen moniyksikkö TGV-Atlantique nro 325, 515,3 km / h
• 2003 Japani, magneettinen levitaatiojuna JR-Maglev MLX01 , 581 km / h
• 2006 Itävalta, sähköveturi ÖBB 1216050 , 357 km / h, veturin nopeusennätys
• 2007 Ranska, TGV Duplex suurnopeusjunien kanssa kaksikerroksiset autoja , nopeusennätyksen 574,8 km / h: n pyörän ja rautatiejärjestelmän

Kolmivaiheisen virran paluu

1970-luvun alussa oli mahdollista käyttää tehoelektroniikkaa muuntaa yksivaiheinen vaihtovirta tai ilmajohdosta syötetty tasavirta käytännössä kolmivaiheiseksi vaihtovirraksi ja siten käyttää kolmivaiheisia valtavia etuja asynkroninen moottori . Muuntimet ohjaavat moottoreita suoraan, niille on ominaista korkea suorituskyky ja pieni paino, ja ne ovat käytännössä huoltovapaita. Vanhempien insinöörien ja osastopäällikön Werner Teichin , Brownin, Boveri & Cien johdolla . (BBC) Mannheimissa 1970-luvulla muunsi dieseli-sähköisen testiveturin DE 2500 , jossa oli muuntajalla ja virroittimella varustettu ohjausauto, tosiasialliseksi sähköveturiksi, varustettiin sitten virroittimella 1500 voltin DC: lle ja testattiin Hollannissa Rautatiet .

Vuonna 1976 Ruhrkohle AG: n rautatiekiskojen E 1200 -sarjan kanssa toimitettiin ensimmäistä kertaa pieni sarja kolmivaiheista asynkronimoottoria , ennen kuin Deutsche Bundesbahn käytti 120-sarjaa kaukoliikenteessä vuonna 1979 . Kuten ennenkin, virtalähde on edelleen korkea-jännite yksivaiheinen vaihtovirran, joka on muunnettu osaksi kolmivaiheisen vaihtovirran kanssa muuntimet on veturi , kuten El 17 sarjan Norja VR ja ICE voima autoja, joka perustuivat 120-sarjaan 1980-luvun alussa ja puolivälissä. Samalla tai jopa pienemmällä vetureilla suorituskykyä on lisätty huomattavasti.

1990-luvun alkupuolelta lähtien myös tavanomaiset veturit on korvattu Saksassa yhä enemmän nykyaikaisemmilla sähköajoneuvoilla. Näitä ovat Bombardier Traxx -veturisarja ja Siemensin toimittamat Eurosprinter- luokat, joita tarjotaan myös eri maiden rautateille, joissa on erilaiset sähköjärjestelmät. Erilaiset signaalijärjestelmät ja turvalaitteet otetaan huomioon varustamalla ne maakohtaisilla kokoonpanopaketeilla.

näkymät

Avulla ”energiasaarekkeen tarjous ”, yhteinen kehitys, jonka Saksan ilmailu- ja avaruuskeskuksen (DLR) ja Deutsche Bahn , junat voisivat myös käyttää muita kuin sähköistettyjen osien välillä ilman uudelleen kattavat .

Yhdeksän DLR-instituutin tutkijat työskentelevät ” Next Generation Train ” (NGT) -hankkeessa monitieteisesti keskeisissä kysymyksissä siitä, kuinka nopean, turvallisen, mukavan ja ympäristöystävällisen seuraavan nopeiden junien on oltava.

Sähköradat yliopiston aiheena

Suuri kiinnostus sähkökäyttöisten rautateiden käyttöönottoon ja toisaalta tämän toimintatavan näkökohtiin, jotka olivat vielä suurelta osin tuntemattomia 1900-luvun alussa, johti ensimmäisen tuolin perustamiseen sähköalalla rautatiet Berliinin teknillisessä yliopistossa vuonna 1904 . Walter Reichelistä tuli ensimmäinen professori . Osastoa on jatkettu tähän päivään saakka Peter Mnichin nimellä ”Sähkökäyttöisten rautateiden käyttöjärjestelmät” yhteistyössä muiden kanssa. kanssa teknillisen yliopiston Dresdenin tiedekunta Transport Sciences, Institute kiskoajoneuvoille ja Railway Technology, rautateiden sähkölinjat, parhaillaan Arnd Stephan.

Excursus: diesel-sähkökäyttö

Päinvastoin kuin edellinen aihe, diesel-sähkökäyttö on sähkömoottorin syöttö suoraan koneeseen sijoitetulla dieselgeneraattorilla. Tätä tekniikkaa käytettiin ensimmäisen kerran vaihtopalveluissa 1920-luvulla. Amerikkalainen Patton oli jo rakentanut bensiini-sähköveturin vuonna 1892, ja ensimmäinen saksalainen sähkövetovoimalla varustettu veturi seurasi kolme vuotta myöhemmin Deutz- moottoritehtaalla. Koska voimansiirtojärjestelmä oli liian raskas, se pysyi tällä prototyypillä huolimatta siitä, että se oli helppokäyttöinen ja erittäin tehokas. Unkarin yhdistyneet Arad-Csanáder-rautatiet toivat ensimmäisten joukossa vuonna 1903 käyttöön bensiini-sähköautot laajemmassa mittakaavassa ja järjestelmällisesti matkustajaliikenteessä.

Välillä 1907 ja 1915 Preussin rautateiden laittaa yhteensä 22 kiskobusseja eri malleja, joissa jokaisessa on sähköinen Ajomoottorit, otetaan käyttöön, nämä oli primäärienergian sukupolven ajoneuvon sisäisiä generaattorit , jotka puolestaan johtuivat bensiini moottoreita syötetään bentseenillä . Heillä oli sarjanimitys VT 1 (1 ajoneuvo), VT 2 (2 sarjaa, joissa kussakin oli 10 ajoneuvoa), VT 21 (1 ajoneuvo).

Kaksi diesel-sähköinen kiskobussista rakennettiin nimellä ASEA Ruotsissa kesällä 1912, jossa 75 hv (55 kW) diesel moottori syötetään kaksi rinnan kytkettyä DC vetomoottoreissa kautta 50 kW tasavirtaa generaattori, joka puolestaan ajoi akselien kääntölaakereiden kautta . Tältä pohjalta luotiin kolme vaunua Preussin ja Hessian valtion rautateille ( VT 101-103 ) ja kaksi Saksin valtion rautateille ( DET 1–2 ), joiden peruskäsite yhtyi myös aiemmin rakennettuun Preussin VT 2: een.

Venäjän insinööri Yuri Wladimirowitsch Lomonossowin johdolla ja suunnitelmien mukaan vuoden 1924 alussa Maschinenfabrik Esslingenissä rakennettiin Neuvostoliitolle maailman ensimmäinen täysin toimiva dieselmoottori, ja se oli myös sähkövoimalla varustettu ajoneuvo. 1200 hv: n (882 kW) dieselmoottori toimitti kaksinapaisen, erikseen viritetyn tasavirta-generaattorin, jonka teho oli 800 kW ja joka puolestaan ​​toimitti viisi ajomoottoria, jotka oli kytketty pysyvästi rinnakkain. Bentseeni - sähkömoottori, kaksimoottorinen veturi , jonka Hanomag ja Siemens rakensivat kymmenessä kappaleessa Etelä-Afrikan "konsolidoiduille timanttikaivoksille", vuodelta 1925 . Se voisi toimia normaalin virroittimen kanssa 500 V: n tasajännitteisen ajojohtimen alla, ja se voidaan toimittaa bensiinimoottorigeneraattorilla, jonka teho on 200 hv (147 kilowattia) ajojohtimen alla. Yksi ensimmäisistä yrityksistä, joka toi dieselmoottoreita laajasti markkinoille, oli American Locomotive Company (ALCO). Vuonna 1931 aloitettiin HH-sarjan sarjatuotanto, josta rakennettiin 177 kappaletta. 1930-luvulla tekniikkaa sovellettiin virtaviivaiseen ajoneuvoon , joka oli kaikkien aikojen nopein rautatiekulkuneuvo Amerikan mantereella. Saksalaiset pikakuljetusautot , jotka perustuivat "Flying Hamburgers" -malliin , olivat myös pääosin varustettu dieselmoottoreilla. Toisen maailmansodan jälkeen diesel-hydraulinen käyttö oli suositeltavaa molemmissa Saksan osavaltioissa , kun taas diesel-sähköinen käyttö vallitsi maailmanlaajuisesti.

Katso myös

• Luettelo uudelleen sähköistetyistä rautatieyhteyksistä

kirjallisuus

• Manfred Benzenberg, Anton Joachimsthaler: 1879–1979 - 100 vuotta sähkörautaa . 3. painos. Josef Keller, Starnberg 1980, ISBN 3-7808-0125-6 .
• Giovanni Cornolò, Martin Gut: Ferrovie trifasi nel mondo. 1895-2000. Ermanno Albertelli, Parma 2000, ISBN 88-87372-10-1 .
• Robert Dahlander : Ruotsin valtion rautateillä tehdyt sähkökäyttöiset kokeet vuosina 1905/07; Raportin sallittu lyhennetty käännös Königlille. Valtion rautateiden pääosasto. R. Oldenbourg, München / Berliini 1908, 188 sivua lukuisilla kuvilla.
• E. Frischmuth: 50 vuotta sähköraiteita. Julkaisussa: Siemens-lehti. 9. vuosi, 5. / 6 Numero (touko / kesäkuu 1929), s. 263–287.
• Günther Klebes (Toim.): 100 vuotta sähköjunaliikennettä - 100 vuotta Siemensin sähkövetureita . Eisenbahn-Kurier Verlag, Freiburg 1979, ISBN 3-88255-823-7 . 
• Walter Reichel kokeilee korkeajännitteisen kolmivaiheisen virran käyttöä sähkörautateiden käytössä . Julkaisussa: Electrotechnical Journal. Osa 21, numero 23 (7. kesäkuuta 1900), s. 453–461.
• Walter Reichel: Tietoja sähköenergian toimittamisesta suuremmille rautatieverkoille . Julkaisussa: Electrotechnical Journal. Osa 25, numero 23 (9. kesäkuuta 1904), s.486–493.
• Walter Reichel: "Sähkövetureiden suunnittelu", W. Reichel. Luennon käsikirjoitus: Die Eisenbahntechnische Tagung (22.-27. Syyskuuta 1924). Julkaisussa: Polytechnisches Journal . 339, 1924, s. 189-196.
• Otto C.Roedder, Edistyminen sähköisten kaukoreittien alalla Kokemukset ja näkymät toiminnan tulosten perusteella. Mukana 172 kuvaa, taulukko ja taulukot tekstissä, Wiesbaden, CW Kreidels Verlag, 1909.
• Sähkörautatiet. Julkaisussa: Viktor von Röll (Toim.): Encyclopedia of Railway System . 2. painos. Osa 4: Pikajunien ajo-ohjeet . Urban & Schwarzenberg, Berliini / Wien 1913, s  207 -288 (Käsiksi 19. maaliskuuta 2012).
• Karl Sachs : Sähkökäyttöiset vetopyörät. Käsikirja sekä harjoitteluun että opiskelijoille kahdessa osassa . 1. painos. Huber, Frauenfeld 1953, OCLC 30522910 . 
• Johann Stockklausner: AC-veturit Itävallassa ja Saksassa. Osa 1: 1910-1952. Otto Josef Slezak, 1983, ISBN 3-85416-087-9 .
• Klaus-Jürgen Vetter: Suuri käyttöohje sähkövetureille. Sconto bei Bruckmann, München 2003, ISBN 3-7654-4066-3 .
• Electric Railways -lehti . (Ensimmäinen painos 1903).

nettilinkit

• Sähköveturin kehitys vuosina 1879-1987 (PDF; 4.1 MiB)
• Preussin julkisten töiden ministeriön rakennushallinnon keskuslehti vuodelta 1909 "Sähkökäytön kokeilut Ruotsin valtion rautateillä"
• Dresdenin teknillinen yliopisto: 1879–2004: 125 vuotta sähkökäyttöä ( Memento 10. helmikuuta 2014 Internet-arkistossa )
• Laita radalle - Siemens esittelee maailman ensimmäisen sähköjunan . Siemensin historiallinen instituutti

Yksittäiset todisteet