Bovenleiding

Bovenleidingmontage

 

Utrecht CS, 24 maart 1973. Treinstel 430. Tweede foto: zelfde plaats, 15 maart 2004. Treinstel 419 was aan het eind van zijn loopbaan weer groen geschilderd. Op het emplacement is veel veranderd. Let bijvoorbeeld op de bovenleiding, die in 1973 nog aan hoge masten was opgehangen. Het voordeel van dat systeem was dat bij spoorwijzigingen de bovenleiding vrij eenvoudig kon worden aangepast. Daar stond tegenover dat het op de juiste spanning houden van al die draden nogal gecompliceerd was. Als er ergens iets mis was, had dat ook gevolgen voor de rest van de bovenleidingconstructie.
 

Utrecht, 10 april 1974. Bovenleidingmontagewagens actief op de lijn langs het Spoorwegmuseum. Op de eerste foto loc 2447 met 30849741513 (voorheen mBD 9028). Op de tweede foto een sik met 30849741613 (voorheen mCd 9430), gefotografeerd vanuit het raam van mijn kamer.

Spoorwegmuseum, 25 augustus 2008. Bovenleidingmontagewagen, in 1975 gebouwd door Mercedes-Benz (Unimog) en Zweiweg-Hartmann (opbouw). Type 416. Gewicht 9,3 ton, lengte o/b 6570 mm, vermogen 110 pk. Max. snelheid op de weg 70 km/uur, op rails 50 km/uur. Via een koppelboom kon het voertuig twee goederenwagens meenemen. Unimog staat voor "Universal Motor Gerät". Op basis hiervan zijn uiteenlopende voertuigen gebouwd, waaronder deze bovenleidingwagens die zowel over de weg als over rails konden rijden. Ook bij de ZLSM is een dergelijk voertuig aanwezig.

Hilversum, 25 maart 2007. Bovenleidingwerkzaamheden tijdens de ombouw van Hilversum. Foto's Henk Koster.

Bovenleidingkruisen

Bovenleidingkruis Blauwkapel

Bovenleidingkruis Haarlem


Onderstations en schakelstations

Op gezette afstanden langs de spoorlijn staan onderstations. Hierin wordt de hoogspanning die de NS van het landelijke elektriciteitsnet betrekt, getransformeerd en gelijkgericht tot 1500 volt gelijkspanning. Vanwege deze relatief lage bovenleidingspanning zijn er veel onderstations nodig, om transportverliezen tegen te gaan. Bij voorkeur plaatst men deze onderstations op plaatsen waar treinen moeten optrekken, dus bij stations, omdat optrekken het meeste energie kost. Een trein die eenmaal rijdt heeft niet zo veel energie nodig om op gang te blijven.

Behalve onderstations zijn er ook schakelstations; deze spelen een rol bij de elektrische beveiliging en bij het tegengaan van transportverliezen.

Oorspronkelijk had de NS om de 21 km onderstations en daartussen om de 7 km schakelstations. Inmiddels zijn veel schakelstations door onderstations vervangen. Hierdoor is spanningsval zoals die vroeger wel voorkwam niet meer aan de orde. De bovenleidingspanning is nu bijna overal tussen de 1500 en 1800 volt, zelfs als er veel treinen tegelijk aanzetten.

Vanwege de relatief lage bovenleidingspanning zijn in Nederland veel onderstations nodig. Op deze onderstations staan transformatoren en gelijkrichters die de elektricteit uit het landelijke net omzetten naar de voor de bovenleiding benodigde gelijkstroom. Tussen de onderstations bevinden zich schakelstations. Mocht een onderstation uitvallen, dan kan er via zo'n schakelstation voor worden gezorgd dat de bovenleiding vanuit een ander onderstation wordt gevoed. Hierboven de schakeling van de bovenleiding tussen Maarsbergen en Arnhem, met onderstations in Maarsbergen, Ede en Arnhem, en schakelstations bij de Heuvelsche Steeg, De Klomp en Wolfheze. Schakelstations zijn later vaak vervangen door onderstations, vanwege het toegenomen treinverkeer. Zie ook de uitleg van de ijzelschakeling. Tekening uit het boek "Gelijkstroomtractie op hoofdspoorwegen" door ir. J.P. Koster, Uitgeverij Gottmer, 1948.
 

Onderstation 't Harde, 27 juli 1970. De transformator staat buiten opgesteld, binnen in het gebouw bevinden zich de gelijkrichters. Het locje is een sik van het Spoorwegbouwbedrijf. Kleurenfoto: Woerden, 10 maart 1993. Het inmiddels verdwenen onderstation. Duidelijk is te zien dat er vroeger een spooraansluiting is geweest om een gelijkrichterwagen te kunnen plaatsen.

Amersfoort, 1941. Bouw van het onderstation ten behoeve van de elektrificatie van de spoorlijn naar Utrecht. Tijdens de oorlog heeft de koperen bovenleiding ons land via de oostgrens weer verlaten. Pas in 1946 kon er weer elektrisch worden gereden. In dat jaar werd ook de spoorlijn naar Hilversum geëlektrificeerd. Deze lijn loopt achter het onderstation langs. Rechts in beeld de wagenwerkplaats van Amersfoort. Foto Jacques Stevens, Streekarchief Gooi en Vechtstreek.

Amersfoort, 10 september 2005. Het onderstation staat er nog steeds. Het kopspoortje is verdwenen. Hier kon bij werkzaamheden een tijdelijk rijdend onderstation worden neergezet. Zie ook elektrificatie in 't Gooi.

Amersfoort, 25 april 2017. Om graffitispuiters op afstand te houden, is het onderstation van een landschapschildering voorzien. Dit is werk van Robert-Jan Brink, beter bekend als de verfdokter. Zie ook muurkunst in Zuilen.

Haarlem, april 1951. Het onderstation van Haarlem, een ontwerp van ir. H.G.J. Schelling. Dit onderstation werd gevoed met een 50.000 volt-verbinding vanuit het GEB Amsterdam en de PEN-centrale Velsen. Het Haarlemse onderstation leverde ook de stroom voor het onderstation in Santpoort. De trein op deze foto (treinstel 446) nadert station Haarlem vanuit de richting Rotterdam. De foto is gemaakt vanaf post Zspl. Foto collectie Klaas van Giffen.

Haarlem, 30 augustus 2008. Het onderstation, ooit een transparant bouwwerk, is inmiddels dichtgemetseld.

Uitgeest, 25 februari 2005. Vanuit dit transformatorstation worden de onderstations in Noord-Holland van elektriciteit voorzien. Meer over dit transformatorstation.

Veenendaal-De Klomp, 8 september 2006. In 1948 stond bij De Klomp een schakelstation, tegenwoordig een onderstation. Dit in verband met het toegenomen treinverkeer. De apparatuur staat gedeeltelijk in de open lucht. De apparatuur is ook veel compacter geworden. Vergelijk de afmetingen met het onderstation van Ede-Wageningen.

Onderstation Ede-Wageningen, 10 mei 2005. Op de plaats waar de auto's staan lag vroeger een kopspoortje waarop een losse transformatorwagen kon worden gezet. De auto's zijn van de monteurs die in het onderstation aan het werk zijn.

Utrecht, 3 augustus 2007. Onderstation bij Lunetten, inmiddels verdwenen.

Bussum-Zuid, 30 augustus 2008. Schakelstation.

Snippeling Aansluiting, 28 oktober 2004. Dubbel schakelstation ten zuiden van Deventer. Een naoorlogs ontwerp van ir. S. van Ravesteyn. Foto Victor Lansink.

Lunteren, 8 april 2009. Schakelstation (ontworpen door Van Ravesteyn) vlak bij de overweg Goorsteeg (Google Maps).

Dit onderstation, een ontwerp van Van Ravesteijn, zou een plaatsje kunnen vinden op een H0-baan. www.zeistbouwplaten.nl

Bunnik, 19 januari 2007. Het onderstation van waaruit de bovenleiding bij Bunnik wordt gevoed. Vroeger stond hier een schakelstation (zie foto hieronder). Meer over het onderstation Bunnik.


Rijdbare onderstations (gelijkrichterwagens)

Uit "Spoor- en Tramwegen", 13 april 1940. Rijdbaar onderstation.

Hilversum, 5 april 1969. Treinstellen 343 en 227 passeren het onderstation nabij Hilversum Sportpark. Wegens onderhoud aan het onderstation doet op dat moment een mobiele gelijkrichterwagen dienst. Daarvan heeft NS er acht gehad, gebouwd tussen 1938 en 1957. Een van deze wagens (nummer 2) is tijdens de Tweede Wereldoorlog verdwenen. De laatste stond bij het onderstation Sittard en is in 2002 gesloopt. Zie ook de fotopagina over het onderstation van Hilversum.

Hilversum, 5 maart 1967. Voormalige omC 908 omgebouwd tot bovenleidingmontagewagen 165032 van Es7 bij het onderstation. In februari 1968 ging dit voertuig uit dienst. Foto Adriaan Pothuizen.

Kortsluiting, blikseminslag

Schakelstations bij Bunnik (17 september 2006) en Veenendaal-De Klomp (2 september 2007). Het schakelstation bij Bunnik is inmiddels gesloopt. De functie is overgenomen door een in 2005 gebouwd onderstation. Ook bij De Klomp staat een onderstation, dus vermoedelijk is dat schakelstation ook niet meer in gebruik.

In schakelstations staan snelschakelaars opgesteld die in een fractie van een seconde de spanning van de bovenleiding kunnen halen als er kortsluiting of overbelasting optreedt. Ongeveer om de 7 kilometer staat een onderstation of een schakelstation langs de baan. Schakelstations hebben ook een functie bij het doorkoppelen van de verschillende bovenleidingsecties, waardoor het spanningverlies over grotere afstanden wordt verminderd. Je ziet bij een schakelstation dan ook altijd bovenleidingschakelaars in de portalen zitten. De snelschakelaars zijn in het schakelstation zelf ondergebracht. Onderstations doen tevens dienst als schakelstation, vandaar dat een schakelstation kan vervallen als er een onderstation wordt bijgeplaatst. In schakelstations langs de vrije baan zitten vier snelschakelaars, maar waar meer spoorlijnen samenkomen kunnen het er ook zes of meer zijn.

In het kastje aan de buitenkant van het schakelstation (foto rechts) zit een grote condensator, aangesloten op de 1500 volt-rail in het gebouw. Doel van deze condensator is het opvangen van overspanningspieken die de hierop aangesloten apparatuur zouden kunnen beschadigen. Bij blikseminslag op de bovenleiding in de directe omgeving van een onder- of schakelstation wilde zo’n condensator wel eens exploderen. Dat kan beter buiten gebeuren dan binnen. Zo'n kastje werd door personeel de stortbak genoemd. In de jaren 80 werd sterk betwijfeld of de condensator wel deed wat er van werd verwacht. Deze werd bij nieuwbouw niet meer aangebracht.

"stortbak"

Blikseminslag bovenleiding Moordrecht
 

Brand in het onderstation

In juli 2018 vond een brand in het onderstation bij Hilversum plaats.

Brand bij het onderstation

Brand in een bovenleidingschakelaar bij het onderstation aan het Wandelpad in Hilversum. De brand ontstond na een kortsluiting. In de avond van 12 oktober 2007 lag het treinverkeer tussen Utrecht en Hilversum urenlang stil. Foto's Max Miché, www.fotomiche.nl.

Bovenleidingschakelaars (scheidingsschakelaars)

Hilversum, 13 juli 1972. Bovenleidingisolator, met aan de mast een bovenleidingschakelaar. Het bovenleidingnetwerk is verdeeld in van elkaar geïsoleerde segmenten, die door verschillende onderstations worden gevoed. Bij een storing kunnen deze segmenten met elkaar worden doorverbonden. Er worden ook wel bovenleidingschakelaars toegepast bij opstelsporen, om daar de spanning vanaf te kunnen halen.

De elektrotechnische term is scheidingsschakelaar, verkort scheider. Het is niet de bedoeling om ermee te schakelen als er grote stromen lopen, bijvoorbeeld doordat er een trein in de buurt is. Er zou dan een vlamboog kunnen ontstaan. De naar boven stekende sprieten (hoorns) zorgen ervoor dat een eventuele vlamboog wordt gesmoord.

Weesp, 15 juli 2003. Waarom zouden ze dat onderste stukje bij de bovenleiding geel hebben gemaakt? Had de schilder nog een likje gele verf over? Nee, dat is gedaan om monteurs te waarschuwen dat de bovenleiding hier verdeeld is in secties. Als de ene sectie spanningloos is, kan op de andere sectie nog wel spanning staan. Gevaarlijk punt dus!

Je ziet in bovenleidingen ook wel gele vaantjes hangen om te waarschuwen voor dit soort situaties. In Nederland kan vanaf geïsoleerde ladders aan de bovenleiding worden gewerkt zonder dat de spanning eraf hoeft. Bij hogere spanningen, zoals de 3000 volt in België, lukt dat niet meer. (Sinds 2017 wordt er in Nederland niet meer aan de bovenleiding gewerkt als er spanning op staat.)

Ede-Wageningen, 10 mei 2005. Bovenleidingschakelaars E en A. De schakelaars worden met een elektromotor bediend, maar ze kunnen ook met de hand (via een losse slinger) worden omgezet. De schakelaars zitten boven op de bovenleidingmast. Schakelaar E staat in, schakelaar A staat uit.

Snelschakelaars

Spoorwegmuseum, 28 augustus 2008. Snelschakelaar van het type General Electric, vervaardigd door de Electrotechnische Industrie te Slikkerveer. Er bestaan ook andere types. Snelschakelaars zijn opgesteld in onderstations en schakelstations. Ze hebben dezelfde functie als de veiligheidschakelaars of stoppen in onze meterkast thuis: bij kortsluiting of overbelasting snel de stroom uitschakelen. De schakelaar op deze foto's staat uit: de hefboom in het midden van de bovenste foto staat naar rechts. In ingeschakelde toestand wordt deze hefboom aangetrokken door een elektromagneet. De grote rode spoel van deze elektromagneet is duidelijk te zien. Wanneer het magnetische veld wegvalt of wordt verstoord, valt de schakelaar af en wordt de stroomtoevoer naar de bovenleiding verbroken. Dit gebeurt binnen enkele milliseconden en gaat gepaard met veel vonken. De rode plaat bovenop is een vonkenvanger. Snelschakelaars staan altijd binnen, in tegenstelling tot de normale bovenleidingschakelaars die meestal boven op bovenleidingportalen zijn gemonteerd. Geraadpleegde bron: "Gelijkstroomtractie op hoofdspoorwegen" door ir. J.P. Koster, 1948, p.143 e.v.

Spoorwegmuseum, 25 augustus 2008. Tijdens een tentoonstelling over de elektrificatie van de spoorwegen was onder andere dit paneel te zien. Hiermee werd de bovenleiding bij Zwijndrecht bewaakt en geregeld, met elementen als gelijkrichters, snelschakelaars en bovenleidingsschakelaars.

Retourstroom, minuskast

Een "minuskast". De tractiestroom die via de bovenleiding en de trein naar de rails loopt, moet bij het onderstation weer terugkeren, om de stroomkring gesloten te houden. In de minuskast zijn de kabels die van de rails afkomen aangesloten op een dikke kabel die naar het onderstation loopt. Foto Menno Voorloop, gemaakt in Uitgeest.

Brussel, 11 oktober 2006. "Hoogspanning. Deze verbinding mag niet onderbroken worden." Daarnaast dezelfde waarschuwing in het Frans. De aan de spoorstaaf bevestigde kabels zijn noodzakelijk voor de retourstroom naar het onderstation. Verbreken van deze verbinding kan tot levensgevaarlijke situaties leiden. De spoorstaaf is aan de andere kant waarschijnlijk rood geverfd (voorschrift NMBS).

Zwerfstromen

Uit het bovenstaande blijkt dat de stroom die via de bovenleiding (of de derde rail) naar de trein loopt, via de rails weer terugkeert naar het onderstation. De rails zijn dus een belangrijk onderdeel van de stroomkring. Toch kan het gebeuren dat een deel van de stroom weglekt: dan ontstaan er zwerfstromen.

In 1909 moest ten behoeve van het KNMI in De Bilt een speciale bovenleiding worden aangelegd. Toen werd de tramlijn van Utrecht naar Zeist geëlektrificeerd. Omdat men bang was voor zwerfstromen, die storingen aan apparatuur zouden kunnen veroorzaken, werd op een deel van het traject een dubbele bovenleiding aangelegd. De tweede draad diende voor de retourstroom, die normaal via de rails wordt afgevoerd. In 1940 kon de dubbele bovenleiding vervallen.

Bij het depot van de SSN in Rotterdam heeft men jarenlang last gehad van zwerfstromen. Het fenomeen leek op het statisch ontladen als je bijvoorbeeld een auto aanraakt. Legde je een steeksleutel neer op de rails, dan zag je een klein vlam­boogje ontstaan. Na lang zoeken bleek dat er, waarschijnlijk al bij de aanleg, geen isolatielassen in het spoor zaten tussen het ProRail-gebied en de sporen van de SSN. Nadat ProRail alsnog isolatielassen had geplaatst, had men geen last meer van vlamboogjes. Bron: Stoomtractie 2019-4, blz. 6.

Zwerfstromen kunnen corrosie veroorzaken aan ondergrondse kabels en leidingen. Bij de metro in Londen werkt men om die reden met twee stroomrails, dus in totaal vier rails. Lees meer in stroomvoorziening via derde (en vierde) rail.

Doorslagveiligheid

 

Bilthoven, 10 en 29 juli 2005. Het ding tussen de rails (linkerfoto) en aan de seinpaal (rechterfoto) is een doorslagveiligheid.

Bovenleidingportalen en andere metalen voorwerpen in de buurt van de bovenleiding, zoals seinpalen, moeten geaard zijn. Mocht de bovenleiding breken, dan kunnen deze metalen objecten immers onder spanning komen te staan, wat gevaarlijk is voor mensen en dieren. Deze objecten mogen echter niet rechtstreeks elektrisch verbonden zijn met de spoorstaven. Deze dienen namelijk als retourleiding van de tractiestroom, en het is niet gewenst dat deze tractiestroom via een andere weg naar het onderstation terugsijpelt. Deze zwerfstromen kunnen problemen veroorzaken (zie uitleg hierboven). Ook zorgt de doorslagveiligheid ervoor dat er geen spoorstroom van de treinbeveiliging kan weglekken.

In de doorslagveiligheid bevindt zich isolerend materiaal. Pas als het spanningverschil groter wordt dan ongeveer 500 volt, kan de stroom zich een weg banen door het isolatiemateriaal. De doorslagveiligheid zal daarna moeten worden vervangen. Doorslagveiligheden worden ook aangebracht tussen de twee spoorstaven, als de ene spoorstaaf is geïsoleerd en de andere niet. De geïsoleerde spoorstaaf dient hier als retourleiding; de ongeïsoleerde spoorstaaf moet worden beschermd voor het geval de bovenleiding breekt en op die spoorstaaf terecht komt. Geraadpleegde bron: "Gelijkstroomtractie op hoofdspoorwegen" door ir. J.P. Koster, 1948, p.263 e.v.

IJzelschakeling

De hieronder beschreven ijzelschakeling – een beter woord is ontijzelschakeling – is niet meer in gebruik.

Bij Arnhem is het aardesymbool getekend; dit betreft een aansluiting op de minusrail van het onderstation. Tekening uit het boek "Gelijkstroomtractie op hoofdspoorwegen" door ir. J.P. Koster, bewerking Nico Spilt.

Wanneer er ijzel neerslaat op de bovenleiding, ondervindt het treinverkeer daarvan grote hinder: ijzel werkt namelijk als isolator. Het is mogelijk om de bovenleiding te verwarmen door de schakelaars op de onderstations en tussen­stations in een bepaalde stand te zetten. Dit is de zogeheten ijzelschakeling. In feite wordt hiermee een kortsluiting veroorzaakt over een traject van een aantal kilometers. De lengte is zodanig gekozen dat er een stroom van ongeveer 1500 Ampere door de bovenleiding gaat, voldoende om de ijzel in een kwartier te doen smelten. Vaak moet men dit korte tijd daarna weer herhalen. In de tekening is aangegeven hoe de stroom loopt wanneer de ijzelschakeling in gebruik is: van Arnhem via Wolfheze naar Ede en terug naar de aarde (minusrail) in Arnhem. Er is op dat moment natuurlijk geen elektrisch treinverkeer mogelijk. Het schakelstation bij Wolfheze is inmiddels vervangen door een onderstation.

De ijzelschakeling is op alle geëlektrificeerde baanvakken aangebracht, maar wordt tegenwoordig niet meer gebruikt omdat de kans op draadbreuk te hoog wordt geacht. In plaats daarvan neemt men de toevlucht tot het schrapen van de bovenleiding. Zie ook het thema over sneeuwschuivers.

IJzel aan de lijn

Bunnik, zondagochtend 21 februari 2010. De eerste trein van de dag – en het effect op een beijzelde bovenleiding.

Driebergen, 24 januari 2015. Loc 6430 met Sprinter 2947. De stroomafnemer van het treinstel doet hier dienst als ijzelschraper. Foto Mitchell Kessen.

Op zondagochtend 2 februari 2025 stond ik vroeg op om de eerste treinen van de dag te filmen. Het had gevroren, dus er zat ijzel aan de bovenleiding. Dat geeft mooi vuurwerk, vooral als het nog donker is. Kort voor de eerste reguliere treinen reed een leeg treinstel als ontijzeltrein, eerst van Utrecht naar Arnhem, een tijdje later weer terug.

Stroomafnemers

Een pantograaf is een apparaat dat bewegingen kan vergroten of verkleinen. Het is een hulpmiddel dat door (technisch) tekenaars wordt gebruikt: een zogeheten tekenaap. Vanwege de uiterlijke gelijkenis worden stroomafnemers van treinen en trams vaak ook pantograaf genoemd, maar de juiste term is stroomafnemer. Het gedeelte dat tegen de bovenleiding wordt gedrukt heet het schuitje of sleepstuk. Er zijn stroomafnemers met een of twee sleepstukken.

Stroomafnemers van treinen zijn tegenwoordig meestal eenbenig. Tweebenige (ruitvormige) stroomafnemers zie je op oudere treinen en op trams. Op trams werden vroeger ook sleepbeugels gebruikt. Wanneer de tram in een andere richting moest rijden, moest eerst de sleepbeugel worden gedraaid. Een ander type stroomafnemer is de trolley, waarvan trolleybussen er twee hebben. De stroomafnemer is hier een aan een stang gemonteerd wieltje dat tegen de boven­leiding wordt gedrukt.

Rotterdam CS, 4 maart 1969. Treinstellen 815 (mat.'40) en 608 (mat.'36). Foto Bert Stortenbeker.

Stroomafnemerweetjes

Opvallend aan deze treinstellen, maar ook aan die van het latere mat.'46, is dat er twee soorten stroomafnemers voorkwamen. Zelfs op één treinstel stonden weleens twee verschillende exemplaren, als gevolg van bakwisselingen of uitwisseling van stroomafnemers. Het treinstel links heeft een model van Brown, Boveri & Cie (BBC), het treinstel rechts heeft een model van Metrovick (Metropolitan Vickers). Het model van BBC is wat kleiner en heeft onderaan in het midden een "schuitje". De diagonale stangen lopen van rechtsonder naar linksboven. Bij het model van Metrovick lopen de stangen van linksonder naar rechtsboven. Op mat.'54 kwamen beide soorten stroomafnemers voor, boven­dien ook eenbenige van Faiveley.
 

Links: Veenendaal-de Klomp, 8 augustus 1989. Treinstellen 769 en 358 op weg naar Arnhem. Rechts: Harmelen, 3 mei 1995. Ontmoeting met een Hondekoptrein uit Utrecht. De treinstellen hebben BBC-stroomafnemers.

Op de foto uit 1989 is te zien dat de binnenste stroomafnemers van de 769 op staan. Gedurende een korte periode was dat voorschrift. Het grootste deel van hun leven hebben de Hondekoppen met de buitenste stroomafnemers op gereden. De binnenste stroomafnemers waren reserve. Deze werden normaal niet gebruikt omdat men bang was dat vonken de vouwbalgen in brand zouden kunnen zetten. Die vrees was niet onterecht. Aanvankelijk zat er over de geledingen een zeil, vastgemaakt aan de bakuiteinden. Later werd dit afgeschaft en zo kon zich vuil en stof op de vouwbalg ophopen. Het experiment met de binnenste stroomafnemers had te maken met bovenleidingloze bruggen. Hier mag de machinist pas weer inschakelen als alle stroomafnemers weer onder de draad zijn. Als de stroom­afnemers dichter bij elkaar staan, is dat eerder het geval, en is dus het risico kleiner dat een trein stroomloos komt stil te staan op zo'n brug.

Bunnik, 10 november 2006. Loc 1611 met een staaltrein richting Emmerich. Opvallend is dat de loc met de voorste stroomafnemer op rijdt. Gebruikelijk is dat tijdens de rit de achterste stroomafnemer op is, maar in speciale gevallen mag de achterste stroomafnemer juist niet op staan. Hier zal het gaan om de brandbare huif van de voorste wagen. De maximum­snelheid van de trein is in zo'n geval 100 km/uur.

Tijdens het optrekken van treinen zie je vaak dat beide stroomafnemers omhoog staan. Zodra de trein op gang is laat de machinist de voorste stroomafnemer weer zakken. Bij oude locomotieven (zoals 1100, 1200, 1300) waren twee stroomafnemers nodig, omdat tijdens het optrekken veel stroom wordt onttrokken uit de bovenleiding. Boven 30 km/uur moest de voorste stroomafnemer weer omlaag. Bij ijzel werden locomotieven wel met twee stroomafnemers de baan opgestuurd, om de bovenleiding schoon te maken. Dit mocht tot maximaal 75 km/uur.

Bij modernere locs (vanaf 1600) is dat niet nodig, omdat de stroomtoevoer hier wordt geregeld via thyristors in plaats van voorschakel­weerstanden. Deze locs rijden dus altijd met één stroomafnemer. Toch zie je vaak dat ze, wanneer de trein stil staat, beide stroomafnemers omhoog hebben staan. Dit heeft te maken met de grote hoeveelheid stroom die rijtuigen tegenwoordig vragen vanwege de airco of de verwarming. Zodra de trein vertrekt laat de machinist de voorste stroomafnemer zakken. Bij de door een 1700 gereden dubbeldekkers is dat niet nodig, want die worden beschouwd als treinstellen, maar een enkele keer zie je dat een machinist het toch doet.

Het wil nog weleens gebeuren dat een machinist vergeet de voorste stroomafnemer te laten zakken. In de series 1700 en 1800 is daarom een lamp ingebouwd die de machinist hiervoor waarschuwt. Dit tot hilariteit van de "echte" machinisten die op goederentreinen rijden. Die vergeten zoiets niet. Van een locomotief die in opzending meeloopt moeten de stroomafnemers neer zijn. Bij locs die achterop een trein meelopen wordt dat nog weleens vergeten.

Bunnik km 42,5, 14 april 2008. Locs 189 075 en 078 met een kolentrein op weg naar Duitsland. De locs rijden in treinschakeling, wat voorheen in Nederland ongewoon was.

De oudere Nederlandse e-locs kunnen in principe wel in treinschakeling rijden, maar dat levert vanwege de lage bovenleidingspanning geen voordeel op en zou in bepaalde gevallen ook storingen in de beveiliging kunnen ver­oorzaken. Kennelijk is de elektronica aan boord van de Baureihe 189 wel in staat om wat extra power uit de boven­leiding te trekken. Wat de locs in Nederland niet kunnen is energie terugleveren aan de bovenleiding. De energie die tijdens het remmen wordt opgewekt, wordt via weerstanden als warmte afgevoerd, wat duidelijk te horen is aan het geluid dat de ventilatoren dan maken. De locs hebben vier stroomafnemers. Het soort stroomafnemers hangt af van de landen waar de locs geschikt voor zijn gemaakt. In Nederland zal altijd een van de binnenste stroom­afnemers op staan.
 

Woerden, 23 november 2004. Stroomafnemers van een Regiorunner en van een Koploper. Treinen hebben vrijwel altijd reservestroomafnemers. Een uitzondering waren de Belgische locs van de serie 25.5, die maar één stroomafnemer hadden. Bij treinstellen worden de stroomafnemers tijdens de rit niet bediend. Bij locomotieven gebeurt dit vaak wel: tijdens het optrekken staan dan beide stroomafnemers omhoog, om te voorkomen dat er te veel stroom via één punt in de bovenleiding wordt overgebracht naar de trein.

Amersfoort, medio maart 2008. Een oplettende machinist zag dat er iets mis was met de stroomafnemer van een ICM-stel: zie het doorgebrande sleepstuk. Om Teletekstberichten over defecte bovenleidingen te voorkomen, heeft hij maar snel een andere stroomafnemer opgezet. De meeste treinstellen beschikken over reserve-stroomafnemers. Deze kunnen alleen tijdens stilstand van de trein worden opgezet, niet zoals bij locomotieven tijdens het rijden. Foto Simon Geltink.

Inspectie van stroomafnemers

Driebruggen, begin januari 2022. In de lijn Woerden-Gouda, bij de kruising met de Opweg, staat deze installatie. Die bestaat uit lichtmasten met camera's. Het is een controlepunt voor stroomafnemers. Deze worden bij het passeren van een trein automatisch verlicht en gefotografeerd. De led-lampen staan zodanig afgesteld dat machinisten niet worden verblind. Een dergelijke installatie staat ook tussen Hoofddorp en Schiphol ter hoogte van km 17,2. De leverancier van deze installaties is Asset.Insight. Deze firma voert onder andere ook inspectieritten uit met schouwtrein Sherloc. Foto's Fons Gribling.

Aanraken gevaarlijk

 

Woerden, 8 augustus 2000. Herinnering aan de drukke overweg die hier vroeger was. De files bij deze overweg hebben zich inmiddels verplaatst naar de tunnel onder het spoor. Tweede foto: Utrecht CS, 28 juli 1989.

Utrecht Lunetten, 10 april 2009. Zie ook het thema Plassen op de bovenleiding.

Radioactieve straling

Recent is aan het licht gekomen dat de overspanningsbeveiliging in de loccen radioactieve straling afgeeft. De overspanningsbeveiliging is gemonteerd in een speciale kast op het dak van de loc (naast de stroomafnemer). Je hoeft je geen zorgen te maken over gezondheidsrisico’s. Uit meetonderzoek is gebleken dat er geen stralingsgevaar is. Alleen gespecialiseerde monteurs mogen deze kasten openen. Om ieder risico uit te sluiten en eventuele blootstelling te voorkomen heeft Nedtrain de monteurs per direct verboden om alle kasten waarin de overspanningsbeveiliging zich bevindt, te openen.Tevens heeft Nedtrain besloten om de overspanningsbeveiliging zo spoedig mogelijk te vervangen.

(Bericht aan alle machinisten, 25 april 2007)

Andere systemen

In Noord-Frankrijk en in veel andere landen is 25.000 volt wisselspanning met een frequentie van 50 Herz de standaard. Het voordeel van dit systeem is dat de energie direct kan worden betrokken van het landelijke elektriciteitsnet. In Duitsland, Oostenrijk en Zwitserland wordt ook wisselspanning gebruikt: 15.000 volt met een frequentie van 162/3 Herz. Vanwege deze afwijkende frequentie is voor de spoorwegen een apart elektriciteitsnet nodig.

In Nederland wordt de energie betrokken van het landelijke netwerk, maar zijn op veel plaatsen onderstations nodig om de elektriciteit terug te brengen naar 1500 volt gelijkspanning (in de praktijk is dat tegenwoordig 1800 volt). Hetzelfde systeem wordt gebruikt in Zuid-Frankrijk, vandaar dat de NS zo vaak Franse locs "van de plank" heeft kunnen kopen. In Frankrijk heeft zelfs een spoorlijn bestaan met 1500 volt via een derde rail.

In Groot-Brittannië is men ook van plan geweest om 1500 volt gelijkspanning te gaan gebruiken, maar heeft men uiteindelijk gekozen voor 25.000 volt wisselspanning. De overtollig geworden locs hebben bij NS rondgereden als serie 1500.

In België rijdt men op 3000 volt gelijkspanning. Belgische treinen kunnen zonder aanpassing de Nederlandse grens passeren, ze rijden dan alleen op minder vermogen. Er bestaat ook materieel dat geschikt is voor beide spanningen. In Italië wordt ook op 3000 volt gelijkspanning gereden. Vroeger reden daar treinen op draaistroom, waarvoor een ingewikkelde dubbelpolige bovenleiding nodig was.

 

Maastricht, 13 mei 1988 en Roosendaal, 4 juli 2004. NMBS-treinstel 401 resp. 830 zijn op half vermogen de grens met Nederland gepasseerd. Deze treinstellen zijn dus niet speciaal geschikt gemaakt voor 1500 volt.

London, Sloane Square, juni 1986. Metrotreinstel op de Circle Line. De treinen rijden hier op 630 volt gelijkstroom. Opvallend is dat hierbij gebruik wordt gemaakt van twee stroomrails.

25.000 volt in Nederland

Europoort, 13 april 2003. SSN 23 023 met de "Bruggen Expres" onder de experimentele 25kV-bovenleiding. Deze bovenleidingspanning zal worden gebruikt op de Betuweroute en op de HSL. Er zijn ook gedachten om het hele Nederlandse spoorwegnet aan te passen. Of dat er ooit van komt is nog de vraag. De Regiorunners zijn in elk geval voorbereid op de ombouw naar dit bovenleidingsysteem.

Meerspanningslocs

Utrecht CS, 20 oktober 1995. NMBS-loc 2555 met een omgeleide trein naar Parijs.

Roosendaal, 4 juli 2004. Meerspanningsloc 189 047 van Railion, bestemd om dienst te gaan doen op de Betuweroute.

Grensstations

Rechts: Bentheim, 8 augustus 1977. DB-loc 110 357 neemt de trein uit Nederland over van NS-loc 1104.

Linksonder: Emmerich, 8 mei 1987. Loc 1619 met een ertstrein. Rechts loc DB 111 120 met een trein naar Amsterdam.

Rechtsonder: Venlo, 13 mei 1988. Locomotor 253 zorgt ervoor dat NS 1221 en DB 140 743 onder de juiste bovenleiding terecht komen.

Zie ook Grensovergangen en grensstations.
 

De emplacementen van Bentheim, Emmerich en Venlo zijn deels voorzien van een omschakelbare bovenleiding. Hier kan zowel volgens het Duitse systeem (15.000 volt 162/3 Hz) als het Nederlandse systeem (1500 volt gelijkspanning) worden gereden. Tekeningen Thorsten Büker, bueker.net/trainspotting

De situatie bij Emmerich is inmiddels veranderd. Meer over de spanningsluizen bij Zevenaar.

Krantartikelen

Mijn mening in NRC Handelsblad, 30 juli 2001.

Wegwijs met De Limburger

De Limburger, 15 februari 2010. Hoe kan een trein 'n stuk zonder stroom rijden? (klik op plaatje)

De Limburger, 13 juni 2008. Waar haalt een trein zijn stroom vandaan? (klik op plaatje). Bron: www.limburger.nl.

Boeken

Handboek voor spoorwegtechniek. Handboek ten dienste van spoorwegtechnici, waterbouwkundigen, machinisten, werkmeesters en voor allen die in dienst zijn van de spoor- en tramwegen en hen die door hun functie daarmee in aanraking komen of die daarvoor werken uitvoeren, benevens studeerenden aan technische scholen enz.

Samengesteld door Vakgroep I (technici) van den Bond van Ambtenaren in dienst van de Nederlandsche Spoorwegen. A.W. Sijthoff's Uitgevers-maatschappij N.V., Leiden. Verschenen in de jaren dertig. Drie delen, ongeveer 1800 blz.

Deel III behandelt onder andere de elektrificatie van de NS en het elektrische stroomlijnmaterieel.

Gelijkstroomtractie op hoofdspoorwegen. Door ir. J.P. Koster, ingenieur b.d. Afd. Electrificatie van de Dienst van Materieel, Werkplaatsen en Electrificatie der N.V. Nederlandsche Spoorwegen. Uitgeverij Gottmer, Haarlem 1948.

In dit standaardwerk van bijna 600 pagina's worden de achtergronden en de inrichting van het elektrische tractiesysteem van de NS beschreven. Ook buitenlandse systemen komen aan de orde.

50 jaar elektrische spoorwegen in Nederland. Uitgave van de N.V. Nederlandsche Spoorwegen. Utrecht, 1 oktober 1958. Vanuit technische optiek geschreven geschiedenis van de elektrificatie, beginnend bij de eerste elektrische treinen die in 1909 gingen rijden tussen Rotterdam Hofplein en Scheveningen.

Zie ook:


vorige       start       omhoog