Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Schlag?

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fahrmidda13
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von fahrmidda13 »

Nochmal zur Isolierung:

Die Gummibereifung kann zwar eine ausreichende Isolierung bilden. Das bringt aber nicht viel, da der LKW darunter als Masse den Strom aufnimmt und der Arbeiter darauf eine direkte Verbindung herstellt, d.h. der gesamte Strom durchfließt seinen Körper. Besser sieht es für den Fahrer im LKW aus, der bekommt außer dem letzten Schei nix mit. Der Strom wird von der Stahlkarosserie des LKW abgebaut, diese wird dabei mit der Zeit warm. Nach dem Prinzip des "Faradayschen Käfigs" kann deshalb auch ein Blitz in ein Auto einschlagen, ohne daß die Insassen etwas zu spüren bekommen - vorausgesetzt es handelt sich um eine Stahlkarosserie, bei Kunststoffkarossen und Cabrios geht das nicht. Auf dem Dach des Autos sollte man dagegen in diesem Moment besser nicht sitzen.
Um das obige Szenarium zu vermeiden, sind die Arbeitsbühnen bereits vom LKW isoliert. Es kommt also nicht unbedingt darauf an, ob explizit Bodenkontakt besteht, Kontakt zu einer Masse, die den Strom aufnehmen kann reicht bereits.

Und noch eine Anmerkung zur eingehenden Frage bezüglich der Schienen:

Wie sich eine direkte Verbindung auswirkt, sehen wir immer im Herbst, wenn die Bahn über das Laub auf den Schienen fährt :D
Bild

Zwei Fuzzies stehen auf einer Signalbrücke.
"Weißt du", sagt der eine, "wenn ich hier oben stehe und den Zug knipse, fällt irgendwie alles von mir ab."
"Schön" sagt der andere. "Hauptsache, es fällt mir nicht in die Fotolinie."

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Sithis
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von Sithis »

Auf dem Dach des Autos sollte man dagegen in diesem Moment besser nicht sitzen.
Das birgt ohnehin noch weitere Risiken ;-) .
Um das obige Szenarium zu vermeiden, sind die Arbeitsbühnen bereits vom LKW isoliert. Es kommt also nicht unbedingt darauf an, ob explizit Bodenkontakt besteht, Kontakt zu einer Masse, die den Strom aufnehmen kann reicht bereits.
Das erklärt auch, warum bei Wikipedia explizit auf die Isolierung von O-Bus-Trittstufen hingewiesen wurde.
Wie sich eine direkte Verbindung auswirkt, sehen wir immer im Herbst, wenn die Bahn über das Laub auf den Schienen fährt :D
Inwiefern? In der Regel kommt es ja dadurch höchstens zum Schlittern wegen dem rutschigen Laub. Vielleicht passiert dabei aber auch irgendwas, dem ich bisher keine Aufmerksamkeit schenkte, aber was wohl auffällig ist, wenn man darauf achtet.
Zynismus ist der geglückte Versuch, die Welt zu sehen, wie sie wirklich ist. - Jean Genet

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fahrmidda13
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von fahrmidda13 »

Sithis hat geschrieben:
Wie sich eine direkte Verbindung auswirkt, sehen wir immer im Herbst, wenn die Bahn über das Laub auf den Schienen fährt :D
Inwiefern? In der Regel kommt es ja dadurch höchstens zum Schlittern wegen dem rutschigen Laub. Vielleicht passiert dabei aber auch irgendwas, dem ich bisher keine Aufmerksamkeit schenkte, aber was wohl auffällig ist, wenn man darauf achtet.
Hier ist es jedenfalls so, daß wenn die Bahn abbremst oder anfährt das Laub unter den Rädern verbrennt. :wink:
Bild

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Sithis
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von Sithis »

Hier ist es jedenfalls so, daß wenn die Bahn abbremst oder anfährt das Laub unter den Rädern verbrennt. :wink:
Ah ja. Riecht es vielleicht auch daher verbrannt, wenn die Bahn anfährt? Besonders auffällig bei den Beschleuniger-Tatras, die ja viel Strom beim Anfahren ziehen ;-) .
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Manitou
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von Manitou »

Solange der Widerstand des nassen Laubes nicht wesentlich größer ist, als der von Metall, pasiert nichts. Würde der Widerstand jedoch eine kritische Größe überschreiten, könnte sich das Laub erwärmen, wenn alle Räder des Zuges auf dem Laub stehen. Je nach Erwärmungs- und Trocknungsgeschwindigkeit könnte dabei entweder das Laub verbrennen oder im falle einer schnellen und sauberen Trocknung den Stromkreis unterbrechen.

Im Haushalt wäre eine Rückleitung über Erde möglich (mit dem Phasenprüfer macht man dies sogar tatsächlich), wenn man die Phase mit der Wasserleitung verbinden würde (verstößt jedoch gegen die Vorschriften). Der Elektriker, der den Rückleiter lediglich bis an die nächste Wasserleitung führt, sollte sich besser nicht erwischen lassen.

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Jörg
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von Jörg »

fahrmidda13 hat geschrieben:Hier ist es jedenfalls so, daß wenn die Bahn abbremst oder anfährt das Laub unter den Rädern verbrennt. :wink:
Bist du dir da sicher, dass das so ist? OK, ich geb ja zu, dass ich da noch nie sonderlich drauf geachtet hab, aber verbrennendes Laub unter den Rädern hab ich noch nie gesehen.

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Sithis
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von Sithis »

Jörg hat geschrieben:
fahrmidda13 hat geschrieben:Hier ist es jedenfalls so, daß wenn die Bahn abbremst oder anfährt das Laub unter den Rädern verbrennt. :wink:
Bist du dir da sicher, dass das so ist? OK, ich geb ja zu, dass ich da noch nie sonderlich drauf geachtet hab, aber verbrennendes Laub unter den Rädern hab ich noch nie gesehen.
Na ja, es liegt ja eher selten Laub drauf, wenn es runtergeweht wird oder vorsorglich weggefegt wurde ;-) .

Was sagst eigentlich du als Naturwissenschaftler zum Ausgangsthema? Du bist zwar kein Physiker, aber ich denke, daß du durchaus Ahnung haben dürftest ;-) .
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Jörg
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von Jörg »

Sithis hat geschrieben:Du bist zwar kein Physiker, aber ich denke, daß du durchaus Ahnung haben dürftest ;-) .
So gut kenn ich mich mit Strom jetzt auch nich aus :mrgreen: ... aber wurde ja schon alles gesagt: Solange du nicht beide Pole berührst, bekommst du auch keinen Schlag.

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Sithis
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von Sithis »

Ok ;-) . Ich habe wegen der Thematik auch mal einen S-Bahnfahrer befragt, er meinte, daß es öfters mal Probleme mit zu hohem Gras gibt, wenn Stromschiene und Gleis verbunden werden. Bei Schnee auch. Manchmal gibt es dann Dauerkurzschlüsse...verbrennendes Laub hat er bisher jedoch noch nicht beobachtet.
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fahrmidda13
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von fahrmidda13 »

Jörg hat geschrieben:
fahrmidda13 hat geschrieben:Hier ist es jedenfalls so, daß wenn die Bahn abbremst oder anfährt das Laub unter den Rädern verbrennt. :wink:
Bist du dir da sicher, dass das so ist? OK, ich geb ja zu, dass ich da noch nie sonderlich drauf geachtet hab, aber verbrennendes Laub unter den Rädern hab ich noch nie gesehen.
Hm ja, ob es nun tatsächlich verbrennt, weiß ich auch nicht genau. Jedenfalls brutzelt und funkt es kräftig unter den Rädern und danach ist das Laub nicht mehr da, jedenfalls nicht mehr in der ursprünglichen Form :wink: . Daher meine Vermutung, daß es wohl verbrennt.
Daß ich dieses Spektakel vom Fenster aus gut beobachten kann liegt sicherlich auch daran, daß in unmittelbarer Umgebung auch einige große Bäume stehen. Diese lassen im Herbst entsprechend viel Laub auf die Schienen fallen.

Sithis hat geschrieben:Ich habe wegen der Thematik auch mal einen S-Bahnfahrer befragt, [...] verbrennendes Laub hat er bisher
jedoch noch nicht beobachtet.
Na gut, die S-Bahngleise liegen ja nun auch meistens frei, sodaß das Laub relativ selten direkt auf der Schiene liegen bleiben sollte :wink: .
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T3D-Fan
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von T3D-Fan »

Ich vermute ja mal eher, dass das Laub einfach vom Gewicht des Wagens zerquetscht wird. Den Funkenflug an den Rädern kann ich aber auch bestätigen. Ich habe das mal gesehen, als eine Bahn auf alten, stark angerosteten Schienen gefahren ist. Da sieht es an den vordersten Rädern ähnlich aus, wie bei einer vereisten oder mit Grünspan bzw. Oxid überzogenen Fahrleitung. Die Oxide (Rost = Eisen-2- und Eisen-3-Oxid, Kufper-II-Oxid bzw. Grünspan = Kupfer-II-Acetat) erhöhen den elektrischen Widerstand, weswegen es immer wieder zu Überschlägen zu Stellen mit geringerem Widerstand / Oxid-Befall kommt. Der erhöhte Widerstand kann natürlich auch durch Laub verursacht werden.

Übrigens ist es bei der Eisenbahn besonders gefährlich, wenn man sich der Fahrleitung nähert, da es durch die Wechselspannung schneller zum Überschlag kommt als bei Gleichspannung. Je höher Spannung / Frequenz, desto größer sollte der Schutzabstand sein, da die Fläche der Pole zueinander wie ein Kondensator wirkt. Während jedoch bei Gleichspannung die Kondensatorplatten sehr dicht aneinander gebracht werden können, bevor der Isolator (hier die Luft) durchschlägt, wirkt ein Kondensator bei Wechselspannung immer in gewisser Weise "leitend". Zusammen mit einer Spule bildet dieser einen Schwingkreis. Und je höher die Frequenz bei gleicher Spannung ist, desto eher schlägt der Isolator Luft durch.
Holz ist übrigens kein "echter" Isolator, sondern hat nur einen relativ hohen Widerstand, der aber mit der (aufgenommenen) Feuchtigkeit variiert. Deshalb verwendet man heute vorwiegend keramische Isolatoren, aber auch Glas und spezielle Kunststoffe, deren Widerstände unabhängig von Feuchtigkeit, Temperatur u.ä. sind.

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M73
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von M73 »

So Leute – jetzt will ich mal etwas dazu sagen(Schreiben):

Strombetriebnen Bahnsysteme sind unabhängig von der Spannung erstmal neutral zum Erdpotential aufgebaut. Also könnte es vom Grundsätzlichen her schon stimmen, daß man ohne Probleme die Oberleitung anlangen kann, wenn man nicht gerade auf der Schiene steht. Jedoch würde ich dieses nur im Labor tun, da in "freier Wildbahn" unzählige Punkte zusammen kommen können, die einem das Lebenslicht auspusten können.
Für mein Verständnis (also meine Meinung) haben die Gleise im Allgemeinen ein erdnahes Potential, wobei die relative Erdnähe des Potentials mit steigender Spannung zunimmt.

Ich würde deswegen dringend davon abraten, das Ding mit der Stange aus zu probieren!


Am Rande: Um Spannungsverschleppungen zu vermeiden, ist im Bereich von elektrisch betriebenen Eisenbahnstrecken so ziemlich alles geerdet.
Jedes Teil aus Metal ist geerdet und wenn's nur der Papierkorb ist.
Auch alle einzelnen Brückensegmente sind peinlichst genau geerdet.
Schaut mal genau beim nächsten Besuch eines Bahnhofs.

Die Geschichte mit Holz: Holz ist ein guter Isolator, sofern es ganz trocken ist. Bei einem Feuchtigkeitsfilm oder gar durchnäßt ist das Ganze schon wieder gefährlich stark leitend.

Dann noch die Arbeitsbühnen, von denen aus unter Spannung gearbeitet werden kann:
Die eigentliche Arbeitsplattform ist gegen den "Rest der Welt" isoliert. Jedoch erfordert eine Arbeit unter Spannung eine besondere Ausbildung, da ein falscher Handgriff die mühsam hergestellte Isolierung des Arbeitsplatzes unterlaufen und zu tödlichen Unfällen führen würde.
Arbeiten unter Spannung erfordern eine außerordentlich hohe Disziplin. Zu den üblichen VDE-Vorschriften kommen zudem betriebsinterne Regeln.


Meines Wissens sind ab 1000 V die einzigen Arbeiten, die unter Spannung ausgeführt werden darf, das Messen der Spannung. Alle anderen Arbeiten erfordern das Abschalten.
Besonders im Hochspannungsbereich, wie z.B. DB AG, gibt es noch ein sehr gefährliches Phänomen. Trotz abgeschalteter Spannung kann sich zwischen Fahrdraht und Schiene oder Erde eine tödliche Restspannung befinden. Diese Spannung wird i.d. Regel durch Schutzerden (möglichst nah am Arbeitsort) abgebaut. (Kondensator-Effekt)

Die Isolierung eines LKW-Reifen sollte die Spannung bis 1000V schon herstellen können. Da aber ungünstige Umstände hier wirklich gefährlich werden können, werden bei spannungstauglichen Arbeitsbühnen besondere Vorkehrungen getroffen

Fazit: Arbeiten unter Spannung nicht bei DB AG und nur bei Tram und dann nur mit geeigneten Bühnen.

Dann zur einpoligen Steckdose von Incentro:
So etwas Ähnliches gab es in Deutschland früher, wurde jedoch nach zahlreichen Unfällen schnell verboten.
Die Ströme vagabundierten sehr unkontrolliert durch die Gegend und setzten besonders bei Fehlern der Hausinstallation ganze Häuser unter Spannung.


fahrmidda13 verwechselt auch noch etwas:

Die Gummibereifung kann zwar eine ausreichende Isolierung bilden. Das bringt aber nicht viel, da der LKW darunter als Masse den Strom aufnimmt und der Arbeiter darauf eine direkte Verbindung herstellt, d.h. der gesamte Strom durchfließt seinen Körper. Besser sieht es für den Fahrer im LKW aus, der bekommt außer dem letzten Schei nix mit. Der Strom wird von der Stahlkarosserie des LKW abgebaut, diese wird dabei mit der Zeit warm. Nach dem Prinzip des "Faradayschen Käfigs" kann deshalb auch ein Blitz in ein Auto einschlagen, ohne daß die Insassen etwas zu spüren bekommen - vorausgesetzt es handelt sich um eine Stahlkarosserie, bei Kunststoffkarossen und Cabrios geht das nicht. Auf dem Dach des Autos sollte man dagegen in diesem Moment besser nicht sitzen.
Um das obige Szenarium zu vermeiden, sind die Arbeitsbühnen bereits vom LKW isoliert. Es kommt also nicht unbedingt darauf an, ob explizit Bodenkontakt besteht, Kontakt zu einer Masse, die den Strom aufnehmen kann reicht bereits.
Isolierung und Faradaysche Käfig:

Isolierung ist, wenn zwei Leiter keine Möglichkeit haben über einen Stoff (Isolator) ausreichend Ladungsunterschiede auszugleichen.

Hingegen:
Der Faradaysche Käfig besagt, daß jemand innerhalb eines solchen (z.B. ein KFZ) vor Stromflüssen sicher ist, die durch den Käfig fliesen, obwohl er nicht gegen den Käfig isoliert ist.
Jedoch kann eine noch so unscheinbare Kleinigkeit die Käfigwirkung ausbremsen und der Insasse wird z.B. bei einem Blitzschlag gegrillt.

Generelles Fazit:

Ich würde dringend davon abraten, die Oberleitung oder die Stromschiene zu berühren, egal ob man auf oder neben dem Gleis steht.

Zum Schluß von mir noch eine Beobachtung, die veranschaulichen soll, wie schnell ein Isolator "außer Kraft" gesetzt werden kann:

In München gibt es den S-Bahn-Halt Donnersberger Brücke. Auf einem der Zugänge kommt man fast unmittelbar (sichere Entfernung) an der Oberleitung vorbei. Bei starkem Nebel, Regen oder Schneefall bildet sich ein leises brummen, welches mit der Zeit ein knattern wird. Nur durch die hohe Luftfeuchtigkeit werden hier anschaulich (eher anhörlich) die Isolatoren "überbrückt". Obwohl die Isolatoren unter der Brücke vor Regen geschützt sind, gibt es dieses Phänomen. Bei besonders günstigen Bedingungen (leider sehr selten) kommt es zu einer Korona, einer sichtbaren Vorstufe des Überschlags.
Interessant – Wenn eine S-Bahn durchgefahren ist, ist nichts mehr zu hören, bis sich der Kriechstrom langsam wieder aufbaut.

Also FINGER WEG VON SOLCHEN EXPERIMENTEN!
Ihr seid alle zu schade, um als "blaue Glühkerze" zu enden.
Ich freue mich, wenn es regnet. Denn wenn ich mich nicht freue, regnet es auch .
(Karl Valentin, Münchner Volksschauspieler und Humorist)

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Sithis
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von Sithis »

Ok, das ist mal eine gute und ausführliche Erklärung ;-) .
Zynismus ist der geglückte Versuch, die Welt zu sehen, wie sie wirklich ist. - Jean Genet

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M73
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von M73 »

Um noch mal auf die eigentliche Themenfrage zurück zu kommen:

Wenn ein Mensch einen "elektrischen Schlag" bekommt, ist er mit zwei unterschiedlichen potentiale aus einer Stromquelle zusammen gekommen.

Ein für den Menschen gefährlicher Stromfluß (bzw. auch lediglich schmerzhafter) kann nur zustande kommen, wenn der Mensch zwischen einen Leiter mit (ich sage mal)"Elektronenüberschuß" und ein Leiter mit "Elektronenmangel" kommt (Überschluß und Mangel ist nicht ganz Richtig, aber veranschaulicht), die aus derselben Stromquelle (Trafo, Generator ect.) kommen. (Hier müßte ich eigentlich noch viel weiter ausholen, lasse das erstmal lieber)

Ausflug in die Elektrophysik:
Stromerzeuger bzw. Stromwandler (Generator, Trafo ect.) wirken auf die "Freien Elektronen" in den angeschlossen Leitern (z.B. Kabel) und versuchen diese zur Wanderung zu bewegen. Der Elektronendruck zwischen den Leitern ist die elektrische Spannung, die in Volt angegeben wird. Schaltet man z.B. einen Motor oder eine Lampe (oder auch einen menschlichen Körper) zwischen die zwei Leiter, versuchen die Elektronen in den Leitern über den Motor ect. dem Druck durch den Generator ect. auszuweichen. Die Elektronenbewegung nennt man Stromfluß, der je nach Anzahl gleichzeitig bewegter Elektronen in Ampere angegeben wird.
(Aber nicht das jetzt jemand meint, ein bewegtes Elektron ist ein Ampere – die genaue Zahl müßte ich nachlesen, jedoch entspricht ein Ampere ein erheblich Vielfaches an Elektronenwanderung)

Wir wissen ja, daß die Bahnen erstmal neutral zu Erde aufgebaut sind und daß es aufgrund diverser Umstände das Gleis eben ein erdnahes Potential hat. Faktisch kommt man eben nur mit einem Leiter der Stromquelle, eben der Schiene in Berührung und es kommt nicht zu einer Elektronenbewegung (Stromfluß) über den menschlichen Körper. Auch ist der Elektronendruck zwischen Erde und Schiene derart gering, daß dem Menschen nichts passiert.

Am Rande:
Ich weiß, daß in Großbritannien einige Bahnstrecken zumindest früher die Spannung auf der rechten und linken Schiene hatten. (z.B. Plus rechte Schiene, Minus linke Schiene)
Ob das heute noch so ist, habe ich keine Ahnung. Ich könnte mir Vorstellen, daß dieses doch etwas gefährlicher sein dürfte….

Ich hoffe, daß alle noch soweit folgen konnten.
Ich freue mich, wenn es regnet. Denn wenn ich mich nicht freue, regnet es auch .
(Karl Valentin, Münchner Volksschauspieler und Humorist)

Manitou
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Re: Warum kriegt man auf der Schiene keinen elektrischen Sch

Beitrag von Manitou »

Die einzige Bahn, die wie bei einer Modelleisenbahn über rechte und linke Schiene versorgt wurde, war die Straßenbahn in Lichterfelde von 1881 (Siemens). In Großbritannien hat man z.T. (u.a. U-Bahn London) zwei Stromschienen, von denen die eine in der Mitte und die andere seitlich ist, während die Fahrschienen nicht in den Stromkreis einbezogen sind.

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