Oberleitung

mini|Fahrleitung deutscher Bauart im Bahnhof Thayngen, Schweiz

Eine Oberleitung oder Fahrleitung, seltener auch Fahrstromleitung, Kontaktleitung, Fahrdrahtleitung oder Bügelleitung, dient bei Bahnen zur Versorgung der Triebfahrzeuge mit Bahnstrom, sofern keine Stromschiene verwendet wird. Auch spezielle Verkehrsmittel wie Oberleitungsbusse oder Oberleitungsfähren können über sie mit elektrischer Energie betrieben werden. Ein Betriebsversuch auf Autobahnen liefert Ladestrom für die Batterien von Oberleitungslastkraftwagen.

Eine Oberleitung besteht aus Spezialdraht, der in annähernd konstanter Höhe über dem Fahrweg angeordnet ist. Auf den elektrischen Triebfahrzeugen befinden sich Stromabnehmer, die in Kontakt mit der Oberleitung stehen. Der Stromkreis wird über die Schienen als Rückleiter wieder geschlossen. Wegen des Fehlens eines solchen metallischen Fahrbahn-Rückleiters für den Rückstrom ist bei Oberleitungsbussen, ‑LKW und ‑fähren eine mehrpolig geführte Oberleitung mit passendem Stromabnehmer erforderlich.

mini|hochkant|Fahrleitungs­stütz­punkt italie­ni­scher Bauart Nachdem erste elektrisch angetriebene Bahnen ab 1879 über die Fahrschienen oder eine zusätzliche Stromschiene mit elektrischer Energie versorgt wurden, kam 1881 im Rahmen der ersten internationalen Elektrizitätsausstellung in Paris erstmals eine Überkopf-Fahrstromversorgung durch Schlitzrohrfahrleitung für eine Straßenbahn zur Anwendung.Michael Taplin: In: lrta.org, 1998.

In der Schweiz ist der Begriff Oberleitung nicht gebräuchlich, es wird nur von Fahrleitung gesprochen. Im RechtssinneDer Schweizerische Bundesrat (Hrsg.): Verordnung vom 5. Dezember 1994 über elektrische Anlagen von Bahnen (VEAB). (Archivlink (PDF; 133 KiB)) umfasst dieser Begriff auch Stromschienen, im normalen Sprachgebrauch ist mit Fahrleitung aber immer nur die Oberleitung gemeint. Auch im Bereich der ehemaligen Deutschen Reichsbahn ist der Begriff »Fahrleitung« üblich.

Verläuft die Fahrleitung seitlich neben dem Gleis, spricht man von einer SeitenfahrleitungDie Seitenfahrleitung. In: valmaggina.ch, abgerufen am 29. Mai 2025. oder Rutenleitung.

Versorgung

mini|links|Turmwagen als Zweiwegefahrzeug

Die elektrische Spannung in Oberleitungen beträgt einige hundert Volt bei Straßenbahnen sowie Oberleitungsbussen, bis zu 3 Kilovolt bei mit Gleichspannung und meist 10–25 Kilovolt bei mit Wechselspannung betriebenen Vollbahnen und Industriebahnen (siehe Liste der Bahnstromsysteme).

Zum System von Oberleitungen gehören Unterwerke, die bei Wechselstrombahnen in Abständen von 60 bis 80 km an den Strecken angeordnet sind und von denen die Oberleitung abschnittsweise aus dem nationalen Verbundnetz oder einem eigenen Bahnstromnetz gespeist wird. Bei Gleichstrombahnen beträgt der Unterwerksabstand wegen der wesentlich niedrigeren Spannung und der damit höheren Stromstärken und Leitungsverluste maximal 25 km. Bei Straßenbahn- und Oberleitungsbus-Netzen, die in der Regel mit 600–750 Volt Gleichspannung betrieben werden, wird die Fahrleitung etwa alle drei bis fünf Kilometer aus Unterwerken gespeist. mini|222x222px|Ladegleisschalter mit Anzeige der ÖBB Bei Wechselstrombahnen wird die Oberleitung über Mastschalter von den Unterwerken zentral oder örtlich von der Ortssteuereinrichtung auf dem jeweiligen Stellwerk geschaltet. Der Mastschalter verfügt über einen elektrischen Antrieb, der sich am unteren Mastende befindet. Mit einem Gestänge werden Messerkontakte an der Mastspitze bedient, um die Fahrleitungsschaltgruppen an Spannung zu legen oder spannungslos zu schalten oder Schaltzustände des Oberleitungsnetzes zu verändern. Ein eventuell entstehender Lichtbogen wird über Funkenhörner abgeleitet. Der Abstand der Funkenhörner vergrößert sich beim Ausschalten, sodass der Funke durch thermische und magnetische Wirkung nach oben wandert, damit verlängert wird, schließlich über ihnen abreißt und so die Messerkontakte vor Beschädigung schützt. Beim Einschalten ist der Effekt umgekehrt. Mastschalter sind zum Schalten von Lastströmen ausgelegt, bei Kurzschlüssen erfolgt die Abschaltung der Oberleitung durch Leistungsschalter im Unterwerk. Ladegleisschalter sind häufig mit einem Handschalter ortsbedienbar und in der Regel mit einem zusätzlichen Erdungskontakt, gelegentlich auch mit einem klappbaren Signal „Halt für Fahrzeuge mit gehobenem Stromabnehmer“, welches den Schaltzustand der Fahrleitung anzeigt, ausgerüstet. mini|hochkant|Neugebaute Fahrlei­tungs­anlage im Bahnhof Dresden Mitte In vielen Ländern, darunter auch Österreich und der Schweiz werden die Schalter meist zentral an einem Schaltgerüst angeordnet, über das sämtliche Schaltgruppen eines Bahnhofes zentral geschaltet werden können.

Fahrdraht mini|Einfach­fahr­leitung mit Beiseil­aufhängung

Die spezielle Beschaffenheit eines Fahrdrahtes hängt von verschiedenen Faktoren ab, die bei jeder Bahn anders sein können. Insbesondere beeinflussen die zu übertragende Stromstärke, die Spannweite zwischen den Aufhängepunkten, die alleinige Verwendung als Einzeldraht oder die Verwendung zusätzlicher Tragseile (Kettenwerk) sowie auch die Art der Stromabnehmer die Zusammensetzung, Form und Dicke des verwendeten Fahrdrahtes. Die bei der Deutschen Bahn verwendeten Fahrdrähte für Hochgeschwindigkeitsstrecken (typischer Querschnitt 120 mm²) müssen bei einer Leistungsaufnahme eines ICE 1 oder einer ICE-2-Doppeltraktion bis zu 9,6 Megawatt bzw. bei einer ICE-3-Doppeltraktion bis zu 16,0 Megawatt bereitstellen. Neben dieser Traktionsleistung ist weitere Leistung für Hilfsbetriebe wie Licht und Heizung bereitzustellen. Bei der verwendeten Spannung von 15 Kilovolt sind somit Ströme bis zu etwa 1400 Ampere möglich. Eisenbahnfahrleitungen sind in der Regel als Kettenwerk ausgeführt. Einfachfahrleitungen sind lediglich dort zu finden, wo nur mit mäßiger Geschwindigkeit gefahren wird, also auf traditionellen Straßenbahnstrecken, auf Stumpf- und Nebengleisen, bei kleineren Werkbahnen und bei rückbaren Strossengleisen im Bergbau.

Mit der Einführung der Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung wurde in der Bundesrepublik Deutschland im Mai 1967 für 15-Kilovolt-Oberleitungen eine Mindestfahrdrahthöhe von 4,95 m eingeführt. Zuzüglich einer Anhebung durch den Stromabnehmer in Höhe von 10 cm und eines Mindestsicherheitsabstands zu nicht unter Spannung stehenden Anlagenteilen von 15 cm ergab sich eine Mindesthöhe von 5,20 m. Als Regelhöhe wurde, mit einem Mindestabstand zu nicht spannungsführenden Teilen von 30 cm, 5,35 m festgelegt.

Die Regelfahrdrahthöhe bei der DB Netz beträgt 5,5 Meter, bei Hochgeschwindigkeitsstrecken 5,3 Meter. Der Fahrdraht darf sich bei ihr mindestens 4,95 Meter, bei S-Bahn-Strecken im Tunnel 4,8 Meter, und höchstens 6,5 Meter über der Schienenoberkante befinden.Ril 810.0242 Abschnitt 2 Absatz 1 Diese Höhe ist in Deutschland seit 1965 üblich. Historisch hat sich damit die Fahrdrahthöhe gesenkt, 1932 betrug sie noch 6,25 m, ab 1950 6 m, ab 1960 5,75 m. Auf Neubaustrecken beträgt die Höhe sogar nur 5,3 m.

mini|Befestigung des Fahr­drahtes am Seiten­halter eines Oberleitungs­mastes Der Fahrdraht hat zur besseren Befestigung seitlich zwei Rillen (Rillenfahrdraht) und besteht normalerweise aus Kupfer, entweder chemisch rein oder mit geringem Cadmium-, Silber-, Zinn- oder Magnesiumanteil, um seine Zugfestigkeit zu erhöhen. Zur Verstärkung der Zugfestigkeit kann der Fahrdraht neben dem Kupfermantel auch eine Seele aus Stahldraht enthalten. In Zeiten hoher Kupferpreise (zuletzt um etwa 2020?) sind auch Versuche mit Aluminium- und Stahlfahrdraht unternommen worden, die jedoch unbefriedigend verliefen. Leicht zugängliche Erdungsanschlüsse, Schienenverbinder und Ähnliches werden, weil diebstahlsgefährdet, seit etwa 2020 in Österreich überwiegend in Aluminium ausgeführt. Die Deutsche Reichsbahn verwendete für Fahrleitungsmasten sowie Gleis- und Schienenverbinder bis in die Neunziger starren Stahldraht und für oberstromführende Stoßspringer, Diagonalverbinder und Drosselanschlussseile sowie -mittenverbinder feindrähtiges Kupferseil. Nach 2000 kam in Deutschland zunächst feindrähtiges Stahlseil auf, ab etwa 2015 ebenfalls das allerdings deutlich starrere Aluminiumseil.

Damit die Paletten der Stromabnehmer bei schnellerer Fahrt nicht vom Fahrdraht abheben, wird ein (bei Andrücken von unten) möglichst sanfter Höhenverlauf angestrebt. Der auf Trommeln gelieferte Fahrdraht wird beim Einbau im Durchlauf durch ein Rollensystem gerichtet. Entstehen bei der Montage doch kleinere Buckel, können diese in Augennähe abgesehen und händisch ausgebessert werden: Eine in Härte, Steife und Masse passende Holzlatte (typisch 5 × 5 × 60 cm) wird, die Mulde überbrückend, von oben oder unten an den Fahrdraht gehalten, und mit dosierten Schlägen eines bombierten Gummihammers wird der Drahtbuckel gegenüber »niedergebügelt«. Eventuell müssen dafür Hänger gelöst werden. Zum Richten einer Verdrillung von Rillendraht kooperieren zwei Personen auf der Hebebühne mit je einem 50 cm langen Greifhebel.

In Tunneln werden unter Umständen Rillenfahrdrähte in Aluminiumprofile geklemmt (Stromschienenoberleitung), um die Bauhöhe zu verringern und eine gegenüber Einzeldrähten bzw. Kettenwerken höhere Steifigkeit zu erreichen.

In Gleichstromnetzen (mit daher niedrigerer Spannung) vieler Länder werden wegen der hohen Stromstärken zwei in geringem Abstand parallel geführte Fahrdrähte (Doppelfahrdraht) verwendet. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, dass beide Fahrdrähte verschleißen. Insbesondere in Tschechien und der Slowakei sind dafür Tragseile mit größerem Querschnitt und zusätzliche Verstärkungsleitungen über die Mastköpfe üblich. Diese Verstärkungsleitungen sind etwa an jedem zweiten Stützpunkt mit dem Kettenwerk verbunden.

alt=|mini|201x201px|Stahl­flach­masten deutscher Bauart

Masten mini|ÖBB-Fahrleitung im Bereich der Ausfahr­gruppe des Zvbf. Kledering mini|Oberleitung an Portal­masten der Schweizerischen Bundes­bahnen mit Nachspannung über einen Flaschenzug und Stahlgewichte

Die Masten der Oberleitung können aus Holz, Schleuderbeton (mit Stahleinlage) oder Stahl gefertigt sein. Holzmasten werden kaum noch verwendet, kommen aber in einigen lawinengefährdeten Gebieten der Schweiz sowie in Skandinavien zum Einsatz. Beton- und Stahlmasten wurden früher in ausgehobene Baugruben eingesetzt (»Einsetzmasten«), danach wurde die Baugrube mit Beton verfüllt. Einsetzmasten sind jedoch nur schwer zerstörungsfrei entfernbar. Zur Erleichterung der Montage wurden deshalb Aufsetzmasten mit Flansch entwickelt, die auf Ortbeton- oder Fertigteilfundamente aufgesetzt und verschraubt werden. Wenn möglich, werden die Mastfundamente seit einigen Jahren bevorzugt gerammt. Für Aufsetzmasten wird auf den Rammträger ein Betonfundamentkopf aufgesetzt, bei Schleuderbetonmasten endet der Rammträger auf seiner Oberseite in einem Rohr. Auf dieses wird der Mast aufgesetzt, danach wird der Zwischenraum mit Beton verfüllt. Neben den nur quer zum Gleis belastbaren Flachmasten existieren für Fälle, wo auch Zugkräfte in Gleisrichtung aufgenommen werden müssen (beispielsweise für Radspanner), Winkelmasten mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt. Turmmasten für Quertragwerke sind ebenfalls Winkelmasten. Rechteckstahlbetonmasten wurden ebenfalls entwickelt, sie setzten sich jedoch in Deutschland nicht durch. Zu sehen sind sie beispielsweise auf vielen Bahnhöfen der Strecke Halle–Cottbus. In Österreich hingegen sind Rechteckbetonmasten seit Einführung der Regelfahrleitung von 1949 sowohl bei Einzelstützpunkten als auch bei Turmmasten für Quertragwerke Standard. In vielen Ländern wie Tschechien, der Slowakei, Slowenien und Italien werden vorwiegend Stahlrohrmasten genutzt.