Historie om jernbanekøretøjers elektriske drev

Den historie af den elektriske drev jernbanekøretøjer beskæftiger sig med de historiske processer og udviklingstrin under sit introduktion. Ud over den første begyndelse og andre trendsættende udviklinger præsenteres introduktionen i lande, der har en særlig stor andel af elektrisk betjente ruter.

Tekniske krav

Flere komponenter var nødvendige til udvikling af elektrisk drevne jernbanekøretøjer :

• en pålidelig elmotor
• tilgængelig elektrisk energi i en passende form
• et passende drev

Motorisk princip

I 1820 opdagede den danske kemiker Hans Christian Ørsted fænomenet elektromagnetisme . Samme år offentliggjorde Michael Faraday sine arbejdsresultater om "elektromagnetisk rotation". Han konstruerede en enhed, hvor en elektrisk leder roterede omkring en fast magnet, og i et modeksperiment drejede en bevægelig magnet rundt om en fast leder.

I 1822 udviklede Peter Barlow Barlow-hjulet opkaldt efter ham . Smeden Thomas Davenport udviklet en kommutator -motor i Vermont ( USA ) i 1834 og modtog den første patent på den elektriske motor den 25. februar 1837.

På det europæiske kontinent arbejdede Ányos Jedlik og Hermann Jacobi (1801–1874) på ​​samme måde som Davenport om udviklingen af ​​den praktiske elektriske motor. Jacobi udstyrede også en seks-personers båd i Sankt Petersborg i 1838 med en 220 watt motor, han havde udviklet. Således omkring 1837/1838 var grundlaget for et elmotordrev kendt og udviklet til en arbejdsmaskine, der var egnet til brug.

Elektrisk strøm

Den elektriske energi var oprindeligt kun tilgængelig i batterier, som skulle bæres i den passende plads og vægt. Fra da og indtil nu har zink vist sig at være en effektiv og nem at behandle grundlæggende komponent i elektriske batterier. Store mængder zink blev ekstraheret i England så tidligt som i 1720 , zinksmeltværk blev bygget mange steder, og i 1805 blev det første zinkvalseværk bygget i Belgien. Den elektriske energiforsyning var således grundlæggende tilgængelig, men den var dyr. Hermann Jacobi brugte et meget dyrt zink-platin batteri .

Omkostningerne ved et elektrisk batteri på det tidspunkt var mange gange værdien af ​​det kul, der blev brændt i en dampmaskine til den samme arbejdsydelse. Med magnetisk induktion var for eksempel så tidligt som i 1832 producerede Hippolyte Pixii og Dal Negro i generatorer energi, men det var oprindeligt kun til drift af lamper og til elektriske formål betragtes som anvendelige. Det var først i 1866, hvor iværksætteren Werner Siemens genererede elektricitet med generatormaskinerne, han byggede, at elektrisk energi blev tilgængelig i en mængde og størrelse, der gjorde det muligt for ideen om elektromotoriske drev at vokse ud over status som en interessant gimmick.

Den eneste tilgængelige strøm var oprindeligt jævnstrøm , hvilket også viste sig at være let at bruge og dermed etablerede sig som ”førstevalg” for mange jernbaner. Hastigheden kunne styres simpelthen ved at forbinde traktionsmotorer i serie eller parallelt og ved at bruge modstande som spændingsdelere . I det øverste hastighedsområde blev den krævede hastighedsforøgelse opnået ved at svække marken . I lighed med dampdrift udviklede traktionsmotorer den højeste trækkraft, når de nærmer sig, med høje togbelastninger og på skråninger, hvilket viste sig at være særligt gunstigt i jernbanedrift.

Fra 1890, med udviklingen af ​​trefasesystemet og den trefasede asynkronmotor, blev et meget simpelt og meget effektivt drev tilgængeligt. Imidlertid krævede dens anvendelse anvendelse af tre-polede strømforsyningsledninger, som var komplekse at implementere, og kun et par hastigheder, der var forudbestemt af lysnettet, kunne indstilles. I de tidlige dage blev der imidlertid gjort mange forsøg på at bruge trefasestrøm til jernbanedrift, men i større skala kun ved den italienske Ferrovie dello Stato mellem 1904 og 1976.

En vigtig rolle i fordelingen af ​​det elektriske drev med fjerntliggende stier havde udviklet transformeren , den elektriske energi muliggjorde den økonomiske transmission over lange afstande og alligevel den samme fordelagtige køreoperation som jævnstrømsforsyningen. Den tilknyttede anvendelse af højspændings enfaset vekselstrøm viste sig oprindeligt at være problematisk til motordrift, men kunne tilpasses til jernbanedrift med lave frekvenser i området 15 til 25  Hertz . Omfattende undersøgelser mellem 1905 og 1907 under ledelse af Robert Dahlander ved den svenske Statens Järnvägar bidrog til dette fund . Det involverede AEG , Siemens-Schuckert og Westinghouse Electric , sidstnævnte i samarbejde med det amerikanske Baldwin Locomotive Works .

køre

En passende løsning skulle først findes til kraftoverførslen fra den elektriske maskine til hjulene. Princippet om maskindrevne jernbanevogne var faktisk siden introduktionen af dampmaskinen af Richard Trevithick kendt 1804 Som et resultat brugte C. G. Page et drev med to elektromagneter til sit lokomotiv, som drejede hjulene skiftevis frem og tilbage med en krumtapmekanisme som en stempeldampmaskine . Denne udviklingslinje blev ikke forfulgt længere, men der blev hurtigt udviklet drivsystemer, hvor den elektriske motors roterende bevægelse blev transmitteret direkte eller ved hjælp af en gearkasse til køretøjets drivhjul eller aksler.

Udvikling over tid

Thomas Davenport i Vermont brugte kommutatormotoren, som han udviklede i 1835, til at bygge en model af et elektrisk drevet sporstyret køretøj på en enkelt-sporcirkel af skinner, der var fire meter i diameter. Hans model blev udført i høj abstraktion, den havde to skinner i form af cirkulære ringe, som blev monteret koncentrisk på to niveauer. Den indre, lavere liggende skinne fungerede som et spor til motordrevet, den anden skinne som en ren motorskinne. Denne tilgang gik dog stort set ubemærket.

Skotten Robert Davidson (1804-1894) byggede en elektrisk lokomotivmodel i Aberdeen i 1837 eller 1838 og senere en større "Galvani" kaldet lokomotiv, som blev demonstreret ved udstillingen af Royal Scottish Society of Arts i 1841 og i 1842 den jernbanen mellem Edinburgh og Glasgow blev prøvet. Motoren siges at have arbejdet på et princip svarende til lokomotivet udviklet i 1851 af CG Page og beskrevet nedenfor. Køretøjet nåede en hastighed på fire miles i timen, men ingen yderligere belastninger kunne trækkes eller passagerer kunne transporteres. Det anvendte zinkbatteri viste sig at være fyrre gange dyrere i drift end de sammenlignelige omkostninger ved kulforbrænding. Det rapporteres, at "Galvani", som blev parkeret i et skur, blev ødelagt af damplokomotivmaskiner på trods af dets tilsyneladende mindreværd på grund af bekymring for den resulterende konkurrence. Davidson så åbningen af ​​elektriske operationer på tunnelbanen i City og South London Railway , hvilket fik ham til at sætte sig på sine visitkort som ”Robert Davidson. Far til det elektriske lokomotiv ”.

I Frankfurt am Main i 1840 lykkedes Johann Philipp Wagner (opfinderen af "Wagners Hammer" ) at køre en lille bil drevet af en elmotor med et anhænger på en skinnecirkel med en omkreds på 20 meter. Han fik derefter til opgave at bygge et fungerende stort "elektromagnetisk drevet" lokomotiv, som han blev stillet til rådighed for et beløb på 100.000 gulden. Imidlertid mislykkedes implementeringen, angiveligt på grund af manglende viden om forholdet mellem batterikapacitet og drevkraft.

Den amerikanske patentekspert Charles Grafton Page (1812–1868) begyndte at bygge et lokomotiv drevet af to elektriske motorer nær Washington, DC i 1850 med et statsligt tilskud på $ 20.000. De 15 kilowatt “motorer” bestod hver af to spoler med en indbygget stanganker, som blev bevæget frem og tilbage ved skiftevis at tænde spolerne som i en stempeldampmaskine . Denne oscillerende bevægelse blev transmitteret til paret drivhjul i en treakslet vogn ved hjælp af drivstænger. Motorerne blev fodret med et enormt 50-element batteri, der bragte bilen til en masse på tolv tons. Under testkørslen den 29. april 1851 nåede dette lokomotiv kort en hastighed på 31 km / t, men isolering brændte igennem, og batterielementer, der brækkede under vibrationerne (våd kemikalie i cylindriske eller kuboide glasbeholdere var almindelige) betød, at rejsen var langt foran efter 40 minutter måtte annulleres, før det nåede målet.

Første forsøg på anvendelse

Det elektriske skinnekøretøjsdrev blev kun rigtig velegnet til brug med introduktionen af ​​en fast strømforsyning via lederskinner eller kontaktledninger . På ruten sporvogn langs spa promenaden i den russiske kurby Sestrorezk , Fjodor Pirozki eksperimenteret med denne form for strømforsyning over en kilometer i 1875. Som senere ved Siemens i Lichterfelde blev energien tilført via de to landingsbaner. Fra den 22. august 1880 betjente han en konverteret dobbeltdækker hestevogn i tolv dage på en hestevogn, der var klargjort som i Sestrorezk, som nogle trafikhistorikere anser for at være verdens første elektriske sporvogn.

Werner Siemens byggede i Berlin i 1879 en linje, der oprindeligt var beregnet som en minebane for Cottbus med en 500 millimeter sporvidde og et toakset elektrisk lokomotiv . Den blev forsynet med strøm af en stationær dynamo via en isoleret lederskinne monteret i midten af ​​sporet, mens skinnerne fungerede som kredsløbets returledning . Dette lokomotiv trak tre vogne med træbænke monteret på dem til seks passagerer hver på et 300 meter langt kredsløb på handelsudstillingen på det tidspunkt. Lokomotivets motoreffekt var 2,2 kilowatt. Uden last nåede den en hastighed på 13 kilometer i timen, og med trailerne, hver optaget af seks personer, en hastighed på 6 km / t. Kørselsretningen blev ændret af et vendegear, da ændringen i motorens rotationsretning ved at vende polariteten af viklingen endnu ikke var kendt.

I løbet af fire måneder blev 90.000 mennesker transporteret med dette tog, og senere var der yderligere udstillingsture i Bruxelles, London, København og Moskva, hvorved brugen af ​​det elektriske drev til jernbanen kunne demonstreres for et bredt publikum. Fra maj til september 1881 passerede toget under den generelle patent- og designudstilling i Palm Garden Frankfurt i Frankfurt - Westend . Maskinen har været udstillet på Deutsches Museum i München siden maj 1905 .

Lignende udstillingsspor blev snart præsenteret andre steder. På Wien-messen i 1880 havde Béla Egger , en tidligere ansat hos Werner Siemens, en motoriseret platformbil til fem til seks stående personer og en tilknyttet siddebil kørt frem og tilbage over en 200 meter lang rute. Mindst 26.000 passagerer blev transporteret på tre og en halv måned. Thomas Alva Edison siges at have allerede nået 65 km / t samme år med en lille toakslet lastbil som den ved Siemens.

I 1880 nærmede Siemens sig byen Berlin med en plan for en elektrisk forhøjet jernbane gennem Leipziger Strasse . Da dette blev afvist, byggede Siemens imidlertid den elektriske sporvogn Lichterfelde-Kadettenanstalt i Lichterfelde nær Berlin , som begyndte prøvekørsel den 16. maj 1881. Vogne med plads til 26 personer løb langs ruten på 2,5 kilometer. Motoren med en ydelse på 5 HK kørte begge aksler via spiralledninger; bilerne nåede en maksimal hastighed på 35 til 40 km / t.

Siemens omtalte ikke selv det som en gade, men som en "elektrisk jernbane" og sagde, at det "på ingen måde kunne betragtes som en model af en elektrisk jernbane på jorden, snarere er det en forhøjet jernbane, der er taget ned fra sine søjler og sidestykker og lagt på jorden forstå ". På grund af risikoen for elektriske stød for mennesker og trækdyr blev jernbanelinjen i Lichterfelde afskærmet med hegn, og uautoriserede personer fik forbud mod at komme ind i jernbanestrukturen.

For at undgå risikoen for elektriske ulykker designede Werner von Siemens den første kontaktledning og præsenterede den på Exposition Internationale d'Électricité i 1881 i centrum af Paris. Han oprettede en 500 m lang demonstrationsstrækning, der førte fra Place de la Concorde til Palais de l'Industrie udstillingspalads på stedet for det, der nu er Grand Palais, og hvor strømmen blev leveret for første gang via en luftledning . Det var en slidset rørkontaktledning lavet af messing, hvor skinnerne blev fuldstændigt dispenseret som udadgående og returledere, og i stedet blev to slidsede rør, der lå ved siden af ​​hinanden, brugt som udvendige og returledere. Vogne løb gennem rørene og blev trukket med af køretøjet ved hjælp af et fleksibelt kabel.

I 1882 elektriciserede Siemens en allerede eksisterende linje i Berlin-hestetoget mellem Charlottenburg og Spandauer Bock udflugtsrestaurant med mere subtilt, men teknisk lignende komplekst udstyr. En lille kontaktvogn kørte på to ledninger, trukket af en motor foran køretøjet og forbundet med et fleksibelt kabel. Kontaktvognens valser transmitterede elektriciteten til både kontaktvognens og køretøjets motorer. Selvom oplevelsen på ruten var utilfredsstillende, udstyrede han i løbet af de næste par år tre nye jernbanelinjer baseret på næsten det samme princip: lokalbanen Mödling - Hinterbrühl i 1883 , sporvognen fra Frankfurt til Offenbach med sit eget kraftværk i 1884, og sporvognen ved Genfersøen nær Montreux i 1888 .

I Brighton , den 4. august 1883, åbnede Volks Electric Railway som den ældste elektriske sporvogn i Storbritannien . Det blev bygget af Magnus Volk , en søn af tyske indvandrere. Da jernbanen med en sporvidde på 610 mm ikke havde nogen køreledning , blev den forsynet med elektricitet via de to skinner på 50 volt. Dette blev genereret med en 2 hk gasmotor , den maksimale hastighed var seks miles i timen. I samme år blev Giant's Causeway Tramway i Nordirland efterfulgt af en anden elektrisk udflugtstram, som var verdens første elektriske tog leveret af et vandkraftværk . Den havde allerede en samleskinne på siden og bar en uforholdsmæssigt højere spænding på 290 til 360 volt. Men da en cyklist døde i en elektrisk ulykke i 1895 , måtte spændingen sænkes.

I 1883 testede Leo Daft sit to-ton eksperimentelle lokomotiv Ampère på den smalsporede Saratoga, Mount McGregor og Lake George Railroad i den amerikanske delstat New York. Det trak en almindelig jernbanevogn med en masse på ti tons og 68 passagerer plus fem personer på selve lokomotivet i cirka 13 km / t over en stigning på 1:57. Den elektriske energi kom via en lederskinne mellem landingsbanerne.

I Niterói , Brasilien , grundlagde Carlos Basto Carris Urbanos de Nictheroy , som startede en af ​​de tidligste elektriske sporvogne på hovedgaden Alameda São Boaventura (Fonseca-linjen) den 7. oktober 1883. Elektriciteten kom fra akkumulatorbatterier. I februar 1885 blev den imidlertid afbrudt på grund af adskillige driftsproblemer.

I 1884 åbnede Cleveland ingeniører Bentley og Knight den første kommercielt drevne elektriske sporvogn i USA. For første gang blev der brugt en underjordisk strømforsyning, hvor en kanal lavet af træ mellem skinnerne havde en åbning til strømaftageren øverst. I modsætning til Spragues-sporvognen i Richmond, der åbnede fire år senere, varede denne operation kun et år.

Da både energiforsyningen på jorden og Siemens 'udførlige to-polede slidsede rørledninger var ekstremt tilbøjelige til at svigte, stagnerede spredningen af ​​elektriske jernbaner indtil anden halvdel af 1880'erne.

Højledninger

I slutningen af ​​1884 udstyrede JC Henry i Kansas City for første gang et testspor med en kontaktledning, der, som det er almindeligt i dag, bestod af ledninger og blev fastgjort til master ved hjælp af cantilevers. Under drift blev omskifteren derefter brugt til at bruge de to kobbertråde, der var beregnet som to-polet ledning til fremad- og tilbagelevering af strømmen, kun som en udgående leder og til at føre strømmen tilbage over skinnerne. I anden halvdel af 1885 byggede Depoele en jernbane i Toronto , hvor kun en enkelt kobbertråd, fastgjort til armbeslag ved hjælp af isolatorer, overtog opgaven med den udadvendte leder. For første gang blev der også brugt en højere driftsspænding.

Frank Sprague overtog den enkeltpolede overheadledning og opfandt strømaftageren , som lænet sig mod lokomotivet og pressede en rulle nedenfra mod kontaktledningen. Richmond Union Passenger Railway i Richmond (Virginia) , udstyret af Sprague, begyndte sin rutefart den 2. februar 1888 med ti jernbanevogne. Senere kørte op til 30 jernbanevogne samtidigt på den 20 kilometer lange rute og klarede stigninger på op til ti procent. Med dette overbevisende bevis for ydeevne begyndte sejren for elektriske jernbaner.

Kort derefter blev Spragues system forbedret af Thomson-Houston Electric Company . Den udstyrede Boston Elevated Railway med den i 1889 og præsenterede den for første gang i Europa i 1890 på den nordvestlige tyske handel og industriudstilling i Bremen .

I mellemtiden fik erfaring med styring af elevatorsystemer Sprague til at planlægge et helakseldrev til flere enheder på et tidligt tidspunkt . I dets togkontrolsystem med flere enheder havde hver bil sin egen trækkraftmotor, som føreren specifikt kunne styre via relæer og kontinuerlige elektriske styrelinjer . Dette reddede separate lokomotiver på vanskelige ruter med stigninger og på længere tog .

Strømaftagere med en rulle presset mod kontaktledningen kan modstå højere kørehastigheder end kontaktvogne, men kan "spore" ud af kontaktledningen og derfor begrænse hastigheden.

Når linjen i Groß-Lichterfelde blev udvidet i 1890 ud over kadet institut til Groß-Lichterfelde West station , blev den enpolet køreledninger udviklet i Amerika vedtaget, men den motorvogn var udstyret med den strømaftager , der blev udviklet af Walter Reichel , chefdesigner hos Siemens, og patenteret i 1889 havde været. Strømaftager med bue eller lyre kunne ikke springe ud af kontaktledningen og muliggjorde således væsentligt højere hastigheder end strømaftagerne. De fandt distribution mellem 1890 og 1910, især i Europa. Ud over sporvogne var især jernbaner udstyret med det. Den første sporvogn i Australien, i Hobart , blev også udstyret af Siemens & Halske , som blev grundlagt af Siemens, med strømaftager med bue-type i 1893.

På grund af den store masse og den lange løftearm har lyra barer tendens til at blive udsat for korte afbrydelser i kontakt. Derudover skal de kun bruges til en kørselsretning. Strømaftageren udviklet af Siemens løste begge problemer. De første strømaftagere var tidligere blevet brugt på amerikanske minejernbaner og siden 1895 i en tunnel på Baltimore & Ohio Railroad , men de var smalle og pressede ikke et beslag, men en rulle på kontaktledningen.

De første strømaftagere med kontaktlister blev bygget til minejernbaner, for eksempel i 1897 af Elektrizitätsaktiengesellschaft i Nürnberg , tidligere Schuckert & Co for Burbacher Hütte i industriområdet på Saar. Der gik imidlertid år, før sådanne strømaftagere blev brugt i offentlig transport.

Et mislykket projekt, på den anden side, var den elektriske sporvogn-omnibus fra Siemens & Halske, præsenteret i 1898. Det var en blanding mellem en elektrisk sporvogn og batteri- drevet bus , den to-vejs køretøj kunne også bevæge sig væk fra skinnerne i perambulator-drift .

Den San Francisco, Oakland, og San Jose Railway (SFOSJR), senere indarbejdet i Key System , begyndte operationer den 26. oktober, 1903 med en letbane tog bestående af fire motorvogne, der hver er udstyret med to saks-type strømaftagere, designet af John Q. Brown , en ingeniør i virksomheden. Den Rheinuferbahn mellem Köln og Bonn startede i 1905 med alle-stål motorvogne, hvis Siemens-Schuckert strømaftagere tilbudt forbedret kontakt med luftledning og kunne bruges til begge retninger, men de var ikke endnu strømaftagere. Den elektriske drift af de storhertuglige Baden-statsbaner begyndte med et lokomotiv med strømaftagere. Efter levering i 1910 blev Badische A1 først testet på linjer, der allerede var elektrificeret, Ammergaubahn og Bitterfeld - Dessau-linjen , før den blev brugt på Wiesentalbahn og Wehratalbahn fra 1913 . De preussiske statsbaner drev stadig lokomotiver med Lyra-stigbøjler i 1911, men selv der havde alle nyindkøbte elektriske lokomotiver strømaftagere det følgende år. De garanterede en sikker energiforsyning ved hastigheder på op til mere end 100 km / t.

Kun udviklingen af ​​elektriske højhastighedstog fra midten af ​​det 20. århundrede krævede afgørende forbedringer, hvilket i mellemtiden har ført til den generelle spredning af enarmet strømaftager , en halv saks strømaftager .

Busbars

Det ældste elektriske tog i drift i dag, Volks Electric Railway , fungerede oprindeligt, dvs. H. siden 1883 med strømforsyning kun via de løbende skinner, men i 1886 var den udstyret med en lederskinne anbragt imellem.

I Denver begyndte den elektriske sporvogn i 1886 med en to-polet strømforsyning gennem en slidset ledning under kørebanen. Der blev dette princip opgivet igen i 1888 og skiftet til luftledning. Efterfølgende blev ledningssystemet imidlertid brugt i stor skala på Manhattan på grund af et officielt forbud mod luftledninger . På mange ruter var det imidlertid muligt at bruge kanaler, der tidligere var oprettet til kablerne til kabelvogne .

Hvor det var muligt at holde forbipasserende og dyr væk fra skinnerne, var strømforsyningen via en lederskinne praktisk og har været i nogle netværk den dag i dag.

Den første metro med et sidespor var City and South London Railway, officielt åbnet den 4. november 1890 . Hun blev tvunget til at bruge det elektriske drev, fordi kabeldrevet, der faktisk var beregnet, havde vist sig at være upraktisk.

Den første elforhøjede jernbane blev åbnet den 4. februar 1893 med en længde på otte kilometer i Liverpool havn. Denne Liverpool Overhead Railway havde oprindeligt en central, senere en lateral dirigentskinne. Fra 1905 fortsatte deres tog endda på en hovedlinje, der nu også er blevet elektrificeret.

Også fra starten arbejdede Paris Métro med en lateral busbar fra 19. juli 1900 og Berliner Hochbahn, nu Berlin Underground , fra 15. februar 1902 . Den ældste undergrundsbane på det europæiske fastland, på den anden side Budapest Millennium Linje fra 1896, har luftledninger, i tunnelen i form af overhead-leder skinner , i området udefra som en kontaktperson ledning.

Tre-faset og enfaset vekselstrøm

Den transformer , først udviklet i 1881 af Lucien Gaulard og John Dixon Gibbs og bragt til serieproduktion i 1885 af tre ingeniører fra Budapest-baserede Ganz & Co. , gjorde det muligt at tilpasse vekselspænding til de respektive behov og give vekselstrøm mere let end jævnstrøm.

Tre-fasede drev blev muliggjort af den asynkrone motor, som Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski havde opfundet som ingeniør hos AEG i 1889. Eksperimenter med enkelt- og trefasede frekvensomformere begyndte kort efter etableringen af ​​kraftige DC-jernbaner.

Siemens & Halske lagde testspor med trepolede luftledninger til testkørsel med trefasestrøm på deres fabrikslokaler i Berlin-Siemensstadt i 1892 og fra 1898 på en vej mellem samfundene Groß-Lichterfelde og Zehlendorf .

Det schweiziske firma Brown, Boveri & Cie. på to spor: slutningen af ​​1895 (prøveoperation) / 1. Juni 1896 startede den elektriske sporvogn Lugano (Società delle Tramvie Elettriche Luganesi) med en afstand på 5 kilometer. Burgdorf-Thun-jernbanen fulgte i 1899 , en 40 kilometer fuld sporvidde. På grund af koncessionsbetingelserne var det endnu ikke muligt at arbejde med højspænding på begge jernbaner.

Den Budapest baseret Ganz & Co. under ingeniør Kálmán Kando lagt en testbane i 1899 og i 1900 en arbejder jernbane med 3000 volt trefaset strøm . Med Veltlinbahn af den Rete Adriatica i 1902, verdens første højspændingsledninger hovedledning og samtidig den første trefasede hovedlinien gik i drift i det nordlige Italien. Alt elektrisk udstyr fra kraftværket til lokomotiver og jernbanevogne kom fra Ganz & Co. i Budapest.

I 1923 forsøgte Kálmán Kandó også at sammenfatte fordelene ved strømforsyning med enfaset vekselstrøm og drev med trefasemotorer. MÁV-serien V50 designet af ham modtog enfaset vekselstrøm med industriel frekvens fra kontaktledningen, som blev konverteret af en konverter til trefasestrøm for de to trækkraftmotorer.

Så tidligt som i 1901 havde undersøgelsessamfundet for elektriske hurtige transit- systemer oprettet et 33-kilometer testspor med en tre-polet luftledning til trefasedrift på militærbanen nær Berlin . Der, i 1903/1904, nåede jernbanekøretøjer (og køretøjer generelt) hastigheder på over 200 km / t for første gang, jernbanevognen fra Siemens 206, den for AEG 210,3 km / t.

På grund af de krævede flerpolede luftledninger (tre-polet på testspor, to-polet i daglig brug) bevarede trefasestrøm generelt en niche-rolle inden for jernbanetransport. Et omfattende trefaset netværk (ca. 2000 kilometer) eksisterede kun i det nordlige Italien og to efterfølgende grænseoverskridende ruter, Simplon-jernbanen og Tendabahn . I dag drives kun få korte bjergbaner med trefasestrøm.

Drevet med enfaset vekselstrøm med en enpolet luftledning til fasen og skinnerne som returledningen, som den dominerer på hovedlinjerne i dag, begyndte først efter trefasedrift, nemlig i 1903 med prøveoperationen af den UEG (forløberen for AEG ) i 1903 på Schöneweide - Spindlersfeld sidebane . I 1906 sluttede denne operation, da linjen blev hævet over en dæmning. Men allerede i 1904, også udstyret af AEG, begyndte den 18 kilometer lange Stubai Valley Railway i Østrig kontinuerlig drift med 2500 volt vekselstrøm og Lyra strømaftagere.

Jernbanerne brugte en frekvens på 40, senere 50 Hertz. Disse høje frekvenser har resulteret i betydelige problemer med seriemotoren kombineret med overdreven børsteild i årtier . I 1905, efter en mislykket prøvekørsel med trefasestrøm , blev den næsten 24 kilometer lange Ammergau- jernbane, der blev bygget i 1897, omdannet til enfaset vekselspænding på 5,5 kilovolt ved 16 Hertz.

Med Seebach-Wettingen- prøveoperationen demonstrerede Maschinenfabrik Oerlikon (MFO) egnetheden af ​​enfaset vekselspænding med 15 kilovolt fra 1905 til 1909. Frekvensen var oprindeligt 50 Hertz. Eksperimenter har vist, at en lavere frekvens på omkring 15 Hertz var billigere, og børsteild og dermed også telefoninterferens blev reduceret. Prøveoperationer blev afbrudt i midten af ​​1909, og køreledningen blev demonteret. Det var først i 1944, at linjen blev elektrificeret igen. Systemet fungerede som en model for elektrificering af jernbaner i Tyskland, Østrig, Schweiz, Norge og Sverige, men med 16⅔ i stedet for 15 Hertz.

Kronologisk oversigt over de første elektriske jernbaner

Begrænsningsbemærkning: Følgende tabel indeholder kun de første elektriske virksomheder, hvis de er de første af deres art i verden, de første af deres art i tysktalende lande eller af enhver anden særlig betydning for historien om elektriske drev, for eksempel markering begyndelsen på permanent brug. Yderligere lister over sporvogne og undergrundsbaner findes på listen over byer med sporvogne , deres underlister til virksomheder, der ikke længere eksisterer, og på listen over byer med undergrundsbaner . Tidsbegrænsning til det første kvart århundrede siden de første udstillingsspor fra 1879/83 (indtil omkring 1905).

Åbning dato (klik for beskrivelse)	Land	Sted eller rute	Rute længde	Strømsystem	Type jernbane / bygherre / operatør
31. maj 1879	Preussen	Berlin	0,3 km	DC-spænding via central samleskinne og kørende skinner	Udstillingsspor (målestok 500 mm) / Werner von Siemens
13. maj 1880-1882	Forenede Stater	Menlo Park , Chicago	⅓, en mil senere	DC spænding over kørende skinner	Test- og demonstrationsspor på Cape Gauge / Edison
17. juli - 15. september 1880	Østrig-Ungarn	Wien	0,2 km	DC spænding over kørende skinner	Udstillingsspor, nedre østrigsk handelsudstilling, Béla Egger
3. september 1880 - sent IX '80	Rusland	Sankt Petersborg	en kilometer	DC spænding over skinnerne	Ombygget hestevogn på en præget hestevogn spor / demonstrationsoperation / Fjodor Pirozki
16. maj 1881	Preussen	Lichterfelde nær Berlin	2,5 km	180 volt jævnstrømsspænding over landingsbanerne	Meter-gauge testrute, fra 1883 offentlig sporvogn / Siemens & Halske
15. august 1881	Frankrig	Paris	0,5 km	DC-spænding via to-polet slidset rørkontaktledning	Udstillingsbane / Siemens & Halske
1. maj 1882	Preussen	Charlottenburg nær Berlin : hestetogstation - Spandauer Bock	2,5 km	DC-spænding via to-polet slidset rørkontaktledning	Prøveoperation, blandet trafik med hestekørsel på offentlig sporvogn / Siemens & Halske
4. august 1883 - til dato	England	Brighton	0,4 km	50-volt jævnspænding via køreskinner, fra 1886 160 volt jævnspænding via midten jernbane og regulere modstanden	Ældste elektriske sporvogn i verden, der stadig er i drift i dag, sporvidde 610 mm (fra 1884 838 mm, fra 1886 825 mm) / Volks elektriske jernbane
28. aug-31 Oktober 1883	Østrig-Ungarn	Wien , Schwimmschulallee- (i dag Lassallestr.) - nordportalen af ​​rotunden	1,5 km	DC spænding på tværs af skinner	meter-gauge demonstration and feeder railway / "Praterbahn" / International Electrical Exhibition 1883 / Siemens & Halske
7. oktober 1883 - februar 1885	Brasilien	Niterói	9 km	Betjening af akkumulator	Carris Urbanos de Nictheroy på 1050 mm sporvidde
22. oktober 1883-1932	Østrig-Ungarn	Mödling	4,5 km	550 volt jævnstrøm via to-polet slidset rørkontaktledning	meter-gauge lokal jernbane Mödling - Hinterbrühl
18. februar 1884	Preussen , Hessen-Nassau	Frankfurt am Main - Offenbach	6,7 km	300 volt jævnstrømsspænding via to-polet slidset rørkontaktledning	sporvognsmåler / Siemens & Halske / Frankfurt-Offenbacher Trambahn-Gesellschaft
29. sep 1885 - 10. september 1892	England	Blackpool	1,6 km
1886	Preussen	Charlottenburg nær Berlin, hestestation - Lützowplatz	6,7 km	Betjening af akkumulator	Prøveoperation på sporvogn / Siemens & Halske
1. juni 1886-juni 1895	Bayern	München	1,2 km	Strømforsyning via de løbende skinner	Foder fra den hestevogne til et badeanlæg / Ungererbahn
1886-1888	Forenede Stater	Denver , Colorado	?	Jævnstrømsspænding via to-polet samleskinne i en slidset underbelagt tunnel	Cape-gauge sporvogn / derefter køreledning indtil 1950 / Denver Tram
2. februar 1888	Forenede Stater	Richmond , Virginia	20 km	450 volt jævnstrømsspænding via enpolet kontaktledning og strømaftager	standard sporvogns sporvogn, første sporvogn i USA, der kører permanent med luftledninger / Frank Julian Sprague / Richmond Union Passenger Railway
6. juni 1888	Schweiz	Vevey - Montreux - Territet	9,0 km	500 volt jævnstrømsspænding via slidset rørkontaktledning	Meter-gauge sporvogn og den ældste elektriske sporvogn i Schweiz / Société électrique Vevey-Montreux
21. juni - 15. juni 1890	Bremen	Bremen , markedsplads - Bürgerweide	en kilometer	DC-spænding via enkeltpolet luftledning og strømaftager , for første gang i Europa til Sprague	standard sporvidde demonstrationsrute / sporvogn Bremen
1890	Preussen	Lichterfelde nær Berlin	+ ca. 2 km	180 volt jævnstrøm via enkeltpolet kontaktledning og for første gang i verden U-formet strømaftager	Udvidelse af linjen fra 1881 med forbedret energiforsyning / Siemens & Halske
18. december 1890	England	London , Stockwell - King William Street	8 kilometer	500 volt jævnstrøm via center samleskinne	Standard sporvidde underjordisk / City og South London Railway
1892	Preussen	Berlin-Siemensstadt	0,36 km	750 til 10.000 volt trefasestrøm via to-polet køreledning plus spor	Arbejdsbane, testdrift med trefaset drev / Siemens & Halske
1. maj 1892	Bremen	Bremen	> 20 km	DC-spænding via enkeltpolet luftledning og strømaftager i henhold til Sprague	Kontinuerlig drift af tidligere hestevogne / sporvogne i Bremen
4. februar 1893	Storbritanien	Liverpool		DC spænding via første centrale, laterale samleskinne	Første elektriske forhøjede jernbane i verden, standard sporvidde, passagertransport i havnen, senere forbindelse til hovedlinjen / Liverpool Overhead Railway
1893	Forenede Stater	Chicago		DC spænding via samleskinne	Standard jernbane , udstillingsbane, prototype til elektriske tog fra den tidligere dampdrevne forhøjede jernbane / Chicago Elevated
1893	Frankrig	Étrembières - Treize-Arbres (Mont Salève)	6 km	DC spænding via lateral samleskinne	verdens første elektrisk drevne rackbane , sporvidde 1000 mm / Chemin de fer du Salève
16. april 1894	Preussen	Wuppertal - Barmen	1,6 km	600 volt jævnstrøm over køreledning	første elektrisk drevne rackbane i Tyskland, sporvidde 1000 mm / Barmer Bergbahn
27. juni 1895	Forenede Stater	Baltimore	> 2,3 km	675 V DC spænding via ledningsskinne	standardmåler hovedlinje i lokomotivdrift / General Electric / Baltimore og Ohio Railroad
1895-1902	Preussen	Charlottenburg / Berlin , Charlottenburg - Brandenburger Tor, senere –Kupfergraben	6,7 km	Akkumulatorer	Kontinuerlig drift på fuldsporede sporvogne / Siemens & Halske
4. december 1895	Württemberg	Meckenbeuren - Tettnang	4,2 km	650 volt jævnstrøm over luftledning	Lokal jernbane, den første standard-jernbane med passager- og godstrafik i Tyskland, jernbanevogn / lokalt jernbaneselskab
1896	Østrig-Ungarn	Budapest	3,6 km	350 volt jævnstrøm via ledningsskinne	første kontinentaleuropæiske elektriske metro / Siemens & Halske / Metró Budapest i standardmåler
1897	Preussen	Burbach nær Saarbrücken	?	Jævnstrømsspænding, enkeltpolet køreledning, saksestrømaftager	630 mm minejernbane / el- aktieselskab , Nürnberg / ARBED Burbach
20. august 1898	Schweiz	Zermatt	9,3 km	Trefasestrøm 550 volt 40 Hertz via to-polet køreledning plus skinne	meter-gauge Gornergrat Railway, Schweiz første elektrisk drevne rackbane / Gornergrat Railway Company
21. juli 1899	Schweiz	Burgdorf - Thun	40,21 km	Trefasestrøm 750 volt 40 Hertz via to-polet kontaktledning	første standard sporvidde fuld jernbane i Europa / Brown, Boveri & Cie. (BBC) / Burgdorf-Thun Railway
1899	Ungarn	Óbudai Sziget , Budapest	1,5 km	Tre-fasestrøm	Testbane / Ganz & Co. / Kálmán Kandó
1899-1900	Preussen	Groß-Lichterfelde - Berlin-Zehlendorf	1,8 km	750 til 10.000 volt trefasestrøm via trepolet køreledning	standardmåler trefaset testspor Groß-Lichterfelde - Zehlendorf / Siemens & Halske
19. juli 1900	Frankrig	Paris metro	30 km	600 volt jævnstrømsspænding, samleskinne på siden	undergrundsbane med metro / Metro Paris
1900	Østrig-Ungarn	Wöllersdorf nær Wiener Neustadt	1,5 km	Trefasestrøm 3.000 volt 16⅔ Hertz via to-polet køreledning	Standard sporvidde fabrik jernbane og test køretøj / Ganz & Co. , Budapest / Munitionsfabrik Wöllersdorf
1. marts 1901	Preussen	Wuppertal	12 km	600 volt jævnstrømsspænding via samleskinne	Wuppertal suspension jernbane / Eugen Langen
1901-1903	Preussen	Marienfelde - Zossen nær Berlin	24 km	Tre-fasestrøm 10.000 V / 50 Hertz via tre-polet køreledning	Standardspor fuld jernbane - forsøgsdrift / undersøgelsesfirma for elektriske hurtige transit-systemer / Royal Preussian Military Railway
15. februar 1902	Preussen	Berlin forhøjet jernbane	5 km	750 volt jævnstrømsspænding via samleskinnen på siden	Standard sporvidde forhøjet jernbane, senere Berlin metro / Siemens & Halske / Society for elektriske forhøjede og underjordiske jernbaner i Berlin
1902	Italien	Lecco - Colico - Sondrio / Chiavenna	106 km	Trefasestrøm 3000 volt 16⅔ Hertz via to-polet køreledning	standardlinje hovedlinje, verdens første højspændings elektriske tog i regelmæssig drift ( Veltlinbahn ) / Ganz & Co. , Budapest / Rete Adriatica
1903	Forenede Stater	Berkeley - Oakland ( Californien )	10 km	600 volt jævnstrømsspænding, strømaftager	Standardspor letbane, her: med jernbanevogne delvist på gader / første brug af saksejern i offentlig transport
1903	Frankrig	Saint-Georges-de-Commiers nær Grenoble	30 km	2 × 1200 volt jævnstrømsspænding via tre-leder system med to-polet kontaktledning	meter-gauge kul jernbane / Thury lokomotiv drift / Chemin de fer de La Mure
15. august 1903	Preussen	Niederschöneweide - Spindlersfeld	4,1 km	Enfaset vekselspænding 6000 volt 25 Hertz via luftledning	Eksperimentel jernbane / Union Electricity Society / preussiske statsbaner
31. juli 1904	Østrig-Ungarn	Innsbruck - Fulpmes	18,2 km	Enfaset vekselspænding 2500 volt 42,5 Hertz via luftledning	smalsporet grenlinje / AEG / Stubaitalbahn
1. januar 1905	Bayern	Murnau - Oberammergau	24 km	Enfaset vekselspænding 5500 volt 16 Hertz via luftledning	standardmåler lille tog ( Ammergaubahn ), første vekselstrøms lokomotiv / SSW / Lokalbahn Aktien-Gesellschaft
16. januar 1905	Schweiz	Seebach - Wettingen	19,5 km	Enfaset vekselspænding 15.000 volt 50 hertz, derefter 15 hertz	Standardmåler testoperation med Fc 2x2 / 2 "Eva" og "Marianne" / Maschinenfabrik Oerlikon (MFO) / Swiss Federal Railways

Tidlige anvendelsesområder for elektrisk drev

Railcar jernbaner

De fleste af de tidlige kommercielt eller offentligt drevne elektriske jernbaner brugte oprindeligt sporvogntypevogne. På den ene side skyldtes dette, at størrelsen på elmotorer var langt mindre end dampmotorer med samme kraft, så der var altid plads til rejsende på den kørte bil. På den anden side var det elektriske drev særligt attraktivt for lette jernbaner i tætbefolkede områder, hvor hestekraften var for svag og dampdrevet var for snavset.

Londons underjordiske lokomotiver

Kun under trange forhold, som f.eks. På Londons undergrundsbane, eller når der kræves mere strøm, skiftede skiftet fra jernbanevogne med persontransport til drift med lokomotivvogntog. For første gang ser alle elektriske lokomotiver ud til at have været brugt i kommerciel offentlig service såvel som i større skala på den underjordiske linje bygget af City and South London Railway (CSLR). Til dette formål blev der anskaffet to testlokomotiver i 1889, hvoraf "Nej. 1 "motorer, der virker direkte på aksen og" Nej. 2 ”gearmotorer, men sidstnævnte viste sig at være for støjende. "Nej. 1 ”havde to aksler, hver med sin egen drivmotor, var ca. 4,2 meter lange og vejede tolv tons. Hver motor udviklede sig omkring 36 kilowatt.

Yderligere tolv lokomotiver blev derefter anskaffet efter modellen af ​​det første lokomotiv og sat i drift fra 1890. Alle 14 lokomotiver blev bygget i den mekaniske del af Beyer-Peacock og forsynet med elektrisk udstyr fra Mather & Platt. De toakslede maskiner havde hver en motor til hver aksel, førerkabinen på de korte køretøjer strakte sig over hele længden med en dør i enden af ​​køretøjet. Førerpositionen var i slutningen, hvor kørekontakten og bremsestyringen også var placeret.

Lokomotiverne kunne flytte tre biler med en hastighed på 25 miles i timen (ca. 40 kilometer i timen) på plan rute, men havde vanskeligheder med fuldt besatte tog i skråninger. Motorarmaturerne sad direkte på akselakslerne (»gearløst drev«). Strømmen blev leveret via en mellemlederskinne på glasisolatorer placeret under de løbende skinner, hvilket krævede komplicerede rampe ramper i kontakten og krydsningsområdet for at lede strømaftagerne over krydsskinnerne. Ud over håndbremser var lokomotiverne også udstyret med trykluftbremser til hele toget. Da den nødvendige luftkompressor ikke kunne rummes i de små lokomotiver, blev trykluften genereret på en stationær måde, og lufttankene blev fyldt op ved Stockwell stationen .

I enderne af linjen skulle et andet lokomotiv kobles til den forrige ende af toget til returrejsen. På grund af det store antal operationer blev der indkøbt yderligere to lokomotiver nr. 15 og 16, denne gang fra Siemens, hvis elektriske udstyr og motorer derefter viste sig at være mindre modtagelige for den hyppige overophedning og bue på kommutatoren. I 1895 blev yderligere fire maskiner anskaffet fra forskellige virksomheder. Lokomotiverne nr. 21 og 22, som derefter blev bygget og yderligere forbedret, blev derefter prototyperne for den sidste store byggeplads med numrene 23 til 52, som alle blev bygget af Crompton-firmaet.

Metrostogene trukket af lokomotiver forblev i drift, indtil linjen til eftersyn og tunneludvidelse blev lukket i november 1923. De indtil da 44 operationelle lokomotiver på linjen blev derefter erstattet af London-standard EMU multiple enheder (EMU = Electrical Multiple Unit). Det tidligere lokomotiv nr. 13 blev først navngivet "Nej. 1 ”i Science Museum og kan nu (2006) ses i“ Acton-butikken ”på London Transport Museum .

Andre Londons tunnelbaneselskaber brugte oprindeligt også elektriske lokomotiver. Fra 1900 og fremefter løb 44 ton fireakslede enkeltakslokomotiver på Central Line of the Central London Railway , og elektriske lokomotiver løb også på Metropolitan Line of the Metropolitan Railway Company fra 1902. Udtrykket tunnellokomotiver blev brugt til disse tidlige elektriske lokomotiver .

Mine jernbaner

Den oprindeligt anvendte elektriske drevteknologi med direkte spænding på et par hundrede volt og direkte motortilførsel fra køreledningen muliggjorde opførelsen af ​​kraftige, små og robuste traktorer med enkle midler. Dette mødte de behov, mine jernbaner , især for underjordiske operationer, hvilket er grunden til elektrisk drift af minen jernbaner spredt så tidligt og så hurtigt som ved sammenligning med sporvogne .

Efter tilbageslag med køretøjet til Cottbus, som i sidste ende blev omdannet til Berlin-messen, leverede Siemens verdens første elektriske minelokomotiv til Zauckerode-kulminen i Sachsen i 1882 , hvor den blev brugt i en dybde på 260 meter og forblev i drift i 45 år indtil 1927. Andre små elektriske lokomotiver blev leveret til Hohenzollern-minen i Beuthen og Neu-Staßfurt saltmine .

Som med sporvogne skyldtes de originale problemer med strømforsyningen det faktum, at forsyningen enten via en central skinne eller via de løbende skinner som returlinje ikke opfyldte sikkerhedskravene. Walter Reichel , mangeårig chefdesigner hos Siemens, afhjælpede dette fra 1889 ved at belægge kontakttråden med en ramme strømaftager - som også blev testet på Lichterfelde sporvognsudvidelse. Skinnerne fungerede som en jordforbundet og derfor berøringssikker returlinje.

I 1894 blev minejernbanen i Aachener Hütten-Aktien-Verein Rothe Erde drevet elektrisk og efterfølgende adskillige andre minejernbaner i Rheinland , Saarland , Lorraine , Luxembourg og Wallonia, Belgien . Til dette formål leverede især Allgemeine Electricitäts-Gesellschaft ( AEG ), Siemens & Halske , Siemens-Schuckertwerke (SSW) og Union-Elektricitäts-Gesellschaft (UEG) store mængder elektriske lokomotiver til disse lande.

Akkumulatorbiler blev hurtigt brugt til minejernbaner, hvor konventionelle strømforsyninger ikke var egnede på grund af mangel på plads eller omstændigheder forårsaget af sprængningsarbejde. I Nordamerika er der udviklet lokomotiver til sådanne tilfælde, men der blev leveret et træk fra en tromle med efterfølgende kabler . På denne måde kunne flere hundrede meter også overbygges uden at skulle lægge en kraftledning. Forløbere for automatiske drev kommer også fra minejernbanerne, hvor transportprocesser gentages regelmæssigt og på samme måde .

Fremskridt i USA

Med Sprague Electric Railway & Motor Company grundlagt af Frank Julian Sprague i 1888 og den elektriske sporvogn bygget i Richmond begyndte spredningen af ​​elektrisk trækkraft i USA. I 1889 var 110 elektriske jernbaner med Spragues-udstyr under opførelse eller i planlægningsfasen. Edison , der delvist producerede Spragues-udstyr, købte det succesrige firma i 1890. I 1905 blev omkring 30.000 kilometer ruter til Spragues “gadebiler” elektrificeret i USA .

Den engelske Financial Times erklærede i oktober 1892, at "elektricitet ser ud til at være i færd med at fortrænge heste på ingen tid overhovedet", og at elektricitetsproducenterne er ved at opnå utænkelig fortjeneste. Avisen skriver om 371 elektrificerede jernbanelinjer med 6.663 biler, der var udstyret med forskellige drev afhængigt af byen, for eksempel i Minneapolis 128 jernbanevogne fra Edison og 111 fra Thomson-Houston og i Milwaukee 100 jernbanevogne fra Edison og kun 5 fra Thomson- Houston.

Chicago & South Side Rapid Transit forhøjet jernbane, bygget i Chicago i 1892, blev omdannet til elektrisk drift i 1895 efter den første elektriske forhøjede jernbane fungerede som en udstillingsbane til verdensudstillingen i 1893 . Efter at have udviklet flere enhedskontrol af Sprague i 1897 fulgte andre nye metrosystemer i andre byer: 1897 Tremont Street Subway senere Boston Elevated Railway som en forløberversion af den etablerede indtil anden halvdel af jernbanen fra det 20. århundrede , 1904, New York City Subway og endelig i 1907 Philadelphia forhøjede jernbane .

Det tidligere ikke-affjedrede enkeltakslede drev viste sig at være problematisk i trækkøretøjer med højere motoreffekt. General Electric (GE), der er baseret i den amerikanske delstat New York, havde tilsvarende negative erfaringer med Central London Railway i 1900, hvor motorens uspringede vægt udøvede meget store påvirkninger på overbygningen og endda førte til revner i de omkringliggende bygninger . GE eksperimenterede fem år tidligere med et fjederbelastet drev til Baltimore og Ohio Railroad , som elektrificerede en tre kilometer lang indre bytunnel ( Howard Street Tunnel ) med en 675 volt DC luftledning. Dette blev brugt til at trække tog med damplokomotiver med et forspændt elektrisk lokomotiv gennem tunnelen for at modvirke rygepesten.

De to-delte elektriske lokomotiver havde hver fire motorer, hver med en ydelse på 270 kilowatt, som nu overførte momentet til akslerne ikke via ikke-affjedrede gear, men via gummipuffere. Den maksimale hastighed var 96,5 km / t med op til 1630 ton godstog, 1200 ton godstog ved 24 km / t og 500 ton passagertog i 56 km / t over en tilsvarende meget lavere hastighed 8 til 10 pr. tusinde stærk gradient af tunnelen kunne trækkes. I de første par driftsår blev strømmen trukket ved hjælp af en Z-profil ledningsskinne, hvortil et messingkontaktstykke blev presset ved hjælp af en skrå strømaftager. I 1902 blev der installeret konventionelle sideskinner. Drift på Baltimore Belt Line anses for at være verdens første elektriske jernbanedrift med fuld linje , der erstatter damplokomotiver.

Det virkelig store spring i fuld elektrisk jernbanedrift blev kun provokeret af en bageste kollision i den 3,2 kilometer lange Park Avenue-tunnel i New York City i januar 1902. På grund af den tykke røg kørte et tog over et stop signal og stødte på et stoppetog med 15 dødsfald. Byen New York forbød derefter alle dampoperationer syd for Harlem-floden den 1. juli 1908.

Den Pennsylvania Railroad drives en elektrificeret tunnel rute under Hudson-floden mellem Manhattan og New York Pennsylvania Station , hvor den PRR klasse DD1 dobbelt lokomotiver blev brugt fra 1911 . Disse bestod af to tæt koblede, identiske dele, hver med to koblingsaksler monteret i rammen og en højmonteret, lavhastighedsdrevmotor med en spiralformet stangdrev via en jakselaksel . Strøm blev leveret af samleskinner på siden . Maskinerne nåede en tophastighed på 85 km / t, mens den planlagte hastighed kun var 65 km / t.

Med opførelsen af Grand Central Terminal fra 1906 blev den nærliggende tunnelsektion elektrisk betjent med 660 volt jævnstrømsspænding. Den multiple trækkraft fra sporvognssektoren blev overtaget for jernbanevognene. Lokomotivserien S beregnet til langdistance trafik havde en startkraft på 2205 kilowatt, en trækkraft på 145 kilonewt og kunne accelerere et tog på 725 tons ved 0,45 m / s² og med 450 tons en hastighed på 97 km / t at nå.

Efter den endelige færdiggørelse af Grand Central Terminal i 1913 og udvidelsen af ​​hovedledningen langs Hudson-floden til Croton-Harmon, 53 kilometer væk, blev der købt hurtigere T-serie maskiner, som nu nåede 121 km / t. Da helaksledrevne lokomotiver med motorarmaturer fastgjort direkte til affjedrede aksler , viste disse køretøjsserier, at det var meget muligt at bruge lokomotiver uden stangdrev til højere hastigheder. Den tidlige tendens til at køre aksler uden transmissionsgear fandt endelig sin perfektion i MILW-klassen EP-2 , hvor tolv trækkraftmotorer var placeret direkte på drivakslerne.

Som et konkurrerende produkt til gummi buffer drev fra General Electric, Westinghouse Electric udviklet den Westinghouse fjeder drev til New York, New Haven og Hartford Railroad indtil 1912 , hvor en dobbelt suspension anvendes i bøsningerne drivhjulets nav. Denne type drev viste sig at være særligt velegnet til højhastigheds lokomotiver og fundet købere over hele verden. Sammenfattende kan det siges, at den tidlige udbredelse af elektriske drev på fuldgyldigt jernbanelinjer i USA gav anledning til væsentlige impulser til udvikling af enakslede drev, mens der i det kontinentale Europa udviklingen oprindeligt stoppet med sporvogns bærende drev .

Tidlige elektriske operationer i Tyskland

Det første offentlige elektriske tog i Tyskland var sporvognen i Groß-Lichterfelde til det preussiske hovedkadetinstitut nær Berlin åbnet den 16. maj 1881 . Da det stadig fik sin magt fra skinnerne, førte dette til ulykker, især ved planovergange, selvom der ikke var nogen aktuelle sektioner. Indtil videre fulgte andre elektriske sporvogne, så den såkaldte rute fra Charlottenburg til Spandauer Bock, hvor strømmen blev leveret via en to-polet luftledning med en kontaktbil, der kørte foran.

Ruten til Frankfurt-Offenbacher Trambahn-Gesellschaft (FOTG) åbnede den 18. februar 1884 i slutningen af ​​et Offenbach-konsortium bestående af Kommerzienrat Weintraut, bankmand Weymann og Bankhaus Merzbach, startende fra Alte Brücke i Sachsenhausen , var den første kommercielt drevne offentlige elektriske sporvogn i Tyskland . Ruten førte oprindeligt til Buchrainstrasse i Oberrad og fra 10. april til Mathildenplatz i Offenbach . På det tidspunkt brugte FOTG stadig en måler på 1000 millimeter ( meter gauge ). Små kontaktvogne med ruller blev brugt som strømopsamlere til de elektriske luftforsyningsledninger , der i lighed med Paris udstillingsspor kontinuerligt blev trukket langs forbindelseslinjerne bag motorkøretøjet på kontaktledningerne. De to poler i direkte spændingskontaktlinjen løb hver i de nedad åbne kobberrør i den slidsede kontaktlinje .

I 1890 blev Halle Stadtbahn erhvervet af AEG, og fra 1891 var det den første store sporvogn i Europa, der blev betjent elektrisk. I denne rolle blev strømaftager brugt til patenter af Frank J. Sprague, som den var blevet præsenteret fra juli til oktober 1890 i Bremen på en kilometer strækning i tjeneste.

Andre elektriske sporvogne fulgte snart: i 1892 begyndte sporvognsfirmaer i Gera og Bremen deres permanente elektriske drift, i 1893 i Chemnitz, Dresden og Hannover og i 1894 i Hamborg, Dortmund, Erfurt, Gotha, Wuppertal og Plauen. Ved århundredskiftet havde sporvognsfirmaer udviklet sig i omkring 150 byer i Tyskland alene. K-Bahn mellem Düsseldorf og Krefeld blev åbnet som den første interurban sporvogn i Preussen i 1898 . Hovedsporet blev leveret med en to-polet køreledning, der forgrenede sig i to enkeltpolede køreledninger i tilfælde af overhalingsspor og dobbeltsporede sektioner. De tolv (1A) (A1) multiple enheder, der blev brugt til landtrafik, var udstyret med to slibestænger til sikker strømopsamling og nåede let op til 60 km / t under testkørsler.

Den 4. december 1895 begyndte Meckenbeuren-Tettnang-jernbanen i Kongeriget Württemberg at køre med elektriske jernbanevogne med en jævnstrøm på 650 volt. I Tyskland betragtes det som den første elektrisk drevne jernbane med passager- og godstrafik, skønt den nuværende transmission ikke behøvede at stå over for større udfordringer end med de tidligere sporvognsoperatører i betragtning af rutelængden på 4,22 kilometer. Selvom linjen ofte nævnes i litteraturen som den første fulde elektriske jernbane i Tyskland , svarede driften som en lokal jernbane i det sydlige Tyskland kun til en lille jernbane i henhold til preussiske standarder. Den Lokalbahn Aktien-Gesellschaft (LAG) fra München snart sat op andre lignende lokale jernbanedrift i det sydlige Tyskland, i første omgang med en jævnspænding på 550 volt: den 15. august 1896 Türkheim - Bad Wörishofen (5,2 km) linje, den 29. maj i 1897 den lokale linje Bad Aibling - Feilnbach (12,1 km), og den 15. januar 1900 sektion München - Höllriegelskreuth af den Isar Valley Railway (9,3 km).

Trossingen-jernbanen , der åbnede i 1898 med 600 volt jævnspænding, og Wiesloch Bahnhof-Oberstadt-linjen (3,8 kilometer) elektrificeret i 1901 med 550 volt jævnstrøm, stammer også fra denne tidlige periode med elektrisk jernbanedrift på relativt korte grenledninger.

Med en lille tidsforsinkelse blev de første private små jernbaner også kørt elektrisk i Preussen : fra 1900 meter-gauge elektrisk lille jernbane Mansfeld ( Hettstedt - Helfta , 32 kilometer) i provinsen Sachsen , fra april 1903 meter-gauge Ronsdorf -Müngstener jernbane (15 kilometer) i Bergisches Land og fra 1904 det standardmåler elektriske lille tog Alt-Rahlstedt-Volksdorf-Wohldorf (550 volt DC over luftledning, seks kilometer oprindeligt til Volksdorf) i udkanten af ​​Hamborg og Gutsbahn Dahlewitz syd for Berlin.

Allerede den 16. april 1894 åbnede den 1,6 kilometer lange Barmer Bergbahn den første elektrisk drevne tandhjulbane i Tyskland. Bremsestrømmen fra nedstigningen blev brugt til at genvinde elektricitet. Den 1. marts 1901, efter mange års forberedende arbejde, blev Wuppertal-jernbanen åbnet. Den kører stadig med 600 volt jævnstrøm, der tilføres fra en strømskinne under skinnen. To måneder senere blev Dresden suspension jernbane efterfulgt af en anden suspension jernbane med systemet udviklet af Eugen Langen . I de tidlige år kom andre elektriske monorails ikke ud over planlægningsfasen, selv når de blev set over hele verden, og de fandt ikke kommercielle applikationer før i 1950'erne.

Den 15. februar 1902 trådte den første fem kilometer lange elektrisk drevne forhøjede jernbanelinje fra Stralauer Tor til Potsdamer Platz i Berlin i drift. Klienten og ejeren var ”Society for Electric Elevated and Underground Railways in Berlin”, som tidligere var grundlagt den 13. april 1897 med deltagelse af Siemens & Halske og Deutsche Bank . Senere blev denne rute en del af Berlin U-Bahn . Berlin-eksemplet med forhøjet jernbanekonstruktion blev fulgt i 1906 af Hamburg-senatet med en byggekontrakt for en Hamborg-forhøjet jernbane til Siemens & Halske og AEG i Berlin. Et første afsnit mellem Barmbeck og Rathausmarkt blev åbnet den 15. februar 1912. Efter Berlin-metroen og Schöneberg- metroen, som havde åbnet to år tidligere, var det den tredje metro-operation i Tyskland.

I 1905, den Coln-Bonner Kreisbahnen (senere Køln-Bonn Jernbaner ) havde Rheinuferbahn under opførelse elektrificeret af Siemens-Schuckert-Werke med 990 volt DC. Den 11. januar 1906 begyndte den elektriske højhastighedstrafik med 70 kilometer i timen på den 28,3 kilometer lange rute. Strømaftagerne i form af halve strømaftagere havde allerede bedre kontaktledningskontakt end Lyrabügel, men var kun egnede til en kørselsretning hver. I begge ender af linjen havde jernbanen sine egne terminalstationer, hvoraf den under Köln Hohenzollern Bridge var på en offentlig vej. Det var først i 1930, at togene fortsatte med at køre på en sporvognsrute (550 volt) i Köln.

Så tidligt som i 1903 eksisterede der elektriske forstæder og sporvogne i det tyske rige med en rutelængde på 3690 kilometer og en sporlængde på 5500 kilometer, hvor over 8700 jernbanevogne kørte.

På trods af succesrapporterne fra USA om resultaterne af den første elektriske fuldlinjedrift der, var det ikke muligt i Preussen at få elektrificeret en letbane eller forstadsjernbane til statsbanen. Risikoen blev kun anset for acceptabel for shuntoperationer, og den 18. juni 1895 blev det første elektriske lokomotiv taget i brug til shuntopgaver i "Royal Railway Main Workshop" i Potsdam. Med en startkraftindsats på 15 kilonewtons var det i stand til at accelerere to sovende biler og en godsvogn med i alt 110 tons til 36 km / t. En jævnstrømsmotor kørte et af gearene, der var forbundet med koblingsstænger via en totrinsgearkasse. Dette lokomotiv viste sig at være vellykket og forblev i drift indtil 1925.

Fra august 1, 1900 og juli 1, 1902 en elektrisk drevet rum tog udstyret med Siemens & Halske blev testet for første gang på 12 kilometer lange sektion Berlin Potsdamer Bahnhof - Zehlendorf af den Wannseebahn , en Berlin undergrundsjernbane linje. Trækkraften (750 volt DC) blev leveret via en samleskinne, der var malet ovenfra. Under prøveoperationen blev der opnået vigtig erfaring med nødvendige forbedringer (f.eks. Til styring af trækkraftmotorer), men den elektriske togs grundlæggende egnethed til forstæderstrafik kunne også demonstreres. Elektriciteten blev leveret af kraftværket Groß-Lichterfelde, som også leverede Lichterfeld-sporvognen.

Den 8. juli 1903 begyndte regelmæssige operationer på den 9 kilometer forstadslinje fra Berlin Potsdamer Bahnhof til Groß-Lichterfelde Ost . For første gang blev en hovedledning konverteret til regelmæssig elektrisk drift. Oprindeligt blev tolv fireakslede skinnevogne og strømforsyningen leveret af UEG , som senere blev inkorporeret i AEG . Yderligere tolv jernbanevogne blev leveret i de følgende år, og sidevogne blev konverteret. Trækkraften blev leveret via en strømskinne malet ovenfra, som i testoperationen på Wannsee Railway. Den elektriske forstadsjernbanedrift beviste sin værdi, togtilbudet blev gradvist øget. Samleskinnesystemet blev konverteret til samleskinner belagt nedenfra i 1925, som dem der blev brugt på de elektrisk betjente forstæderjernbaner til Bernau og Oranienburg. Den 1. juli 1929 blev kørselsspændingen øget til 750 volt jævnstrøm, og de første køretøjer blev erstattet af Berlin S-Bahn-vogne af Stadtbahn-typen.

I 1902 undersøgte den preussiske jernbaneadministration og AEG på initiativ af Gustav Wittfeld muligheden for at bruge enfaset vekselstrøm til det elektriske drev. Den fire kilometer lange forstadsbane fra Niederschöneweide til Spindlersfeld nær Berlin blev spændt med en luftledning og fodret med 6 kilovolt og 25 Hertz vekselstrøm. Testoperationen begyndte den 15. august 1903 og sluttede den 1. marts 1906. Systemet beviste sig også i test på Berlin Northern Railway nær Oranienburg , det blev brugt til regelmæssig drift fra 1907 på den 26,6 km lange Hamburg-Altona by og forstæder jernbane brugt. Lokomotiverne på Oranienburg testlinjen blev også brugt på Altona havnebane fra 1911 . Disse eksperimenter var det afgørende grundlag for den senere elektrificering af fjernbaner med enfaset vekselstrøm i Preussen, Tyskland og over hele verden.

I 1904 optrådte et elektrisk lokomotiv til regelmæssig jernbanedrift med enfaset vekselstrøm for første gang på den 24 kilometer lange Ammergau- jernbane, der drives af Lokalbahn Aktien-Gesellschaft (LAG) . Luftledningsspændingen var 5500 volt og frekvensen 16  Hertz . Dette lokomotiv LAG 1 havde en centralt anbragt førerhus, der var lukket på alle sider, da det oprindeligt blev brugt i batterilokomotiver og for første gang i 1898 i det elektriske shuntlokomotiv "Kattowitz 1" i den preussiske værkstedsinspektion i Gleiwitz . I modsætning til det sidstnævnte skiftelokomotiv med stangdrev blev der dog brugt to tappelejedrev i LAG 1 . Det blev senere kørt af Deutsche Reichsbahn som serienummer E 69 01 .

Så tidligt som i 1885 havde der været forsøg med akkumulatorbiler i Hamborg , og de bayerske statsbaner havde anskaffet et sådant køretøj to år senere til fuldtrafik . Efter disse tidligere udsendelser og senere med Pfalzbahn og i Württemberg begyndte de preussiske statsbaner ikke at teste akkumulatorbiler før 1906. De resulterende Wittfeld-akkumulatorbiler blev bygget i stort antal, og nogle var i brug indtil 1962.

Lande med udtalt elektrificering indtil 1945

Østrig-Ungarn

Efter den første elektriske jernbanedrift med et udstillingsspor på Wien-messen i 1880 blev den nybyggede smalsporede såkaldte lokale jernbane Mödling - Hinterbrühl fra det sydlige jernbaneselskab fra Mödling til Hinterbrühl udstyret til elektrisk drift efter forslag fra Siemens & Halske og åbnede i oktober 1883.

I Prag (på det tidspunkt stadig en del af Østrig ) modtog ingeniøren František Křižík godkendelsen fra handelsministeriet til at bygge en elektrisk jernbane fra Letná Hill til Park Stromovka i Bubenec den 11. maj 1891 og i 1893 koncessionen om at fortsætte den til udstillingsområdet Holešovice, i alt 1,5 kilometer, forsynede to generatorer, hver med en kapacitet på 48 kilowatt, dem med elektricitet.

Den næste elektriske jernbane i Østrig var den tidligere hestetogede jernbane Baden - Helenental - Rauhenstein nær Wien (standardlængde omkring 3,2 kilometer). Elektrisk drift begyndte den 16. juli 1894 såvel som den 22. maj 1895 på linjen Baden - Vöslau (rutelængde næsten 5 kilometer). Begge jernbanelinjer blev overtaget i 1897 af " Actiengesellschaft der Wiener Lokalbahnen " (WLB). Dette blev fulgt den 13. august 1894, idriftsættelse af målerens elektriske lokale jernbane i kurstedet Gmunden med en gradient på op til 100 ‰.

Fra 1887 og fremefter brugte Siemens & Halske et system i Budapest og også i Wien og Berlin , hvor de to skinner på sporvejssporet bestod af to halvdele med en åbning åben øverst. Under skinnen på den ene side løb en kanal, hvor to stiger lavet af tykt vinkeljern var placeret. Disse to samleskinner blev fastgjort til isolerende beslag i form af hestesko med flere meters mellemrum. Den ene stang var til venstre og den anden til højre. Kanalerne var muret ind. De kommunikerede kun med det fri gennem åbningen mellem skinnerne. Der var en plade på køretøjerne med to roterende metaltunger i bunden. Pladen løb lodret i spalten i skinnen med de to ledere og rørte ved en af ​​de to linjer med en af ​​de to metaltunger. Den ene af de to linjer var den udadgående og den anden var returlinjen. Spændingsforskellen var mellem 300 og 600 volt. Systemet blev brugt i Budapest fra 1887 i forsøgsdrift på testruten Westbahnhof-Ringstrasse-Király Strasse med en målestok på 1000 mm og fra 1889 til omkring midten af ​​1920'erne i centrum af Budapest på en rute med en målestok på 1435 millimeter.

I Budapest begyndte den 3,6 kilometer lange metro at køre i 1896 , det var kontinentets første standardmåler og elektriske metro. De elektriske jernbanevogne blev udstyret af Siemens & Halske, ifølge historien blev Siemens involveret her efter afvisningen af ​​metroplanerne for Berlin for at bevise effektiviteten af ​​dette jernbanesystem.

Efter indledende indledende tests på virksomhedens egen 800 meter lange jernbanelinje og en sporvognslinje i Évian-les-Bains i de franske alper i 1896/98 oprettede Budapest maskinfabrik Ganz & Co. en 1,5 kilometer testbane linje under chefdesigner Kálmán Kandó fortøjning på Altofen Donau Island til drift med 3000 volt trefasestrøm. Da Ganz oprettede et kraftværk til ammunitionsfabrikken i Wöllersdorf nær Wiener Neustadt omkring 1900 , blev dette kombineret med ordren om at elektrificere den tilhørende fabriksbane . Selvom en spænding på 300 til 500 volt ville have været tilstrækkelig til dette, var de udstyret med 3000 volt som testkøretøj. De opnåede erfaringer blev brugt i den senere elektrificering af de italienske jernbanelinjer.

Den 21. juni 1903 åbnede František Křižík den 24 kilometer lokale Tábor - Bechyně elektriske lokale jernbane i det centrale Bøhmen med en spænding på 2 × 700 volt jævnstrøm.

I 1911 startede elektrisk drift med 6500 volt, 25 Hertz vekselspænding på Mariazellerbahn som den første langdistance rute i Donau Monarchy.

Alpine lande

Elektricitet som en alternativ energi var derfor især velkommen, hvor den kunne produceres billigt uden dyre import af materialer. Dette var især tilfældet i de europæiske alpine lande med energiproduktion fra vandkraft . Jernbanedriften med elektrisk trækkraft herskede derfor især fra 1918 i Østrig , Schweiz , Bayern , Norditalien og den franske alperegion.

De første vekselstrømsbaner begyndte også at køre med forskellige kraftsystemer, spændinger og frekvenser: Burgdorf-Thun-Bahn startede i 1899 med tre-fasestrøm med lav spænding , Veltlinbahn i 1902 med højspænding. Meter-gauge Stubaitalbahn løb fra 1904 med 2,5 kilovolt 42,5 Hertz, den fulde jernbanelinje fra Murnau til Oberammergau fra 1905 med 5,5 kilovolt 16 Hertz osv. På grund af disse første selskabers placering på øen syntes denne situation oprindeligt at være uproblematisk. For at opnå den jævnest mulige drift var det dog fornuftigt at have et ensartet elsystem til grænseoverskridende trafik såvel som til måleren. Forvaltningerne for de bayerske statsbaner og Baden-statsbanerne samt de preussisk-hessiske statsbaner blev derfor enige om at elektrificere deres hovedbaner udelukkende med 15 kilovolt 16olt Hertz vekselspænding med en gennemsnitlig kontaktledningshøjde på seks meter over toppen af skinner. Enfaset vekselstrøm syntes at være den bedre variant sammenlignet med jævnstrømssystemer, da jævnspænding ikke kan transformeres og skal tilføres jævnt og tæt fordelt langs ruten.

Den trefasede strømteknologi, som også allerede var tilgængelig, krævede to-polede kabler, som var meget komplekse, især ved afbrydere og krydsninger. " Aftalen om udførelse af elektrisk togstøtte " blev lavet på forslag af ministerdirektøren i den bayerske statlige jernbaneadministration , Bernhard Gleichmann . Det trådte i kraft den 28. januar 1913. Statsbanerne i Østrig og Schweiz samt Norge og Sverige sluttede sig senere til aftalen. Som et resultat var der en dels teknisk, dels organisatorisk tættere indbyrdes afhængighed mellem de elektriske jernbanevirksomheder mellem Tyskland, Østrig og Schweiz.

Sammen med nabolandene Tyskland, Frankrig, Italien og Slovenien har landene i Alperne et standardnet-rutenetværk på omkring 101.000 kilometer pr. 2009/10, hvoraf omkring 56.000 kilometer er elektrificeret.

Schweiz

Den første elektriske jernbane i Schweiz var sporvejen Vevey-Montreux-Chillon , der åbnede sin første ni kilometer lange sektion fra Vevey-Plan til Territet den 6. juni 1888 og blev stadig drevet med en to-polet slidset rørkontaktledning. Den 1,4 kilometer lange fortsættelse til Chillon blev åbnet den 16. september samme år. Sissach-Gelterkinden-jernbanen og bjergbanen Lauterbrunnen-Mürren fulgte i 1891 . I 1894 begyndte Chemin de fer Orbe-Chavornay at køre jævnstrømsspænding på den første standardmålelinje i Schweiz.

Så tidligt som 1891 Charles Eugene Lancelot Brown , søn af grundlægger af schweiziske Lokomotiv- und Maschinenfabrik Winterthur (SLM), sammen med Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski, demonstrerede den lange afstande transmission af trefaset vekselstrøm mellem et vandkraftværk i Lauffen am Neckar og Frankfurts vestlige togstationer over en længde på 280 kilometer . Til jernbanedrift opdagede Brown, at trefasede vekselstrømsmotorer havde et bedre forhold mellem vægt og vægt end jævnstrømsmotorer, og manglen på en kommutator gjorde det lettere at fremstille og vedligeholde. I 1896 fik Brown og Walter Boveri testkørsler udført med en trefaset strømbil på den smalsporede Lugano-sporvogn . Imidlertid var trefasemaskiner meget tungere end jævnstrømsmotorer og kunne endnu ikke bygges ind i bogierne; på den anden side arbejdede trefasemaskinerne ved konstante hastigheder og en regenerativ bremse , hvilket gjorde prøvehandling på en bjergbane mere nyttigt.

Brown, Boveri & Cie. Grundlagt af de to iværksættere i 1891 i Baden , Schweiz . (BBC) sine observationer den 24. november 1897, den første sektion af Gornergrat - tandhjulstog til Zermatt ture med verdens første trefasede lokomotiv. Det blev officielt åbnet et år senere. Vekselstrømmen med en frekvens på 40 Hertz blev endnu ikke trukket fra statsnettet, men fra et vandkraftværk. Jungfrau- jernbanen, bygget mellem 1896 og 1903, drives stadig med trefasestrøm og to-polet køreledning den dag i dag. I 1899 blev Burgdorf-Thun-Bahn, den første komplette jernbane i Europa med trefasestrøm på 750 volt ved 40 Hertz, elektrificeret. Klasse D 2/2 lokomotiver bygget til dette havde en ydelse på 220 kilowatt, to hastighedsniveauer på 18 og 36 kilometer i timen og vejede 29,6 tons.

I 1906 skulle den længste tunnel i verden på Simplon, på knap 20 kilometer, gå i drift . Til dette formål overtog BBC elektrificeringen af ​​den 22 km lange Brig - Iselle sektion med trefasestrøm på 3000 volt ved 16 Hertz. Dette var beregnet til at demonstrere fordelene ved elektrisk drift med forventning om yderligere ordrer fra de schweiziske føderale jernbaner (SBB). Til dette afsnit af ruten, der hovedsageligt er placeret i tunnelen, blev tre elektriske lokomotiver RA 361–363 lejet fra Veltlinbahn i den italienske Rete Adriatica . Starten af ​​operationer blev muliggjort af opgivelsen af ​​Rete Adriatica på to lokomotiver Fb 3/5 364–365, som allerede var under opførelse af BBC og SLM for de italienske jernbaner. Som regel var Simplon Orient Express det eneste dampdrevne tog, der løb gennem tunnelen for at redde dette paradetog fra at skulle genindlæses. Som reaktion på kulmangel i første verdenskrig blev linjen fra Brig til Sion elektrificeret indtil 1919 . Det andet rør i Simplon Tunnel, åbnet i 1922, blev elektrificeret fra starten.

Den prøvekørsel Seebach-Wettingen fundet i 1905 med enfaset vekselstrøm i stedet for motorer.

Siden 1. juli 1913 har tog fra Rhaetian Railway kørt med enfaset vekselstrøm i Engadine . Lokomotiverne Ge 4/6 blev leveret med forskellige typer trækkraftmotorer til sammenligningsformål. Den 15. juli 1913 gik den privatdrevne Lötschberg-bjerglinje, den første elektrificerede alpine jernbane med enfaset vekselstrøm, i drift. Også i 1913 godkendte SBB's bestyrelse et lån til elektrificering af Gotthard-ruten fra Erstfeld til Göschenen. På grund af udbruddet af første verdenskrig i 1914 blev det forberedende arbejde dog fortsat i mindre grad. For eksempel trådte det første elektrisk drevne tog, der drives af SBB, ind i den føderale hovedstad Bern fra Thun den 7. juli 1919 på en rute, der ikke blev elektrificeret til testformål, væk fra Gotthard-aksen . Køreledningen i Gotthard-tunnelen blev først tilført halvdelen af ​​spændingen fra generatorerne i Ritom-kraftværket den 1. juli 1920 . Elektrificering skred derefter syd og nord på begge sider af tunnelen. Den 29. maj 1921 begyndte den elektriske drift på Erstfeld-Bellinzona-linjen. Et år senere var hele Lucerne-Chiasso-linjen i elektrisk drift.

Især blev den stejle Gotthard-jernbane med sine høje krav, som ofte krævede dobbelt trækkraft og togsplitning, brugt i de følgende år til nogle af de mest kraftfulde elektriske lokomotiver. Dobbelt lokomotivet Ae 8/14 11852 , bygget i 1938, var det mest kraftfulde elektriske lokomotiv i verden med en timeproduktion på mellem 8162 kW og 8826 kW (afhængigt af den maksimalt tilladte temperaturstigning, der er fastsat i forskrifterne) . Udviklingen af multipel kontrol , som begyndte før Anden Verdenskrig , gjorde hurtigt sådanne stærke og følgelig fleksible køretøjer overflødige.

I 1928 var elektrificering mest avanceret internationalt i Schweiz. I det år, 55,3% eller 1.681 kilometer (ifølge Bernhard Studer), blev mere end halvdelen af ​​SBB-netværket elektrificeret. Elektrificeringen, der fandt sted i et hidtil uset tempo fra 1920'erne, og den tilknyttede inddragelse af industri og handel medførte også en begrænsning af den daværende truede arbejdsløshed. "En af grundene til, at elektrificeringen af ​​SBB blev avanceret så hurtigt, var den ensidige afhængighed af Tyskland og også af DR, hvis kulvogne (som måtte lejes) importerede kul til det schweiziske dampdrev." "Neujahrsblatt" der Naturforschenden Gesellschaft "i Zürich til år 1929. Den samme kilde offentliggjorde følgende sammenligningstabel (forkortet):

1928 jernbaneselskab	Rutelængde km	Elektricitet / sektioner
Schweiziske føderale jernbaner (2565 kilometer standardmåler )	1 666	1589 kilometer fra tilsluttede netværk med enfaset vekselspænding på 15 kilovolt ved 16 2 / 3   Hertz 55 kilometer af Seetalbahn, enfaset vekselspænding på 5500 volt ved 25 Hertz, 22 kilometer fra Simplon Tunnel, trefaset vekselspænding af 3300 volt ved 16 2 / 3   Hertz
Ferrovie dello Stato Italia	1 607	862 kilometer fra tilsluttede netværk trefaset vekselspænding med 3700 volt ved 16 2 / 3   Hertz 364 kilometer, fire individuelle ruter, trefasede vekselstrøm 3700 og 3300 volt ved 16 2 / 3  Hertz 105 km direkte spænding 650 volt, tredje skinne 101 kilometer direkte spænding 3000 volt 172 kilometer trefaset vekselstrøm 10 kilovolt ved 45 Hertz
Deutsche Reichsbahn (i alt 53.600 kilometer)	1 544	Fire individuelle netværk med 364, 154, 692 og 155 kilometer, enfaset vekselspænding på 15 kilovolt på 16 2 / 3   Hertz, 225 kilometer Berlin by og ring jernbaner, direkte spænding 800 volt, tredje rail 49 kilometer med andre spændinger
Chicago, Milwaukee og St. Paul USA	1043	705 kilometer Harlowton - Avery , 3.000 volt DC 338 kilometer Othello - Stillehavskysten, 3.000 volt DC
Svenske statsbaner	892	Enfaset vekselspænding på 15 kilovolt på 16 2 / 3   Hertz 434 kilometer Svartö - Riksgränsen (87 kilometer norsk fortsættelse til Narvik ) 458 kilometer Stockholm - Gøteborg
Chemin de fer du Midi Frankrig	919	Forbundet netværk med direkte spænding 1500 volt 765 kilometer i drift 145 kilometer under opførelse

Den trefasede Simplon-tunnel blev først konverteret til enfaset AC-system i marts 1930, efter at adgangssektionen mellem Sion og Brig var blevet konverteret tre år tidligere. Dette sluttede alderen med trefaset vekselstrømsteknologi i Schweiz. Med konverteringen af ​​Simplon Tunnel var den efterfølgende FS-linje i Italien mellem Iselle og Domodossola udstyret med det schweiziske AC-system, hvor kun SBB (og BLS ) køretøjer har fungeret elektrisk siden da .

I 1936 blev 71,7% eller 2144 kilometer af SBB-netværket elektrificeret, et tal, der var steget til 73,6 procent eller 2191 kilometer ved udbruddet af 2. verdenskrig. Således blev næsten kun grenledninger kørt med damplokomotiver. I lyset af manglen på kul under Anden Verdenskrig blev to E 3/3- skiftende damplokomotiver udstyret med et elektrisk kedelopvarmningssystem , der blev tilført fra luftledningen og strømaftagere på førerhuset i 1942/1943 . Denne linje blev imidlertid ikke fulgt op. I modsætning hertil blev elektrificering af netværket også fremmet under krigen, da køreplanen skulle begrænses eller skiftes til brændeovn på mange ruter, der stadig drives med damp. I 1946 blev kun 92,8 procent eller 2.748 kilometer af SBB-netværket elektrificeret.

Netværket af de schweiziske stats- og private jernbaner, i alt 4.527 kilometer (hvoraf ca. 1.300 kilometer i meter ) er 98% elektrificeret i dag.

Vestlige Østrig

I juli 1904 begyndte den elektriske testdrift på den 18,2 kilometer lange Stubaitalbahn med nyudviklede vekselstrømsmotorer af AEG- ingeniører Winter og Eichberg under 2,5 kilovolt og den daværende industrielle frekvens på 42,5 Hertz. Driften viste sig imidlertid at være problematisk, især da Innsbruck-sporvognen , der åbnede et år senere med direkte spænding, krævede et systemadskillelsespunkt. Det rigtig store spring blev derimod skabt på den 91,3 kilometer lange Mariazellerbahn, der åbnede i 1907 med dampdrift . Damplokomotiverne nåede hurtigt deres grænser på denne smalsporede bjergbane, der blev kørt på samme måde som hovedbanen, hvorfor hele ruten blev elektrificeret med 6,5 kilovolt og 25 Hertz vekselstrøm inden for tre år.

De første linieåbninger med enfaset vekselstrøm på standardmålelinjer var tæt forbundet med det sydlige Tyskland . Den 26. oktober 1912 indførte kk Austrian State Railways elektriske operationer mellem Innsbruck og Scharnitz ved den tyske grænse. To dage senere begyndte den elektriske betjening på Mittenwaldbahn til Garmisch med østrigske C1'-lokomotiver fra 1060-serien på den bayerske side . Da den 8. internationale jernbanekongres i Bern i juni 1910 var baseret på en aftale om 10 kilovolt og 15 hertz, var det muligt at øge kontaktledningsspændingen til 15 kilovolt i kort tid, men ikke frekvensen i vandkraft- og konverteringsmaskiner, som er afhængig af turbinehastigheden. Først i Spullersee kraftværk trådte i drift i april 1922, blev frekvensen endelig justeret til 16 to Hertz. Indtil krigen begyndte, var det elektriske udstyr på det 5 km lange spor stadig den 15. april 1914 Salzburg - Freilassing tilføjet, på den tyske side 35 kilometer indtil Berchtesgaden .

Som før i Schweiz gjorde Østrig den oplevelse, at skønt elsystemet med 15 kilovolt og 50 Hertz vekselspænding var optimalt til energiforsyningen, havde vekselstrømsserien viklet motor, der drives med høje spændinger, en bue på kommutatoren, som var vanskelig at kontrollere . Derfor blev der forsøgt at skabe det trefasede vekselstrømssystem med variabel frekvens, som er langt mere egnet til motordrift, med indskudte roterende fasekonvertergeneratorer på lokomotivet . Tilsvarende testlokomotiver med numrene BBÖ 1180 og BBÖ 1470 blev monteret i 1923 af Ganz & Co. og BBÖ 1082 af Siemens-Schuckert . I sidste ende blev den pladsforbrugende faseomformerteknologi imidlertid erstattet med den mere håndterbare lavere frekvens på 16⅔ Hertz. Ideen med elsystemet konvertering på lokomotivet på det tidspunkt var dog bragt til succes 70 år senere med elektronisk halvleder strømomformer teknologi .

Baseret på den positive erfaring med driften af ​​Mittenwaldbahn blev det besluttet efter krigens afslutning at elektrificere Arlbergbahn , som blev afsluttet den 14. maj 1925. I 1928 blev Brennerbahn elektrificeret, Salzburg-Tiroler-Bahn indtil 1930 og Tauernbahn indtil 1935 , hvormed det vigtigste jernbanenet i det vestlige Østrig blev fuldstændigt elektrificeret. I dagens Østrig er omkring 3.500 kilometer på ca. 5500 kilometer standardmålelinier elektrificeret.

Tyskland

Efter begyndelsen inden for sporvogns- og letbanesektoren elektriciserede de preussiske statsjernbaner fire uafhængige netværk fra 1910, hvoraf omkring 150 kilometer på langdistancebaner i Schlesien og Midt-Tyskland og næsten 40 kilometer på forstæderne i Berlin og Hamborg var i elektrisk drift indtil 1920. I 1913 fulgte linjer fra jernbaneselskaber i Bayern og det sydlige Baden ( Wiesen- og Wehratalbahn ). Länderbahnen tog oprindeligt forskellige veje i udviklingen af ​​de første køretøjer.

Efter 1920 blev elektrificering fortsat på disse og andre netværk af Deutsche Reichsbahn . Den 15. februar 1923 Reich Trafikministeren udstedt en bekendtgørelse om at opfylde deres behov for teknisk kontor og udenlandske embedsmænd [..] Elektrisk traktion , hvor kravene for lokomotivførere og andet personale i elektrisk tog operationen er blevet indstillet.

Deutsche Reichsbahn viser følgende for året 1937:

De elektrificerede netværk i Deutsche Reichsbahn i 1937

netværk	Afstand (km)	Kontaktlinjer (km)	Rørledninger (km)	Noter om primær kilde
Bayern-Württemberg-netværk	1156,37	3031.77	719.15	Sydtyske netværk
Schlesiske netværk	394,89	873,90	156,28
Centrale tysk netværk	314,87	1051,48	145,68
Wiesentalbahn	48,40	101.11	21.36	Svømning
Höllentalbahn	55.60	90.15		20 kilovolt 50 Hertz vekselspænding
DC jernbaner	21.91	27.10		Klingenthal - Sachsenberg-Georgenthal , Berchtesgaden - Königssee
Berlin (S-Bahn)	270,14	667,12		Motorskinne 750 volt jævnstrøm
Hamborg (S-Bahn)	35,49	86,90		Køreledning 6,3 kilovolt 25 Hertz vekselspænding
samlet længde	2297,67	5929,53	1250,66? (1042.47)	Kun information DR (samlet korrektion)

I 1960'erne blev elektrificeringen af rutenettet fremskyndet, i 1963 steg omfanget af de elektrificerede ruter ved Deutsche Bundesbahn til 5.000 kilometer og ved Deutsche Reichsbahn til omkring 1.500 kilometer. I 2004 blev omkring 20.000 kilometer af de 46.000 kilometer standardspor i det samlede Tyskland elektrificeret. "Graden af ​​elektrificering" er således lavere end i nogle andre lande, men det tyske rutenetværk har det største omfang af et elektrisk jernbanenet efter russerne og kineserne (fra 2004/2006).

Fra februar 2018 var omkring 60% af det tyske jernbanenet elektrificeret. I henhold til koalitionsaftalen, der blev forhandlet mellem Unionen og SPD i begyndelsen af ​​2018, skal denne andel stige til 70% inden 2025.

S-Bahn Altona / Hamborg og Berlin

I 1907 forsynede det preussiske jernbanedirektorat Altona Hamborg-Altona by- og forstæder jernbane med en luftledning til elektrisk drift. Til applikationen var enfaset med en spænding på 6,3 kV og en frekvens på 25 Hertz fra det første tyske jernbaneejede kulkraftværk . De første elektriske multiple enheder, som bestod af to tætkoblede rumbiler, blev brugt den 1. oktober 1907 . De hver modtog en toakslet bogie under de to forsider forsynet med førerkabiner, hvoraf den ene var designet som et drev ramme , og hver på en fri styreaksel for enden af den korte kobling.

Tatzlager-drevne, der blev vedtaget fra sporvognsbiler , beviste deres værdi på grund af deres enkle og robuste design og blev efterfølgende også standarden for de fleste hovedbanetog. Kvartaltogene med 122 til 124 pladser kunne styrkes op til en færdiggørelse efter behov. Fra 29. januar 1908 blev hele ruten fra Blankenese til Ohlsdorf kørt elektrisk, rejsetiden blev reduceret fra 85 til 52 minutter. Fra 1924 blev en efterfølger-serie DR 1589a / b til 1645a / b sat i drift, hvoraf den mest bemærkelsesværdige innovation var en Jakobs bogie mellem de to køretøjshalvdele. Fra 1934 udpegede Reichsbahn den elektriske by og forstæderbane som Hamburg S-Bahn .

Allerede i 1899 havde UEG udarbejdet et udkast til drift af Berlin-byen, ring- og forstæderbanen med direkte spænding. Med prøveoperationen Berlin Wannseebahnhof - Zehlendorf fra 1901 introducerede den elektriske forhøjede jernbane i 1902 og den forstæder jernbane Berlin-Potsdamer Vorortbahnhof - Groß Lichterfelde Ost, der blev omdannet til elektrisk togdrift. i 1903 indsamles omfattende teknisk og operationel erfaring med henblik på yderligere elektrificering. For alle tre spor blev samleskinner med direkte spænding brugt ovenfra eller fra siden. Brug af vekselstrøm, som er blevet diskuteret i mellemtiden - de første linjer til stationerne Hermsdorf og Bernau blev endda startet med at blive udstyret i 1919 - blev kasseret igen til Berlins lokale jernbaner, og direkte spænding skulle også bruges til andre forstæder jernbaner i 1920'erne. På den ene side kunne der opnås trefasestrøm fra det offentlige netværk mange steder i byen og konverteres med stationære ensrettere, på den anden side stillede ledeskinner færre krav til profilen end det ville have været tilfældet med luftledninger .

Den 8. august 1924 kørte det første elektrisk drevne tog på den nordlige forstæderjernbane fra Stettiner Bahnhof til Bernau nær Berlin . Denne dato betragtes som fødselsdagen for den senere så navngivne Berlin S-Bahn . Kørselsspændingen var 750 volt jævnstrøm, som nu blev tilført via samleskinner belagt nedenfra. Med ET 168-serien blev kvart-tog-princippet introduceret i Hamborg som før, men bestående af en motoriseret jernbanevogn og en kontrolbil. I årene 1924 til 1933 blev næsten alle by-, ring- og forstæderbanelinjer i Berlin omdannet til elektrisk togdrift og integreret i Berlins S-Bahn-system. Efter ET 168- serien blev ET 165-serien anskaffet i stor skala fra 1927 . I 1930 var omkring 270 kilometer S-Bahn-linjer i Berlin allerede blevet elektrificeret.

For Hamburg-S-Bahn , der opstod fra den ovennævnte by- og forstadsbane Hamburg-Altona, besluttede Reichsbahn i 1937 at vedtage Berlin-systemet. For at muliggøre en bedre startacceleration blev der anvendt et elsystem med 1200 volt i Hamborg. De første jævnstrømsdrevne tog i den nye ET 171- serie begyndte regelmæssig drift i juli 1940 parallelt med de vekselstrømstog, der stadig var i drift. På grund af anden verdenskrig sluttede denne blandede operation først i 1955.

Centrale Tyskland

Den positive oplevelse af den elektriske by- og forstadsbane Hamburg-Altona fik den preussiske jernbaneadministration til at elektrificere en langdistancevej på prøvebasis. Oprindeligt var ruterne Altona - Kiel og Köln - Euskirchen - Karthaus beregnet til dette formål, men dette blev afvist af den preussiske krigsminister på grund af grænsens nærhed. Endelig blev jernbanelinien Bitterfeld - Dessau valgt , som takket være de nærliggende brunkulaflejringer, der gav gode betingelser for energiforsyningen, havde flere hovedværksteder for jernbaneadministration i afvandingsområdet og ikke var en transitlinje af strategisk betydning.

Den 18. januar 1911 blev den elektriske testdrift oprindeligt startet på den 25,6 kilometer lange rute med 5 kilovolt og 15 Hertz. Frekvensen, som er relativt lav sammenlignet med 50 Hz-systemer, blev valgt for at reducere dannelsen af ​​gnister under transmission af elektricitet til ankerviklingerne og dermed slid på solfangeren samt for at undgå runde brande . Omkostningerne ved at bygge 15-Hertz-motorer var også lavere. 15 Hertz-motorer krævede kun 84 kommutatorbørster, mens motorer med en frekvens på 25 Hertz krævede 148 kommutatorbørster.

Et A ^1- lokomotiv med et 1'C1 ' hjularrangement lånt fra Storhertugelig Badische Staatsbahnen trak de første tog, da det allerede havde modtaget egnede transformatorer til testkørsler på jernbanelinjen Murnau - Oberammergau på 5,5 kilovolt . Den 25. januar blev det første preussiske elektriske eksprestogslokomotiv WSL 10501 (senere ES 1 ) taget i brug, og fra 1. april 1911 blev linjen åbnet for offentlig transport.

Efter at transmissionsspændingen blev øget fra 30 til 60 kilovolt den 24. marts 1911, blev kontaktledningsspændingen også øget til 10 kilovolt, fordi den nybyggede WSL 10502 HALLE og WGL 10204 HALLE kun kunne køre deres officielle testopgaver fra 10 kilovolt . For hele den planlagte rute Magdeburg - Dessau - Leipzig - Halle blev systemet med 15 kilovolt 16⅔ Hertz aftalt med jernbaneadministrationerne i Baden , Bayern og Preussen for hovedlinjebaner (samt senere på elektrificerede strækninger i Schlesien) brugt fra sommeren 1913 . Det tilhørende Muldenstein jernbanekraftværk leverede elektricitet ved 16⅔ Hertz allerede den 1. august 1911, men dette forsøg blev afbrudt efter nogle få måneder af garantiårsager, hvorfor det var nødvendigt at vente to år på konvertering til det system, der er stadig i brug i dag.

De egne lokomotiver, der blev brugt eller beregnet til brug fra 1914 og fremefter, var

• Test lokomotiver ES 1 ff med den usædvanlige akselformel 2'B1 ', mekanisk del Hanomag , elektrisk del ES 1 SSW , ES 2 AEG , ES 3 BEW hver med forskellige seriemotordesign , forbindelsesstangen anbragt lodret mellem motoren og koblingsstængerne understregede det mekaniske gennem sine slagbevægelser Del for stærk,
• Test lokomotiver EG 502 ff (senere Reichsbahn serie E 70) til godstog operationer fra forskellige producenter som AEG, Felten & Guilleaume , BBC , MSW og Schwartzkopff , skråt kørsel uden kørende aksler , forskellige typer kontrol (inklusive styring ved hjælp af en trin- og drejetransformator til EG 506),
• Enkelt lokomotiv EG 501 1912, tegnet som passagerlokomotiv EP 201 i 1915,
• Serielokomotiver EG 511 ff (senere Reichsbahn serie E 71.1) fra 1914 designet til godstog, delvist i brug indtil 1958 på Wiesen- og Wehratalbahn ,
• Series lokomotiver ES 9 ff (senere Reichsbahn serie E 01) fra 1914, 1'C1 'lokomotiver beregnet til hurtig togforbindelse, men overbelastede, pensioneret indtil 1929,
• Serielokomotiver EP 202 ff (senere Reichsbahn serie E 30) fra 1915, identisk med ES 9 til 19, men med mindre drivhjulsdiametre til persontog.

Statens jernbanereparationsværk i Dessau blev bygget specielt til vedligeholdelse af de elektriske lokomotiver fra 1924 og taget i brug den 2. december 1929.

Dessau - Bitterfeld-ruten blev også brugt intenst som en testrute til driften af ​​by- og forstæderbanerne i Berlin med enfaset vekselstrøm, som stadig var planlagt på det tidspunkt. Til dette formål blev tre toakslede bogier EB 1 til EB 3 koblet med de mange eksisterende rumvogne for at danne et såkaldt tog med flere enheder . Kravet var at transportere et tog bestående af seks treakslede rumvogne (145 tons) med en acceleration på 0,28 m / s². Da forsøgene viste sig at være vellykkede, blev der bestilt elleve ekstra powerframes fra AEG og MSW. Efter at elektriciseringsplanerne i Berlin blev ændret til jævnstrømsdrift med samleskinner, blev disse motoriserede rammer brugt til at bygge elektriske lokomotiver i DRG-serien E 42 med akselformlen B'B 'til let passagertog. De blev brugt på det schlesiske rutenetværk indtil 1945.

Operationen på den 11,8 kilometer lange Bitterfeld - Delitzsch sektion, oprindeligt planlagt fra september 1913, blev først startet den 15. december 1913. En åbning af afsnittet Dessau - Zerbst, der oprindeligt var planlagt til 1. november 1913, blev også udsat, så i maj og juni 1914 kun linjerne Wahren - Leipzig - Mockau - Schönefeld og Delitzsch - Neuwieditzsch kunne åbnes. Med begyndelsen af ​​første verdenskrig blev den elektriske drift i det centrale Tyskland standset igen den 4. august, kobberledningerne blev demonteret og leveret til rustningsindustrien . Et stort antal lokomotiver blev overdraget til det schlesiske testnetværk, og fra oktober 1915 begyndte trækkraftværket i Muldenstein at producere eksperimentelt salpetersyre ved hjælp af Birkeland - Eyde- processen til kunstgødning og sprængstoffer.

Efter etableringen af Deutsche Reichsbahn blev de sektioner, der var afsluttet før første verdenskrig, "genelektrificeret", og yderligere linjer blev udstyret med luftledninger. Køretøjerne vendte tilbage til Schlesien vendte gradvis tilbage til drift, nyere køretøjer såsom ES 51ff (senere Reichsbahn-serien E 06, 1. serie) eller de to elT 501 Magdeburg- jernbanevogne (senere Reichsbahn-serien ET 82 01) blev tilføjet. Det elektrificerede rutenetværk i det centrale Tyskland havde en samlet længde på 287 kilometer i 1935, hvor længden af ​​de enkelte spor strakte sig over 1016,6 kilometer. (EB 1935/1, s. 7).

Efter Anden Verdenskrig kunne elektriske jernbanedrift oprindeligt genoptages. I overensstemmelse med bestemmelserne om erstatning i Potsdam-aftalen og bekendtgørelse nr. 95 fra den sovjetiske militæradministration (SMAD) blev luftledningerne demonteret den 29. marts 1946 og sluttede dermed elektrisk drift i det centrale tyske netværk. Kraftværksudstyret og de elektriske lokomotiver blev transporteret til Sovjetunionen.

For perioden fra 1955 se krønikken om elektrificering af Deutsche Reichsbahn i området omkring DDR .

Schlesien

Elektriske jernbaneoperationer i Schlesien blev oprindeligt udført på en prøvebasis af den preussiske statsjernbane fra 1914 på hovedlinjen Nieder-Salzbrunn-Halbstadt og udvidet af Deutsche Reichsbahn indtil udbruddet af 2. verdenskrig. Der var ingen afbrydelse af den elektriske jernbanedrift her under Første Verdenskrig, fordi der i modsætning til det centrale Tyskland ikke var nogen strømforbrugende kemisk industri i nærheden. Derudover kunne elektriske testskinnevirksomheder koncentreres her ved at flytte lokomotiverne fra det centrale tyske netværk. I modsætning til de preussiske forstæderbaner og operationer i det centrale Tyskland var operationer i Schlesien præget af lange stigninger og mange kurver. På dette lave bjergkæde kunne der have været operationelle fordele gennem elektrisk drift, men på det tidspunkt var lokomotivteknologi endnu ikke udviklet tilstrækkeligt til virkelig at kunne bruge disse fordele.

Den vigtigste rute i det elektrificerede netværk var Silesian Mountain Railway fra Schlauroth marshalling yard nær Görlitz til Waldenburg og derfra til Wroclaw . Samlet set blev de Schlesiske ruter brugt som et vigtigt eksperimentelt felt til udvikling af den elektriske togtrafik i Tyskland på det tidspunkt. Ny erfaring blev opnået med serien flyttet fra det centrale Tyskland, men nye køretøjer blev også bygget specielt til kravene i bjergbanedrift. EP 235 (senere E 50 35), bygget i 1917, var det første preussiske passagerlokomotiv til bjergbaner og fik verdens største elektriske lokomotivdrevsmotor nogensinde bygget. ET 87-seriens jernbanevogne tog en meget usædvanlig tilgang, idet de stadig var baseret på de elektriske lokomotiver og arrangerede et stangdrev i den motoriserede bogie i den midterste del af det tredelte køretøj . På den anden side blev ET 88 og ET 89 jernbanevogne, der blev brugt i Wroclaw Reichsbahndirektion fra 1920'erne og frem, erstattet af de sædvanlige pindelejer.

Elektrificering af andre hovedlinjer i Schlesien fandt ikke sted på grund af den foretrukne elektrificering af Berlin-München-linjen og endelig anden verdenskrig. Med afgreningssektionerne havde det elektrificerede rutenetværk i Schlesien sin største udvidelse med 390,5 kilometer i 1938. I januar 1945 blev de nyere elektriske lokomotiver og elektriske skinnevogne flyttet til det centrale og sydlige Tyskland inden den nærliggende østfront . Efter krigen blev luftledningerne demonteret, og en stor del af masterne forblev stående.

Da elektrisk drift blev genindført i 1960'erne, for eksempel Wrocław (Breslau) - Jelenia Góra (Hirschberg) i 1966, kunne nogle af de gamle master stadig bruges.

Sydtyskland

I Bayern begyndte enfaset vekselstrømsdrift allerede i 1904 med det elektriske lokomotiv, der dukkede op på Ammergaubahn . I 1908 godkendte delstatsparlamentet midler til elektrificering af Mittenwald- jernbanen og jernbanelinjen Salzburg-Berchtesgaden . Først i 1909 blev den 4 kilometer lange Königsseebahn åbnet med 1000 volt jævnstrømsspænding. Når man valgte elsystemet på et fremtidigt hovedrutenet, bøjede Bayern sig imidlertid mod østrigerne, hvilket kom til udtryk i 1913-aftalen. Den 26. oktober 1912 introducerede kuk Österreichische Staatsbahn elektrisk drift på ruten fra Innsbruck til den bayerske grænse til Scharnitz, oprindeligt med en frekvens på 15 Hertz. To dage senere begyndte elektrisk betjening med østrigske C1'-lokomotiver i 1060-serien på den bayerske Mittenwald- jernbane, som fortsatte derfra til Garmisch .

Fra april 1913 blev fem 1'C1 'lokomotiver fra EP 3/5 serien (senere EP 1 , Reichsbahn serie E 62) leveret til Bayern. De var de første tyske elektriske lokomotiver, der var udstyret med elektrisk togopvarmning. Den 29. maj 1913 begyndte Royal Bavarian State Railways at køre elektriske tog på Ausserfernbahn mellem Garmisch og Reutte, Østrig . De østrigske lokomotiver kørte på Mittenwaldbahn fra Innsbruck til Garmisch, mens de bayerske maskiner trak togene på Ausserfernbahn fra Garmisch til Reutte. Den 15. april 1914 begyndte den elektriske drift på den 35 kilometer lange Freilassing - Berchtesgaden jernbane , som førte fra Freilassing fem kilometer længere på den østrigske side til Salzburg . Operationen blev udført med lokomotiver af typen EP 3/6 (senere Reichsbahn klasse E 36), men den første EP 3/6 20101 blev først taget i brug den 27. maj samme år. Yderligere tre lokomotiver blev tilføjet i oktober 1915.

Takket være idriftsættelsen af Walchensee-kraftværket i 1924 blev det elektrisk drevne netværk af den nye Reichsbahn udvidet mellem første og anden verdenskrig, især i det sydlige Tyskland . I det første indkøbsprogram for nye køretøjer udarbejdet af Deutsche Reichsbahn til dette formål, " Wechmann-planen " af 2. august 1921, var elektriske lokomotiver beregnet til forskellige driftsopgaver. Disse skal blandt andet bruge samlinger, der er så almindelige som muligt med andre store lokomotivserier. For eksempel var de to-motoriske trækkraftmotorer i de tunge 2'BB2 'passagerlokomotiver i EP 5-klassen (senere E 52-serien ) identiske med dem i godslokomotiverne EG 5 og E 91 . Med dette nye design blev det tidligere design med en langsomt kørende stormotor opgivet, og der blev truffet en beslutning til fordel for fire mindre elektriske motorer. Motoren var arrangeret i to grupper i en sammenhængende ramme. Hver gruppe havde to motorer, der kører en fælles modaksel via tandhjul. Dette kørte til gengæld en stangaksel via skrå forbindelsesstænger, som blev koblet af koblingsstænger med to drivaksler hver. Køretøjsdelen blev produceret af Maffei og det elektriske udstyr af WASSEG, et joint venture mellem AEG og SSW. Producenterne leverede disse såvel som lokomotiverne

• ES 1 (21 stykker, senere serie E 16 ),
• EP 2 (26 stykker, senere serie E 32 ) og
• EG 3 (31 stykker, senere E 77-serien ).

i årene 1924 og 1926 til DR. ES 1 (den senere DR-serie E 16 ) brugte ikke længere det konventionelle stangdrev, men et enkeltakset drev. Positive oplevelser kom fra Schweiz, hvor Ae 3/6 med akselarrangementet 1'Co1 'og et leddrev kørte til Buchli allerede i 1921 .

Den 23. februar 1925 nåede det elektriske togtjeneste på jernbanelinjen Garmisch-Partenkirchen - München for første gang München Hovedbanegård . ET 85-serien blev anskaffet til lokal forstæderstrafik, hvoraf den første blev konverteret fra dampskinne. E 60-serien blev anskaffet til shuntoperationer i det større München-område . Regensburg blev nået i 1927, Augsburg i 1931, Ulm og Stuttgart i 1933 og endelig Nürnberg i 1935. Den planlagte lukning med det centrale tyske netværk opstod i 1944, men blev afbrudt i næsten 50 år som et resultat af krigsresultaterne.

Klasse ET 65- jernbanevogne blev anskaffet til forstæderstrafik i Stuttgart . Som efterfølger til E 77- serien blev E 75-serien udviklet, hvilket lovede bedre køreegenskaber takket være rammen i ét stykke. ET 91 , også kendt som "Glass Train", er også en af ​​de særlige egenskaber på sydtyske skinner . Den observation bil med akslen formel Bo'2 'var glaseret hele vejen rundt på taget sektioner. For ture til Schweiz var den udstyret med en anden strømaftager med en smallere rocker. Der blev bygget to eksemplarer, hvor det ene køretøj blev ødelagt i et bombeangreb i 1943 og det andet blev hårdt beskadiget i en ulykke i Garmisch-Partenkirchen i 1995.

Enkeltakslet drev, første standard lokomotiver

De tidligere drev med enorme individuelle motorer, krumtap- og koblingsstangtransmissioner havde en betydeligt mere rastløs kørsel end stempelmotorer fra damplokomotiver, især ved højere hastigheder. De var derfor slidintensive, dyre og for langsomme. Omkring 1920 blev multimotors enkeltakslet drev undersøgt nærmere. Indtil videre er dette undgået, fordi man i forhold til vægten kan opnå højere ydelse med større motorer end med flere individuelle motorer. Flere lokomotiver blev bygget til praktiske tests: fra SSW / Borsig E 16 101 og E 18 01 (eller senere E 15 01 med palle-drev ), fra AEG E 21 01 og 02 med Westinghouse fjederdrev og fra Bergmann Electricity arbejder sammen med Linke-Hofmann-Werke E 21 51 med hulakseldrev .

Først og fremmest måtte specielle strukturforanstaltninger også håndtere fænomenet, at med et enkelt drev med høj motoreffekt ved start - som i princippet med alle motorkøretøjer - hele chassiset vippes i kørselsretningen, hvilket aflaster belastningen foran aksler og "skridning". Fremragende testresultater med AEG-lokomotivet E 21 førte til udviklingen af ​​ekspresstoglokomotivserien E 17 med springcupdrevet videreudviklet fra Westinghouse- drevet i en yderligere forfølgelse af princippet for serien E 18 .

Fra 1924 var leveringen af ​​det tunge godslokomotiv EG 581ff (senere E 91,8), der stadig var designet og bygget efter gamle principper (tredelt leddet lokomotiv, stangdrev ), i det mindste en almindelig type for Schlesien og Sydtyskland netværk. Den tyske jernbanevirksomhed gjorde alt for ikke at gå glip af forbindelsen til den nye tekniske udvikling og i 1932 udviklede tre testlokomotiver for egen regning med bogier uden kørende aksler og pin-bærende drev med akselformlen Bo'Bo ': E 44 001 fra SSW, E 44 101 fra MSW / Schwartzkopff og E 44 201 fra Bergmann / Schwartzkopff, hvoraf SSW-lokomotivet imponerede mest. Med deres produktion begyndte historien om Tysklands mest succesrige elektriske serielokomotiv, hvoraf næsten 200 maskiner blev taget i brug. De blev oprindeligt brugt primært til den nyligt elektrificerede linje fra Augsburg via Geislinger Steige til Stuttgart fra 1933 . De større godslokomotiver E 93 og E 94 blev bygget på lignende måde .

Derefter blev der bygget et kæmpe dobbeltlokomotiv i E 95-serien med et pallejer-drev, men kun seks af dem, da E 93-serien var et enklere og mere omkostningseffektivt, men lige så kraftigt lokomotiv. Den forstærkede version af E 94-serien udviklede sig derefter ud fra dette .

For jernbanevogne var der også en overgang til ensartet design: ET 25-serien, som blev anskaffet i 1935 til eksprestog og hurtig forstæderstrafik, adskiller sig fra ET 55-serien, som blev anskaffet fire år senere til sekundære og bjergruter, kun i gearforholdet. Ud over disse to todelt jernbanevognserie blev tredelt serie ET 31 også oprettet i denne serie .

Efter Anden Verdenskrig var de eksisterende elektriske lokomotiver i Forbundsrepublikken Tyskland oprindeligt tilstrækkelige til driften af ​​det sydtyske netværk, men i 1950 besluttede Deutsche Bundesbahn at købe yderligere elektriske lokomotiver, som - også baseret på de afprøvede og testede E 44 - resulterede i det nye elektriske standardlokomotivprogram fra 1950'erne - udviklet år.

For perioden efter 1949 se krønikken om elektrificering af Deutsche Bundesbahn .

Sverige

På den svenske Statens Järnvägar fra 1905 til 1907 på ruterne Tomteboda - Värtan (seks kilometer) og Stockholm - Järfva (syv kilometer) blev testoperationer med mellem 5000 og 22.000 volt vekselstrøm udført under ledelse af Robert Dahlander . Til dette formål leverede de tyske Siemens-Schuckertwerke og Westinghouse Electric , sidstnævnte i samarbejde med det amerikanske Baldwin Locomotive Works hver, et elektrisk lokomotiv, og AEG forsynede det elektriske udstyr til to "motorkøretøjer" og to sidevogne.

Der blev udført detaljerede undersøgelser af alle komponenter i køretøjerne og energiforsyningen samt omkostningerne og overkommelige priser. Lederen for eksperimenterne, Dahlander, kom til den konklusion, at der for jernbanedrift næppe kunne være en “enklere og billigere driftsform end den anvendte enfasede vekselstrøm”.

For malmbanen i det nordlige Sverige, som havde nået sine kapacitetsgrænser , blev det besluttet i 1910 som et alternativ til en dobbeltsporet udvidelse til elektrificering med enfaset vekselstrøm. I 1915 havde Siemens gennemført den 129 kilometer lange sektion mellem Kiruna og den norske grænse med 15 kilovolt 16⅔ Hertz. Som en speciel funktion skal det nævnes, at denne elektriske operation skulle opfylde de strengeste klimatiske forhold. Da forventningerne var fuldt ud opfyldt, blev kontaktledningen fortsat til Gällivare indtil 1920 og to år senere til den baltiske havn Luleå . I 1923 blev den elektriske drift endelig afsluttet på den norske side over 42 kilometer til Narvik .

Elektrificering blev fortsat med høj prioritet indtil 1945 takket være den rigelige vandkraft. Efter at have nået Trelleborg på den sydlige spids af Sverige og lukke det sidste hul mellem det sydsvenske netværk og malmbanen, var den 2171 kilometer lange forbindelse til Riksgränsen i Lapland den længste sammenhængende elektrisk drevne jernbane i verden. I modsætning til de andre jernbaner med en tredjedel af den industrielle frekvens på 50 Hertz klarede Sverige sig uden sine egne jernbanekraftværker og foretrak direkte udvinding fra det nationale netværk. Lokale roterende omformere tager sig af konverteringen til den krævede frekvens på 16⅔ Hertz . Til driften fra 1925 til 1952 blev standardlokomotiver af serie D anskaffet i flere serier. I modsætning til andre lande afveg disse køretøjer ikke fra stangdrevet for at forhindre, at individuelle drivaksler glider, hvilket kun kan undgås ved komplicerede justeringer i enkeltakslede drev. Endvidere akslen formel 1'C1 'med et asymmetrisk arrangement af banemotorerne og blev mellemaksel opbevares, indtil den sidste levering serien . I alt 417 enheder af denne standard lokomotivserie blev bygget. I 1953, til driften af ​​tunge malmtog i det nordlige Sverige, blev to D-lokomotiver oprindeligt kombineret til at danne et dobbelt lokomotiv, hver med udeladelse af en førerkabine . Dette er hvordan serien Dm . Da forestillingen ikke længere var tilstrækkelig, blev der i 1960 tilføjet et centerafsnit uden førerhus, hvilket resulterede i Dm3-serien .

I nutidig litteratur fra 1970'erne antages det stadig, at de lignende elsystemer i Sverige, Norge og Tyskland ville være tilsluttet senest, da Øresund-forbindelsen blev gennemført . Imidlertid forhindrede brugen af ​​25 kilovolt-50 Hertz-systemet til jernbanelinjer i Danmark i sidste ende denne direkte forbindelse.

Italien

For første gang blev der udført elektrisk drift på de italienske jernbanelinjer med to serier af akkumulatorbiler , Rete Mediterranea fra 1899 til 1904 og Rete Adriatica fra 1898 til 1903. Serien RM 5101 og 5102 og RA 001–004 blev brugt . Begge forsøgsbedrifter lykkedes imidlertid ikke.

1901-1902 blev den såkaldte " Ferrovie Varesine " elektrificeret med samleskinner . Systemet blev også brugt i 1925 til "Metropolitana FS" i Napoli .

Jernbaneselskabet Rete Adriatica (RA) åbnede Veltlinbahn i det nordlige Italien i 1902 , som blev designet som den første højspændingselektrificerede hovedbanelinje i verden og oprindeligt fungerede som et "testspor" til test af den nye trefasestrøm teknologi til hovedlinjer. Ganz & Co. fra Budapest leverede trefasestrømmen på 3000 volt og 15,6 Hertz. Også fra Ganz oprindeligt ti fireakslede skinnevogne af den senere type FS E.1 og E.2 , to Bo + Bo-lokomotiver af den senere type FS E.430 og fra 1905 tre 1'C'1 trefasede lokomotiver fra senere type FS E.360 brugt. Bortset fra tidligere italienske direkte spændingskøretøjer med samleskinne og batteridrift (test) var det det første elektriske fuldbane køretøj i Italien. Elektricitet blev leveret via strømaftagere , hvor RA 361-363 (FS E.360) lokomotiver blev udstyret med ramme strømaftagere for første gang på SBB Simplon-linjen. Rete Adriatica og dets netværk blev overtaget i 1906 af Ferrovie dello Stato (FS) statsjernbane, som var blevet grundlagt et år tidligere .

Luftledningen til "Trifase" -systemet bestod af dobbeltledninger og skinnen som den tredje faseleder for den trefasede vekselstrøm . Lokomotiverne havde følgelig strømaftagere med parrede beslag, der var isoleret fra hinanden. Da lokomotiverne kørte med asynkrone motorer , kunne hastighederne kun skiftes ved polskift, men ikke kontinuerligt variabelt. Fælles hastighedsniveauer var 35, 50, 75 og 100 kilometer i timen. Denne ulempe og den to-polede kontaktledning, som er meget kompleks, især inden for afbrydere, forhindrede ikke den hurtige udvidelse af "Trifase" -systemet i det nordlige Italien takket være eksisterende erfaring, robust teknologi og lave omkostninger , selvom de første enfasede vekselstrømsanlæg var klar til brug allerede i 1905. Ruterne fra Lecco (Comosøen) via Colico til Sondrio, med en sidebane fra Colico til Chiavenna og udvidelser til Monza og Tirano åbnede i 1914 og 1932 (forbindelse til Rhaetian Railway ) var også kun de første linjer i senere nordlige Italienske "Trifase" -system, som bestod af fem subnetværk, hovedsageligt i Piemonte, Ligurien, Trentino og Sydtyrol. Imidlertid var der ingen kontinuerlig elektrisk drift mellem Veltlinbahn og linjerne i Italien, som efterfølgende blev elektrificeret med det samme trefasede system.

Det andet og største delnet strakte sig langs den liguriske kyst og begyndte i 1908 på Giovi-jernbanen fra Genova over Apenninerne til Ronco . På denne stærkt tilbagelagte rute, som også er rig på stigninger og tunneler, viste overlegenheden ved elektrisk betjening i forhold til drift med damplokomotiver for første gang, at en faktisk utilfredsstillende rute ikke længere udgjorde vanskeligheder ved brug af en kontaktlinje. De fem koblede lokomotiver i E.550- serien var i stand til at transportere tog, der vejer 400 tons og en tophastighed på 50 km / t over den 7,2 kilometer lange og 3,5 procent stejle stigning. Som i 1930 på Veltlinbahn blev der anvendt en spænding på 3600 volt med en frekvens på 16⅔ Hertz. I de følgende år blev linjen elektrificeret via Torino til Mont-Cenis-tunnelen , Modane blev nået ved den franske grænse i 1920, og det resterende hul mellem Ronco og Torino blev lukket i 1921/22. Fra 1935 til 1940 var Tendabahn , som i dele kun er dieseldrevet , en del af dette andet og mest forgrenede trefasede netværk. To andre mindre delnet strakte sig mellem Trento og Brenner togstationen ved den østrigske grænse og som en isoleret elektrisk operation på ruten mellem Firenze og Bologna . Som et femte delnetværk fra 28. oktober 1928 på ruten fra Rom til Tivoli Prenestina og fra 23. marts 1929 til Sulmona på i alt 172 kilometer, en trefaset operation med 10 kilovolt kontaktledningsspænding og en industriel frekvens af 45 Hertz blev etableret til testformål. Det italienske trefasede netværk bestod af 1840 kilometer rute ved sit højdepunkt i 1942.

Simplon-tunnelen, der blev elektrificeret med trefasestrøm fra 1906 til 1930, drives af de schweiziske føderale jernbaner (SBB), men halvdelen er i Italien. (se afsnit Schweiz )

For første gang til jævnstrømsdrift blev linjen Milan - Varese - Porto Ceresio elektrificeret med 650 volt via samleskinner i 1901 og 1902, og driften blev udført med de elektriske lokomotiver i FS-serien E.220 , E.320 , E .321 og E.620 . Fra 1923 begyndte Benevento-Napoli-linjen at blive udstyret med en kontaktledning til 3000 volt jævnstrømsspænding, og drift med denne type strøm blev introduceret fra 1928 med lokomotiverne FS E.625 og FS E.626 bygget fra 1926 . Under anden verdenskrig blev Roma-Sulmona-linien fjernet for sit trefasede strømudstyr og genopbygget med jævnspænding, mens linjerne i det nordlige Italien med undtagelse af Tenda-jernbanen overlevede krigen relativt godt. Selvom for eksempel mellem Firenze og Bologna i 1934 blev nogle af de første ruter skiftet til jævnstrøm før krigen, sluttede Trifase-æraen i Italien først i maj 1976. I modsætning til de tidlige år, hvor især stejle bjergveje gav anledning til skift fra damp til elektrisk drift, blev hastighedsgrænsen til et maksimum på 100 km / t på grund af manglen på efterspænding af den dobbelte køreledning stadig vigtigere . I dag er det kun Gornergrat- og Jungfrau- jernbanen , Corcovado-bjergbanen i Rio de Janeiro og Chemin de Fer de la Rhune , som alle har jernbane- og tandhjulsbaner med lave maksimale liniehastigheder, betjenes med dobbeltpolet trefaset køreledning. Af de 18.000 kilometer standardlinjelinjer i Italien er omkring 11.000 kilometer elektrificeret i dag.

Frankrig

I det fransktalende område blev der for første gang udført eksperimenter med batteridrift mellem 1887 og 1889 med Bruxelles-sporvognen. I 1890 åbnede den første kommercielle elektriske sporvogn i Frankrig i Clermont-Ferrand . Da elektrisk drift med luftledninger oprindeligt blev afvist inden for bygrænsen i Paris af æstetiske grunde, begyndte elektrisk drift med akkumulatorbiler i april 1892. Akkumulatorerne forblev imidlertid ufordelagtige selv i kommerciel drift på grund af deres vægt, pladsbehov og opladningstid. Ved de første tegn på svaghed kørte bilchaufføren sin jernbanevogn til køretøjsdepotet uden at lade passagererne komme ud på forhånd. Senere punkter blev indstillet til at kunne føre batterierne fra lokale ladestationer. Ofte ventede jernbanevognen ikke, indtil batteriet var opladet, inden de fortsatte rejsen, men byttede det opbrugte batteri mod et opladet ved ladestationen, hvilket tog cirka femten minutter. Sporvognsoperationen med jernbanevogne leveret via køreledning blev ikke intensiveret i Paris indtil 1912, så den sidste hestevogn blev lukket den 12. januar 1913.

Et billede af et elektrisk minelokomotiv dateret 1890 vises fra kulminen Mines des Marles i det nordlige Frankrig. Det er et to-akslet, smalsporet lokomotiv med elskinner fastgjort parvis over hovedet , med et par små vogne trukket over fleksible kabler , som tog strømmen fra luftledningen. For året 1893 hedder en 2,8 kilometer lang elektrisk minebane i Mont-Rambert kulmine nær St. Etienne . En anden elektrisk drevet minejernbane blev oprettet i Godbrange jernmalmminen i Lorraine fra 1897 . Det historiske billede viser et toakslet lokomotiv med smalspor og elskinner monteret parvis over hovedet. Lokomotivet blev bygget af Ateliers de Construction Bruno Lebrun i Nimy / Belgien. Driftsspændingen var 300 volt, sporbredden 740 millimeter. Som et resultat optrådte mange andre elektriske lokomotiver i franske og nærliggende minejernbaner i Luxembourg og Belgien .

Med Chemin de fer du Salève mellem Étrembières og Treize-Arbres (Mont Salève) i Haute-Savoie , bygget i 1893 , trådte verdens første elektrisk drevne jernbane i drift. De seks kilometer lange rute blev anlagt i meter gauge og med en ubeskyttet side samleskinne, der blev malet ovenfra. De to motorer på skinnevognene muliggjorde en driftshastighed på mellem 5,4 og 10,8 km / t med en ydelse på 40 hk (29 kW). I 1894 fulgte en afgrænsningslinje på tre kilometer til Veyrier .

Omkring 1897 eksperimenterede Compagnie des Chemins de Fer de l'Ouest med lokomotiver, der genererede elektrisk energi til selvkørsel. Denne form blev udbredt af ingeniøren Jean-Jacques Heilmann fra Alsace . Hans idé var at køre elektriske generatorer med en dampmotor og at føde elektriske trækkraftmotorer med den genererede elektricitet på denne måde . Den sidste af flere maskiner bygget på denne måde havde en stempeldampmaskine med seks cylindre, der drev to generatorer. Disse skulle oprindeligt levere 1025 ampere ved 360 omdrejninger pr. Minut  ved en spænding på 450 volt, hvilket svarer til omkring 410 kilowatt eller 560 hk elektrisk strøm. Under en prøvekørsel trak hun et tog, der vejede 183 tons, med en tophastighed på 62 miles i timen. Heilmann-lokomotivet forblev kun en særlig offentlig attraktion i Paris i kort tid, men Charles Eugene Lancelot Brown , der arbejdede midlertidigt for Heilmann, brugte oplevelsen til sit arbejde i Schweiz.

I 1900 skabte Compagnie du chemin de fer de Paris à Orléans (PO) og Chemins de fer de l'État og Ouest et jernbanenet med 600 volt direkte spændingsforsyning over en motorskinne til forstæderstrafik fra Paris . Den 19. juli 1900 åbnede metroen Paris efter London (1890) og Budapest (1896), den tredje ældste elektrisk drevne metro i Europa. De første træbiler og sidevogne, der blev brugt, lignede meget sporvognsbiler i deres toakslede design. Forsyningen af ​​750 volt jævnstrøm spændes stadig i dag via en lateral samleskinne, der er malet ovenfra.

Den kul jernbane Chemin de Fer de La Mure fra La Mure til Saint-Georges-de-Commiers nær Grenoble brugte den elektriske lokomotiv E1 "Le Drac" (opkaldt efter floden ved siden af linje) i 1903. Maskinen på 50 ton havde fire aksler med et enkeltakslet drev , hvoraf de fire motorer tilsammen producerede 367 kilowatt. Det specielle kraftsystem, der blev udviklet af den schweiziske ingeniør René Thury, bestod af et tre-leder jævnstrømssystem med en positiv og en negativ 1200 volt pol og en "centerleder" mellem de to spændinger. Forsyningen fandt sted via en to-polet kontaktledning med to strømaftagere og køreskinnerne som "central leder". Dette muliggjorde transmission af høj effekt, men på samme tid kunne spændingen i trækkraftmotorer holdes inden for acceptable grænser. Lokomotivet var udstyret med tre forskellige bremsesystemer til nedstigningen med en højdeforskel på 600 meter over en afstand på 30 kilometer: en håndbremse til krumtap, en trinvis justerbar vakuumbremse og en elektrisk bremse. Dette lokomotiv kunne trække tyve tomme vogne (dvs. 100 tons) på op ad bakke og 300 ton på ud ad bakke med en hastighed på 22,5 kilometer i timen. Fire lignende maskiner blev leveret mellem 1905 og 1909 og var i drift indtil 1933. Da der hidtil kun har været brugt jævnstrømsjernbaner med en spænding på mindre end 1000 volt, er virksomheden den første i verden, der bruger højspændings direkte spænding til trækkraft.

I det sydlige Frankrig blev de første jernbaner kørt med AC: Mellem 1903 og 1911 var den operationelle PLM- rute Mouans-Sartoux Grasse-prøvebasis med 12 kilovolt og 25 Hertz. I 1908 elektrificerede Chemin de fer du Midi sine linjer i Pyrenæerne med 12 kilovolt og 16⅔ Hertz vekselstrøm. 1.912 var i Haute-Vienne , de lokale jernbaner, der kørte i metermåler Chemins de fer départementaux de la Haute-Vienne åbnede med 10 kilovolt og 25 Hertz AC-spænding til 345 km driftslængde de mindre byer med hovedstaden Limoges kombineret. For at undgå forskellige uoverensstemmende netværk besluttede regeringen i 1920 at bruge et samlet elsystem. 16⅔ Hertz vekselstrømssystem, som allerede var etableret i de tysktalende lande på det tidspunkt, blev ikke brugt af militære årsager; i stedet skulle en direkte spænding på 1500 volt bruges til alle nye elektrificeringer. Som et resultat blev jævnstrømssystemet etableret i de sydlige og sydvestlige regioner i Frankrig, mens der til elektrificering i nord og øst fra 1950'erne blev anvendt 25 kilovolt med 50 Hertz vekselspænding, som nu også bruges på alle TGV-høje - hastighedslinjer.

I 1925 blev den franske del af Mont-Cenis-Bahn mellem Chambéry og Modane elektrificeret med 1500 volt jævnstrømsspænding via en sideskinne. Det var linjen med verdens højeste spænding transmitteret via busstænger. Denne føder blev erstattet i 1976 af en almindelig luftledning, efter at stationssporene allerede var spændt med luftledninger af sundhedsmæssige og sikkerhedsmæssige årsager. I 1926 blev PO's 204 kilometer lange rute fra Paris-Austerlitz til Vierzon sat i drift som den første store hovedledning med en forsyning på 1500 volt direkte spænding via luftledninger .

Til dette formål blev forskellige eksperimentelle eksprestogslokomotiver bestilt, hvoraf de to lokomotiver E 401 og 402 fra Ganz & Co. i Budapest, som faktisk specialiserer sig i AC og trefasede drev, var de mest bemærkelsesværdige. Med 2'BB2 ' hjularrangementet blev to koblede drivaksler hver drevet af to motorer monteret i hovedrammen via Kandó-drevet , hvilket kompenserede for foråret. Med en tophastighed på 120 km / t var de blandt de hurtigste elektriske lokomotiver, der nogensinde er bygget i verden med stangdrev, ifølge optegnelser nåede E 401 mellem Les Aubrais-Orléans og Paris en gennemsnitlig hastighed på 97,5 km / t med et tog, der vejer 636 tons, mens godstog på 770 tons kunne transporteres i en hældning på 1% ved 30 til 50 km / t. En yderligere udvikling for Paris-Vierzon-linjen var 2'Do2 'E 501/502-lokomotiverne, der var udstyret med Buchli-fremdrift i henhold til designet af den schweiziske Brown Boveri og SLM . I modsætning til deres schweiziske modeller blev Buchli-drevet imidlertid arrangeret på begge sider. Efter Anden Verdenskrig resulterede dette i 9100- serien anskaffet til langdistanceelektrificering fra Paris til Lyon .

Bortset fra Frankrig blev 1500 volt direkte spændingssystem kun den nationale standard for et europæisk land i Holland, hvor elektrificering af hovedlinjen begyndte mellem 1924 og 1927 på jernbanelinjen Amsterdam - Rotterdam . Flere umiskendeligt franskfødte erhvervelser fra de hollandske statsbaner efter anden verdenskrig, såsom 1100- og 1600-serien, vidner om det tætte forhold mellem de to elsystemer . Af de cirka 29.350 kilometer standardspor i Frankrig blev næsten nøjagtigt halvdelen (14.480 kilometer) elektrificeret i 2007. Tjekkoslovakiet planlagde elektrificering med dette elsystem fra 1924 og fremefter, men den store depression i 1929 forhindrede det. Kun få linjer i Prag-knudepunktet fik en luftledning med 1,5 kV direkte spænding på prøvebasis.

Forenede Stater

I tilfælde af jernbaner i USA kunne det på grund af det teknologiske niveau og den økonomiske styrke såvel som den geografiske udvidelse have været forventet, at der ville have været en høj grad af elektrificering af langdistance jernbanelinjer. Men dette var ikke tilfældet. I modsætning til den europæiske udvikling er mange ruter i USA blevet de-elektrificeret siden 1950'erne. Flere fænomener har forårsaget dette:

• Med deres egne oliebrønde havde amerikanerne en billig energikilde, som efter afslutningen af ​​damplokomotivet førte til den omfattende brug af forbrændingsmotorer og dieselmotordrev i transport og frem for alt i jernbaner;
• De store afstande mellem bosættelsescentre satte spørgsmålstegn ved den økonomiske levedygtighed ved elektrificering af jernbanelinjer; i tilfælde af massetransporter som kul til industricentrene førte dette undertiden til den fortsatte drift af damplokomotiver med det allerede eksisterende energikilde kul;
• I langdistancepassagerbefordring udviklede flyet sig til et standard transportmiddel, hvor togene ikke kunne konkurrere over lange afstande.

Imidlertid gælder disse udsagn kun for hovedruter eller langdistance-ruter; den elektriske drift af sporvogne, herunder bybaner, samt metro- og bypendleruter er mere udtalt.

I årene der fulgte dominerede damplokomotiver området for fjerntransport i USA, som i slutningen af ​​1940'erne stort set var rettet mod dieseldrift . I USA havde næsten alle disse dog et dieselelektrisk drev , så i sidste ende kørte eller kørte de næsten alle ruter med elektriske trækkraftmotorer . I alt kun ca. 3000 kilometer (1850 miles) hovedbanelinjer med en luftledning blev elektrificeret af ca. 15 virksomheder, hvoraf ca. 1800 kilometer (1100 miles) blev lukket igen. Den mest bemærkelsesværdige omkreds var Chicago, Milwaukee, St.Paul og Pacific Railroad , der løb en hældning på 705 kilometer i Rocky Mountains i Montana mellem 1914 og 1917 og yderligere 130 kilometer i 1919 sektion i Cascade Mountains i staten Washington elektrificeret på træstænger med 3000 volt jævnstrømsspænding. Projektet nyder godt af vandkraftanlæg i bjergene. Imidlertid var de to elektriske ruter, i alt 1056 kilometer (656 miles), aldrig forbundet. Som med de fleste andre elektriske jernbaner med godstransport som hovedforretningsområde er denne operation nu afbrudt.

Et andet felt til elektrificering af langdistanceruter i USA var transporten af ​​faste bulkgoder : Butte, Anaconda og Pacific Railway i den amerikanske delstat Montana var en af ​​de første til at elektrificere sin rute, som bruges til at transportere malm fra Butte kobbermine (Montana) , hvor også almindelige varer og mennesker blev transporteret. Elektrificeringen af ​​den 45 kilometer lange rute med varierende højdeforskelle på op til 100 meter fandt sted i 1913 for en spænding på 2400 volt jævnstrømsspænding af General Electric og jernbanens egne arbejdere. Elektrisk drift blev først opgivet i 1967 til fordel for billigere dieseldrift . I Appalachian Mountains drev Norfolk and Western Railway , som specialiserer sig i kultransport, en 52-mils rute fra Bluefield til Iaeger i West Virginia med 11 kilovolt og 25 Hertz vekselstrøm fra 1912 til 1950 . Ikke langt nord opererede Virginian Railway også en 134-mils rute fra Roanoke til Mullens fra 1925 til 1962 , som var ens både med hensyn til elsystemet og formålet, der skal opfyldes.

Som et resultat af damplokomotivforbudet i New York City, elektrificerede også New York, New Haven og Hartford Railroad og Pennsylvania Railroad (PRR) deres tunneler. Sidstnævnte bestilte adskillige individuelle versioner af elektriske lokomotiver med typerne AA1 , Odd D 10003 og FF1 mellem 1905 og 1917 til testformål for deres fremtidige 11 kilovolt-25 Hertz vekselspændingssystem. Sidstnævnte, kaldet "Big Liz", var beregnet til godstogoperationer over stigningerne i Allegheny-bjergene . Det blev forsynet med så enorm trækkraft, at det viste sig at være ubrugeligt i drift på trods af dets generelle funktionalitet. Efter disse forsøg, Pennsylvania Railroad elektrificeret den såkaldte Northeast Corridor (NEC) fra New York til Washington, DC i 1930'erne. Som i 2011, den linje, der nu strækker sig til Boston er den mest frekventerede US-amerikanske passager jernbane-forbindelse på den tætbefolkede nordøstkyst. På 720 kilometer (450 miles) er det den eneste betydningsfulde elektrisk drevne jernbanelinje i staterne. Det ejes for det meste af Amtrak , men ruten bruges også af andre personbefordringsselskaber med forskellige tog. NEC er i øjeblikket også den eneste højhastighedslinje i USA, hvor Acela Express når hastigheder på op til 150 miles i timen.

Storbritanien

Elektriske trækkraftbiler blev i betydelig grad brugt på London Underground tidligt, hvilket allerede var begunstiget på City- og South London Railway ved forbuddet mod damplokomotiver, der er beskrevet i driftslicensen. Mellem 1901 og 1908, efter stigende klager fra passagerer, blev det meste af Londons undergrundsnet skiftet til elektrisk drift. Liverpool Overhead Railway blev åbnet den 4. februar 1893 som verdens første elektriske forhøjede jernbane .

I 1903 blev Railway Electrical Power Act indført, som havde til formål at lette indførelsen af ​​elektrisk drift på jernbaner. Samme år åbnede Merseybahn fra Liverpool under Mersey- floden til Birkenhead og den 22. marts 1904 Lancashire og Yorkshire Railway mellem Liverpool og Southport som de første elektriske hovedlinjer i Storbritannien . Den nordøstlige jernbane (NER) fulgte den 29. i samme måned .

Selvom disse og andre ruter , som nu er en del af forstæderstrafikken i Merseyrail, blev betjent med lignende kraftsystemer, for det meste 600 til 650 volt jævnstrømsspænding på to lederskinner, kunne køretøjer ikke skifte fra den ene til den anden rute på grund af de forskellige afstande mellem lederens skinner og de løbende skinner. På den nordøstlige jernbane , der hovedsagelig opererer i Yorkshire , County Durham og Northumberland , blev to elektriske lokomotiver med Bo'Bo 'hjulindretning sat i drift allerede i 1905. De blev udstyret til drift på en luftledning samt på en dirigent skinne til tunnelen drift. Disse lokomotiver var i drift med efterfølgerne LNER som nr. 6480-6481 samt med British Railways og British Rail som klasse ES1 indtil 1964. Det anvendte elektriske system, med en direkte spænding på 1500 volt, blev også brugt mellem 1952 og 1981 på den 112 kilometer lange rute over Pennine Mountains fra Manchester til Sheffield , hvorfra de bemærkelsesværdige seks-akslede EM2-ekspresstoglokomotiver som klasse 1500 til Holland, efter at passagertrafikken blev afbrudt, ankom.

På trods af den tidlige indrejse er det britiske jernbanesystem kun elektrificeret i relativt lille omfang. Af historiske årsager er der også en opdeling i to strømforsyningssystemer: Det mindre og ældre sydlige netværk har haft ledninger med lateralt arrangerede samleskinner med 660 volt jævnstrømsforsyning siden 1931, senere blev spændingerne 750 og 850 volt også brugt. På nogle strækninger nord for Themsen og Eurostar- forbindelserne anvendes det 25 kilovolt vekselstrømssystem, der er oprettet siden 1954, dog med en frekvens på 50 Hertz og luftledninger . De britiske Eurostar-tog er køretøjer med flere systemer og kan køre i både lederskinne og køreledning med forskellige spændingssystemer.

Af de i alt 17.000 kilometer jernbanelinjer i Det Forenede Kongerige er 5300 kilometer elektrificeret i dag (2004).

Japan

Tokyo Electric Light Company byggede en 400 meter lang linje med en målestok på 1372 millimeter på den industrielle udstilling i Ueno Park i Tokyo i maj 1890 . To elektriske jernbanevogne importeret fra USA af JG Brill Company kørte derhen som den første elektrisk drevne jernbane i Japan. I 1895 startede Kyoto bytram regelmæssig kommerciel drift med jernbanevogne fodret med en luftledning med 500 volt jævnstrøm. Den første linje, der blev konverteret fra damp til elektrisk drift, var den elleve kilometer lange sektion af Kobu Tetsudo fra Iidamachi til Nakano i 1904 . Denne linje gik over i statsejerskab i 1906 og var dermed den første elektrisk drevne statsjernbane.

I de tidlige år blev der stadig transmitteret elektricitet via strømaftagere, der var knyttet til en dobbelt kontaktledning. I 1911 gik man til en strømforsyning over den enkelt spændte luftledning og returledning over skinnerne. Den næste rute i 1912, den 66.7 ‰ stejle rute over Usui passet af den Shin'etsu hovedlinien, blev omdannet til elektrisk drift. Et kulfyret kraftværk med tre generatorer leverede en 6,6 kilovolt transmissionsledning, hvorfra elektriciteten blev konverteret til 650 volt jævnspænding på to understationer med roterende omformere. Den 11,2 kilometer lange sektion blev drevet af busstænger, og udstyr og lokomotiver blev alle importeret fra Europa og USA.

Som den første metro i Asien blev Tokyo-metroen åbnet den 30. december 1927 . En kabinetsbeslutning fra juli 1919 påtænkte elektrificering af 4.100 kilometer jernbanelinjer for at reducere kulforbruget. Elektrificering begyndte, så på Tōkaidō-hovedlinjen mellem Tokyo og Odawara (83 kilometer), på en 26 kilometer sektion af Yokosuka-linjen og på Chūō-hovedlinjen mellem Hachiōji og Kufu (87 kilometer), men overgangen fandt sted indtil i krig i større skala kun på forstæderruter og op ad bakke. Da jernbaneministeriet tvang overtagelsen af ​​private elektriske jernbaner af militære årsager i 1943/44, voksede statens rutenet til 19.620 kilometer, hvoraf 1.315 kilometer (6,6% af den samlede længde) blev betjent elektrisk.

Den 1. oktober 1964 åbnede de japanske statsbaner Tōkaidō Shinkansen mellem hovedstaden Tokyo og Osaka, som ligger 515,4 kilometer væk, en helt ny type elektrisk højhastighedsrute , hvor ikke kun sektioner men hele længden køres kl. topfart kunne. Det blev modellen for alle højhastighedsruter, der blev bygget bagefter, og netværket dannet af dem i verden. Det japanske jernbanenet består stadig overvejende af 20.300 kilometer Cape gauge-linjer, hvoraf 13.300 km (eller 66%) er elektrificeret med 1500 volt DC. Fra og med 2011 forsynes standardlinjelinjerne i Shinkansen- ekspresstognetværket , der omfattede 4.250 kilometer, kontinuerligt med 25 kilo volt vekselspænding, hvis frekvenser enten er 50 eller 60 Hertz, afhængigt af den del af landet. Systemer på 600 og 750 volt jævnstrøm bruges i ringe grad på private jernbaner. (Se også Japan Railways # tekniske data )

Udviklingen indtil i dag

Største lande i verden

I de mest geografisk omfattende lande i verden fandt en bemærkelsesværdig elektrificering af hovedlinjer først sted efter den store udvikling i Europa, for eksempel i Kina først i 1958. Ikke desto mindre resulterede de omfattende transportforbindelser i betydelig grad, især på det asiatiske fastland på elektrificerede ruter. Den fuldt elektrificerede transsibiriske jernbane alene (men med et elsystem, der skifter mellem 3 og 25 kilovolt) har en afstand på omkring 9500 kilometer, der svarer til eller endda overgår hele det elektrificerede netværk i nogle mellemstore lande. De mest interessante data præsenteres nedenfor:

Land	elektrificering	Total afstand [km]	heraf elektrificeret [km]	stod
Tyskland	48%	41.981	20,152	2009
Rusland	46%	87,157	40.300	2010
Ukraine	45%	21,684	09.854	2010
Kina	42%	86.000	36.000	2009
Sydafrika	41%	20.192	08.271	2010
Indien	30%	63.974	18.927	2010
Algeriet	10%	3.810	00.386	2011
Australien	7%	38.445	02.717	2010
Brasilien	2%	28.538	00.467	2010
Forenede Stater	1%	202.501	02.025	2010
Argentina	0%	36.966	00.136	2010

Når man sammenligner tallene, bemærkes det også, at der er en enorm forsinkelse i ruteelektrificering i Nord- og Sydamerika. På det afrikanske kontinent, bortset fra Sydafrika, er det kun Marokko og Algeriet, der har udviklet et elektrisk drevet rutenetværk.

Brug af industriel vekselspænding i jernbanedrift

I de første årtier med elektrisk togtransport var brugen af ​​elektricitet med en frekvens på 50 Hertz meget vanskelig, da vending af strømretningen i trækkraftmotorer næsten var umulig at håndtere ved højere kræfter. I de fleste tilfælde sejrede enten lavspændings direkte spænding eller lavfrekvent vekselspænding (16⅔ Hertz). I det første tilfælde skal densiteten af understationerne og strømstyrken øges, hvilket resulterer i store kontaktledningstværsnit og følgelig høje materialeomkostninger til elektrificering. Den sidstnævnte løsning kræver strømforsyning via et dyrt, og i tilfælde af kraftværksfejl, tilbøjeligt til svigt i et trækkraftstrømsnetværk . Det direkte køb af trækkraft fra det nationale net kompenserede for begge ulemper. I løbet af tiden blev lokomotivet designet på fire måder for at gøre denne 50 Hertz vekselspænding anvendelig:

1. Strømmen konverteres til trefasestrøm på lokomotivet med roterende omformere , der driver de trefasede asynkrone maskiner .
2. Drivmotorer og koblings- og styreenheder er designet specielt til direkte drift ved 50 Hertz.
3. Elektriciteten omdannes til jævnstrøm ved hjælp af kviksølvdamp-ensrettere , der driver jævnstrøms trækkraftmotorer.
4. Elektriciteten driver en motoromformer, som igen genererer udbedret elektricitet til en DC-generator.

Den ungarske ingeniør Kálmán Kandó , der allerede er nævnt i forbindelse med 3000-volt trefaset strømteknologi, gjorde banebrydende arbejde i driften med 50 Hz industriel effekt ved at udvikle de fasekonverterlokomotiver, der kræves til dette i 1920'erne og på en 15 kilometer ruten blev testet på Budapest Westbahnhof. Maskinerne havde en mekanisk konverter, der konverterede enfaset vekselstrøm til trefasestrøm, som igen fodrede traktionsmotorer. De positive oplevelser førte til sidst til elektrificering af hovedledningen fra Budapest til Hegyeshalom med 16 kilovolt og 50 Hertz i 1932/34 . Selvom systemet var fremadskuende, viste jernbanerne uden for Ungarn kun lidt interesse. Et par årtier senere blev operationerne skiftet til de 25 kilovolt, der er almindelige i Europa.

Efter anden verdenskrig overtog Frankrig en banebrydende rolle. Første erfaring blev opnået på Höllentalbahn i Schwarzwald, som var placeret i den franske besættelseszone og blev kun konverteret til den lavfrekvente vekselstrøm på 16⅔ Hertz, der er almindelig i Tyskland i 1960. På bjerglinjen, der er blevet elektrificeret siden 1935 med 20 kilovolt ved 50 Hertz, fik den franske statsjernbane SNCF især erfaring med interaktionen mellem togdrift og den svingende efterspørgsel fra industrien og befolkningen, afhængigt af tidspunktet på dagen. To af de anvendte E 244 -lokomotiver var udstyret med kviksølvdampensrettere, den ene med en særlig form for enfasede asynkronmotorer og to mere med udførligt designede kommutatormotorer, der blev leveret direkte med 50 Hertz vekselstrøm. Efter yderligere forsøg på afgreningsdrift i de franske alper, nemlig fra 1951 med 20 kilovolt og fra 1953 med 25 kilovolt mellem Aix-les-Bains og La Roche-sur-Foron , blev hovedlinjen 303 kilometer endelig brugt i 1954 og 1955 Thionville til Valenciennes elektrificeret med dette system. Den positive erfaring, der blev opnået i processen, førte til beslutningen om at elektrificere alle andre ruter med vekselspænding, med undtagelse af nogle tilføjelser til det franske jævnstrømsnetværk. De første lokomotiver, der blev bygget i stort antal, var BB 12000-serien med Ignitron kviksølvdampretter og DC- trækkraftmotorer, BB 13000 med trækkraftmotorer designet til direkte forsyning med 50 Hertz, CC 14000 med roterende omformere og trefasemotorer og CC 14100 med omformere til jævnstrømsmotorer.

Imidlertid kom en betydelig drivkraft til brugen af ​​vekselstrøm med national netfrekvens efter udviklingen af ​​disse lokomotiver i midten af ​​1950'erne, da Siemens først lykkedes at producere det reneste silicium til opførelse af ensrettere af tør type . På dette grundlag blev de første multisystemkøretøjer til grænseoverskridende trafik til Frankrig og Luxembourg oprettet i 1960 med de tre enheder i E 320-serien . I 1964 fulgte serien CC 40100 ekspresslokomotiver med hastigheder på op til 180 km / t for grænseoverskridende trafik fra Paris til Belgien, Tyskland og Holland. To DC-trækkraftmotorer til 1500 volt blev brugt til alle fire elsystemer. Når den blev brugt under de nordfranske og tyske luftledninger, blev den skiftende spænding transformeret ned til 1500 volt og udbedret med siliciumdioder, ved 3000 volt i Belgien blev begge motorer forbundet i serie og ved 1500 volt i Holland. De sidste 15 enheder i den leverede franske BB 12000-serie modtog allerede de mindre, enklere og mere robuste silicium-ensrettere, de andre køretøjer i serien blev også eftermonteret senere under generelle inspektioner.

Med introduktionen af ​​den kontrollerbare silicium ensretter , tyristoren , blev der taget et yderligere skridt i begyndelsen af ​​1960'erne. Fra da af var det muligt at kombinere ensrettereffekten med en trinløs, tabsfri og stort set slidfri kontrol af trækkraft og hastighed. Imidlertid forbliver ulemperne ved kommutatoren i blandede eller akselstrømsmotorer.

AC-spændingsindustrielt frekvenssystem blev hovedsageligt brugt i Frankrig og Østeuropa til ny elektrificering, men også til udvidelse af eksisterende jævnstrømsspændingsnet såsom i Sovjetunionen eller Tjekkoslovakiet. I DDR, også var der overvejelser i slutningen af 1950'erne for at indføre 50 Hertz-systemet, men dette blev ikke gjort på grund af den bestand af før krigen lokomotiver til 16 ² / ₃   Hertz returneres af Sovjetunionen og andre tekniske og økonomiske overvejelser. Først i 1962 blev testruten Hennigsdorf - Wustermark og fra 1966 den isolerede Rübelandbahn i Harz-bjergene elektrificeret med 25 kilovolt ved 50 Hertz, og tilsvarende lokomotiver blev bygget med silicium-ensrettere. Kontaktlinjen i testsektionen Hennigsdorf - Wustermark blev demonteret igen i begyndelsen af ​​1970'erne, den blev inkluderet i elektrificeringen med 15 kV i 1980'erne. Et af de største netværk med 50 Hertz har udviklet sig den dag i dag i Kina.

Højhastigheds-systemer

I 1903 nåede adskillige trefasede testkøretøjer mellem Marienfelde og Zossen hastigheder på over 200 kilometer i timen, inklusive en trefaset bil fra Siemens med en rekordhastighed på 210 kilometer i timen. Allerede i 1899 havde Siemens & Halske, AEG , to større banker, den preussiske administration og andre virksomheder slået sig sammen i Study Society for Electric Rapid Railways (St.E.S.) for at undersøge højhastigheds elektriske jernbanedrift. Til de praktiske prøver blev den 23 kilometer lange Marienfelde-Zossen-sektion på militærbanen nær Berlin forsynet med en tre-polet trefaset kædeledning ved siden. Men på grund af politiske, tekniske og økonomiske problemer var der ingen yderligere praktisk anvendelse af trefasestrømsteknologi til planlagte højhastighedsruter, hverken i Tyskland eller i udlandet, så St. E. S. blev opløst. Testafsnittet på den militære jernbane blev lukket ned i 1920 og blev hurtigt demonteret. For elektriske flere enheder satte den italienske ETR 200 en verdensrekord på 201 km / t den 6. december 1937, mens damp- og dieselkøretøjer allerede havde opnået lignende værdier et par år tidligere. Årsagerne til denne forsinkelse i forhold til varmemotorer var bortset fra dem, der også opstod i trafikken ved normale hastigheder, at jævnstrømssystemer med lav spænding, der blev brugt i mange lande, ikke kunne levere den krævede ydelse til højhastighedstrafik, og at den konventionelle , faste kontaktledninger var afviselige ved høje hastigheder Vibrationer tendens.

I anden halvdel af det 20. århundrede, bortset fra Japan, fremkom Frankrig som en pioner for højhastighedstog. I 1954 nåede den seksakslede CC 7121 sin første verdensrekord på 243 km / t mellem Dijon og Beaune . Fireakslen BB 9004 og den seksakslede CC 7107 opnåede tophastigheder på 331 og 326 km / t uafhængigt af hinanden i testkørsler i 1955. Under højhastighedstestene blev bortset fra overbygningen især strømaftagerens kontaktstrimler beskadiget på grund af de høje strømme i jævnstrømsdrift med kun 1,5 kV . Fra maj 1967 kørte ombyggede elektriske lokomotiver i BB 9200-serien med TEE Le Capitole fra Paris til Toulouse på strækninger som planlagt ved 200 km / t. Efter planlægning og afprøvning med gasturbindrev besluttede det franske ministerråd i lyset af oliekrisen i 1974 at elektrificere den planlagte højhastighedslinje fra Paris til Lyon. I modsætning til højhastighedslinjen Firenze - Rom, som har været under opførelse siden 1970 , blev det regionale jævnstrømssystem ikke valgt, men snarere som med de nybyggede japanske linjer 25 kilovolt ved 50 Hz vekselstrøm. Multisystemkøretøjer blev bygget lige fra starten for at kunne køre på de konventionelle ruter, der blev fodret med 1500 volt jævnstrøm. I 1981 nåede en TGV-enhed 380 km / t, igen i 1990 nåede den modificerede TGV Atlantique 325 515,3 km / t, og i 2007 nåede et stærkt modificeret TGV-duplex -dobbeltdækkertog rekordniveauet på 575 km / t.

Fra 1986 begyndte Deutsche Bundesbahn eksperimenter med det elektriske højhastighedstog InterCityExperimental , hvilket førte til dagens ICE-system , der trådte i drift den 2. juni 1991. Dette blev forud for årtier med planlægning og test med elektriske drev: Deutsche Reichsbahn planlagde allerede højhastighedsture med eksprestogslokomotiverne i klasse E 19 , som blev beregnet til 225 km / t, og som ikke længere skyldtes krig. Den 28. oktober og 22. november 1963 var E 10 299 og 300 de første tyske elektriske lokomotiver siden 1903, der foretog højhastighedsture i 200 km / t mellem Bamberg og Forchheim. De fungerede som testkøretøjer til lokomotiverne i E 03- serien , som blev leveret fra 1965 til transport af rutetog i 200 km / t. Samme år gennemførte de fire før-serielokomotiver højhastighedsture i 200 km / t med planlagte persontog for første gang i Tyskland under den internationale transportudstilling mellem München og Augsburg. Et serielokomotiv, 103 118, satte den 12. september 1973 en ny tysk rekord for jernbanekøretøjer mellem Rheda og Oelde med 252,9 km / t. Den 14. juni 1985 nåede lokserien 103 003 fra før-serien 283,0 km / t på samme rute, hvilket gjorde det sidste gang, at et elektrisk lokomotiv satte en ny tysk rekord for jernbanekøretøjer, før InterCityExperimental-tog med flere enheder var i stand til at overgå den franske konkurrence på verdensrekordniveau.

Hermann Kemper begyndte at undersøge elektromagnetisk svævende baner i 1922 og blev tildelt det tyske rigs patent 643316 den 14. august 1934. Imidlertid blev yderligere udvikling annulleret af Anden Verdenskrig og genoptog først i slutningen af ​​1960'erne.

I 1971 demonstrerede Messerschmitt-Bölkow-Blohm Transrapid 2 testkøretøjet i München-Allach , i 1979 blev verdens første "magnetiske tog" godkendt til passagertransport præsenteret på den internationale transportudstilling i Hamborg og i 1983 i Berlin en 1,6 kilometer lang såkaldt M-tog til bygget lokal trafik, men ruten blev afbrudt igen i 1992. Da brugen og driften i Tyskland er kontroversiel på grund af de høje omkostninger og den manglende sammenhæng mellem ruten og de andre transportformer , er der kun blevet bygget et større system (32 kilometer) en gang for den kinesiske by Shanghai ( Transrapid Shanghai ). I Japan blev der fra 1962 parallelt med Transrapid også udviklet et magnetisk levitationstogsystem med JR Maglev , som imidlertid i modsætning til Transrapid er baseret på principperne for elektrodynamik .

Hastighedsudvikling med elektrisk trækkraft:

• 1889 USA, Baltimore, elektrisk jernbanevogn når 185 km / t
• 1903 Tyskland, Siemens og AEG- skinnevogne med trefaset drev, 210 km / t
• 1955 Frankrig, SNCF , elektriske lokomotiver BB 9004 og CC 7107, hver på 331 km / t
• 1981 Frankrig, SNCF, elektrisk multipel enhed TGV , 380 km / t
• 1988 Deutsche Bundesbahn , elektrisk flere enheder InterCityExperimental , 406,9 km / t
• 1990 Frankrig, SNCF , elektrisk multipel enhed TGV-Atlantique nr. 325, 515,3 km / t
• 2003 Japan, magnetisk levitationstog JR-Maglev MLX01 , 581 km / t
• 2006 Østrig, elektrisk lokomotiv ÖBB 1216 050 , 357 km / t, hastighedsrekord for et lokomotiv
• 2007 Frankrig, TGV Duplex højhastighedstog med dobbeltdækkerbiler , hastighedsrekord på 574,8 km / t for hjul- og skinnesystemet

Retur af trefasestrømmen

I begyndelsen af ​​1970'erne var det muligt at bruge strømelektronik til at konvertere enfaset vekselstrøm eller jævnstrøm leveret fra luftledningen til trefaset vekselstrøm på en praktisk måde og dermed bruge de enorme fordele ved trefaset asynkron motor . Motorerne styres direkte af omformerne , er kendetegnet ved høj ydeevne og lav vægt og er praktisk taget vedligeholdelsesfri. Under ledelse af senioringeniør og afdelingsleder Werner Teich , Brown, Boveri & Cie. (BBC) i Mannheim i 1970'erne konverterede et dieselelektrisk testlokomotiv DE 2500 med en kontrolbil udstyret med en transformer og strømaftager til et de facto elektrisk lokomotiv, udstyrede det derefter med en strømaftager til 1.500 volt jævnstrøm og testede det på hollandsk Jernbaner .

I 1976, med E 1200-serien til Ruhrkohle AG- jernbanerne, blev en lille serie med en trefaset asynkronmotor leveret for første gang , før Deutsche Bundesbahn brugte 120-serien til langdistancejernbanedrift i 1979 . Som før forbliver strømforsyningen den højspændede enfasede vekselstrøm, der omdannes til trefaset vekselstrøm med omformere i lokomotivet , som i El 17-serien af de norske statsbaner og ICE- elbiler, som var baseret på 120-serien i begyndelsen og midten af ​​1980'erne blev udviklet. Med samme eller endog mindre størrelse af lokomotiverne er ydelsen øget betydeligt.

Siden begyndelsen af ​​1990'erne er standardlokomotiver også i stigende grad blevet erstattet af mere moderne elektriske trækkøretøjer i Tyskland. Disse inkluderer Bombardier Traxx- lokomotivserien og Eurosprinter- klasser udstyret af Siemens , som også tilbydes til jernbaner i forskellige lande med forskellige elsystemer. Forskellige signalsystemer og sikkerhedsanordninger tages i betragtning ved at udstyre dem med landespecifikke samlepakker.

udsigter

Med hjælp fra en ”energi bud ”, en fælles udvikling af tyske Aerospace Centre (DLR) og Deutsche Bahn , kunne togene også bruge ikke- elektrificerede sektioner af ruten uden re-spænder .

Forskere fra ni DLR-institutter arbejder i projektet " Next Generation Train " (NGT) på et tværfagligt grundlag om de centrale spørgsmål om, hvor hurtig, sikker, komfortabel og miljøvenlig den næste generation af højhastighedstog skal være.

Elektriske jernbaner som universitetsfag

Den store interesse for indførelse af elektrisk drevne jernbaner og på den anden side aspekter af denne driftsform, som stadig stort set var ukendte i begyndelsen af ​​det 20. århundrede, førte til oprettelsen af en første stol inden for det elektriske jernbaner ved det tekniske universitet i Berlin i 1904 . Walter Reichel blev den første professor . Afdelingen er fortsat den dag i dag, nu under navnet “Operativsystemer til elektriske jernbaner” under Peter Mnich i samarbejde og samarbejde blandt andre. med det tekniske universitet i Dresden , fakultetet for transportvidenskab, instituttet for jernbanekøretøjer og jernbaneteknologi, elektriske jernbaner, i øjeblikket under Arnd Stephan.

Udflugt: diesel-elektriske drev

I modsætning til det foregående emne er det dieselelektriske drev levering af en elektrisk motor med en dieselgenerator placeret direkte på maskinen. Denne teknologi blev første gang brugt i shuntjenester i 1920'erne. Den amerikanske Patton havde allerede bygget et benzin-elektrisk lokomotiv i 1892, og det første tyske motorrokomotiv med elektrisk transmission fulgte tre år senere på Deutz-gasmotorfabrikken . Da kraftoverførselssystemet var for tungt, forblev det med denne prototype på trods af at det var let at bruge og var meget effektivt. De Forenede Arad-Csanáder-jernbaner i Ungarn var blandt de første i 1903 til at indføre ”benzin-elektriske” jernbanevogne i større skala og systematisk til persontransport.

Mellem 1907 og 1915, den preussiske stat Jernbaner sætte i alt 22 motorvogne af forskellige designs, hver med elektriske trækkraft motorer, i fart disse havde primær energi generation af køretøjer-intern generatorer , som igen blev drevet af benzin motorer fodret med benzen . De havde seriebetegnelsen VT 1 (1 køretøj), VT 2 (2 serie med 10 køretøjer hver), VT 21 (1 køretøj).

Der blev bygget to dieselelektriske vogne i ASEA i Sverige i sommeren 1912, hvor en 75 hk dieselmotor leverede to parallelt forbundne jævnstrømsmotorer via en 50 kW jævnstrømsgenerator, som igen kørte akslerne via drejelejer . På dette grundlag blev der skabt tre jernbanevogne til de preussiske-hessiske statsbaner ( VT 101 til 103 ) og to til de saksiske statsbaner ( DET 1-2 ), hvis grundlæggende koncept også faldt sammen med den preussiske VT 2, der blev bygget tidligere.

I begyndelsen af ​​1924 ved Maschinenfabrik Esslingen, under ledelse og ifølge planerne fra den russiske ingeniør Yuri Wladimirowitsch Lomonossow , blev verdens første fuldt operationelle diesellokomotiv bygget til Sovjetunionen, og det var også et køretøj med elektrisk transmission. En 1200 hk (882 kW) dieselmotor leverede en tolv-polet, separat ophidset jævnstrømsgenerator med en ydelse på 800 kW, som igen leverede de fem trækkraftmotorer, der var permanent forbundet parallelt. Et benzen - elektrisk dobbeltkraft lokomotiv bygget i ti eksemplarer af Hanomag og Siemens til de sydafrikanske "Consolidated Diamond Mines" dateres tilbage til 1925 . Den kunne køre med en normal strømaftager under 500 V direkte køreledning, såvel som leveres med en benzinmotorgenerator med 200 HK (147 kilowatt) strøm under køreledningen. Et af de første virksomheder, der bragte dieselelektriske lokomotiver på markedet i stor skala, var American Locomotive Company (ALCO). I 1931 begyndte serieproduktionen af ​​HH-serien, hvoraf 177 eksemplarer blev bygget. I 1930'erne blev teknologien anvendt på strømlinede køretøjer , som var de hurtigste jernbanevogne nogensinde på det amerikanske kontinent. De tyske ekspresstogvogne , baseret på modellen "Flying Hamburgers" , var også overvejende udstyret med dieselelektriske drev. Efter Anden Verdenskrig blev det hydrauliske hydrauliske drev foretrukket i begge tyske stater , mens det dieselelektriske drev sejrede over hele verden.

Se også

• Liste over re-elektrificerede jernbanelinjer

litteratur

• Manfred Benzenberg, Anton Joachimsthaler: 1879–1979 - 100 år med den elektriske jernbane. 3. Udgave. 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 : Eksperimenter med elektrisk drift på svenske statsbaner, udført i løbet af 1905/07; Autoriseret forkortet oversættelse af rapporten til Königl. Generaldirektoratet for statsbanerne. R. Oldenbourg, München / Berlin 1908, 188 sider med mange illustrationer.
• E. Frischmuth: 50 års elektriske jernbaner. I: Siemens magazine. 9. år, 5. / 6. Udgave (maj / juni 1929), s. 263–287.
• Günther Klebes (red.): 100 års elektrisk togtransport - 100 års elektriske lokomotiver fra Siemens . Eisenbahn-Kurier Verlag, Freiburg 1979, ISBN 3-88255-823-7 . 
• Walter Reichel eksperimenterer med brugen af ​​højspændings trefasestrøm til drift af elektriske jernbaner . I: Elektroteknisk tidsskrift. Bind 21, nummer 23 (7. juni 1900), s. 453–461.
• Walter Reichel: Om levering af elektrisk energi til større jernbanenet . I: Elektroteknisk tidsskrift. Bind 25, nummer 23 (9. juni 1904), s. 486–493.
• Walter Reichel: "Design af elektriske lokomotiver" af W. Reichel. Forelæsningsmanuskript i: Die Eisenbahntechnische Tagung (22.-27. September 1924). I: Polytechnisches Journal . 339, 1924, s. 189-196.
• Otto C. Roedder, Fremskridt inden for elektriske fjernbaner Erfaringer og udsigter baseret på driftsresultater. Med 172 illustrationer, et bord og tabeller i teksten, Wiesbaden, CW Kreidels Verlag, 1909.
• Elektriske jernbaner. I: Viktor von Röll (red.): Encyclopedia of the Railway System . 2. udgave. Bind 4: regler for eksprestogkørsel . Urban & Schwarzenberg, Berlin / Wien 1913, pp  207 -288 (Besøgt den 19. marts 2012).
• Karl Sachs : Elektriske trækkøretøjer. En håndbog til både praksis og studerende i to bind . 1. udgave. Huber, Frauenfeld 1953, OCLC 30522910 . 
• Johann Stockklausner: AC-lokomotiver i Østrig og Tyskland. Bind 1: 1910-1952. Otto Josef Slezak, 1983, ISBN 3-85416-087-9 .
• Klaus-Jürgen Vetter: Den store manual til elektriske lokomotiver. Sconto bei Bruckmann, München 2003, ISBN 3-7654-4066-3 .
• Electric Railways magasin . (Første udgave 1903).

Weblinks

• Udviklingen af ​​det elektriske lokomotiv fra 1879 til 1987 (PDF; 4.1 MiB)
• Centralt ark af bygningsadministrationen fra det preussiske ministerium for offentlige arbejder fra 1909, "Eksperimenter med elektrisk drift på svenske statsbaner"
• Teknisk universitet i Dresden: 1879–2004: 125 års elektrisk trækkraft ( Memento fra 10. februar 2014 i internetarkivet )
• Kom på banen - Siemens præsenterer verdens første elektriske tog . Siemens Historiske Institut

Individuelle beviser