Spannung am Gleis und ihre Tücken
Verfasst: 17.10.2020 16:48
Liebe Stammtischler,
aus meinem Gartenbahner-Raritäten-Kabinett, einer Mischung aus Eigenarten und Erfahrungen durch intensiven Betrieb, diesmal eine Geschichte zum Thema Stromkontakt.
Von Anfang an:
Als ich meine Anlage 2009 aufgebaut hatte, liefen die Züge stromkontaktmäßig zu meiner vollsten Zufriedenheit. Auch Lokomotiven ohne Pufferspeicher fuhren ganz passabel über die Anlage. Optimal lief es mit Pufferkondensatoren so um die 10.000 bis 47.000µF. Aus einer Laune heraus, begann ich auf GoldCaps umzurüsten, 1F in Serie, ergibt immer noch um die 130.000µF.
Nach Jahren des Betriebs häuften sich die Kontaktprobleme. Nicht systematisch, vielmehr zufällig. Manche Loks fuhren immer perfekt, andere niemals, wieder andere mal so, mal so. Nach Regen war es besser. Nach händischer Gleisreinigung lief es zuverlässiger. Zuerst schob ich die Probleme auf der Baustelle auf dem Nachbargrundstück. Staub, schmutziger Regen, so meine Vermutung. Aber auch nach Ende der Baumaßnahme blieben die Probleme. Dabei stotterten die Loks auf manchen Anlagenteilen häufiger als auf anderen. Sehr empfindlich waren die Trainline-Mallets mit einem Däppen-Sound. Die Soundlautstärke schwoll an und ab. Mitten auf der Strecke bei der Beschleunigung wechselte Lok und Sound in unbelastete Langsamfahrt.
Mein Reflex: Pufferspeicher vergrößert. Nicht mehr 1F, sondern 2,5F oder gar 5F verwendet. Vorübergehend bildete ich mir eine Verbesserung der Probleme ein. Es blieb bei der Einbildung.
Ein erstes Aha-Erlebnis war die Inspektion eines GoldCap-Packs. Äußerlich nahezu unversehrt, betrug die Kapazität und Stromüberbrückung nicht mehr bis zu 30sec, sondern nur noch ganz wenige Sekunden. Der GoldCap war also hin. Überladung? Materialverschleiß? Ich weiß es nicht. Als Ersatz verwendete ich nicht mehr 7, sondern hochwertige 8 bis 10 Stück in Serie (2,5V Spannungsfestigkeit).
Damit konnte ich jedoch nicht die frühere Stromaufnahmezuverlässigkeit herstellen.
Zufällig fiel mir eine gebrochene Schienenlasche von Thiel auf. Bei näherer Betrachtung waren zig Laschen gebrochen. Es reichte noch für einen Stromkontakt, aber hochohmig. Selbst in den Massoth-Schraubverbindern hatte sich so viel Dreck angesetzt, dass erhebliche Übergangswiderstände zusammenkamen.
Mein Ansatz: Durch die Übergangswiderstände wurden die GoldCaps auf bestimmten Abschnitten nicht mehr richtig geladen. In mühevoller Kleinarbeit nahezu alle Schienenstöße mit zusätzlichen Schraubkabel überbrückt. Die Schienenanschlüsse nicht über Lötösen und Massothverbinder ans Gleis (die Lötösen werden regelrecht durch die Temperaturschwankungen aufgerieben), sondern separat am Gleis zugfrei angeschraubt. Dabei noch etliche korrodierte Lötstellen und zerbröselte Kabel ausgewechselt.
Siehe da: Die Züge fuhren wieder ruckel- und stotterfrei, wie am ersten Tag. Fast.
Angeregt durch einen Beitrag im Buntbahn-Forum vermutete ich, dass es doch noch die ein oder andere Schwachstelle geben könnte. Die Klassiker: Weichen. Man sollte alle Weichenabgänge mit Kabel untereinander verbinden. Die aufgeschraubten oder genieteten Kabelbrücken geben früher oder später den Geist auf.
Bei dieser Gelegenheit fiel mir ein beleuchteter Personenwagen ein, der an bestimmten Stellen dunkel wurde. Zig Mal hatte ich schon überprüft, ob die Stromabnahme, siehe mein Kugellagerbeitrag, defekt sein könnte. Fehlanzeige. Mit Messungen stellte ich fest, dass eben dieser Personenwagen min. 15V benötigte, um die Beleuchtung anspringen zu lassen (Vermutung: Bei den anderen Wagen reichen wohl schon 14V oder weniger, so dass es bei diesen keine Ausfälle gibt). Darunter reichte die Spannung nicht.
Also gab es auf meiner Anlage immer noch Stellen, an denen nicht einmal 15V am Gleis anliegen. Und das bei 18V Wechselspannung am Booster. Wieder einige Messungen durchgeführt, Beobachtungen gemacht. Der Fehler tritt auf, wenn mehrere Züge gleichzeitig unterwegs sind.
Schlussfolgerung: Die Spannungsabfälle sind zu hoch. Durch neue/ andere Booster und Versorgungszuschnitte konnte ich auch dieses Problem lösen. Nun leuchtet der Personenwagen immer, an Steigungsstrecken gibt es keine Geschwindigkeitseinbrüche.
Und das endgültige Fazit:
1. Übergangswiderstände am Gleis müssen vermieden werden, z.B. durch mehrere Einspeisungen, gute Kontakte, keine frei liegenden Lötstellen.
2. Keine Ringkerntrafos an den Boostern. Diese brechen zu stark ein.
3. Booster mit regelbaren Netzteilen sind Mittel der Wahl (z.B. MD-Booster mit Schaltnetzteil)
4. Regelmäßige Wartung der Kontaktbrücken. Schmutz und Staub setzen sich selbst an Klemmverbindungen (Schraubverbinder) als Isolierschicht ab.
aus meinem Gartenbahner-Raritäten-Kabinett, einer Mischung aus Eigenarten und Erfahrungen durch intensiven Betrieb, diesmal eine Geschichte zum Thema Stromkontakt.
Von Anfang an:
Als ich meine Anlage 2009 aufgebaut hatte, liefen die Züge stromkontaktmäßig zu meiner vollsten Zufriedenheit. Auch Lokomotiven ohne Pufferspeicher fuhren ganz passabel über die Anlage. Optimal lief es mit Pufferkondensatoren so um die 10.000 bis 47.000µF. Aus einer Laune heraus, begann ich auf GoldCaps umzurüsten, 1F in Serie, ergibt immer noch um die 130.000µF.
Nach Jahren des Betriebs häuften sich die Kontaktprobleme. Nicht systematisch, vielmehr zufällig. Manche Loks fuhren immer perfekt, andere niemals, wieder andere mal so, mal so. Nach Regen war es besser. Nach händischer Gleisreinigung lief es zuverlässiger. Zuerst schob ich die Probleme auf der Baustelle auf dem Nachbargrundstück. Staub, schmutziger Regen, so meine Vermutung. Aber auch nach Ende der Baumaßnahme blieben die Probleme. Dabei stotterten die Loks auf manchen Anlagenteilen häufiger als auf anderen. Sehr empfindlich waren die Trainline-Mallets mit einem Däppen-Sound. Die Soundlautstärke schwoll an und ab. Mitten auf der Strecke bei der Beschleunigung wechselte Lok und Sound in unbelastete Langsamfahrt.
Mein Reflex: Pufferspeicher vergrößert. Nicht mehr 1F, sondern 2,5F oder gar 5F verwendet. Vorübergehend bildete ich mir eine Verbesserung der Probleme ein. Es blieb bei der Einbildung.
Ein erstes Aha-Erlebnis war die Inspektion eines GoldCap-Packs. Äußerlich nahezu unversehrt, betrug die Kapazität und Stromüberbrückung nicht mehr bis zu 30sec, sondern nur noch ganz wenige Sekunden. Der GoldCap war also hin. Überladung? Materialverschleiß? Ich weiß es nicht. Als Ersatz verwendete ich nicht mehr 7, sondern hochwertige 8 bis 10 Stück in Serie (2,5V Spannungsfestigkeit).
Damit konnte ich jedoch nicht die frühere Stromaufnahmezuverlässigkeit herstellen.
Zufällig fiel mir eine gebrochene Schienenlasche von Thiel auf. Bei näherer Betrachtung waren zig Laschen gebrochen. Es reichte noch für einen Stromkontakt, aber hochohmig. Selbst in den Massoth-Schraubverbindern hatte sich so viel Dreck angesetzt, dass erhebliche Übergangswiderstände zusammenkamen.
Mein Ansatz: Durch die Übergangswiderstände wurden die GoldCaps auf bestimmten Abschnitten nicht mehr richtig geladen. In mühevoller Kleinarbeit nahezu alle Schienenstöße mit zusätzlichen Schraubkabel überbrückt. Die Schienenanschlüsse nicht über Lötösen und Massothverbinder ans Gleis (die Lötösen werden regelrecht durch die Temperaturschwankungen aufgerieben), sondern separat am Gleis zugfrei angeschraubt. Dabei noch etliche korrodierte Lötstellen und zerbröselte Kabel ausgewechselt.
Siehe da: Die Züge fuhren wieder ruckel- und stotterfrei, wie am ersten Tag. Fast.
Angeregt durch einen Beitrag im Buntbahn-Forum vermutete ich, dass es doch noch die ein oder andere Schwachstelle geben könnte. Die Klassiker: Weichen. Man sollte alle Weichenabgänge mit Kabel untereinander verbinden. Die aufgeschraubten oder genieteten Kabelbrücken geben früher oder später den Geist auf.
Bei dieser Gelegenheit fiel mir ein beleuchteter Personenwagen ein, der an bestimmten Stellen dunkel wurde. Zig Mal hatte ich schon überprüft, ob die Stromabnahme, siehe mein Kugellagerbeitrag, defekt sein könnte. Fehlanzeige. Mit Messungen stellte ich fest, dass eben dieser Personenwagen min. 15V benötigte, um die Beleuchtung anspringen zu lassen (Vermutung: Bei den anderen Wagen reichen wohl schon 14V oder weniger, so dass es bei diesen keine Ausfälle gibt). Darunter reichte die Spannung nicht.
Also gab es auf meiner Anlage immer noch Stellen, an denen nicht einmal 15V am Gleis anliegen. Und das bei 18V Wechselspannung am Booster. Wieder einige Messungen durchgeführt, Beobachtungen gemacht. Der Fehler tritt auf, wenn mehrere Züge gleichzeitig unterwegs sind.
Schlussfolgerung: Die Spannungsabfälle sind zu hoch. Durch neue/ andere Booster und Versorgungszuschnitte konnte ich auch dieses Problem lösen. Nun leuchtet der Personenwagen immer, an Steigungsstrecken gibt es keine Geschwindigkeitseinbrüche.
Und das endgültige Fazit:
1. Übergangswiderstände am Gleis müssen vermieden werden, z.B. durch mehrere Einspeisungen, gute Kontakte, keine frei liegenden Lötstellen.
2. Keine Ringkerntrafos an den Boostern. Diese brechen zu stark ein.
3. Booster mit regelbaren Netzteilen sind Mittel der Wahl (z.B. MD-Booster mit Schaltnetzteil)
4. Regelmäßige Wartung der Kontaktbrücken. Schmutz und Staub setzen sich selbst an Klemmverbindungen (Schraubverbinder) als Isolierschicht ab.