Infrastruktur

Die grundlegende Technik des eHighway, die aus dem Bereich der bekannten oberleitungsgebundenen Verkehrssysteme (Straßenbahn, Trolleybus u. ä.) stammt, wurde für den Einsatz von Lkw auf Fernstraßen weiterentwickelt. Sie besteht aus der ortsfesten Oberleitungsinfrastruktur, die elektrische Energie für den Antrieb schwerer Nutzfahrzeuge auf Fernstraßen bereitstellt, und den Fahrzeugen, die mit speziellen Stromabnehmern ausgerüstet sein müssen – sogenannten O-Lkw.

Oberleitungsinfrastruktur

Für den Einsatz der Oberleitungs-Lkw (O-Lkw) wurde Technik weiterentwickelt, die aus dem Bereich der oberleitungsgebundenen Verkehrssysteme (Straßenbahnen oder Oberleitungsbussen) stammt.

Dabei wird eine Oberleitungsinfrastruktur über der Straße installiert. Die Höhe der Fahrdrähte beträgt im Regelfall 5,10 m. Zur Unterquerung von Brücken ist eine Absenkung auf eine Mindesthöhe von 4,50 m möglich.

Die O-Lkw können mit speziellen Stromabnehmern, die hinter der Fahrerkabine installiert sind, den Strom für den elektrischen Antrieb und die Batterieladung aus der Oberleitung beziehen.

Die Oberleitungsinfrastruktur besteht aus Unterwerken und einer zweipoligen Oberleitung, die über ein Mastsystem in Form von Kettenwerken über der Straße montiert ist.

Unterwerke

Die Energieversorgung der Oberleitung erfolgt durch Gleichrichterunterwerke (GUw). Diese werden über den Netzanschlusspunkt (NAP) aus dem öffentlichen Stromnetz gespeist. Die ankommende Versorgungsspannung wird hier auf die von den Fahrzeugen benötigte Nennspannung von ca. 700 V transformiert und gleichgerichtet. Außerdem befinden sich Schalt- und Steuerungsanlagen in den GUw, die für den Systembetrieb benötigt werden.

Zu Forschungszwecken verfügt die FESH-Anlage zudem über ein neuartiges Umrichterunterwerk.

Kettenwerke

Für die Stromversorgung der O-Lkw hängt eine zweipolige Gleichstrom-Oberleitung über dem rechten Fahrstreifen der Autobahn. Pluspol und Minuspol werden dafür als getrennte Fahrdrähte in separaten Kettenwerken gespannt. Die Kettenwerke sind als sogenannte Hochketten ausgeführt und bestehen jeweils aus Tragseil, Hängern und dem Fahrdraht. Die Fahrdrähte sind parallel zum Fahrbahnverlauf ausgerichtet, daher verlaufen die Kettenwerke im Kurvenbereich windschief.

Aus technischen Gründen kann ein Kettenwerk längstens rund 1,5 km lang sein. Der direkte Übergang von einem ins nächste Kettenwerk geschieht in sogenannten Parallelfeldern. In diesen Bereichen wird das endende und das neu beginnende Kettenwerk parallel geführt, um eine unterbrechungsfreie Energieversorgung bereitzustellen.

Mastsystem

Die Kettenwerke werden mit einem Mastsystem über der Spur gehalten. Das Mastsystem besteht aus Masten mit Quertrageeinrichtungen und Anbauteilen, an denen die Kettenwerke befestigt sind. Die Masten sind im Böschungsbereich neben der Autobahn gegründet. Abhängig von den örtlichen Gegebenheiten sind die Masten von der Fahrbahnoberkante aus ca. 12 m hoch. In Höhe von 8 m ist eine Quertrageeinrichtung montiert, die über den rechten Fahrstreifen ragt. Die daran befestigten Hängesäulen und Seitenhalter halten die Kettenwerke in Position. Der Mastabstand beträgt im Regelfall 60 m.

Sicherheitssysteme

Um den Straßenverkehr mit der Oberleitung sicher zu gewährleisten, sind verschiedene Sicherheitssysteme entlang der Strecke installiert. Vergleichbar zur Technik von Straßenbahnen oder Oberleitungsbussen wird die gesamte Anlage von einer ständig besetzten Leitstelle (24/7) überwacht. Diese kontrolliert die verschiedenen Sensor-, Schalt- und Anlagenzustände und gewährleistet die Sicherheit der Anlage ggf. per Fernwirkeinrichtung. Eine manuelle Abschaltung kann zudem jederzeit von der Rettungsleitstelle, welche durch abgesetzte Notrufe oder Einsatzkräfte alarmiert wird, angefordert werden. Eine Abschaltung des Systems beinhaltet immer das sog. Freischalten, Kurzschließen und Erden der gesamten Anlage sowie die Sicherung gegen unbefugtes Wiedereinschalten.

Die Anlage ist durch passive und automatische Systeme gesichert.

Passive Systeme

Die Oberleitungsanlage weist verschiedene bauliche Merkmale auf, die bereits passiv und damit ohne aktive Auslösung die Sicherheit der Verkehrsteilnehmer gewährleisten. Bspw. ist der Hängerabstand so gewählt, dass für den unwahrscheinlichen Fall eines Fahrdrahtrisses, die Fahrdrahtenden nicht in den befahrenen Verkehrsraum hineinragen können.

Zudem ist der komplette Streckenabschnitt durchgehend mit einem besonders robusten Rückhaltesystem („Leitplanke“) ausgestattet, welches die Gefahr eines Mastanpralls durch von der Fahrbahn abkommende Verkehrsteilnehmer reduziert.

Automatische Systeme

Neben den passiven Systemen wird die Oberleitungsanlage permanent durch Sensoren überwacht.

Bei unzulässigen Zuständen im elektrischen System lösen diese automatisch eine Abschaltung der Anlage aus. Zudem erfolgt auch eine permanente Überwachung des mechanischen Kettenwerks. Schwingungen außerhalb von zulässigen Parametern oder ein Riss im Kettenwerk führen ebenfalls zur sofortigen Systemabschaltung. Gleichzeitig wird automatisch die Leitstelle benachrichtigt, die bei Bedarf weitere Maßnahmen einleitet.