Wechselstrom in der Oberleitung hat(te) den Vorteil der geringeren Fahrdrahtstärke (Kosten!) und der wesentlich geringeren Spannungsverluste, man braucht(e) also weniger Einspeisstellen an der Strecke. (…)
Bei hohem Strombedarf (siehe U-Bahn) weicht man bei Gleichstromversorgung ja sogar auf dicke Stromschienen aus! (…)
Das stimmt so nicht ganz. Der geringere Fahrdrahtquerschnitt hat nicht direkt etwas mit Gleich- oder Wechselstrom zu tun…
Es ist so: Die Leistung errechnet sich, egal ob bei Gleich- oder Wechselstrom, aus dem Produkt von Spannung und Strom. Die Spannung ist über die Oberleitung mehr oder weniger fix vorgegeben, der aufgenommene Strom richtet sich nach der momentanen Leistung des Fahrzeuges (also etwa beim Bergauffahren viel Leistung, im Leerlauf quasi keine Leistung).
Sprich: Wenn die Spannung höher ist, braucht das Fahrzeug für die gleiche Leistung weniger Strom. Oder bei geringerer Spannung mehr Strom.
Die Verlustleistung im Fahrdraht steigt sogar quadratisch mit der Stromstärke – also bei doppeltem Stromfluss vier Mal so viel Verlust, bei der dreifachen Stromstärke schon neun Mal so viel Verlust. Außerdem muss der Fahrdraht einen höheren Querschnitt haben wenn mehr Strom fließen soll/muss. Aus übertragungstechnischer Sicht ist es also sinnvoll, die Fahrdrahtspannung so hoch wie möglich zu wählen.
Nun ist es aber so, dass die Motoren der Fahrzeuge keine beliebig hohen Spannungen vertragen. Wenn man also eine sehr hohe Fahrdrahtspannung hat, muss man die im Fahrzeug irgendwie reduzieren. Das geht mit einem Transformator sehr einfach – funktioniert allerdings nur mit Wechselstrom.
Natürlich sind die Transformatoren in den Fahrzeugen ein zusätzlicher Aufwand und sie haben einen hohen Platz- und Gewichtsbedarf. Daher vermeidet man sie, wenn man mit den Nachteilen der geringeren Fahrdrahtspannung leben kann. Gerade Straßen- und Lokalbahnen mit ihren (im Vergleich zu "richtigen" Eisenbahnen) sehr geringen Leistungen sind dafür prädestiniert.
Zusammenfassung: Die geringeren Fahrdrahtquerschnitte und Verluste sind der höheren Spannung geschuldet und nicht dem Stromsystem an sich.
Und die Stromschienen sind dem geringeren Platzverbrauch geschuldet – hätten die U-Bahnen klassische Oberleitungen, müssten die Tunells höher sein und wären damit in der Errichtung teurer. Abseits von U-Bahnen findet man Stromschienen deshalb so selten, weil sie in einer gut erreichbaren Höhe liegen und für technisch unbedarfte Menschen eine Gefahr darstellen.
