Fahrleitung und Versorgung

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Auch wenn hier ein Versuchsbetrieb aufgenommen wurde, gänzlich neu waren die Anlagen für die Versorgung mit Drehstrom nicht. Die erste mit Drehstrom versehene Strecke der Schweiz war die Strassenbahn in Lugano. Diese nahm am 01. Juni 1896 den Betrieb auf und benutzte für die Versorgung Drehstrom. Daher war das Problem mit der Fahrleitung bereits bekannt. Aber beim Simplon waren die Arbeiten deutlich umfangreicher.

Immerhin mussten die benötigten Kraftwerke nicht komplett neu gebaut werden. Beim Bau des Simp-lontunnels wurde mit elektrischen Maschinen gear-beitet und die Ausleuchtung erfolgte mit Glühbirnen.

Für diese wurden auf beiden Seiten des späteren Tun-nels die benötigten Kraftwerke gebaut. Es war damals vorgesehen, dass damit die Belüftung der beiden Röh-ren erfolgen sollte und daher waren sie recht gross-zügig ausgelegt worden.

Diese vorhandenen Kraftwerke konnten nun für den Betrieb der Lokomotiven der Versuchsstrecke umge-baut werden. Damit wurde viel Zeit gewonnen, denn die war ja knapp bemessen worden.

In knapp einem halben Jahr war es schlicht nicht möglich ein komplett neues Kraftwerk zu bauen. Dazu waren umfangreiche Arbeiten erforderlich und das begann bereits bei der Fassung des Wassers, denn diese musste erstellt werden.

Wie damals üblich, wurden Wasserkraftwerke ver-wendet. Diese Lösung konnte das Wasser von Flüssen und Bächen im Gebirge nutzen. Im Raum Brig bot sich die reissende Rhone an und im Süden waren das Gefälle gross genug. Bevor wir uns nun aber den beiden Kraftwerken zuwenden, muss noch erwähnt werden, dass beim Bau mit Gleichstrom gearbeitet worden war und daher die verbauten Maschinen nicht passten.

Ich beginne mit dem Kraftwerk in Brig. Hier war eine Turbine von Escher-Wyss verbaut worden und sie sollte nun einen Synchrongenerator mit 880 kW Leistung erhalten. Das war soweit ausreichend, jedoch ergaben sich mit der Turbine grössere Probleme. Diese war nicht so aufgebaut worden, dass ihre Leistung geregelt werden konnte. Für die Versorgung mit Bahnstrom ist das jedoch unerlässlich, da die Leistung schwankt.

Um trotzdem eine Regelung zu erhalten, musste die Leistung auf der elektrischen Seite eingestellt werden. Dazu wurden Widerstände verwendet, die je nach Last zu- oder abgeschaltet wurden. Eine Lösung, die jedoch sehr viele Verluste zur Folge hatte. Beim Kraftwerk in Brig sollte diese bis zu 70% betragen. Daher konnte hier nicht von einem wirtschaftlichen Betrieb gesprochen werden, aber für die Versuche reichte das.

Im Kraftwerk auf der Südseite war eine Turbine von Picard et Pictet aus Genève verbaut worden. Deren Vorteil war, das hier die Leistung auf der Seite der Turbine verstellt werden konnte. So erfolgten die Anpassungen wesentlich wirtschaftlicher, als das in Brig der Fall war. Die Leistung der hier verbauten Maschine erreichte mit 1 100 kW auch eine höhere Leistung. Damit war genug Energie für die Versuche im Simplon vorhanden.

Um die Kraftwerke abzuschliessen muss noch erwähnt werden, dass diese nicht ausreichend waren um auch nach Sion zu fahren. Aus diesem Grund wurde in Brig ein neues Kraftwerk erstellt. Dieses nutzte neben dem Wasser der Rhone auch jenes der Massa. Aus diesem Grund wurde das deutlich grössere Kraftwerk neu als Massaboden bezeichnet und es sollte auch in Zukunft für die Erstellung von Bahnstrom verwendet werden.

Die Versorgung der Fahrleitung erfolgte im Simplon von Beginn an. Damit sollte der Gotthard bei den grossen Tunneln in der Alpen der Schweiz der einzige bleiben, der wirklich planmässig mit Dampflokomotiven befahren wurde. Der Simplon war zwar auch so befahren worden, aber das war eine Folge der erforderlichen Umstellung auf den Betrieb mit einphasigem Wechselstrom. Mit Drehstrom wurde ab der Eröffnung gefahren.

Wegen den von den FS mietweise übernommenen Lokomotiven musste eine zu diesen passende Spannung gewählt werden. Daher wurde die neue Fahrleitung mit einer Spannung von 3 000 bis 3 300 Volt versorgt. Die dabei verwendete Frequenz betrug 16 Hertz. Das waren die Werte in Italien, da dieser Wert einem Drittel der damaligen Frequenz in Landesnetz entsprach. Auch diese waren damals noch nicht genormt worden.

Später wurde die Frequenz jedoch leicht angehoben und erreichte so einen Wert von 16 2/3 Hertz. Auf den Betrieb der Lokomotiven hatte das keinen Einfluss, aber auf die Maschinen in den Kraftwerken, da sie besser umgesetzt werden konnte. Der Grund war die in der Schweiz übliche Frequenz von 50 Hertz. Sie sehen, es hatte viel mit den geltenden Regeln zu tun und die Wahl war insofern gut, dass die Maschinen später verwendet werden konnten.

Die Länge der Fahrleitung während dem Versuchsbetrieb betrug 28.8 Kilometer und umfasste den Tunnel und die beiden Bahnhöfe bei dessen Portalen. Damit es in dieser Anlage bei Störungen nicht zu einem totalen Ausfall kommen konnte, musste diese Fahrleitung in mehrere Abschnitte aufgeteilt werden. In Falle des Versuchsbetriebes erfolgte das in fünf Sektoren und diese müssen wir etwas genauer ansehen, denn sie waren logisch.

Zwei Sektoren bildeten die beiden Strecken. Bei den anderen drei handelte es sich um die Bahnhöfe Brig und Iselle, sowie um die Tunnelstation. Letztere war so geschaltet worden, dass sie auch auf eine der beiden Strecken geschaltet werden konnte. So sollte verhindert werden, dass es im Tunnel zu grösseren Problemen kommen könnte, wenn ein Sektor wegen einem Defekt nicht mehr zu Verfügung stehen sollte.

Damit kommen wir bereits zum Aufbau der Fahrleitung. Bei Anlagen mit Dreh-strom wurden drei Leitungen benötigt. Diese wurden im Kraftwerk im sogenann-ten Sternpunkt verbunden.

Auf der Strecke konnte auch aus Gründen der Sicherheit nur einer der Pole auf die Schienen gelegt werden. Die anderen mussten daher in die Luft verschoben werden. Bevor wir zum Aufbau der zweipoligen Lösung kommen, sehen wir den Pol an den Schienen an.

Auch wenn hier Strom vorhanden war, für die Menschen bestand keine Gefahr, weil es nur ein Pol war. Jedoch boten die Schienen die grösste Gefahr. Diese waren damals nur verlascht und verschraubt worden. Diese Lösung war jedoch für den elektrischen Betrieb ungeeignet. Damit in den Schienen der elektrische Strom leichter fliessen konnte, mussten die einzelnen Schienen verbunden werden. Dabei kamen mehrere Lösungen zur Anwendung.

Die einfachste Lösung war die Schlaufe. Bei dieser werden die beiden Schienen über ein einfaches Kabel verbunden. Dieses wurde auf beiden Seiten des Schienenstosses mit der Schiene verbunden und so eine elektrische Verbindung ermöglicht. Eine Lösung, die auch heute bei provisorisch ausgeführten Verlaschungen immer wieder angewendet wird. In dem Fall sind die Leitungen gut zu erkennen und sie dürfen nicht gelöst werden.

Viel spannender wird die Anlage für Drehstrom jedoch in der Luft. Dort musste eine zweipolige Fahrleitung verbaut werden. Die beiden elektrisch getrennten Leitungen wurden in einem Abstand von einem Meter geführt. Sie wurden zudem auf einer Höhe von fünf bis 5.2 Meter über der Oberkante der Schiene angeordnet. Im Tunnel sank die Höhe jedoch auf einen Wert von lediglich 4.8 Meter. Werte, die auch heute noch üblich sind.

Verwendet wurde eine einfache Lösung mit aufgehängten Fahrdrähten. Diese waren nicht abgespannt worden. Ab-weichend von dieser Ausführung waren jedoch die Fahr-drähte im Tunnel aufgebaut worden.

Dort wurde jeder Pol doppelt geführt und so verhindert, dass der Spannungsabfall auf der langen Strecke ohne Einspeisung zu gross werden konnte. Gerade der lange Simplontunnel sollte also das grösste Problem darstellen.

Bei der Aufhängung gab es mehrere Lösungen. Im Tunnel wurden die Halter einfach im Gewölbe befestigt, was auf solchen Strecken auch bei Wechselstrom so gelöst wurde.

Gerade dieses Gewölbe war für den niederer aufgehäng-ten Fahrdraht verantwortlich und in dem Punkt war der besonders eng gebaute Tunnel am Simplon nicht gerade ideal. Doch spannender ist die Aufhängung dort, wo das nicht so einfach ging.

Im Bereich der Perrondächerh wurden auf diesen Gitter aufgebaut, an denen ein quer verlaufender Draht über die Geleise gespannt wurde. An diesem Hängeseil wurden dann die Fahrdrähte aufgehängt. Eine einfache Lösung, die auch die baulichen Hilfen nutzte. Dabei war das Hängeseil isoliert worden, so dass bei Arbeiten auf dem Dach keine Gefahr bestand. Die elektrische Energie sollte nur im Fahrdraht vorhanden sein und das überall.

Auf den freien Anlagen in Brig wurden Masten als Stahlrohren verwendet. Diese zeigten eigentlich deutlich, dass es sich um provisorische Anlagen handelte, die leicht entfernt werden konnten. Niemand konnte damals ahnen, dass diese Anlagen länger genutzt werden könnten. Es war ein Versuchsbetrieb, der schnell aufgezogen werden musste und da konnte man nicht noch die Zeit in aufwendige Konstruktionen verschwenden.

Die Rechnung wurde von der BBC jedoch ohne die italie-nischen Behörden gemacht. Diese verlangten eine stabi-lere Konstruktion und so wurden in Iselle Gittermasten verwendet.

Beim Ausbau im Rhonetal kamen dann mit den Holzmasten weitere Lösungen, die nun aber nicht mehr dem Versuch geschuldet waren und die daher auch stabiler waren. Der Grund war auch, weil wegen der Fahrleitung mehr Masten benötigt werden.

Der Fahrdraht wird bei Fahrleitungen in der Regel so auf-gebaut, dass dieser in den Kurven wie eine Sehne ge-streckt wird. Das ergab seitliche Abweichungen, die nun zu Problemen führen konnten.

Verkehrte der Zug auf langen geraden Abschnitten, konn-ten sich in den Schleifleisten Rillen bilden. Diese wiederum sorgten in den Kurven dafür, dass der Fahrdraht herunter gerissen wurde. Daher musste der Aufbau im geraden Gleis geändert werden.

Für die Führung des Fahrdrahtes musste im geraden Gleis ein Zickzack verwendet werden. Dabei können jedoch nicht die gleichen seitlichen Abweichungen genutzt werden, wie das bei einem einzelnen Fahrdraht der Fall ist. Aus diesem Grund mussten die Masten der Fahrleitung in dichterer Folge aufgestellt werden und das betraf insbesondere die Kurven, die für eine grössere Abweichung verantwortlich waren.

Aufgestellt wurden die Masten im geraden Gleis in einem Abstand von 25 Metern. Nur beim späteren Ausbau wurde dieser Wert erhöht. Im Bereich des Versuches gab es nur noch die Verkürzung des Abstandes auf den halben Wert. Dieser wurde in Kurven angewendet. Das waren jedoch nur die normalen Anlagen, denn im Bereich der Weichen konnten die Masten auch in einem anderen Abstand gestellt werden und die Weichen müssen wir ansehen.

Wenn wir dazu mit der Weiche selber beginnen, kommen wir dem Aufbau der hier verbauten Fahrleitung schon sehr nahe. Bei den beiden sich kreuzenden Schienen muss eine Lücke geschaffen werden, damit der Spurkranz die Stelle passieren kann.

Diesen Bereich nennt man Herzstück und genau an dieser Stelle ergaben sich auch bei der Fahrleitung für Drehstrom Probleme, denn hier berührten sich die beiden Pole.

Um das Problem zu beheben, muss in diesem Bereich ein Stück der Fahrleitung isoliert werden. Damit kann das Schleifstück die Stelle ohne Probleme passieren.

Da dabei die beiden Leitungen auf der Seite der normalen Schienen durchgehend geführt wurden, fiel bei der Fahrt über eine Weiche für einen kurzen Moment einer der Pole aus. Diesen Ausfall konnte während der Fahrt ohne grössere Probleme überwunden werden.

Jedoch musste auch der Fall berücksichtigt werden, dass die Lokomotive genau in diesem Bereich zum Stillstand kommen konnte. In dem Fall fiel einer der Pole aus und im Motor konnte kein neues Drehfeld erzeugt werden. Es war also nicht mehr möglich die Fahrt aus eigener Kraft fortzusetzen. Damit es nicht zu diesem Problem kommen konnte, mussten die Fahrzeuge für Drehstrom immer mit zwei gehobenen Bügeln fahren.

Im Bereich der elektrischen Anlagen wurden keine doppelten Kreuzungsweichen verbaut. So waren die dort erforderlichen Lösungen nicht erforderlich. Der hier aus technischen Gründen benötigte längere Unterbruch hätte mit zwei gehobenen Stromabnehmer nicht ohne Probleme befahren werden können. In dem Fall wäre noch ein drittes Exemplar erforderlich gewesen. Sie sehen, hier gab es wirklich grosse Probleme.

Obwohl von den Schweizerischen Bundesbahnen SBB beschlossen wurde, die Strecken mit einphasigem Wechselstrom zu betrieben, kam es zur grossen Ver-längerung der Fahrleitung für den Drehstrom.

Die hohen Kosten für die Kohle während dem Krieg sorgten dafür, dass die Umstellung in einem sehr schnellen Umfang erfolgen musste. Noch bevor der erste Abschnitt mit Wechselstrom befahren werden konnte, sollte das Netz im Wallis ausgebaut werden.

So wurde die Strecke von Brig bis nach Sion ver-längert. Das bedeutete, dass noch einmal 53 Kilo-meter Fahrleitung dazu kamen. Da es sich nun aber nicht mehr um einen Versuch handelte wurden stabile Masten aufgestellt.

Der Abstand derselben etwas erweitert. Der elek-trische Betrieb konnte schliesslich am 31. Juli 1919 auch auf diesem Abschnitt aufgenommen werden. Damit war ein recht umfangreiches Netz entstanden.

Als schliesslich auch die zweite Röhre beim Simplon in Betrieb genommen werden konnte, wurde auch dort noch eine Fahrleitung für Drehstrom montiert.

Damit war nun aber der letzte Abschnitt damit ver-sehen worden, denn im Jahre 1922 verkehrten die ersten elektrisch geführten Züge am Gotthard und diese nutzten den einphasigen Wechselstrom. Es sollte also eine Frage der Zeit sein, bis dieser Teil verschwinden sollte.

Spannend war hingegen die Südseite. Obwohl die Schweizerischen Bundesbahnen SBB den Verkehr bis Domodossola übernahmen, gab es dort nie eine Fahrleitung für Drehstrom. Für diese hätte die Zustimmung der italienischen Behörden eingeholt werden müssen. Ob dieser Auftrag von der BBC nicht wahrge-nommen wurde, oder ob im Hinblick auf die neuen Strecken mit Gleichstrom in Italien keine Zustimmung erfolgte, ist nicht klar.

 

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