Titel: WINKLER, Elektrische Zugförderung und die Wasserkräfte Schwedens.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1924, Band 339 (S. 37–39)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj339/ar339009

Elektrische Zugförderung und die Wasserkräfte Schwedens.

Von Oberingenieur Winkler.

Schweden ist kohlenarm und angewiesen, seinen Kohlenbedarf im Auslande zu decken. Andererseits besitzt das Land in seinen Wasserkräften mächtige Energiequellen, die nur zum Teil erschlossen sind und noch der Ausnützung harren. Aus diesen Erwägungen heraus hat die schwedische Regierung den Beschluß gefaßt, ihren größten Kohlenverbraucher, die Dampflokomotive, so schnell als möglich durch elektrische Lokomotiven zu ersetzen und diese von Wasserkräften aus zu betreiben. Nach umfangreichen, sehr eingehenden Versuchen*) mit elektrischen Lokomotiven und Leitungen auf der Probestrecke Tomteboda–Värtan wurde beschlossen, die Vollbahn Kiruna–Riksgränsen vorab versuchsweise von Dampfbetrieb auf elektrischen Betrieb mit 15000 Volt Einphasenwechselstrom umzubauen.

Diese 129 km lange Bahn dient hauptsächlichst zur Beförderung der Eisenerze aus den gewaltigen Tagbauten bei Kiruna nach den beiden Häfen Luleå am Bottnischen Meerbusen und nach Narvik am Atlantischen Ozean. Diese Strecke wurde gewählt, weil auf ihr ein außerordentlich schwerer Güterzugdienst zu bewältigen ist, der noch erheblich erweitert werden mußte. Mit Dampflokomotiven konnte man bei den vorhandenen Einrichtungen jährlich nur rd. 1660000 t Erze befördern und diese Menge mußte nach den Lieferungsverträgen, die der Staat abgeschlossen hat, auf 5000000 t jährlich gesteigert werden. Die Leistungserhöhung wäre mit Dampflokomotiven nur durch Beschaffung neuer, ganz schwerer Maschinen möglich gewesen, und außerdem hätte man die eingleisige Strecke fast durchweg zweigleisig ausbauen und mit schwerstem Oberbau ausrüsten müssen. Neue Wasser- und Kohlenstationen wären einzurichten gewesen und der Kohlenverbrauch hätte weiter zugenommen. (Auf den alten Dampflokomotiven der Strecke Abisko–Riksgränsen wurden an einem Arbeitstage schon je 7200 kg beste Steinkohle verbraucht, die ein Heizer allein nicht mehr verfeuern konnte; man mußte diesem einen Hilfsheizer beigeben.) Für die Wahl der Strecke waren aber außerdem noch die schwierigen klimatischen Verhältnisse zu berücksichtigen, die durch die strenge Kälte und die großen Schneemassen gekennzeichnet sind. Es genügt z.B. bei einer Außentemperatur von – 30° der Aufenthalt eines Zuges von 15–20 Minuten in einer Station, um das Lageröl der Erzwagen zum Gefrieren zu bringen. Das Ingangsetzen eines solchen Zuges erfordert dann sehr große Ueberlastungsfähigkeit der Lokomotiven. Bei elektrischem Betrieb können mit zwei Lokomotiven, die von einem Führerstand zu bedienen sind, die erforderlichen hohen Zugkräfte bewältigt und darüber hinaus das Zuggewicht um 40 % erhöht werden. Eine weitere Steigerung der Leistung war zu erzielen durch Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit um 50 %, ohne den Unterbau und die Schneeschutzanlagen auswechseln und ohne ein zweites Gleis verlegen zu müssen.

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Die zunächst als Versuchsanlage gedachte Elektrisierung der Riksgränsbahn hat den gehegten Erwartungen vollauf entsprochen. Dieser bemerkenswerte technische Erfolg hatte die Ausdehnung des elektrischen Betriebes auf die anschließenden Strecken nach Gellivare und Luleå zur Folge, so daß nunmehr auf der ganzen schwedischen Strecke von Riksgränsen bis Luleå in einer Länge von 435 km ausschließlich elektrische Zugförderung eingeführt ist.*)

Textabbildung Bd. 339, S. 38
Textabbildung Bd. 339, S. 38

Da gegenwärtig auch der Ausbau der anschließenden 40 km langen norwegischen Strecke bis Narvik seiner Vollendung entgegengeht, so wird demnächst eine 475 km lange Bahn vom Atlantischen Ozean bis zum Bottnischen Meerbusen in vollem Umfange für elektrische Zugförderung eingerichtet sein. Sie verläuft in ihrer ganzen Ausdehnung nördlich des Polarkreises und ist die nördlichste Bahn Europas. In technischer Beziehung weist diese Bahn einige bemerkenswerte Ausführungen auf, die hier näher behandelt werden sollen.

Der elektrische Strom für den Betrieb der Riksgränsenbahn wird von einem Wasserkraftwerk geliefert, das am Porjus-Flusse liegt. Die Porjusfälle haben eine nutzbare Fallhöhe von rd. 55 m. Ein gewaltiges Staubecken gewährleistet die Lieferung der erforderlichen Wassermenge für das ganze Jahr. Die tiefen Kältegrade bis – 55° C. ließen es als zweckmäßig erscheinen, den Maschinensaal und die Zuflußleitungen vollständig in den Fels einzusprengen. Der Maschinensaal liegt demnach 50 m unter der Erde und ist geräumig genug, um 6 gewaltige Turbinen mit direkt gekuppelten Stromerzeugern aufzunehmen. Im ersten Ausbau wurden 3 Stromerzeuger mit Leistungen von je 10000 KVA Einphasenstrom bei 15 ~ für den Bahnbetrieb und 1 Drehstromerzeuger von 11000 KVA für industrielle Zwecke aufgestellt. Ein weiterer Maschinensatz, bestehend aus 1 Turbine und 2 Stromerzeugern, kann Bahn- oder Drehstrom liefern, wenn eine der Hauptmaschinen reparaturbedürftig geworden ist. Ein Schaltgebäude, das im Freien über dem Maschinensaale errichtet worden ist, enthält außer den Meß-, Schalt- und Regelapparaten für die Stromerzeuger auch die Transformatoren zur Erhöhung der Maschinenspannung von 4000 V auf die Fernleitungsspannung von 80000 V.

Die Fernleitung vom Porjuskraftwerk bis zur Riksgränsbahn und von hier zu den 4 an der Bahn liegenden Transformatorstationen besteht aus Kupferdrähten, die an hohen eisernen Leitungstürmen mittels Isolatorketten (Abb. 1.) befestigt sind. Die meist in den Bahnhofgebäuden untergebrachten Tranformatorräume enthalten die Transformatoren zur Erniedrigung der Fernleitungsspannung von 80000 V auf die der Fahrleitungsspannung von 15000 V. Es sind dort auch die Schalt- und Schutzapparate für die Speiseleitungen untergebracht worden. Die Fahrleitungen der Riksgränsenbahn (Abb. 1) bestehen aus Kupferdraht und sind mittelst Vielfachaufhängung am Eisengestänge isoliert befestigt. Die dort angewendete Bauart weicht von den normalen Ausführungen insofern ab, als sie trotz der hohen Spannung von 15000 V nur mit einem Isolator ausgeführt ist. Hierzu hat man sich nur entschließen können, weil die im Bereich der Bahn besonders staubfreie und trockene Luft eine Gefährdung der Isolationsgüte nicht befürchten ließ.

Kräftig gebaute Doppelglockenisolatoren sind auf Bolzen, die an den Gittermasten vertikal drehbar befestigt sind, aufgekittet. Je zwei solcher Isolatoren, die untereinander im Abstand von rd. 1 m angeordnet sind, tragen einen Auslegerarm, der vertikal und horizontal bewegbar ist. An seinem freien Ende wurde ein Kupfertragseil und darunter mittels Hängedrähten der Fahrdraht befestigt. Um einen schädlichen Durchhang des Fahrdrahtes zu vermeiden, ist dieser zwischen 2 Festpunkten noch mit Hängedrähten in Abständen von |39| 5–6 m am Tragseil aufgehängt. Außerdem wird der Fahrdraht in Abschnitten von 1,4 km mittels besonderer Gewichtanordnungen selbsttätig nachgespannt. Für die vielen Schneegalerien, Schutzbauten und Tunnels mußten besondere Aufhängungen der Fahrleitungen entworfen werden.

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Für den ersten Ausbau der Riksgränsenbahn wurden 13 schwere Güterzuglokomotiven von den Siemens-Schuckertwerken elektrisch ausgerüstet. Es sind Doppellokomotiven der Bauart 1 C + C 1 mit folgenden Hauptabmessungen:

Größte Länge über Alles 18620 mm Triebrad-Durchm 1100 mm
Größte Zugkraft 21000 kg Laufrad-Durchm 730 mm
Gesamtgewicht
Triebachsdruck
138000 kg
17500 kg
Zahl der Triebmotoren
je Lokomotive
2
Reibungsgewicht 105000 kg

Zwei solcher Lokomotiven können einen beladenen Erzzug mit einem Wagengewicht von 1850 t zweimal täglich von Kiruna nach Riksgränsen mit 30 km Stundengeschwindigkeit befördern. Für die oben geschilderte Streckenerweiterung hat der schwedische Staat weitere 11 Lokomotiven 1 C + C 1 (Abb. 2) bestellt, die auch vor kurzer Zeit bereits in Betrieb gesetzt worden sind. Von diesen neuen Doppellokomotiven, deren Hauptabmessungen aus folgender Zusammenstellung zu entnehmen sind, genügt eine zur Beförderung der schweren Erzzüge.

Größte Länge über Alles 20890 mm Triebrad-Durchm 1530 mm
Größte Zugkraft
am Radumfang

28000 kg

Laufrad-Durchm. 850 mm
Gesamtgewicht
Triebachsdruck
126800 kg
16800 kg
Zahl der Doppeltrieb-
motoren je Loko-
motive

2

Während die 2 Hälften der zuerst gelieferten 1 C + C 1 Maschinen mit je einem hochgelagerten Wechselstrommotor (Abb. 3), der mittels Triebstange eine Blindwelle antrieb, ausgerüstet waren, werden die 2 Hälften der neuen Doppellokomotiven von je einem halbhoch gelagerten Doppelmotor (Abb. 4) angetrieben. Die Enden der beiden Ankerachsen eines solchen Doppelmotors tragen große Zahnräder, die ein auf der Blindwelle befestigtes kleines Zahnrad gemeinsam antreiben. Um ein möglichst niedriges Gewicht bei den neuen Lokomotiven zu erzielen, mußten die Motoren und Transformatoren besonders leicht gebaut werden, wozu andererseit wieder eine vorzügliche Kühlung vorgesehen werden mußte. Das Anlassen und die Geschwindigkeitsreglung der Motoren erfolgt mittels Schützenschaltern, die vom Führerstande aus elektromagnetisch betätigt werden. Sämtliche für diese Vielfachsteuerung erforderlichen Schalter einer Lokomotivhälfte sind auf einem gemeinsamen Schaltergestell (Abb. 5) montiert, das in der Nähe der Triebmotoren zur Aufstellung gekommen ist.

Die Lokomotiven haben den gestellten Anforderungen vollauf entsprochen und darüber hinaus eine hohe Ueberlastungsfähigkeit gezeigt.

Textabbildung Bd. 339, S. 39

Der bemerkenswerte technische und für Schweden volkswirtschaftliche Erfolg, der mit der Elektrisierung der Riksgränsenbahn erzielt worden ist, hat die Kgl. Schwedische Eisenbahndirektion veranlaßt, den SSW in einem Anerkennungsschreiben, dem wir folgenden bemerkenswerten Satz entnehmen, besonderen Dank auszudrücken: „... Nunmehr ist das Werk vollendet, und die Garantien sind nicht nur erfüllt, sondern auch in mehreren wichtigen Punkten übertroffen worden. Auf der Bahnstrecke dort oben, nördlich vom Polarkreise, mit den schwierigsten klimatischen Verhältnissen und den schwersten Zügen des Landes, laufen nunmehr die elektrischen Lokomotiven, getrieben von der Wasserkraft der Porjusfälle, mit einer Genauigkeit, die wenig zu wünschen läßt....“

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s. a. E. K. B. 1906, Heft 5, S. 77 u. f.

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s. a. Siemens-Zeitschrift, März 1923.

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