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Leistungshalbleiter und Subsysteme: Ohne Elektronik kein Gotthard-Tunnel

Am 1. Juni geht der neue Gotthard-Tunnel in Betrieb. Ohne moderne, auf der neusten Halbleitertechnik basierende ausgeklügelte Infrastruktur würde kein einziger Zug durch den neuen Tunnel fahren können.

»Seit 125 Jahren sind wir Teil der Bahn und wurden mit der Bahn groß«, sagt Marcel Rüfenacht, Local Business Unit Manager Medium Voltage Products von ABB. Denn die Umrichtertechnik kommt nicht nur beim »Rollmaterial«, wie die Schienenfahrzeuge in der Bahntechniksprache genannt werden, zum Einsatz, sie spielt auch eine entscheidende Rolle für den Aufbau der Stromtechnik rund um die Schiene, allem voran für die Stromversorgung. Eine besondere Herausforderung stellen dabei lange Tunnel dar. An welchem Beispiel könnte dies besser illustriert werden, als am neuen Gotthard-Tunnel? Bei seiner Eröffnung wird er der längste Eisenbahntunnel der Welt sein, dessen Bau 23 Milliarden Franken verschlungen hat.

Schon der Steckbrief des Tunnels ist beeindruckend: Insgesamt 308 km Schienen, 178 Querschläge (so heißen die Quertunnels, die die Verbindung zwischen den beiden Haupttunneln herstellen und die sowohl als Fluchtwege im Notfall dienen als auch die Infrastruktur aufnehmen). Für die Versorgung des Tunnels mit 50-Hz-Wechseltrom hat ABB die Mittelspanungsanlagen und Transformatoren geliefert, die beispielsweise die Signalanlagen die Lüftung, die Beleuchtung, die Sicherheitssysteme mit Energie versorgen. Das gleiche gilt für die Kabelschutzsysteme für 21 km Kabel.  

Und auch während des Baus des Tunnels kam Technik von ABB zum Einsatz: Für den 800 m tiefen Aufzug im „Zwischenangriff Sedrun“ hat ABB das komplette Antriebssystem (ACS 6000) und den Synchronmotor geliefert.  Der Aufzug befördert Ausbruch, Baumaterial, Personen und Maschinen. Ebenfalls in Sedrun hat ABB ein Pumpsystem samt elektrische Anlage und Automatisierungstechnik installiert. Diese Anlage pumpt das während des Baus anfallende Wasser 850 m nach oben.

Elektronik für den Gotthard-Tunnel Bildquelle: © ABB

Marcel Rüfenacht, ABB: »Die Summe aller Schaltanlagenfelder und Transformatoren im Gotthard-Tunnel ist größer als im Verteilnetz einer Stadt wie St. Gallen.«

Insgesamt 899-Mittelspannungs-Schaltfelder sind im Tunnel verbaut, 500 Schutz- und Steuereinheiten und über 300 Transformatoren. »Die Summe aller Schaltanlagenfelder und Transformatoren ist größer als im Verteilnetz einer Stadt wie St. Gallen«, sagt Rüfenacht. Selbst wenn das öffentliche Netz ausfallen sollte, geht im Tunnel nicht das Licht aus, im Gegenteil: Alle Systeme funktionieren weiter, weil im Notfall Dieselaggregate den Strom generieren und über zwei 16-kV-Leitungen alle Anlagen versorgen. Die gasisolierten Mittelspannungsschaltfelder vom Typ ZX0 sind in bis zu sechs Feldern zu einem funktionsfähigen Schaltanlagenblock verbunden,  dass die Anlagen im Störungsfall innerhalb kurzer Zeit komplett austauschen lassen.

Die Schutz- und Steuereinheiten REF542plus sorgen über die gesamte Länge des Tunnels für Sicherheit. Sie ermitteln schnell eventuelle Fehlerarten und Fehlerorte und übertragen die Informationen an das Tunnelleitsystem. Mehrere hundert vakuumimprägnierte Trockentransformatoren von ABB gewährleisten die 50-Hz-Energieversorgung im Tunnel sowie die Versorgung des Notnetzes. »Die Stromversorgung des Tunnels ist in jeder Situation gewährleistet, sollte die öffentliche Stromversorgung lahmgelegt sein, kann ein ICE immer noch aus dem Tunnel ausfahren«, erklärt Marcel Rüfenacht.

Nebenbei bemerkt: Weil die Querschläge, die mit den elektrischen Geräten vollgestopft sind, auch als Fluchtwege dienen, müssen alle Anlagen den entsprechenden Sicherheitsanforderungen genügen: Auch Laien dürfen nicht gefährdet werden und es muss gewährleistet sein, dass unautorisierte Personen die Anlagen weder willentlich noch unwillentlich bedienen können.