Geschichte

Swisstrafos.ch umfasst seit dem Jahr 2009 die Dokumentation und Publikation von Transformatorenturmstationen in der Schweiz. Denn die Schweiz ist reich an alten Trafohäuschen. Kaum in einem anderen Land wurden auf so kleinem Raum so viele Transformatorenturmstationen errichtet und sind noch so viele erhalten gebileben.

Einleitung

Ohne die Transformatoren bzw. die Transformatorenturmstationen wäre die Verwendung des Stroms beim Endverbraucher nicht möglich. Transformatorenstation sind zur Umwandlung des Stroms notwendig und heutzutage überall zu finden. Meist handelt es sich um niedrige Fertigelemente oder Mastransformatoren. Doch zu Beginn der Elektrifizierung um das Jahr 1900 wurden Transformatorenturmstationen bis um 1950 errichtet. Der in diesen Turmgebäuden eingesetzte Transformator hatte die Aufgabe, die Mittelspannung des Wechselstromsystems in eine Niederspannung für den Betrieb, beispielsweise von elektrischen Geräten, unzuwandeln. Ein Turmgebäude wurde gewählt, da die Freileitungen direkt am Turmgiebel mittels Isolatoren (dienen zur Befestigung der Kabel und zur Verhinderung des Stromflusses) befestigt werden konnten und der Storm (Mittelspannung) im Gebäudeinnern direkt dem Transformator zugeführt und in Niederspannung wieder an die umliegenden Gebäude, entweder mittels Erdkabel oder Freileitungen, verteilt werden konnte. Oftmals wurden die Turmhäuschen im besiedelten Gebiet arckitektonisch so gestaltet, dass sie sich unauffällig in ihre Umgebung einfügen konnten. Dies hatte eine Vielzahl von unterschiedlichen Bautypen von Transformatorenturmstationen zur Folge.

Trotz seinem wichtigen Verwendungszweck wurde dem ursprünglichen Transformatorenturm kaum grosse Aufmerksamkeit beigemessen. Seinem unauffälligen Verschwinden ebenso. Heutzutage haben die alten Trafoturmstationen nach einem menschenlangen Leben vielfach ausgedient, genügten den heutigen Ansprüchen nicht mehr und wurden abgebrochen und durch leistungsfähigere Tief- und Elementbauten ersetzt. In der Schweiz sind jedoch noch viele Bautypen von Transformatorenstationen, meist als Zeitzeugen der Elektrifizierung, erhalten geblieben. Vorallem im berner Mittelland, in den Kantonen Solothurn, Zürich, Basel-Landschaft und der Innerschweiz, sind heutzutage noch viele Turmstationen anzutreffen. Vereinzelt auch im Tessin, im berner Oberland, im Jura und der Westschweiz. In den übrigen Landesteilen sind die Transformatorenturmhäuschen nur ganz selten oder gar nicht verbreitet. Teilweise wurden die bestehenden Stationen sogar zu einem Wohnhaus, Clublokal oder Atelier umgenutzt. Oder sie wurden als Industriedenkmal unter Schutz gestellt. Einige aber dienen auch heute noch ihrem ursprünglichen Zweck und wandeln weiterhin den Strom um.

Geschichte

Die Geschichte der Transformatorenstationen geht auf die Elektrifizierung der Wohngebiete und der Industrie auf das Jahr um 1900 zurück, als auf das Wechselstromsystem umgestellt wurde. Zwar war der Strom in der Schweiz schon zuvor verbreitet, allerdings im Gleichstromsystem. Erst mit der Entwicklung des Wechselstromsystems war es schlussendlich auch möglich, die Spannung wirtschaftlich sinnvoll und ohne grosse Spannungsverluste über weite Distanzen zu transportieren und von einer Zentrale aus weitere Wohn- und Industriegebiete mit Storm zu versorgen.

Das Problem der Wechselstromtechnik war allerdings, dass die grosse Spannung, welche für den Transport benötigt wurde, nicht wieder sinnvoll für die brauchbare Verwendung der Spannung heruntertransformiert werden konnte. Im Jahre 1884 wurde der erste Transformator für die Spannungsumwandlung präsentiert. Er vermochte die Hochspannung auf eine niederige Spannung herunterzutransformieren (umzuwandeln), sodass eine Glühbirne mit Storm gespiesen werden konnte. Fortan wurde der Transformator weiterentwickelt. In Ungarn wurde 1885 der erste praxisgerechte Transformator entwickelt, welcher durch die von Schweizern gegründete Firma Ganz in Budapest in der ganzen Welt vertrieben wurde. Die selbe Firma war auch für den Bau des wohl ersten schweizer Wechselstrom-Kraftwerkes in Thorenberg bei Luzern verantwortlich. Es war auch das erste Kraftwerk, welches den aus Wasserkraft produzierten Strom mit einer Spannung von 2000 Volt an Drittabnehmer verkaufte. Mit Freileitungen (Niederspannungsleitungen) wurde der Strom ab 1886 in die Stadt Luzern, wo zur Umwandlung des Stroms wohl auch die ersten Transformatorenstationen der Schweiz eingesetzt wurden, geliefert und dort zur Versorgung der Häuser auf 100 Volt umgewandelt. Nach einem Projekt in Deutschland, bei welchem 1891 erstmals Strom in einer grossen Spannung von 15Kv [1 Kilovolt (Kv) entspricht 1000 Volt] über 175 km mit einem Verlust von nur 25% transportiert werden konnte, wurden in der Folge in der Schweiz viele Kilometer Starkstromleitungen für den weiten Transport hoher Stromspannungen im Kilovoltbereicht errichtet. Bis zu diesem Zeitpunkt kannte man in der Schweiz praktisch nur Niederspannungsleitungen, vorallem den Strassen entlang geführt, für den Transport von Spannungen bis 1000 Volt (Wechselstrom).

Im schweizer Stromnetz gibt es verschiedene Transportebenen. In der ersten Ebene wird durch die Kraftwerke der Strom in Freileitungen (Starkstrom) eingespiesen und zur Verteilung an die überregionalen Verteilnetze weitergeleitet. Durch Unterstationen wird der Strom in den überregionalen Verteilnetzen auf Mittelspannung heruntertransformiert und an die regionalen Verteilnetze weitergegeben. Zur Umwandlung der Mittelspannung in die Niederspannung sowie zur Verteilung des Stroms an die lokalen Netze werden die Transformatorenstationen benötigt. Sie transformieren den Strom in der Schweiz von der Mittelspannung (in der Regel 16 Kilovolt) auf 400 Volt (Niederspannung) herunter. Bis zum Hausanschluss wird der Storm auf der letzten Ebene an die Verteilkabinen transportiert, welche für die Versorgung der Haushalte (230 Volt) verantwortlich sind. Mittlere und kleinere Industriebetriebe werden mit Mittelstrom versorgt und besitzen eigene Transformatorenstationen.

Aufbau

Eine Transformatorenstation besteht im Wesentlichen aus dem Gebäude selbst, aus mindestens einem Transformatoren, einer Mittelspannungsschaltanlage und einer Niederspannungsverteilung. In einer einfachen Turmstation liegt der Transformator meist im Erdgeschoss. Darüber, im Obergeschoss, befinden sich die Schalt- und Verteilanlagen. Ein einfacher Transformator ist in der Lage, die Stromverteilung von 60 bis 100 Haushalten abzudecken, oder den Strom für die Strassenbeleuchtung an ganze Quartiere zu verteilen.

Der Transformator, welcher für die Umwandlung des elektrischen Storms mit hoher Spannung in solche mit niedriger Spannung - oder umgekehrt - zuständig ist, funktioniert wie folgt:

Er besteht aus einem geschlossenen Eisenkern und zwei Spulen (Primär- und Sekundärspule). Die Spulen sind im Eisenkern getrennt voneinander und weisen keine Verbingung zueinander auf. Fliesst Strom (Wechselstrom in mittlerer Spannung) durch die Primärspule, wird ein Magnetfeld um die Spule erzeugt. Der Eisenkern bündelt das sich ständig ändernde Magnetfeld und führt die daraus entstandene Spannung in die Sekundärspule, welche für die Umwandlung der Aussgangsleistung verantwortlich ist. Je mehr Windungen auf der Sekundärspule, desto grösser ist die Aussgangsspannung. Je weniger Windungen auf der Sekundärspule, desto niedriger wird die Spannung umgewandelt.

Die Mittelspannungsschaltanlage ist für die Verteilung oder Umspannung der elektrischen Energie verantwortlich.

Die Niederspannungsverteilung ist wie der Name bereits andeutet, für die Verteilung der Niederpannung besorgt.