Text: Stephan Ruch, swisstrafos.ch, 2014 (Letztmals überarbeitet und ergänzt am 09.10.2018)

Textquellen:

Lukas Haemmerle, die Geschichte des Schweizer-Stromnetzes, 2001

Michael Neumann, Zwischen Kraftwerk und Steckdose, Jonas Verlag 1987

1to1energy forum, Ausgabe 02/11

AEW; Schlossrueder Erlebnisweg

Axpo Partner, Ausgabe Nr. 01, Februar 2014

Yvonne Scheiwiller, Trafoturm - Turmtrafos, Triner 2013

Wikipedia (Trafostation)

Geschichte kurz erklärt

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Der Trafoturm

Ein ungewöhnlicher Kleinturm und ein seltsames Brummen welches aus seinen Körper ertönt. Und an der Türe ein auffälliges Warnschild. Das ist der Trafoturm. Ohne ihn respektive den Trafo welcher ihn ihm steckt, wäre die Verwendung des Stroms beim Endverbraucher nicht möglich. Denn dem Trafo haben wir es zu Verdanken, dass der Strom bei uns zu Hause brauchbar aus der Steckdose kommt.

 

Vor rund 125 Jahren, in der Epoche der flächendeckenden Elektrifizierung, entstanden in der Schweiz die ersten Trafostationen. Und die waren in ihrer Gestaltung vielfältig und interessant. Denn damit eine Trafostation ins Ortsbild passte, wurden auch auf Druck der Heimatschutzvereine Elemente wie verschiedene Dachformen, spezielle Anstriche und detailreiche Zierelemente bei der Planung und Ausführung berücksichtigt. Ganz im Gegenteil zu heute, wo der Trend zur Vereinheitlichung von modernen Fertigbauelementen geht.

 

Aufgrund der Höhe der Freileitungen wurden die Trafostationen anfänglich zumeist als Kabine mit einem hohen Aufbau, Mast oder Kamin ausgeführt. Später verbreiteten sich bis Ende der 1960iger Jahre die mehrstöckigen Turmtrafos in massiver Bauweise. Viele werden heute noch betrieben oder blieben zumindest, trotz zeitweiser Abrisswut, erhalten. Und die Schweiz ist reich an Turmtrafos. Eigenen Schätzungen zufolge sind heutzutage noch gegen 2000 Stück im Trafoland Schweiz erhalten. Schauen Sie nur mal genau hin...

 

Der Transformator

Der Trafo (Transformator) ist zur Umwandlung des Stroms notwendig, weshalb die Trafostationen oft in den besiedelten Regionen und Industriegebieten zu finden sind. Heutzutage handelt es sich dabei meist um niedrige Fertigelementbauten, in welchen die Transformatoren eingesetzt sind. Oder der Transformator steht eingezäunt am Boden oder sitzt in der Höhe frei auf einem Masten. Doch zu Beginn der Elektrifizierung vor über 120 Jahren bis in die 1960er Jahre wurden die Transformatoren vielfach in einem Kleinturm eingesetzt.

 

Der Transformator hat die Aufgabe, die Mittelspannung des Wechselstromsystems in eine Niederspannung für den Betrieb, beispielsweise von elektrischen Geräten, umzuwandeln. Ein Kleinturm wurde früher gewählt, da die unter Spannung stehenden Freileitungen in der Höhe direkt am Turmgiebel mittels Isolatoren (dienen zur Befestigung der Kabel und zur Verhinderung des Stromflusses) befestigt werden konnten und der Strom so ins Gebäudeinnere direkt dem Transformator zugeführt und danach in Niederspannung verteilt werden konnte.

 

Wie schon Michael Neumann in seinem Buch Zwischen Kraftwerk und Steckdose (Jonas Verlag 1987) treffend beschrieben hat, wurde dem ursprünglichen Trafoturm trotz seinem wichtigen Verwendungszweck kaum grosse Aufmerksamkeit beigemessen. Seinem unauffälligen Verschwinden ebenso.

Dadurch, dass die alten Transformatoren ihre Lebenserwartung erreicht haben und die Freileitungen Erdverkabelungen gewichen sind, wurde auch das Schicksal des Trafoturms besiegelt. Entweder bleibt er als Zeitzeuge bis zum natürlichen Zerfall bestehen oder wird im schlimmsten Fall als störendes Hinderniss abgebrochen. Oder er wird nach seiner Stilllegung als Industriekulturgut unter kommunalen Schutz gestellt oder sinnvoll als Wohnhaus, Clublokal, Atelier, Nistplatz oder zum Kleinbetrieb, beispielsweise einer Brauerei, umgenutzt. Eine Modernisierung ist oft nicht lohnenswert oder möglich.

 

Elektrifizierung

Die Geschichte des Transformators und insbesondere des Trafoturms geht auf die Elektrifizierung kurz vor dem Jahr 1900 zurück, als auf das Wechselstromsystem umgestellt wurde. Zwar war der Strom in der Schweiz schon zuvor verbreitet - das erste elektrische Licht brannte 1879 in St. Moritzer Kulmhotel - allerdings im Gleichstromsystem. Erst mit der Entwicklung des Wechselstromsystems war es schlussendlich möglich, die Spannung wirtschaftlich sinnvoll und ohne grosse Spannungsverluste über weite Distanzen zu transportieren und von einer Zentrale aus weitere Wohn- und Industriegebiete mit Strom 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 heruntertransformiert, also umgewandelt werden konnte. Im Jahre 1884 wurde der erste Transformator für die Spannungsumwandlung präsentiert. Er vermochte die Hochspannung auf eine niedrige Spannung herunterzutransformieren, sodass eine Glühbirne mit Strom 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 die ganze Welt vertrieben wurde. Dieselbe Firma war auch für den Bau des wohl ersten Schweizer Wechselstrom-Kraftwerkes in Thorenberg bei Luzern verantwortlich. Es war 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 einige der ersten Trafostationen der Schweiz - eine Art Eisenkabinen der Firma BBC - 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 gerade 25% transportiert werden konnte, wurden in der Folge in der Schweiz viele Kilometer Starkstromleitungen für den weiten Transport hoher Stromspannungen im Kilovoltbereich 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).

 

Stromtransportebenen

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 Trafostationen 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 Strom 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 in der Regel eigene Trafostationen.

 

Aufbau Trafostation

Eine Trafostation besteht im Wesentlichen aus dem Gebäude selbst, aus mindestens einem Transformator, einer Mittelspannungsschaltanlage und einer Niederspannungsverteilung. In einen einfachen Trafoturm  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.

 

Funktion Transformator

Der Trafo, welcher für die Umwandlung des elektrischen Stroms 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 Verbindung zueinander auf. Fliesst Strom 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 Ausgangsleistung verantwortlich ist. Je mehr Windungen auf der Sekundärspule, desto grösser ist die Ausgangsspannung. Je weniger Windungen auf der Sekundärspule, desto niedriger ist die Ausgangsspannung.

 

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