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Dhronkraftwerk
| Name | Dhronkraftwerk |
| Ortssitz | Leiwen (Mosel) |
| Art des Unternehmens | Elektr. Zentrale |
| Anmerkungen | Eigentümer: "Elektrizitätswerk & Straßenbahnen Trier" mit Hauptsitz in Trier. Mit der Dhrontalsperre mit einer Gewichtsstaumauer (Höhe: 16 m) aus Bruchstein mit gekrümmtem Grundriß; Speicherraum: 0,53 Mio cbm, Gesamt-Stauraum: 0,71 Mio cbm, Einzugsgebiet: 127,3 qkm. |
| Quellenangaben | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 31] [Voith-Referenzliste] Wikipedia |
| Zeit |
Ereignis |
| 23.12.1908 |
Der Bau des Kraftwerkes wird in der Stadtverordnetensitzung vom 23. Dezember prinzipiell beschlossen. |
| 1911 |
Lieferung von 3 Francis-Turbinen durch J. M. Voith, Heidenheim |
| 1911 |
Baubeginn der Dhrontalsperre |
| 16./17.10.1912 |
Durchschlag des Druckstollens mit mathematischer Genauigkeit in der Nacht vom 16. auf den 17. Oktober, 13 1/2 Monate nach Inangriffnahme der Arbeit. |
| 1913 |
Bau als Spitzenlastkraftwerk zur Ergänzung des Dampfkraftwerks in Trier |
| 15.01.1913 |
Die Kabelanlage der Kraftübertragung nach Trier steht betriebsfertig zur Verfügung. |
| 1916 |
Lieferung einer Francis-Turbine durch J. M. Voith, Heidenheim |
| 1954/56 |
Erweiterung zum Pumpspeicherwerk |
| 1995 |
Die Speicherpumpe wird entfernt |
| Produkt |
ab |
Bem. |
bis |
Bem. |
Kommentar |
| Elektrizität |
1911 |
Lieferung Voith-Turbinen(n) |
1911 |
Lieferung Voith-Turbinen(n) |
Erzeugung mittels Wasserkraft |
| Zeit |
Objekt |
Anz. |
Betriebsteil |
Hersteller |
Kennwert |
Wert |
[...] |
Beschreibung |
Verwendung |
| 1911 |
Francis-Turbine |
1 |
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J. M. Voith, Maschinenfabrik und Eisengießerei |
Leistung |
2000 |
PS |
Spiralturbine. Daten:
Gefälle 115.00 m
Leistung 2000.0 PS |
Elektr. Zentrale |
| 1916 |
Francis-Turbine |
1 |
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J. M. Voith, Maschinenfabrik und Eisengießerei |
Leistung |
4000 |
PS |
Spiralturbine. Daten:
Gefälle 84.00 m
Leistung 4000.0 PS |
Elektr. Betrieb |
Zeit = 1: Zeitpunkt unbekannt
| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Wirtschaftliche Betrachtungen |
| TEXT | Von der Eifel und dem Hochwald, die das tief eingeschnittene Tal der Mosel in ihrem mittleren Laufe trennt, empfängt diese eine ganze Anzahl von Nebenflüssen, die alle an vielen Stellen die Gelegenheit zum Ausbau von kleinen Wasserkräften bieten, so wie sie zum Antriebe von Mühlen, Sägewerken und dergl. ausreichend sind. Auch zum Ausbau von großen Wasserkräften sind bei dem starken Gefälle dieser Flüsse einige Möglichkeiten vorhanden, deren Verwirklichung aber fast durchweg so hohe Kosten verursacht, daß Vorteile durch diese Art der Krafterzeugung gegenüber einer modernen Wärmekraftanlage bis auf wenige Ausnahmen kaum geboten werden können, zumal die Erfahrung gezeigt hat, daß es fast immer notwendig ist, einer Wasserkraftanlage eine mehr oder weniger große Wärmekraftreserve anzugliedern.
Bedingung für den wirtschaftlichen Ausbau einer Wasserkraftanlage ist dann, daß dieselbe durch die Brennstoffkosten einer an ihrer Stelle arbeitenden Wärmekraftanlage und die Ersparnis an Unterhaltungs- und Bedienungskosten der nur zur Reserve stehenden Wärmekraftanlage verzinst und amortisiert werden kann.
Je nach den Anlagekosten gehört somit unter Umständen eine große Erzeugung dazu, diese Grundlage für den wirtschaftlichen Ausbau einer Wasserkraft zu schaffen.
Die schnelle Steigerung der Stromabgabe des Dampfkraftwerkes, und die Absicht, durch einen im Jahre 1908 eingeführten Großkonsumententarif auch große Betriebe in Trier als Abnehmer zu gewinnen, zwangen im Sommer 1908 wieder zur Erweiterung der Maschinenleistung und gaben Veranlassung, Betrachtungen über die Angliederung einer Wasserkraft anzustellen.
Die Mosel selbst kommt bei ihrem verhältnismäßig geringen Gefälle von nur ca. 0,3 o/oo für den wirtschaftlichen Ausbau einer Wasserkraft nicht in Frage, es sei denn, daß durch eine etwaige Kanalisierung des Flusses das Gefälle für größere Strecken konzentriert werde, und die durch den Kanalbau verursachten Finanzlasten von der Wasserkraftanlage nicht aufgebracht werden müßten.
Die Nebenflüsse der Mosel haben dagegen teilweise auf längeren Strecken sehr erhebliches Gefälle, dessen Zusammenfassung zur Erzielung großer Kraftleistungen, sowohl durch besondere Wasserführungen, z. B. offene, am Talhange angelegte Kanäle, als auch durch Stollenanlagen in Verbindung mit einem Wehr oder einer Staumauer, erreicht werden kann. Die einfache Anlage eines Hangkanales mit Wehr genügt im Allgemeinen nur da, wo die Aufnahmefähigkeit eines Leitungsnetzes so groß ist, daß die Wasserkraftanlage im Parallelbetrieb mit einer Wärmekraftanlage dauernd voll und ganz ausgenutzt werden kann oder auch da, wo die Stromerzeugung sich dem Wasserabflüsse anpassen kann. Bei Wasserkraftanlagen jedoch, welche die Aufgabe haben, ein ausgedehntes Leitungsnetz hauptsächlich allein zu versorgen, bedingt die schwankende Stromentnahme, wie sie bei öffentlichen Elektrizitätswerken immer auftritt, noch die Schaffung eines Ausgleiches durch, Aufstau des Wassers, damit man in der Lage ist, den Kraftwasserabfluß dem Konsume nach Möglichkeit anpassen zu können. Handelt es sich je nach der Art des Wasserzulaufes oder der Krafterzeugung um die Schaffung einer größeren Stauanlage, die als solche, schon eine recht erhebliche Erhöhung des Gefälles bringt, so ist die Wasserführung durch einen geschlossenen Druckstollen zur Verwertung des Gesamtgefälles geboten, wenn die Mehrkosten eines derartigen Bauwerkes zu den wirtschaftlichen Vorteilen im richtigen Verhältnis stehen.
In der Umgebung der Stadt Trier ist es vorzugsweise der Dhronbach, ein rechter Nebenfluß der Mosel, der für die Errichtung einer Wasserkraftanlage großen Stils geeignet ist. Bevor man jedoch diese Gelegenheit erkannte, wurde die Ruwer von Hentern bis Pluwigerhammer untersucht. Die ca. 4,5 km lange Strecke unterhalb Heiderhof bis Pluwigerhammer, durch die das Flüßchen mit einem Gefälle von ca. 10 % dahineilt, bot die Möglichkeit, vermittelst eines ca. 3 km langen Stollens ein Gesamtgefälle von ca. 55 m unter Berücksichtigung des durch eine Stauanlage gowonnenen Druckes nutzbar zu machen. Die Wassermengen der Ruwer werden seitens des Kgl. Meliorationsbauamtes in Trier seit einer Reihe von Jahren durch einen an der Caseler Brücke befindlichen Pegel beobachtet. Wenn auch die Ablesungen infolge des für genaue Messungen nicht genügend regulierten Flußbettes zur Feststellung der Wassermengen nicht zuverlässig sind, so gestatten sie doch wichtige Schlüsse auf die Art und Weise, wie sich der Wasserabfluß im Verlaufe eines Jahres vollzieht. Wenn die Errichtung einer Wasserkraftanlage beabsichtigt wird, kann man sich wegen der Kürze der Zeit auf langjährige Messungen nicht mehr einlassen, sondern man muß sich damit begnügen, die Wassermengen durch den Einbau eines Wehres kurze Zeit genau festzustellen und die ermittelten Angaben zu den vorliegenden Aufzeichnungen, in diesem Falle den Angaben des Caseler Pegels, in Beziehung zu bringen. Infolgedessen wurde im Ruwertal im Jahre 1908 ein Meßwehr errichtet, das mit einem schreibenden Pegel ausgerüstet wurde. Die Messungen und deren Vergleich mit den vorliegenden Aufzeichnungen zeigten, daß der Wasserabfluß nicht so häufigen Schwankungen unterworfen ist, als man im allgemeinen anzunehmen geneigt ist. Es ist bekannt, daß man mit der geringsten sekundlich zum Abfluß gelangenden Wassermenge im Jahre ungefähr 25 Tage rechnen muß, und daß ca. 60 Tage den doppelten, ca. 140 Tage den dreifachen und ca. 140 Tage zum Teil mehr als den vierfachen Abfluß hiervon bringen. Man berücksichtigt diese Erfahrungswerte bei der Berechnung der gesamten Jahresabflußmenge und Bemessung der Hochwasserschutzvorrichtungen. Eine Darstellung der so nach ihrer Größe geordneten Abflußmengen ergibt folgendes Bild:
Für die Bewertung einer Wasserkraftanlage bietet jedoch diese Betrachtung nur wenig Anhalt. Um den Wert einer Wasserkraft erkennen zu können, ist eine Darstellung erforderlich, aus welcher zu ersehen ist, in welcher Weise der Abfluß zeitlich vor sich geht, d.h. wieviel cbm in den einzelnen Tagen oder Wochen des Jahres zum Abfluß gelangen und nutzbar gemacht werden können, wenn die Wasserkraft in den Dienst eines Elektrizitätswerkes gestellt werden soll.
Um dies festzustellen, wurden die wöchentlichen Abflußmengen für eine Reihe von Jahren addiert. Die vorstehenden drei nebeneinander angeordneten Summationen für ein trockenes, ein mittleres und ein nasses Jahr zeigen, daß die Schwankungen des Wasserabflusses nur langsam vor sich gehen und zeitlich mit der Verschiedenheit der Stromerzeugung von Elektrizitätswerken mehr oder weniger zusammenfallen, da fast ohne Ausnahme die Werke im Winter ihre Haupterzeugung haben. Die wöchentliche Stromerzeugung des Dampfkraftwerkes für das Jahr 1911 in ähnlicher Weise wie die wöchentlichen Wasserabflußmengen addiert ergibt nachstehendes Diagramm: Um beurteilen zu können, in welcher Weise die jährlichen Wassermengen zur Erzeugung des jährlichen Strombedarfs ausgereicht haben würden, war es erforderlich, festzustellen, wieviel cbm Wasser man zur Erzeugung einer Kilowattstunde (kWh) bei gegebenen Verhältnissen benötigt. Die zur Erzeugung einer kWh ermittelte Anzahl cbm Wasser ist ein Wert, der es ermöglicht, die Stromerzeugungskurve in die Wasserabflußkurve in richtigem Maßstabe eintragen zu können. Theoretisch ergibt bei einem Gefälle von 75 m ein Sekundenliter Wasser eine Pferdestärke. Unter Berücksichtigung der Verluste, welche durch Umformung der mechanischen Arbeitsleistung der Turbine in elektrische Energie durch die Dynamo, die Transformierung des Maschinenstromes auf eine hohe Übertragungsspannung, die Übertragung selbst sowie die Rücktransformierung auf die Verteilungsspannung entstehen, sind bei einem Gefälle von 100 m pro kWh ca. 5,6 - 6 cbm Wasser erforderlich. Betrachtet man die vorstehenden drei Diagramme, in die außer den Wasserabflußmengen auch die zur Stromerzeugung im Jahre 1911 erforderlich gewesenen Wassermengen eingetragen sind, so erkennt man, daß, solange die Wasserabflußkurve stärker ansteigt als die Stromerzeugungskurve, genügend Kraftwasser vorhanden gewesen wäre.
Im umgekehrten Falle würden jedoch Fehlbeträge entstanden sein, welche summarisch aufgetragen, den Stauinhalt eines Beckens angeben, das nötig wäre, um für die wasserarme Zeit so viel Kraftwasser bereit zu stellen, daß man ohne sonstige Kraftanlagen auskäme. Man würde in dem Jahre 1897, das den Abfluß einer mittleren Wassermenge brachte, durch die Stetigkeit des Abflusses in der Lage gewesen sein, die gesamte Stromerzeugung des Jahres 1911 ohne irgend welche Unterstützung durch das Dampfkraftwerk zu erzeugen. In dem nassen Jahre ist ein kleiner Fehlbetrag vorhanden, der einem Stauinhalt von 500.000 cbm ungefähr entspricht. Das trockene Jahr weist jedoch einen so erheblichen Fehlbetrag auf, daß, um diesen durch Akkumulierung aufzubringen, ein Staubecken von nicht weniger als 13.000.000 cbm Wasserinhalt hätte geschaffen werden müssen. Derartige Betrachtungen, von denen die vorerwähnten drei Fälle nur Beispiele sind, wurden nicht nur für eine ganze Reihe von Jahren, sondern auch für verschiedene Stromerzeugungen bis zu einer Leistung von 15.000.000 kWh pro Jahr angestellt und wurde hierbei ermittelt, daß es einesteils unmöglich gewesen wäre, eine Stauanlage zu schaffen, welche die Unterstützung der Wasserkraftanlage durch das in Trier befindliche Dampfwerk unnötig gemacht hätte, daß es aber andererseits auch durchaus unwirtschaftlich gewesen wäre, eine große Stauanlage zu errichten, die nicht in jedem Jahre in Anspruch genommen worden wäre, hingegen in jedem Jahre erhebliche Zinsenlasten verursacht haben würde.
Gänzlich ohne Stauanlage wäre jedoch das Kraftwerk auch nicht denkbar, da demselben die Aufgabe zufallen sollte, nicht nur die gesamte Stromerzeugung während der Wintermonate zu übernehmen, sondern es mußte auch vor allen Dingen in der Lage sein, die gesamte Spitzenbelastung leisten zu können. Hierzu bedurfte es eines Ausgleiches, der zur Entfaltung relativ großer Leistungen erst die Möglichkeit bot, sich aber dadurch von einem großen Staubecken vorteilhaft auszeichnete, daß dessen Stauinhalt durch Aufspeicherung des Nachtwassers für den Tag und des Sonntagswassers für die Woche und Aufnahme kleinerer Regenperioden im Laufe eines Jahres vielmal ausgenutzt werden konnte. Nach diesen grundlegenden Betrachtungen und nach Aufstellung eines generellen Kostenanschlages, der eine Wirtschaftlichkeit der Ruwerkraft erwarten ließ, schien diese bestimmt, in den Dienst der Stadt Trier gestellt zu werden.
Da wurde eines Tages an dem Dhronbach eine noch günstigere Gelegenheit zur Nutzbarmachung einer Wasserkraft festgestellt.
Die Dhron wird aus zwei fast gleichgroßen Armen gebildet, die sich etwa 4 km vor der Mündung in die Mosel vereinigen.
Die linke Dhron, die wiederum durch die Vereinigung zweier Bäche, des Thalfanger Baches mit dem Röderbach, entsteht, dessen Quellgebiet der Nordwesthang des 817 m hohen Erbeskopfes, der höchsten Erhebung des Hunsrücks, ist, führt diesen Namen von Dhronecken aus.
Ungefähr 10 km vor ihrer Mündung wird sie von der Mosel, die von Neumagen bis Klüsserath eine große Schleife bildet, durch einen schmalen Höhenrücken von nur ca. 500 m Breite getrennt.
Die günstige Gelegenheit, die sich hier dadurch bietet, das gesamte Gefälle des Unterlaufes der linken Dhron durch einen verhältnismäßig kurzen Durchstich nutzbar machen zu können, ließ die Dhronkraft der Ruwerkraft überlegen erscheinen, zumal Größe und Charakter des Niederschlagsgebietes bis zu den Absperrstellen bei beiden Flüssen fast als gleichwertig angenommen werden können. Die Dhron war durch den kürzeren Stollen und das höhere Gefälle, welches ca. 75 m ohne Stauanlage betrug, gegenüber der Ruwerkraft viel günstiger, obwohl die Jahreswassermenge mit 10% geringer angenommen wurde.
Allerdings haftete der Dhron auch der sehr erhebliche Mangel an, daß die große Anzahl der an ihrem Flußlauf befindlichen Mühlen wegen der Ableitung des Wassers entschädigt werden mußte.
Bei näherer Prüfung des Projektes ergab sich, daß an der Stelle, an der Mosel und Dhron sich am meisten nähern, im Dhrontal die Errichtung einer Stauanlage verhältnismäßig schwierig und teuer und an der Mosel wegen des außerordentlich steilen Hanges die Errichtung des Kraftwerkes fast unmöglich war, es sei denn, daß dasselbe vollständig in denselben eingebaut worden wäre. Da jedoch sowohl im Dhrontale 2 km weiter oberhalb eine günstige Absperrstelle, als auch an der Mosel 2 km oberhalb eine gute Baustelle gefunden wurde, wurde der Durchstich weiter flußaufwärts in Aussicht genommen. Dem Nachteil der höheren Baukosten, verursacht durch den um 1300 m längeren Stollen, stellte sich der Vorteil des höheren Gesamtgefälles gegenüber. |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 31] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | geschichtlicher Rückblick |
| TEXT | Bevor auf die Bauausführung näher eingegangen wird, sei ein kleiner geschichtlicher Rückblick auf den Werdegang der Wasserkraftanlagen im Allgemeinen gegeben.
Man muß weit zurückgreifen, will man etwas von den ersten Wasserkraftanlagen sagen, die dem Menschen seine Kulturarbeit erleichtert haben. Vor mehreren Jahrtausenden schon waren in Indien Wasserkraftanlagen im Gebrauch.
Ägypten hatte in dem von Herodot beschriebenen Mörissee eine hervorragende Stauanlage, deren Entstehung in die Zeit von 2221 - 2179 vor Christi Geburt fällt.
In China sollen sich noch heute aus Bambusstäben gefertigte Wasserräder befinden, die auf eine mehrtausendjährige Überlieferung zurückblicken, und die man in ähnlicher Form und Beschaffenheit in Ägypten und Mesopotamien weit vor Beginn der christlichen Zeitrechnung gehabt hat.
ln Rom werden Wasserräder, die auch schon zum Antriebe von Mühlen benutzt werden, zur Zeit des Kaisers Augustus erwähnt. Beiisar erfand 59 n. Chr. die sogenannten Schiffsmühlen. In Deutschland erwähnt Ausonius zum ersten Male eine Mühle an einem Nebenfluß der Mosel. Es kann sich nur um die Ruwer oder die Dhron gehandelt haben. Oberhalb des Staubeckens, bei Büdlicher Brücke, hat man Reste einer römischen Mühle gefunden.
Leonardo da Vinci 1452 - 1513 hat schon Skizzen über den Antrieb einer Steinsäge durch ein oberschlächtiges Wasserrad hinterlassen, das erst seit dem Anfang des 18. Jahrhunderts in den verschiedenen Ländern Europas in Gebrauch ist.
Die erste Turbine wurde in der ersten Hälfte des vorigen Jahrhunderts in die Praxis eingeführt. Die Amerikaner brachten uns die Francis-Turbine und das Pelton-Rad, die sogenannte Löffelradturbine.
Die Möglichkeit, Wasserkräfte an Ort und Stelle für chemische Zwecke, die Textilindustrie, für Holzschleifereien und dergleichen, in großem Maßstabe auszunutzen, war somit gegeben, die Verwendung jedoch immer noch eine beschränkte, da man an den Ort gebunden war und der Mangel an Verkehrsmitteln und oft auch an geeignetem Gelände die Einrichtung industrieller Unternehmungen trotz billiger Betriebskräfte unwirtschaftlich machte.
Da kam der Turbine im letzten Jahrzehnt eine Helferin in der Dynamomaschine. Mit einem bescheidenen Versuche anfangend, bot die Hochspannungstechnik nach und nach die Möglichkeit, große Energiemengen auf große Entfernungen zu übertragen.
Vor allen waren es das an Wasserfällen reiche Amerika, sowie in Europa die Alpenländer, die sich die Nutzbarmachung der Naturkräfte zur Aufgabe stellten. Seit 1900 sind in Norditalien eine ganze Reihe hervorragender Werke geschaffen worden. So lenkte auch eine Kommission, die zur Besichtigung moderner Anlagen ernannt wurde, bestehend aus den Herren Kommerzienrat Laeis, Stadtbaurat Schilling und dem Verfasser, naturgemäß ihre Schritte nach Italien, um die dort beim Bau hydroelektrischer Anlagen gemachten Erfahrungen im Interesse der Stadt Trier zu verwerten. |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 39] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Hydrographisches |
| TEXT | Das Gesamtniederschlagsgebiet der linken Dhron hat eine Größe von 137,9 qkm, 131 qkm bis zur Sperrmauer. Es grenzt an die höchste Erhebung des Hunsrücks, den 817,4 m hohen Erbeskopf, an dessen Westhang der Röderbach und der in diesen einmündende Hohltrief entspringen.
Der Hochwald, in dem das Niederschlagsgebiet der linken Dhron teilweise liegt, gehört zu den regenreicheren Gebieten der Rheinprovinz.
Der Erbeskopf hat eine jährliche Regenhöhe von 1100 mm und mehr. Die durchschnittliche Regenhöhe in dem Hochwald ist über 900 mm. Aber auch der übrige Teil des Niederschlagsgebietes zeichnet sich durch starke Regenfälle aus; so hat das Forsthaus Beuren noch 803 mm und die nur 1 bzw. 2 km von der Gebietsgrenze entfernten Beobachtungsstationen Reinsfeld 1063 und Hermeskeil 954 mm im Jahresmittel. In dem in der Nähe der Mündung der Mosel gelegenen Orte Niederemmel wurden 656 mm in der Jahressumme ermittelt. Eine Regenhöhe von 1 mm bringt auf 1 qm 1 Liter, auf 1 qkm 1000 cbm. Bei einem Niederschlagsgebiet von 130 qkm demgemäß 130.000 cbm Wasser. Bei einer mittleren Regenhöhe von 800 mm empfängt das Gesamtniederschlagsgebiet der kleinen Dhron 110.400.000 cbm, bis zur Absperrstelle 104.000.000 cbm. Naturgemäß kommt ein erheblicher Teil dieser Menge nicht zum Abfluß, er wird insbesondere durch Verdunstung eingebüßt.
Da nach den Wassermessungen die mittlere jährliche Abflußmenge ungefähr 60.000.000 cbm beträgt, dürfte die Verdunstungshöhe 44.000.000 : 130 = 338 mm betragen. |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 40] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Sperrmauer |
| TEXT | Die Sperrmauer wurde 1,5 km westlich Heidenburg an einer geeigneten Stelle vorgesehen. Der Fluß hat hier nördliche Richtung. Entsprechend dem für das Ausgleichbecken vorgesehenen Fassungsvermögen von 500.000 cbm ergab sich eine Mauerhöhe von 16 m. Die Talsohle liegt an der Absperrstelle 198 m über N.N., so daß die Überfallkrone auf + 214 m zu liegen kam.
Der Inangriffnahme der Arbeit ging eine genaue Untersuchung der Baustelle auf ihre geologische Beschaffenheit voraus. Es wurde in der Hauptsache gefalteter Tonschiefer mit südwest- und nordöstlicher Streich-Richtung vorgefunden, der ein sehr steiles Einfallen nach Nordwesten besitzt. Die Tonschiefer sind durchweg frisch, fest und dünnplattig bis tafelig und blätterig und können als sehr wetterbeständig gelten. Teilweise war der Fels unter lockerem Gehängeschutt von mehreren Metern Mächtigkeit verborgen. Im Bachbett trat der Schiefer zu Tage. Dem Mauer- und Wasserdruck erschien der Schiefer durchaus gewachsen und konnte als schwerer und unnachgiebiger Untergrund angesehen werden. Zur Herstellung der Sperrmauer kam Bruchsteinmauerwerk in Traß-Kalkmörtel zur Verwendung, das auf eine 4 m tief gelegene die Fundamentsohle ausgleichende Betonschicht gegründet wurde.
Die Mauer bindet von beiden Seiten tief in den Felsboden der Hänge ein, so daß ihre obere Länge rd. 95 m beträgt. Im Grundriß ist sie zum Ausgleich von Temperaturspannungen und zur Erhöhung der Standsicherheit in einem Halbmesser von 90 m gekrümmt Sie besitzt eine Höhe von 16 m über Talsohle und eine größte Höhe von rd. 20 m über Unterkante Fundament. Die größte Stärke beträgt 14,83 m, die Kronenbreite ist 4 m. In einer Länge von 73 m ist die Mauerkrone als Überlauf ausgebildet.
Die Untersuchung der Standfestigkeit ist unter Vernachlässigung der Bogenform und der Ausrundungen an der Luftseite rechnerisch durchgeführt. Dabei ist der höchste Stauspiegel auf + 245*00 über N. N., das ist 1,00 über Überfallkante angenommen, und zur weiteren Sicherheit vorausgesetzt, daß die Mauer an der Luftseite bis zur Fundamentsohle + 194,00 über N.N. frei steht. Für das Mauergewicht ist mit einem Raumgewicht von 2300 kg und für das Erdgewicht von 1600 kg pro cbm gerechnet worden.
Zugspannungen treten nicht auf. Die größten Pressungen sind 4,97 kg/qcm an der Wasserseite bei leerem und 4,7 kg/qcm an der Luftseite bei gefülltem Staubecken.
Das Steinmaterial der Mauer besteht in der Hauptsache aus Grauwacke. Nur für das obere mittlere Drittel — von Ordinate + 210,00 über N.N. ab - mußte mangels geeigneten Materials auch Grauwackenschiefer verarbeitet werden. Die Steine sind im oberen Tale des Dhronbaches in einer Entfernung bis zu 3 km von der Baustelle in sechs Brüchen gewonnen. Schon die Anlage einer so großen Anzahl von Brüchen im Verhältnis zur Gesamtmauermasse von rd. 9000 cbm läßt die Schwierigkeit der Beschaffung des Steinmaterials erkennen.
Die Grauwackenbänke, die in Adern bis zu 10 m Mächtigkeit zwischen dem Ton- und Grauwackenschiefer lagerten, mußten herausgeschossen werden. Naturgemäß war der Abraum sehr groß, so daß auf 1 cbm Steine rund 1 cbm Abraum kam. Die Größe der Steine war so, daß dieselben im allgemeinen von einem Mann versetzt werden konnten. Die besten Steine wurden ausgesondert, bearbeitet und in die Ansichtsflächen vermauert.
Als Mörtel ist ein Traß-Kalkmörtel im Mischungsverhältnis
1 Raumteil Kalk + 1,5 Raumteil Traßmehl + 1,75 Raumteil Sand
verwendet worden, im Fundament anstatt des einen Raumteiles Kalk Vs Raumteil Portlandzement und 2/s Raumteile Kalk.
Die Wasserseite der Sperrmauer hat zur Erzielung der Wasserdichtigkeit einen 2,5 cm starken, fetten Putz aus Traß-Zementmörtel (1 Teil Zement + 1/2 Teil Traß + 1 bzw. 2 Teil Sand) erhalten, der zur weiteren Abdichtung noch mit einem dreimaligen Inertol-Anstrich versehen ist. Diese Dichtungsschicht ist. in der unteren Hälfte bis Ordinate + 209,00 N.N. durch eine Erdanschüttung geschützt. Über der Schüttung von Ordinate + 208,00 über N.N. ab bietet eine 5 m starke Verblendmauer aus Beton und auf der Mauer die ebenfalls aus Beton hergestellte Überfallkrone den Schutz gegen Temperatur und Witterungseinflüsse. In Abständen von 16 m ist die Abdeckung der Überfallkrone und die Verblendmauer durch lotrechte Fugen aufgeteilt. Hinter der Dichtungsschicht liegt im Inneren der Mauer ein Dränagesystem mit Vorflut nach der Mitte. Gegen den schädlichen Unterdruck des Wassers soll der an der Wasserseite 2 m tief in den Felsen eingreifende Sporn, sowie der hinter diesem nach der Luftseite hinliegende Sickerschlitz dienen, der durch ein zweites Dränagesystem ebenfalls zur Mitte der Mauer hin entwässert wird. Zur weiteren Erhöhung der Dichtigkeit ist der wasserseitige Schlitz zwischen Sporn und Fels mit einer dichtenden Betonschicht ausgefüllt.
Die Grundablässe, denen neben der Aufgabe, das Becken einmal vollständig zu entleeren, auch die Hochwasserbewältigung teilweise zufällt, sind beide seitlich angeordnet. Sie sind in den Stollen eingebaut, der am rechten Hang zur Umleitung des Bachwassers während der Bauzeit durch den Felsen gebrochen wurde. Beide Grundablässe haben einen gemeinsamen, 12 m langen, Zuleitungsstollen von 3 qm Querschnitt, der aus Beton hergestellt ist und zu dem ungefähr 15 m vor der Mauer stehenden Schieberturm führt.
Die Absperrvorrichtung besteht aus je einem Plattenschieber von 1,2 m Durchmesser und je einem Ziehschieber von 1,0 m Durchmesser, die hintereinander angeordnet und durch konische Übergangsstücke verbunden sind. Vordem Turm ist außerdem ein Dammbalkenverschluß vorgesehen. An die Ziehschieber schließen sich zwei schmiedeeiserne rd. 60 m lange Rohrleitungen von 1,0 m Durchmesser und 8 mm Wandstärke an. Die Rohre sind in Beton eingebettet und der gesamte Stollen-Hohlraum ist mit Beton ausgefüllt, der unter der Mauer selbst besonders dicht hergestellt wurde. Beide Rohre vermögen bei dem höchsten Stau + 214,00 über N.N. eine Wassermenge von mindestens 22 cbm/sec. abzuführen. Eine zweite Hochwasser-Entlastungsvorrichtung bildet der 73 m lange Überlauf an der Mauerkrone. Derselbe ist im Stande, die gesamte angenommene Hochwassermenge von 78,00 cbm/sec. bei einem Anstau von 0,62 m über die Wehrkrone abzuführen.
Der Überlaufkurve ist die Parabelform zu Grunde gelegt.
Um durch geringe überströmende Wassermengen nicht die gesamte Mauer zu benetzen, ist die Überfallkrone zu beiden Seiten auf eine Länge von je 14,60 m auf Ordinate + 214,00 über N.N. gelegt, während der mittlere Teil von 48,20 m Länge auf Ordinate + 214,10 über N.N. liegt. Durch die in beide Hänge eingebauten Kaskaden mit 6 bzw. 7 Stufen von im Mittel je 2,5 m Höhe wird das überschießende Wasser dem Sturzbecken zugeführt. Dasselbe hat eine Länge und Breite von je 20 m erhalten. Talabwärts ist dem Sturzbecken eine 20 m lange Überfallschwelle zur Bildung eines Wasserpolsters vorgelagert. Um den Temperaturschwankungen Rechnung zu tragen, sind im Sturzbett und in den Kaskaden sorgfältig gedichtete Trennfugen eingelegt. |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 42] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Druckstollen |
| TEXT | 100 Meter oberhalb der Sperrmauer beginnt der Stollen, der mit der anschließenden eisernen Rohrleitung dazu dient, das Kraftwasser aus dem Staubecken durch den Berg zu dem an der Mosel befindlichen Kraftwerk zu führen. Um das durch Aufstau gewonnene Gefälle von 16 m nutzbar machen und den Inhalt des Staubeckens im wesentlichen zum Ausgleich verwenden zu können, liegt die Sohle des Stollens anfangs auf Ordinate 202, so daß die Stollenwand unter Wasserdruck steht.
Er führt zunächst in einem leichten Bogen von 15 m Halbmesser bis zum Absperrturm in einem Gefälle von rd. 1,75%, wendet sich dann in gerader Richtung von Süden nach Norden, bildet hier einen Winkel von 156° 38' 44", um dann wieder gerade und horizontal bis zu dem Wasserschloß zu verlaufen.
Die Gesamtlänge des Stollens beträgt 1897 m. Er hat einen Querschnitt von 3 qm lichter Weite. Der Durchbruch wurde von beiden Seiten in Angriff genommen und bergmännisch durch das aus Grauwacke, Grauwackenschiefer und Schiefer mit Quarzit bestehende Gebirge vorgetrieben, das auf längeren Strecken mit kräftigem Holzeinbau versehen werden mußte. Auf dem nach der Südseite zu gelegenen Dhrontale war Grauwacke vorherrschend, auf der nördlichen, der Mosel zu gelegenen Seite Tonschiefer mit Quarzit und Grauwacken-Schiefer. Häufig waren die Schichten durch wasserführende blaue Tonadern unterbrochen. Der Ausbruch erfolgte durch Sprengung. Die Sprenglöcher wurden pneumatisch gebohrt. Zur Erzeugung der erforderlichen Druckluft war auf jeder Seite eine Kompressorenanlage aufgestellt. Der Antrieb der Kompressoren erfolgte wie bei allen andern Arbeitsmaschinen durch Drehstrommotoren, deren Speisung durch die bis zum Beginn der Bauzeit fertiggestellte Leitung Trier-Dhronwerk erfolgte. Eine 80 mm starke Flanschrohrleitung führte die Druckluft den Bohrhämmern zu. Als Bohrstahl zeigten sich für Schiefer dreimal raffinierter Holzkohlenstahl mit Z Schneide und für die harte Grauwacke der sogenannte Simplonstahl mit Meißelschneide besonders geeignet. Bohrer mit Kronenschneider haben sich nicht bewährt, da die Schärfung der in dem harten Gestein sehr schnell abgenutzten Schneiden zu lange Zeit in Anspruch nahm. Die Belegschaft des Stollens war in Tag- und Nachtschicht geteilt und bestand auf jeder Seite aus einem Schießmeister, einem Vorarbeiter mit je 4 Mineuren und je 6 Schleppern. Zu einem Abschuß wurden je nach Art des Gebirges 9 - 15 Löcher bis zu 1,70 m Tiefe gebohrt. Die Sprengungen erfolgten in der Regel bei Schichtwechsel und in den Mittagspausen, also bis zu viermal innerhalb 24 Stunden, ln der harten Grauwacke konnte häufig nur einmal abgeschossen werden.
Die durchschnittliche 24stündliche Leistung betrug im Schiefer 3,5 m Vortrieb, in der Grauwacke nur 2,0 m an jeder Arbeitsstelle. Als Sprengstoff wurden insgesamt ca. 30.000 kg Gelatin-Astralit, Donarit und an wasserreichen Stellen Dynamit verwandt.
Die Förderung der Ausbruchsmassen erfolgte mittels eigens dazu erbauter Stollenwagen von 0,80 cbm Inhalt, die durch Benzinlokomotiven geschleppt wurden. Diese haben in dem engen Stollen von rd. 6,00 qm Ausbruchquerschnitt sehr gute Dienste geleistet.
Aus verschiedenen Gründen war auch eine Frischluftversorgung des Stollens erforderlich, Insbesondere machten die Auspuffgase der Benzinlokomotive und die Sprengstoffgase bei fortschreitender Arbeit den Aufenthalt in dem Stollen insbesondere auf der Nordseite fast unerträglich. Es wurden daher zwei Hochdruckventilatoren aufgestellt, welche durch eine Windleitung von 150 mm Durchmesser frische Luft zur Arbeitsstelle brachten und die schlechte Luft aus dem Stollen herausdrückten. Zur Verbesserung der Luft trugen auch die Drucklufthämmer, wenn auch nur in bescheidenem Maße bei.
Große Schwierigkeiten bereitete auf der Südseite neben dem außerordentlich harten Gestein der Wasserandrang. Während auf der Nordseite das Wasser infolge
des natürlichen Gefälles in einem Graben ablief, mußte hier im Stollen, eine elektrisch betriebene Zentrifugalpumpe aufgestellt werden, um das vor der Arbeitsstelle sich ansammelnde Wasser durch eine Rohrleitung in das Dhrontal zu drücken.
Der Durchschlag erfolgte mit mathematischer Genauigkeit in der Nacht vom 16. auf den 17. Oktober 1912, 13 1/2 Monate nach Inangriffnahme der Arbeit.
Zur Erhöhung der Standfestigkeit und zur Verminderung der Reibungsverluste war eine Auskleidung des Stollens erforderlich.
Die Herstellung der Betonauskleidung im Stollen erfolgte unter Zuhilfenahme von eisernen Lehrbogen. Täglich wurden im Mittel 7 lfd. m ausgeführt. Die durchschnittliche Wandstärke beträgt 30 cm, im festen Gebirge verringert sie sich auf 15 cm, an druck-reichen Stellen beträgt sie bis 60 cm. Das Mischungsverhältnis ist:
1 Raumteil Zement + 0,5 Raumteil Traß + 2,5 Raumteil Sand + 5 Raumteil Grauwackenschotter bzw. Moselkies.
Die innere Fläche ist mit einem 3 cm starken Zementputz (1 : 1,5 mit Biberemulsion) versehen.
Der Beton ist stets den einfallenden Gebirgsschichten entgegen eingebracht, so daß er fest in die Felsspalten und zwischen die Felsspitzen hinein gestampft werden
konnte. Auf der Südseite (Dhrontal) folgte die Betonierung dem Vortrieb in angemessener Entfernung, während auf der Nordseite (Moselseite) erst nach erfolgtem Durchschlage von der Durchbruchstelle her nach außen in Abständen von etwa 300 m langen Strecken betoniert wurde. Die hierdurch sich ergebenden Schlußstellen sind im Scheitel mit bestem Ziegelsteingewölbe geschlossen. |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 47] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Stolleneinlauf und Ausgleichschacht |
| TEXT | In einer Entfernung von rd. 80 m vom Stolleneinlauf, der durch einen Grobrechen geschützt ist, ist der Schieberschacht mit der Abschlußvorrichtung für den Stollen gelegen.
Sie besteht aus einem Plattenschieber, welcher dem Stollenprofile angepaßt ist. Außerdem befindet sich in diesem Schacht ein sackartig ausgebildeter Feinrechen, der mittels Seilwinde hoch gewunden und so bequem entleert werden kann.
Am Ende des Stollens ist ein Ausgleichschacht von 5 m Durchmesser aus Eisenbeton erbaut. An den Schacht schließt sich die schmiedeeiserne Druckleitung an.
Ohne den Ausgleichschacht würde das Beharrungsbestreben der in Stollen und Druckleitung strömenden großen Wassermasse die Turbinenregulierung sehr nachteilig beeinflussen und starke Druckschwankungen in der ganzen Wasserzuführung erzeugen. Durch den Ausgleichschacht wird der Reguliervorgang vor dem Einfluß der Trägheit des Stollenwassers bewahrt, so daß die bei der Regelung unvermeidlichen Druckschwankungen nur noch von der viel kleineren Massenträgheit des Wassers in der Rohrleitung herrühren und deshalb erheblich vermindert sind. Zugleich werden die Druckschwankungen im Stollen vom eigentlichen Reguliervorgang unabhängig und entsprechen nur noch den im Folgenden zu betrachtenden Schwankungen des Wasserspiegels im Ausgleichschacht.
Im Beharrungszustand herrscht im Stollen und in der Rohrleitung gleichmäßige Strömung. Dem Schacht fließt diejenige Wassermenge zu, welche durch die Turbine ihrer Leistung gemäß entnommen wird. Dabei stellt sich der Wasserspiegel im Ausgleichschacht tiefer ein als der Wasserspiegel in dem Staubecken, und zwar um die Druckhöhe, welche zur Bewegung des Wassers durch den Stollen aufzuwenden ist, mit anderen Worten um die in dem Stollen auftretenden Reibungsverluste.
Bei einer Änderung der Wasserentnahme durch Verschiedenheit der Belastung der Turbinen wird sich die Wassergeschwindigkeit im Stollen dem neuen Wasserbedarf anzupassen suchen. Die hierzu erforderlichen Beschleunigungen und Verzögerungen folgen hierbei nicht unmittelbar den Belastungsänderungen der Turbinen, sondern vollziehen sich unter dem Einfluß der Massenträgheit des fließenden Wassers derart, daß die Geschwindigkeit im Stollen zunächst wie bei einer Schwingungsbewegung zu- und abnimmt. Die Folge davon ist ein periodisches Heben und Senken des Wasserspiegels im Schacht über und unter den Spiegel des anzustrebenden Beharrungszustandes. Je nach der Größe der vorausgegangenen Belastungsänderung wird diese Schwingungsbewegung längere oder kürzere Zeit andauern, um allmählich in den Ruhezustand überzugehen. Durch entsprechende Wahl des Schachtdurchmessers im Verhältnis zu den Abmessungen des Stollens werden die Wasserspiegelschwankungen in zulässigen engen Grenzen gehalten. Da wegen der Schwierigkeit der Wasserabführung auf die Anordnung eines Überlaufes am Schacht verzichtet werden mußte, war es erforderlich, den Ausgleichturm genügend hoch zu führen, um ein Überströmen des in die Höhe schwingenden Wassers zu vermeiden.
Die Berechnung der höchsten vorübergehenden Erhebung des Wasserspiegels, welche naturgemäß nach einer plötzlichen totalen Entlastung aller Turbinen zu erwarten und für die Höhe des Schachtes bestimmend ist, wurde auf Grund der Abhandlung über Wasserschloß-Probleme von Prasil in Band III der Schweizer Bauzeitung vorgenommen. Es ist für diese Berechnung:
die Stollenlänge: L = 1850 m
der Stollenquerschnitt: f = 3 qm
die maximale Wassermenge: Q = 8 cbm/s
die Geschwindigkeit im Stollen: w = Q / f = 2,66 m/s
der Querschnitt des Schachtes: F = pi / 4 * 5 * 5 = 19,5 qm
der Druckverlust im Stollen nach der Ganguillet-Kutterschen Formel mit einem Rauhigkeitsgrad n = 0,0150 bei 6,2 m Stollenumfang: hw = 7,17 m
Mit diesen Werten ergeben die Gleichungen von Prasil nach längerer Rechnung eine größte Erhebung des Wasserspiegels im Schacht über denjenigen vor dem Stollen von 9 m. Die Zeitdauer vom Abschluß der Turbinen, welcher für die vorliegende Rechnung als plötzlich erfolgend angenommen wurde, bis zum Eintreten dieses höchsten Wasserstandes beträgt ungefähr 64 Sekunden. Eine gewisse Unsicherheit bei dieser Rechnung besteht besonders in der Bestimmung des Druckverlustes hw im Stollen hinsichtlich der Wahl des Rauhigkeitsgrades. Wird mit einer kleineren Verlusthöhe gerechnet, etwa mit 3,6 m, entsprechend einem Rauhigkeitsgrad in der Kutter'schen Formel von n = 0,0110, also der geringeren Rauhigkeit eines besonders glatten Stollens, so ergibt sich eine größte Wasserspiegelerhebung von 11,40 m und damit der höchste Wasserstand im Ausgleichschacht zu + 214 + 1 +11,40 = + 226,4 m
Um für alle Fälle hinreichende Sicherheit gegen Überfluten zu erhalten, wurde der Schacht bis auf eine Höhe h = + 226,50 m ausgeführt. Ein Feinrechen mit 20 mm lichter Weite vor dem Rohreinlauf im Schacht verhindert, daß größere Steine, Holzstücke und dergl. in die Druckleitung und von da in die Turbinen gelangen können. Der Rechen ist natürlich nur selten für die Reinigung zugänglich und die Rechenfläche daher sehr reichlich gewählt. |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 53] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Druckrohrleitung |
| TEXT | Die Rohrleitung beginnt mit einem zwischen Ausgleichschacht und Schieberhaus (Wasserschloß) liegenden einbetonierten Rohrstrang von 40 m Länge, 1700 mm Lichtweite und 10 bzw. 12 mm Wandstärke, der sich unmittelbar vor dem Schieberhaus mittels des schmiedeeisernen geschweißten Gabelrohres in die beiden Rohrstränge von je 1200 mm lichtem Durchmesser teilt. Jedes der beiden Druckrohre beginnt mit einem gußeisernen Absperrschieber von 1200 mm lichtem Durchmesser. Die großen Schieber besitzen je eine Umgangsleitung von 200 mm lichter Weite mit Schieber zum Anfüllen der Turbinenleitung sowie zur Entlastung der Schieben Die Getriebe der Schieber sind so bemessen, daß die Schieber auch ohne Benutzung der Umgangsleitung bei vollem Wasserdruck von 1,4 Atm. von Hand geöffnet werden können. Ein Zeigerwerk am Getriebe der Schieber läßt die Stellung des Schieberkeils erkennen. Die Schiebergehäuse wurden mit einem Probedruck von 8 Atm. Druck geprüft. Zur Entleerung des Stollens für Nachprüfungs- und Instandhaltungsarbeiten sind an das Gabelrohr zwei gußeiserne Entwässerungsschieber angeschlossen.
Als weitere Abschlußvorrichtung ist kürz hinter den beiden Absperrschiebern je eine Drosselklappe angeordnet, die sowohl mechanisch für Handbetrieb eingerichtet als auch für elektrische Betätigung mit einem Elektromotor ausgerüstet ist. Der Elektromotor von 9,7 PS Leistung bei 1040 Umdrehungen in der Minute schließt mittelst doppelter Stirnradübersetzung und Schnecke die Drosselklappe in etwa 12 Sekunden. Er kann sowohl von der Schalttafel in der Zentrale aus, als auch im Falle eines Rohrbruches durch eine automatische Auslösevorrichtung und schließlich im Schieberhaus von Hand eingeschaltet werden. Die Auslösevorrichtung besteht aus einer vor der Drosselklappe in die Rohrleitung eingebauten Stoßplatte, die bei Überschreitung einer gewissen Wassergeschwindigkeit, wie sie bei einem Bruch der Rohrleitung eintreten würde, ein einstellbares Gewicht anhebt und dadurch den von einem anderen Gewicht betätigten Einschalter für den Elektromotor schließt. Ein Endausschalter stellt den Motor ab, kurz bevor die Drosselklappe in ihre Schlußstellung gelangt. Um unter allen Umständen einen Bruch des Getriebes zu vermeiden, ist die Klappe noch so eingerichtet, daß sie durch die Schlußstellung hindurchgehen kann, falls der Motor einmal nicht rechtzeitig zum Stillstände kommen sollte. An der Drosselklappe ist ein Zeiger mit Skala angebracht, an welcher die Stellung der Klappe ersichtlich ist. Außerdem befindet sich an der Schalttafel in dem Kraftwerk ein Fernzeiger, der durch das Leuchten von Glühlampen die Endstellungen der Klappe anzeigt.
Das Öffnen der Drosselklappen erfolgt stets von Hand im Schieberhaus.
Auf einem schmiedeeisernen Stutzen nach der Drosselklappe jedes Rohrstranges ist zur Belüftung ein selbsttätiges Luftventil angebracht, welches beim Abschließen der Drosselklappen oder der Schieber Luft in die Rohrleitung einströmen läßt und sie dadurch bei der Entleerung gegen Deformationen durch den äußeren Luftdruck sichert. An den Stutzen ist außerdem noch je ein Luftauslaßschieber zum Entlüften der Rohrleitung beim Anfüllen derselben angebracht.
Zwischen den Hauptabsperrschiebern und den Drosselklappen sind Paßrohre mit Stopfbüchsen angeordnet, welche das Zusammenbauen und durch die Nachgiebigkeit der Verbindung ein späteres Erneuern der Dichtungen an den Schieber- und Drosselklappenflanschen erleichtern.
Die Gehäuse der Drosselklappen sowie die Muffen der Stopfbüchsen sind aus Gußeisen hergestellt und mit einem Probedruck von 8 Atm. geprüft. Die schmiedeeisernen Zwischenstücke zwischen den Expansionsmuffen und den Schiebern sind mit Rücksicht auf die aufgenieteten Flanschen und Stutzen mit einer Wandstärke von 10 mm ausgeführt. An den Zwischenstücken sind Mannlöcher zur Nachprüfung der Rohrleitung und des Stollens angebracht.
Die beiden parallelen Rohrstränge haben 1200 mm lichten Durchmesser und sind je ca. 353 m lang. Sie sind bei den Gefällsbruchpunkten und beim Anschluß an die Verteilungsleitung in kräftigen Betonklötzen mittelst aufgenieteter Winkelringe verankert. Hinter jedem Verankerungsklotz sind Expansionsrohre eingebaut, welche die in den Rohrleitungen durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Längenänderungen ausgleichen.
Die mittels Wassergas überlappt geschweißten Rohre bestehen aus bestem Siemens-Martin-Blech von 3400 - 4000 kg/qcm Festigkeit und 25% Dehnung. Die Blechstärke beträgt in der oberen Zone 8 mm, in der mittleren Zone 10 mm und in der unteren 12 mm. Die Verbindung der einzelnen Rohre untereinander erfolgte durch lose Flanschen, die bei den Rohren mit 8 und 10 mm Blechstärke hinter umgebördelten Enden, bei den Rohren mit 12 mm Wandstärke und bei sämtlichen Krümmern hinter vorgeschweißten Bunden sitzen. Die Rohrleitungen erhielten hinter jedem Verankerungsblock ein Mannloch. Die Beanspruchung des untersten Rohres der mit 8 mm Blechstärke ausgeführten Zone beträgt bei einem garantierten Festigkeitsverhältnis z = 0,9 zwischen Schweißnaht und vollem Blech: Sigma = 585 kg/qcm.
Die Beanspruchung der betreffenden Rohre mit 10 bzw. 12 mm Wandstärke betragen: Sigma = 635 kg/qcm bzw. = 645 kg/qcm. Diese Beanspruchungen ergeben bei normalem Betrieb eine 5- bis 6,5-fache Sicherheit und bei den in Folge plötzlicher Entlastung sämtlicher Turbinen allenfalls auftretenden größten Drucksteigerungen eine 3,5- bis 4,5-fache Sicherheit. Über die Rohrleitung führen drei Wege und dicht beim Maschinenhaus das Gleis der Mosel-Kleinbahn. Die beiden Rohrstränge sind an der Längsseite des Maschinenhauses entlanggeführt und an ihrem unteren Ende durch zwei Krümmer zu einer Ringleitung verbunden.
Die Einläufe zu den vier Turbinen zweigen von dem der Gebäudemauer zunächst liegenden Rohrstrang ab. Dieser ist zwischen der zweiten und dritten Turbine durch eine Drosselklappe absperrbar, um mit einem Rohrstrang wenigstens 2 Turbinen betreiben zu können, falls der andere Strang einmal außer Betrieb gesetzt werden müßte. Die gesamte Rohrleitung wurde von den Dillinger Hüttenwerken in Dillingen a. d. Saar bezogen. |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 55] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Turbinen |
| TEXT | Von den für den vollen Ausbau vorgesehenen 4 Maschinensätzen bestehend aus je einer Turbine, einem Drehstromgenerator und angebautem Erregerdynamo, sind zunächst nur drei aufgestellt. Jeder Turbine wird das Wasser aus der Rohrleitung durch ein, die Gebäudemauer durchdringendes, sich von 850 mm auf 700 mm lichten Durchmesser verjüngendes Rohr zugeführt, das mittels eines achsial verschiebbaren, stopfbüchsenartigen Rohrstückes mit dem Einlaßschieber verbunden ist. Der Schieber ist mit einem Hubkolben und einem Steuerapparat versehen und wird durch den in der Druckrohrleitung zur Verfügung stehenden Wasserdruck geöffnet und geschlossen. Vom Schieber führt ein Gußkrümmer das Wasser der Turbine zu. Die Turbine ist als Francis-Turbine im Spiralgehäuse mit einem nach einer Seite ausgießenden Laufrad ausgeführt. Sie ist für eine Höchstleistung von 2000 PS bei 84 - 100 m Nettogefälle gebaut und macht 600 Umdrehungen in der Minute.
Das gußeiserne Spiralgehäuse ist mittelst geschmiedeter Stahltraversen gegen den inneren Druck von 100 m versteift und stützt sich mit dem senkrechten Einlaufstutzen auf den Einlaufkrümmer, während es auf der anderen Seite durch einen Fuß und Ankerschrauben gehalten wird. In das Spiralgehäuse ist der mit 16 Stahlguß-Leitschaufeln ausgerüstete Leitapparat eingesetzt. Die Leitschaufeln sind mit Deltametall ausgebüchst und drehen sich auf stählernen Leitschaufelbolzen, die in den beiden Leitraddeckeln befestigt sind. Die Laufflächen der Leitschaufeln auf den Bolzen können durch die durchbohrten Bolzen hindurch geschmiert werden. Die Bewegung der Leitschaufeln wird durch den Regulierring bewirkt, der in einer Ausdrehung des einen Leitraddeckels läuft und mit den Leitschaufeln durch Bronze-Lenker verbunden ist, die nach Voith'schem Patent gebaut, sehr glatte Leitkanäle ergeben. Bei so hohen Gefällen, wie dem hier vorliegenden, werden erfahrungsgemäß die Leitradwände und auch die Deckel selbst bei sandfreiem Wasser mit der Zeit ausgewaschen und deshalb sind die Leitradwände mit Einsatzringen von Stahl versehen, die dem Angriff des Wassers besser widerstehen und im Bedarfsfälle leicht ausgewechselt werden können. Ebenso sind auch die Deckel durch Schilde aus Bronze geschützt.
Aus dem Leitapparat tritt das Wasser in das Laufrad, das aus einer besonders gutbewährten Bronzelegierung gegossen ist. Bronze hat gegenüber Stahl den großen Vorzug, daß die Laufradkanäle sehr sauber und glatt mit homogener Oberfläche hergestellt werden können.
Die Turbinenwelle ist aus bestem Siemens-Martin-Stahl gefertigt. Die Kupplung mit der Generatorwelle erfolgt durch eine geschmiedete Flanschenkupplung.
Die Turbinenwelle erhält nur ein Lager, das in einer Konsole am Leitraddeckel befestigt ist und durch einfaches Herausdrehen aus der Konsole entfernt werden kann. Das Lager hat Ringschmierung und ist zur Aufnahme des vom Laufrad herrührenden Achsialschubes als Kammlager ausgebildet. Das hohle Wellenende, der Kammzapfen, ist zur Erzielung voller Sicherheit noch mit einer Einspritzwasserkühlung versehen. Das zur Kühlung gebrauchte Wasser läuft in einem Schauglas sichtbar durch die Abfallleitung in den Unterkanal. Da das Moselhochwasser gelegentlich über Turbinenwellenhöhe steigt, und dann durch die Ablaufleitung in das Maschinenhaus dringen würde, ist Vorsorge getroffen, daß dieses Kühlwasser zu Hochwasserzeiten zusammen mit dem Kühlwasser der Generatorlager und etwaigem Sickerwasser in den Dynamogruben in einem Kanal gesammelt und durch Pumpen fortgeschafft werden kann. Durch die starre Kupplung der Turbinenwelle mit dem Generator erhält das turbinenseitige Generatorlager eine Zusatzbelastung von etwa 600 kg, die vom Gewicht der rotierenden Turbinenteile herrührt.
Die Durchtrittstellen der Welle, am Leitraddeckel und am Saugrohrkrümmer sind mit Stopfbüchsen versehen, welche, da sie nur gegen Vakuum zu dichten haben, leicht zu warten sind.
Aus dem Laufrad tritt das Aufschlagwasser in den Saugkrümmer, der in der Vertikalen geteilt ist und auf einem einbetonierten Tragrohre steht, so daß er jederzeit bei Laufradrevisionen bequem weggenommen werden kann. An das Tragrohr ist unten das Blechsaugrohr angeschraubt, welches von 850 mm auf 1400 mm Durchmesser sich erweiternd das Wasser mit verringerter Geschwindigkeit in den Unterwasserkanal abführt.
Zur Verbindung der Turbine mit dem Geschwindigkeitsregler dient das Reguliergetriebe, Der oben bereits erwähnte Regulierring wird durch zwei im Leitraddeckel gelagerte Kurbeln verstellt. Die Kurbeln werden mittelst Hebeln und Zugstangen von der Regulierwelle, die ihrerseits vom Kolben des Servomotors bewegt wird, um kleine Winkel gedreht. Der Servomotor arbeitet mit Drucköl, das von einer Zahnradpumpe geliefert wird, die in dem als Ölbehälter Und Windkessel ausgebildeten Reglerständer eingebaut ist. Ein äußerst empfindliches Zentrifugalpendel, dessen Schwunggewichte auf langen Schneiden klemmungsfrei und reibungslos gelagert sind, beeinflußt durch eine einfache Vorsteuerung das Steuerventil, welches seinerseits die Ölverteilung im Servomotorzylinder bewirkt. Ein sehr pünktlich wirkender Rückführmechanismus führt das Steuerventil in seine Mittellage zurück und sorgt so für genaueste Anpassung der Beaufschlagung der Turbine an die Belastung der Dynamo. Die selbsttätige Regelung läßt sich jederzeit während des Betriebs abstellen und mit einigen einfachen Handgriffen auf Handregulierung umschalten und umgekehrt. Zum Parallelschalten sind die Regulatoren mit Tourenverstellvorrichtung versehen, die sowohl von Hand als auch mittelst eines kleinen von der Schalttafel aus gesteuerten Elektromotors betätigt werden kann. Ein Tachometer und ein Leitschaufelstellungsanzeiger, die beide auf dem Spiralgehäuse aufgestellt sind, lassen auch vom Schaltbrett her die Wirkung des Reglers erkennen. Die Schlußzeit der Regler ist. so eingestellt, daß bei plötzlicher totaler Entlastung keine höheren Drucksteigerungen als solche um 50 % des normalen Gefälles auftreten können. |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 60] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Generatoren |
| TEXT | Unmittelbar mit den Turbinen sind drei Drehstromgeneratoren gekuppelt. Entsprechend der Turbinenleistung wurden die Generatoren mit je 1870 kVA oder 1500 kW bei cos phi = 0,8 dauernder Leistung, bei einer Spannung von 5000 - 5500 Volt und einer Frequenz von 100 Wechseln in der Sekunde, reichlich bemessen. Bei Bestellung der Maschinen wurde die Forderung gestellt, daß die die Erregerwicklung tragenden Rotoren eine Tourenerhöhung bis zu 80% also von 600 bis zu 1080 Umdrehungen pro Minute aushalten müssen. Diese Forderung wurde erhoben, weil es trotz aller Vorkehrungen Vorkommen kann, daß der Regulator an der Turbine durch Fremdkörper gehemmt oder außer Tätigkeit gesetzt wird. Die erhöhte Drehzahl der Stromerzeuger ergibt natürlich außerordentlich große Fliehkräfte der umlaufenden Teile und damit hohe Materialbeanspruchungen. Um das Material bei der großen Beanspruchung auf Fehlerfreiheit untersuchen zu können, sind die fertigen Rotoren mit der größtmöglichen Drehzahl geprüft worden. Diese Probe wurde in einem besonderen Schleuderstand vorgenommen.
Der Aufbau der Generatoren ist folgender: Der wirksame Eisenkern des Stators, der die induzierte Wicklung trägt, ist aus segmentförmig gestanzten, genuteten Blechen zusammengesetzt, die durch Papier von einander isoliert und deren Stoßfugen gegeneinander versetzt sind. Durch in das Blechpaket eingelegte Zwischenstege werden Luftkanäle zur Kühlung des Eisens und der Wicklung des Stators gebildet. Für das Gehäuse der Generatoren wurde Gußeisen verwendet. Der Blechkörper wird vom Gehäuse durch schwalbenschwanzförmige Leisten getragen, die am inneren Gehäuseumfang angeschraubt werden. Die Wicklung ist wegen der hohen Spannung als sogenannte Formwicklung ausgeführt. Die nach Schablonen fertig gewickelten Spulen sind in die offenen Nuten eingelegt Besondere Maßnahmen wurden für die Befestigung der Spulenköpfe getroffen, um den erheblichen Beanspruchungen, die durch Netzkurzschlüsse auftreten, Rechnung zu tragen. Zu diesem Zweck sind Haltebolzen angebracht, die mit einander verbunden, die Wicklungen so versteifen, daß alle dynamischen Kräfte ohne Beschädigung irgend eines Wicklungsteiles aufgenommen werden. Besondere Vorkehrungen mußten für die Kühlung der Maschinen getroffen werden. Da der Durchmesser der Generatoren wegen der hohen Umdrehungszahl notgedrungen gering gehalten werden mußte, so wird infolge der verringerten Abkühlungsoberfläche in der Raumeinheit eine verhältnismäßig große Wärmemenge entwickelt. Die Maschinen wurden daher zur Erzielung einer kräftigen Ventilation in halb gekapselter Ausführung gebaut. Die Zufuhr der Frischluft erfolgt dabei in der Weise, daß sie von dem Rotor in die Zwischenräume, welche zwischen den seitlichen Schilden und der Welle freibleiben, aus dem Maschinenraum angesaugt und durch die Kühlwege der Maschine gepreßt wird. Die erwärmte Luft entweicht durch die im Gehäuserücken vorgesehenen Löcher in den Maschinen bzw. Kellerraum. Der Polkranz ist aus zwei nebeneinander liegenden Stahlplatten zusammengesetzt. Die Pole sind aus. Stahlguß hergestellt und mit kreisrundem Querschnitt ausgeführt. Die Polschuhe haben rechteckige Form und sind zur Vermeidung von Wirbelströmen an der Oberfläche lamelliert. Die Wicklung der Pole besteht aus hochkantgebogenem Flachkupfer, dessen einzelne Lagen durch imprägniertes Papier von einander getrennt Sind. Die Anordnung gewährt gute Kühlung und besitzt dabei hohe Festigkeit. Die ganze Spule wird durch eine Druckplatte gegen jede Lagenänderung gesichert. Die Schleifringe für die Zuführung des Erregerstromes sind aus harter Bronze hergestellt. Die Lager sind zweiteilig ausgeführt, sie werden auf dem Lagerbock mit kugelförmigem Sitz gelagert. Wegen der hohen Zapfengeschwindigkeit erhielten; sie Wasserkühlung. Die Lagerböcke besitzen breit ausladende Füße und sind mit der Grundplatte, che zur Unterstützung des Stators dient, verschraubt. Auf der verlängerten Grundplatte sitzen die Erregermaschinen, von denen jede 14,6 kW bei 110 Volt Spannung leistet. Diese Erregermaschinen sind mit Hilfe einer angeschmiedeten Kupplung starr an das Ende der Generatorwelle angeflanscht. |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 64] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Transformatoren |
| TEXT | Um die in den Generatoren erzeugte Energie mit möglichst geringem Verlust an die entfernt liegenden Verbrauchsstellen abgeben zu können, sind im Kraftwerk drei Transformatoren aufgestellt worden, welche die Spannung von 5000 bis 5500 Volt auf 25.300 bis 27.800 Volt umwandeln. Die Leistung beträgt je 1870 kVA. Bei Beschaffung der Transformatoren wurde insbesondere großer Wert auf hohen Wirkungsgrad gelegt. Derselbe beträgt bei induktionsfreier Vollbelastung 98,3%.
Die Transformatoren sind als Drehstrom-Manteltransformatoren ausgebildet, deren Wicklungen in Öl liegen und durch eine im Öl liegende, wasserdurchflossene Kühlschlange künstlich gekühlt werden. Der arbeitende Eisenkörper des Transformators ist aus Blechen zusammengesetzt, die aus Tafeln von 0,3 mm Stärke bestehen und auf einer Seite mit Papier beklebt sind. Die Blechtafeln werden durch isolierte Bolzen zusammengehalten. Jeder Transformator besteht aus 12 Blechpaketen, die stumpf zusammenstoßen und durch eine sehr kräftige Spannkonstruktion festgehalten werden. In dem Eisenkörper sind vertikale Schlitze angebracht, durch die das Öl nach oben strömt und die infolge der Hysteresis und der Wirbelströme entstehende Wärme der Kühlschlange zuführt. In gleicher Weise wirkt das Öl auch an den Außenflächen des Blechkörpers. An dem oberen Teil des Gestells ist die aus Hartblei bestehende Kühlschlange derart angebracht, daß sie für sich, ohne Transformator, herausgenommen werden kann. Der den Transformator umhüllende Kessel ist aus Schmiedeeisen hergestellt und autogen geschweißt.
Zur Isolierung und Kühlung der Transformatoren wird dünnflüssiges Mineralöl mit hohem Entflammungspunkt benutzt. Um dieses Öl in gutem, möglichst unverändertem Zustande zu erhalten, wurde noch ein sogenannter Ölkonservator verwendet. Er besteht aus einer Einrichtung, welche die Oxydation des warmen Öles an der Luft verhindert. |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 67] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Schaltanlage |
| TEXT | Bei der Projektierung der Schaltanlage wurde insbesondere auf große Übersichtlichkeit und Einfachheit der Anordnung der größte Wert gelegt.
Entsprechend der Maschinenspannung von 5000 Volt und der Übertragungsspannung von 25.000 Volt war es erforderlich, zwei Schaltanlagen sowie eine Hilfsschaltanlage zur Betätigung und Steuerung der Schalter und für den eignen Bedarf des Kraftwerkes zu schaffen. Dadurch, daß zu jeder Maschine ein gleich großer Transformator gehört, kann derselbe als ein Teil der Maschinenwicklung betrachtet werden. In die Verbindungsleitungen zwischen Maschinen- und Transformatorwicklung wurden die Meßinstrumente eingeschaltet. Die 5000-Volt-Schaltanlage wurde in dem geräumigen und hellen Kellerraum vor den Maschinenfundamenten angeordnet. Sie besteht aus einer Anzahl von Zellen, welche aus Winkeleisengerüsten und feuerfesten Gipsplatten hergestellt sind. Für die Apparate und Instrumente jeder Maschine sind drei Felder angebaut, so daß entsprechend den drei Maschinen zur Zeit neun Maschinenfelder und außerdem noch drei Felder für andere Zwecke errichtet wurden. Durch eine in der Anlage befindliche Sammelschiene ist es möglich, die im Allgemeinen mit den zugehörigen Transformatoren verbundenen Maschinenwicklungen auch mit anderen Transformatoren in Verbindung zu bringen, so daß zum Beispiel im Falle eines Defektes an der Maschine I und an dem Transformator II es möglich ist, die Maschine II auf den Transformator I arbeiten zu lassen. Betriebsmäßig wird eine Maschine dauernd mit der Sammelschiene in Verbindung stehen, da von ihr die Energie für den Antrieb der Hilfsmaschinen im Kraftwerk und dessen Beleuchtung entnommen wird. Durch ein weiteres Feld ist der Anschluß eines Transformators zur Versorgung der nächsten Umgebung des Dhronkraftwerkes mit der direkt zur Verteilung geeigneten Unterspannung von 12.500 Volt vorgesehen. Die 25000 Voltanlage ist in einem besonderen zweietagigen, geräumigen Schalthaus von 150 qm Bodenfläche untergebracht. Im Erdgeschoß, welches eine Höhe von 8 m hat, stehen zwei Gruppen von Zellen. Die eine Gruppe dient zur Aufnahme der den Transformatoren bzw. der den Maschinen entsprechenden Apparate und eines Kuppelschalters, durch welchen die Möglichkeit geboten wird, die beiden, voneinander vollständig getrennten Sammelschienensysteme miteinander zu verbinden. Die beiden Sammelschienensysteme bieten einesteils die Möglichkeit, mit verschiedenen Spannungen gleichzeitig zu arbeiten, dann aber auch ein Sammelschienensystem zu Reinigungs- und Revisionszwecken vollständig außer Betrieb setzen zu können, ohne die Stromlieferung in irgend einer Weise einschränken zu müssen. Die andere Zellengruppe enthält gleichfalls 5 Felder, von denen 4 zum Anschluß von 4 Freileitungen vorgesehen sind, während das fünfte zum Anschlüsse eines zur Versorgung der Stadt Trier verlegten Erdkabels dient. Die aus diesen 5 Feldern abführenden Leitungen wurden in dem darüber liegenden Geschosse des Schaltraumes unter vollständiger Phasentrennung durch Anordnung von Funkenstrecken und Kondensatoren gegen Überspannungen und Blitzschläge in weitgehendstem Maße geschützt. Sämtliche Maschinen-, Transformatoren-, Leitungs- und Kuppelschalter werden durch Fernsteuerung von einem auf Maschinenhausflur befindlichen Schaltpult gesteuert. Von dem Schaltpult aus kann man auch die Tourenzahl der Turbinen zwecks Veränderung der Belastung beeinflussen. An ihm sind die Handräder der in dem Kellergeschoß befindlichen Regulierwiderstände untergebracht. In ihm befinden sich die Zähler, welche die Aufgabe haben, den erzeugten Maschinenstrom zu registrieren, sowie eine Gleichstromsammelschiene, von welcher die Energie zur Betätigung der Ölschalter und zur Erregung der Generatoren im Falle des Defektes einer Erregermaschine entnommen werden kann. Auf einer geneigten Fläche des Schaltpultes sind die erforderlichen Meßinstrumente in Profilform angebracht. Das Schaltpult, welches nur eine Bodenfläche von ca. 5 qm bedeckt, setzt den Maschinisten in die Lage, die ausgedehnte Schaltanlage von einem Standpunkt aus in übersichtlicher, leichter und schneller Weise bedienen zu können. An einer Längswand des Maschinenhauses ist eine Hilfsschalttafel für den eigenen Bedarf. Die Beleuchtung der Zentrale erfolgt im Allgemeinen durch Drehstrom. Für den Fall einer Betriebsstörung schaltet sich die Zentralenbeleuchtung automatisch auf eine Hilfsbatterie um, deren Aufladung durch zwei Asynchronumformer erfolgt, die so groß bemessen sind, daß sie die Erregermaschine einer Dynamo ersetzen können. Von der Gleichstromschalttafel aus wird die Gleichstromsammelschiene des Schaltpultes mit Energie versorgt. Es ist von der Gleichstromschalttafel aus ferner möglich, die in dem Wasserschloß befindlichen Drosselklappenmotoren zu betätigen, um die Druckrohrleitung für den Fall eines Defektes schnell absperren zu können.
Abmessungen der verwendeten Hochspannungsschalter.
Die in der Schaltanlage eingebauten Ölschalter genügen infolge der großen Abmessungen der Kontakte, des Porzellans und der Polentfernungen den weitgehendsten Ansprüchen auf Betriebssicherheit und entsprechen den in der neueren Zeit aufgestellten Richtlinien des Verbandes Deutscher Elektrotechniker. Der Polabstand beträgt bei den 5000-Volt-Schaltern 200 mm, bei den 25.000-Volt-Schaltern 350 mm. Die Schalter sind für eine maximale Dauerstromstärke von 200 Ampère bemessen.
Sie sind sämtlich so eingerichtet, daß sie auf Laufschienen zwecks Kontrolle oder Austausch leicht aus den Zellen herausgefahren werden können. Um an den betriebsmäßig eingebauten Schaltern die Kontakte und sonstigen inneren Teile leicht revidieren zu können, ist eine Einrichtung zum Herablassen des Öltopfes angebracht, die bei den 5000-Volt-Schaltern aus einem Hebelwerk, bei den 25.000-Volt-Schaltern aus Kurbel, Schnecke und Schneckenrad besteht.
Die vollständig betriebsmäßig ausgerüsteten d.h. mit Öl gefüllten Schalter der 5000-Volt-Anlage haben eine Überschlagspannung von über 47.000 Volt und eine Kurzschlußleistung von 60.000 kVA, die der 25.000-Volt-Anlage eine Überschlagspannung von 90.000 Volt und Kurzschlußleistung von 180.000 kVA oder 200.000 PS. |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 68] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Kraftübertragung nach Trier. |
| TEXT | Um den wichtigsten Teil des gesamten Versorgungsgebietes, die Stadt Trier, mit ihren zahlreichen Lichtgroßkonsumenten, mit ihrer Straßenbahn, der umfangreichen Straßenbeleuchtung und einer Reihe von großen Fabriken und Werkstätten von der Möglichkeit einer Freileitungsstörung unabhängig zu machen, wurde zur direkten Verbindung des Dhronkraftwerkes mit dem städtischen Kabelnetz ein Erdkabel für 25.000 Volt Betriebsspannung in einer Länge von 23,5 km verlegt. Da heute noch wenige Kabel dieser Spannung in Betrieb sind, sei auf die Konstruktion und die elektrischen Eigenschaften desselben etwas genauer eingegangen. Die drei Kupferleiter von je 35 qmm Querschnitt bestehen je aus 7 Kupferdrähten, welche miteinander rund verseilt sind. Jeder Leiter ist mit Spezialhochspannungspapierstreifen spiralförmig bis zu einer Gesamtstärke von 7 mm umwickelt. Drei solcher mit blau, weiß und rot gefärbtem Papier gekennzeichneten Leiter sind miteinander verseilt. Die Lücken zwischen den Leitern wurden mit Jute ausgefüllt und dann das Leiterbündel wiederum mit Hochspannungspapier bewickelt, bis eine Gesamtstärke von 7 mm erreicht wurde. Auf diese Weise wurde die vorgeschriebene Isolationsstärke von 14 mm zwischen Leiter und Leiter sowie Leiter und Blei erhalten. Die so hergestellten Kabel wurden alsdann eine gewisse Zeit lang getrocknet und daraufhin in Spezialmasse getränkt. Nachdem wurden die Kabel mit einem nahtlosen Bleimantel von 3,4 mm Stärke umpreßt.
Vor der Weiterbehandlung wurden sämtliche Längen mit der vorgeschriebenen dreifachen Betriebsspannung d.h. 75.000 Volt Drehstrom bei 50 Perioden pro Sekunde eine halbe Stunde lang geprüft. Bezüglich des Isolationswiderstandes war der Lieferantin vorgeschrieben: Der Isolationswiderstand der Kabel, welcher bei 15 °C pro km 50 Megohm im Minimum betragen soll, ist nach Beendigung der Spannungsprobe baldmöglichst festzustellen und soll die Verringerung des Isolationswiderstandes 33,33 % nicht überschreiten. Die Kabel hatten durchschnittlich. 600 Megohm/km bei 15 °C. Gleich nach der Spannungsprobe vorgenommene Messungen ergaben eine Verringerung des Isolationswiderstandes von nur 10 - 12 %. Die Kapazitätsmessung wurde mittels Wechselstrom in der Weise vorgenommen, daß Ader I gegen Ader II und III und gleichzeitig gegen Erde bei der Betriebsspannung gemessen wurde. Vorgeschrieben wären höchstens 0,16 Mikrofarad pro Kilometer. Erreicht wurden durchschnittlich 0,13 Mikofarad/km. Der Kupferwiderstand jedes Leiters betrug durchschnittlich 0,50 Ohm/km bei 15 °C. Nachdem die blanken Bleikabel alle Garantien erfüllt hatten, wurden sie zur weiteren Fabrikation freigegeben und nunmehr durch ein heißes Goudronbad gezogen sowie gleichzeitig mit zwei Lagen präpariertem Papier bewickelt. Hierauf folgte eine Lage geteerte Jute. Zum Schutze gegen mechanische Beschädigungen wurden dann die Kabel mit zwei Lagen 1 mm starken Bandeisens armiert und nochmals mit einer geteerten Juteumspinnung versehen. Die Abmessungen der Kabel sind folgende:
Blanker Kupferdraht 7 x 2.53 = 7,7 mm Durchmesser
Papierstärke 14 mm: 21,7 mm
3 Adern verseilt (rund): 46,8 mm Durchmesser
Papier: 61,2 mm Durchmesser
Blei 3,4 mm: 68 mm Durchmesser
Papier und Jute: 74 mm Durchmesser
2 Stahlbänder 1 mm: 78 mm Durchmesser
Jute: mm Durchmesser
Gewicht pro lfd. m ca. 16,5 kg
Die fertiggestellten Kabel wurden nochmals nach dem Prüffeld gebracht, um festzustellen, ob irgend eine Beschädigung während der weiteren Fabrikation vorgekommen war. Zu diesem Zwecke setzte man die einzelnen Längen wiederum der dreifachen Betriebsspannung eine halbe Stunde lang aus. Dann wurden sämtliche Kabelenden mit Bleikappen verschlossen, um das Eindringen von Feuchtigkeit in die Kabel zu verhindern. Von je 5000 m Kabel wurde ein Probestück von mindestens 10 m Länge abgeschnitten und einer besonderen Prüfung unterworfen, wofür folgende Bedingungen gestellt waren:
Das Stück muß die zweieinhalbfache Betriebsspannung bei 50 Perioden per Sekunde 3 Stunden lang aushalten.
Das Stück wird alsdann einer Biegeprobe unterworfen in der Weise, daß es um einen Kern vom 12fachen Durchmesser (über Blei gemessen) dreimal hin und her aufgewickelt wird. Darauf wird das Stück eine Viertelstunde lang einer dreifachen Betriebsspannung ausgesetzt, wobei es nicht durchschlagen darf.
Alle Stücke hielten diese Beanspruchung anstandslos aus. Die Spannung wurde jedesmal bis 100.000 Volt erhöht, ohne daß das durch die scharfe Biegeprobe stark beanspruchte Material durchschlug, auch wurden sämtliche Stücke auf kurze Zeit zwischen den drei zusammengebundenen Adern und Blei mit Wechselstrom von 100.000 Volt geprüft. Die Funken übersprangen die Papieroberfläche vom Kupfer zum Blei (1200 mm), anstatt das isolierende Material zu durchschlagen.
Die Messungen des Verlustes im Dielektrikum mit der Betriebsspannung bei 50 Perioden per Sekunde wurden an verschiedenen Kabellängen vorgenommen. Vorgeschrieben war: Der Verlust darf 3,5% der vom Kabel aufgenommenen scheinbaren Leerlaufenergie nicht überschreiten. Der Leistungsfaktor soll 0,02 nicht überschreiten. Bei den vorgenommenen Prüfungen war die aufgenommene scheinbare Ladeleistung ziemlich konstant zwischen 29 und 29,5 kVA/km. Der Leistungsfaktor war auch konstant und betrug nahezu 0,01 (genauer 0,00995). Dies ergibt bei der Betriebsspannung und 50 Perioden per Sekunde einen dielektrischen Verlust von rund 0,25 kW/km oder weniger als 1% der aufgenommenen scheinbaren Leistung.
Zur direkten Verständigung des Dhronkraftwerkes mit dem Dampfkraftwerk und dem Verwaltungsgebäude in Trier wurde mit dem Kabel noch ein zweipaariges Telefonkabel verlegt.
Obwohl das Hochspannungskabel außerordentlich günstig eingekauft werden konnte, war der Preis pro lfd. m doch noch so hoch (M. 8,70 ohne Armaturen), daß Wert auf die Benutzung der kürzesten Verbindungswege gelegt werden mußte. Die größten Schwierigkeiten verursachte während der Verlegungsarbeiten der sehr weite Transport der Kabeltrommeln, insbesondere dadurch, daß die Trommeln in einer sehr regenreichen Zeit und bei Temperaturen von +15 bis -4° C von den Staatsbahnhöfen Trier und Ruwer, sowie den Bahnhöfen Longuich und Leiwen der Moseltalbahn teilweise bis zu 15 km gefahren werden mußten.
Mit der Verlegung der Kabel wurde Anfang September 1912 begonnen. Kurz nach Weihnachten wurden die letzten Kabel eingezogen und der Einbau der Muffen gegen Mitte Januar 1913 beendet, so daß die Kabelanlage am 15. Januar 1913 betriebsfertig zur Verfügung stand.
Die Verlegung des Kabels wurde durch das Personal des Kabelwerkes, der Bergmann Elektrizitätswerke A.-G., Berlin, vorgenommen. Die beiden Kabel liegen in einem Graben von 90 cm Tiefe; Die Entfernung zwischen dem Hochspannungs- und dem Telefonkabel beträgt durchschnittlich 20 cm. Die Abdeckung der Kabel erfolgte durch Spezialplatten, welche in eigener Regie auf dem Gelände des Dampfkraftwerkes aus Schlackenbeton hergestellt wurden. Die Abmessungen der Platten waren 500 x 300 x 90 mm. Die Muffen zur Verbindung der einzelnen Längen sind nach dem System der Doppelmuffe konstruiert. Als innere Muffe dient eine Bleimuffe besonderer Form, welche mit einer Gußmuffe umgeben ist. Die Adern der Kabel wurden in der Muffe zusammengelötet und mit besonderen Isolierstücken voneinander getrennt. Die Bleimuffe der Kabel wurde alsdann mit dem Bleimantel der Kabel verlötet und die Muffen unter Luftleere mit Spezialmasse gefüllt. Nachdem es durch eine Reihe von Versuchen im Kabelwerk gelang, verschiedene Muffen dauernd einer Spannung von 100.000 Volt auszusetzen, kann man der Ansicht sein, daß die auf diese Weise hergestellten Muffen der elektrischen Festigkeit des Kabels gleichwertig sind. Die zum mechanischen Schutz angebrachten Gußmuffen wurden von der Eisengießerei und Maschinenfabrik von Ed. Laeis & Co., Trier angefertigt. Das Kabel folgt zuerst der Druckrohrleitung und der Stollenachse und steigt innerhalb 600 m Luftlinie ca. 350 m über den Spiegel der Mosel. Auf der Höhe führt die Kabeltrasse die alte Römerstraße entlang, durch den Leiwener und Detzemer Wald, folgt der Chaussee, welche nach Büdlicherbrück führt, ein kurzes Stück, und führt durch äußerst schwieriges Terrain nach dem Orte Oberfell. Sowohl an dem Berge beim Kraftwerk als auch auf dem steilen Fellerberge waren große Bodenschwierigkeiten zu überwinden. Infolge des harten Felsgesteins wurde der Fortgang der Erdarbeiten sehr gehemmt. Da die Zufuhrstraße vor Oberfell für den Transport der 3000 kg schweren Kabeltrommeln völlig ungeeignet war, blieb nichts anderes übrig, als ganze Kabellängen von rund 150 m durch Arbeiter an Ort und Stelle, manchmal bis auf eine Entfernung von 1000 m, tragen zu lassen. Zirka 3 km vor Oberfell befindet sich der höchste, annähernd 500 m über dem Meeresspiegel oder 400 m über dem Spiegel der Mosel gelegene Punkt der Kabelstrecke. Von Oberfell aus führt die Strecke über den Galdberg (340 m) nach Mertesdorf und weiter nach dem Staatsbahnhof Grünhaus (130 m). Über das Gelände des Trierer Garnisonexerzierplatzes, den Grüneberg (250 m), durch den Trierer Vorort Kürenz, die Güter- und Gartenfeldstraße, Ostallee unter der Stadtmauer hindurch, über den Palastplatz nach der Transformatorenstation in der Wechselstraße. Das Kabelende in der Transformatorenstation ist in gleicher Weise mit Überspannungsschutz versehen, wie es im Dhron-Kraftwerk der Fall ist. Die Energie wird an eine Verteilschiene abgegeben, mit welcher vorläufig zwei Transformatoren mit einem Übersetzungsverhältnis von 25000/5000 Volt zur Speisung des 5000-Volt-Kabelnetzes in Verbindung gebracht sind und an zwei Transformatoren mit einem Übersetzungsverhältnis von 25000/380, die in Verbindung mit zwei Einankerumformern das Gleichstromnetz zu speisen haben. Die Transformatoren haben eine Leistungsfähigkeit von 2 x 1500 bzw. 2 x 900 kVA. Reserve für das Kabel ist die Freileitung Trier-Wawern, deren Station St. Jost mit zwei Transformatoren von 2 x 1500 kVA Leistungsfähigkeit durch Fernsteuerung von dem ca. 3 km entfernten Dampfkraftwerk eingeschaltet werden kann. |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 74] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Krafthaus, Lage des Werks |
| TEXT | Unmittelbar zwischen dem Leinpfad der Mosel und den Bahnhöfen Leiwen und Trittenheim liegt das Krafthaus. Die Möglichkeit, mit geringen Kosten ein Anschlußgleis zur direkten Überführung der Staatsbahnwagen anlegen zu können, war sowohl auf die Bauzeit als auch auf die Baukosten von günstigem Einfluß. Das Gebäude besteht aus dem 26 m langen, 12,50 m breiten und 14 m hohen Maschinenhaus, dem zweietagigen Schalthaus von 150 qm Bodenfläche mit vorgelagertem Lichtschacht und zwei Anbauten zur Aufnahme der Transformatoren einerseits und einer Vorhalle und eines Umformerraumes andererseits. Der Bau liegt vollständig im Hochwassergebiet der Mosel. Da die Höhenlage der Turbinen sich nach dem Sauggefälle und dem Niederwasser der Mosel 112,20 richtete, mußte die Turbinenachse auf Ordinate 119,95 also 0,95 unter Moselhochwasser 1882 angeordnet (werden. Infolgedessen wurde das ganze Gebäude bis zur Höhe 122, in ähnlicher Weise wie das Kondenswasserpumpwerk des Dampfkraftwerkes als wasserdichter Kasten aus Beton hergestellt, dessen Massen und konstruktive Durchbildung dem Auftrieb Rechnung tragen. Die sämtlichen Fensteröffnungen und die Umfassungsmauer des Lichtschachtes würden erst Wasser in das Gebäude eindringen lassen, wenn das Hochwasser 1882 um 1,20 m überschritten würde. Die Eingangstür liegt 0,60 m unter Höchstwasserspiegel, ist. jedoch mit Einrichtungen versehen, die eine Abdichtung durch doppelte Dammbalken und Tonerde ermöglichen. Zur weiteren Sicherheit sind im Kellerraum 3 Pumpen von insgesamt 300 l/s Leistung aufgestellt, welche eingedrungenes Wasser aus einem Sammelschacht entnehmen und in den Unterwasserkanal drücken. Die architektonische Ausgestaltung und die Bauausführung des Kraftgebäudes hatte das städtische Hochbauamt übernommen. In einiger Entfernung vom Kraftwerk wurde ein Maschinistenhaus errichtet, das auch zwei Schlafräume für Beamte enthält, die mit der Revision und Beaufsichtigung beschäftigt, vorübergehend im Kraftwerk anwesend sind. Das Werk liegt 2 km oberhalb des bekannten Weinortes Trittenheim.
Auf dem Berge soll der Kaiser Konstantin, als er 312 n. Chr. gegen Maxentius zog, über der Sonne die verheißenden Worte gesehen haben: "In hoc signo vinces!“ |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 82] |
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| ZEIT | 1913 |
| THEMA | Baukosten |
| TEXT | Grundstücke und Abfindungen: M. 700.000,00
Sperrmauer und Schieberturm: M. 400.000,00
Stollen und Betonbauten: M. 450.000,00
Gebäude: M. 170.000,00
Rohrleitung und Turbinen: M. 175.000,00
Generatoren und Transformatoren: M. 135.000,00
Schaltanlagen: M. 70.000,00
Hilfseinrichtungen: M. 20.000,00
Erdkabel: M. 330.000,00 |
| QUELLE | [Henney: Elektrizitätswerke der Stadt Trier (1913) 111] |
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