AC/DC am Uetliberg

Ein Kuriosum verschwindet: Die Uetlibergbahn wechselt nach 100 Jahren von Gleichstrom auf Wechselstrom und passt sich damit der Sihltalbahn und den SBB an.

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In den USA herrschte um 1890 ein Stromkrieg zwischen Thomas Alva Edison und George Westinghouse. Ist Wechselstrom (auf Englisch abgekürzt AC) oder Gleichstrom (auf Englisch abgekürzt DC) die bessere Technik? Im ersten Formatkampf der Industriegeschichte setzte sich das überlegene Wechselspannungssystem durch. 130 Jahre später zieht nun auch die ­Uetlibergbahn nach. Die Bahn auf den Zürcher Hausberg wurde 1875 als Dampfbahn konzipiert und 1923 elektrifiziert – nachdem sie ihren Betrieb mangels ­Passagieren im Krieg zwei Jahre lang einstellen musste.

Zum eisenbahntechnischen Unikum ist es 1924 gekommen, als auch die Sihltalbahn elektrifiziert wurde. Weil die Sihltal- und die Uetlibergbahn von Selnau bis Giesshübel ein gemeinsames Trassee nutzen, wäre ein einheitliches Stromsystem logisch und praktisch gewesen. Doch die beiden Bahnen hatten unterschiedliche Besitzer und Interessen. Die Sihltalbahn war am SBB-Netz angeschlossen und Gotthard-Zubringer. Die Uetlibergbahn dagegen wurde durch die Stadt Zürich nach dem Ersten Weltkrieg vor dem Konkurs gerettet und war eine städtische Touristenbahn. Deshalb plante die Stadt, ihre Bergbahn wie die Forchbahn umzuspuren und ins städtische Tramnetz aufzunehmen.

Eine Strecke, zwei Stromsysteme

Das hatte vor fast 100 Jahren Folgen für die Wahl der Stromnetze: Die Sihltalbahn erhielt SBB-Einheitsstrom (15 Kilovolt Wechselstrom mit 16 2/3 Hertz), die Uetlibergbahn wie die Forchbahn 1200 Volt Gleichstrom, also doppelt so viel wie die Trams. Das führte zu etlichen technischen Knackpunkten auf der gemeinsam genutzten Strecke von Zürich-Giesshübel Richtung Stadt, die sich noch akzentuierten, als 1990 die Strecke vom Bahnhof Selnau unterirdisch in den Hauptbahnhof verlängert wurde.

Wer heute auf einen roten oder orangen Zug wartet, hat keine Ahnung, mit welch kniffligen Problemen sich die SZU herumschlagen muss. Ein Blick an die Decke im Bahnhof Selnau zeigt: Auf Gleis 1 hängt nur eine Fahrleitung, auf Gleis 2 deren zwei im Abstand von 1,3 Metern. Der Fahrdraht in der Gleismitte führt wie bei der SBB Wechselstrom, der äussere den Gleichstrom. Die Stromabnehmer der Uetlibergbahn sind deshalb auf der Seite angeordnet.

20 Tage im Bus auf den Berg

Das führt zu Einschränkungen im Betrieb, was sich zeigt, wenn es im Winter beim Ansturm von vielen Schlittlern oder bei Schnee auf dem Uetliberg zu Verspätungen kommt. Die 25-jährigen orangen Gleichstrom-Triebwagen der Uetlibergbahn können im HB nur auf Gleis 22 einfahren, in Selnau nur auf Gleis 2. Die roten Wechselstromkompositionen der Sihltalbahn dagegen können beide Seiten benützen. Technisch anspruchsvoll sind das Kreuzen zwischen HB und Selnau auf der kurzen Ausweichstrecke, die Sicherungsanlagen und auch das Abstellen der Züge am Abend. Zwischen Giesshübel und Selnau können nur Züge der Sihltalbahn kreuzen, zwischen Selnau und HB nur Züge der Uetlibergbahn. Fehler können zu Kurzschlüssen, Schäden oder gar Bränden führen.

Ein Haufen von Knacknüssen

«Es ist Zeit für eine Umstromung», sagt Bertram Henning, Abteilungsleiter für elektrische Anlagen bei der SZU. 1974 hatte die GV der SZU eine Vereinheitlichung des Systeme noch abgelehnt. 2013 jedoch traf die SZU einen Vorentscheid: Die sechs neuen, roten Stadler-Kompositionen für den Uetliberg sind Zweispannungs-Triebzüge. Sie können mit Wechsel- und mit Gleichstrom fahren. Die Stromabnehmer werden einfach von der Mitte nach aussen verschoben. Die SZU hat einen minutiösen Plan erarbeitet, damit der Uetliberg im Sommer 2022 mit 15'000 Volt Wechselstrom befahren werden kann.

Der Monat Juli ist nicht zufällig gewählt. Der Aufwand für die Umstromung ist enorm und bedingt eine Sperrung der Bahn auf den Uetliberg von gegen zwanzig Tagen. Eingeplant sind 100 Arbeitstage und viele Nachtschichten. Betriebseinschränkungen sind auf die Zeit der Sommerferien geplant.

Die grössten Herausforderungen:

Neue Züge. Nach der Umstellung können die alten, orangen Gleichstrom-Triebwagen nicht mehr verwendet werden. Am Tag der Neueröffnung müssen neue Zügen bereitstehen. Dazu braucht es Ausschreibung, Kaufentscheid, rechtzeitige Lieferung, Testfahrten und ­Abnahme durch den Bund. Besonders anspruchsvoll: Die Uetlibergbahn ist mit 79 Steigungspromille – die Gotthard-Bergstrecke hat 28 Promille – die zweitsteilste Adhäsionsbergstrecke Europas.

Die Fahrleitungen. Auf einer Strecke von neun Kilometern muss die Oberleitung und ein Grossteil der Strommasten komplett erneuert werden. Es gibt verschiedene Varianten mit mehr oder weniger Nachtarbeit sowie kompletten oder bloss sektorenweisen Streckensperrungen. «Nachtarbeit, vor allem im Winter, ist mit grösseren Risiken verbunden», sagt Ingenieur Bertram Henning.

Die Einspeisung. Der Wechselstrom kommt fortan von den SBB, und die Elektrizitätswerke der Stadt Zürich verlieren einen guten Kunden.

Der Bahnersatz. Während knapp zwanzig Tagen sind Fahrten auf den ­Uetliberg nicht mehr möglich. Geplant ist ein Ersatz durch Busse.

Der Friesenberg. Hier kreuzen sich die Uetlibergbahn und die Trolleybus­linie 32, also eine Fahrleitung mit 1200 und eine mit 600 Volt. Ist die Barriere offen, ist die Busleitung stromlos, bei geschlossener Barriere ist die Bahnleitung unter Strom. Dieses technische Unikum wird zur Knacknuss, wenn sich 15'000 Volt Wechselstrom und 600 Volt Gleichstrom kreuzen müssen. An dieser Konstellation war einst die Elektrifizierung der Buslinie 62 gescheitert, weil es in ­Affoltern zu einer Kreuzung mit der SBB-Fahrleitung gekommen wäre. ­VBZ-Sprecherin Daniela Tobler sagt: «Unsere Trolleybusse sind so ausgerüstet, dass sie diese Kreuzung batterie­betrieben befahren könnten.» Möglich sei auch eine schalttechnische Lösung. Schon heute senken die Trolleybusse am Albisrieder- und am Hardplatz ihre Stromabnehmer ab, um das Tramnetz zu kreuzen. Ein Trichter hilft beim Verbinden des Bügels mit der Leitung.

Erstellt: 01.06.2017, 20:09 Uhr

Stromsysteme

Gleichstrom gegen Wechselstrom

Gleichstrom kennen wir von Batterien. Das ist sein grosser Vorteil: Er lässt sich speichern, hat eine für Verbraucher tiefe Spannung und ist im Haushalt ungefährlich. Der Gleichstrom fliesst vom Plus- zum Minuspol. Wegen seiner tieferen Spannung – Kleinbatterie 1,5 Volt, Autobatterie 12 Volt, Tram 600 Volt – muss mehr Strom fliessen, um die gleiche Leistung zu erreichen wie mit Hochspannung. Gleichstrom kann deshalb nur mit Verlusten und dicken Kabeln transportiert werden. Vorteil fürs Tramnetz: Dank der tieferen Spannung können Leitungen näher an Häuser und Brücken gebaut werden.

Wechselstrom wird im Generator durch rotierende Magnete erzeugt und ändert periodisch seine Richtung, beim Haushalt­strom 50-mal pro Sekunde. Wechselstrom hat den Vorteil, dass seine Spannung mit einem Transformator verändert und als Hochspannung mit geringen Verlusten über weite Strecken transportiert werden kann. Die hohen Spannungen sind gefährlich. Das war denn auch Edisons perfidestes Argument im Stromkrieg gegen Westinghouse. Weil der elektrische Stuhl mit Wechselstrom betrieben wurde, nannte er diese Technik den «Strom der Henker».

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