Voor de draad ermee
Dit boek biedt een chronologisch overzicht van de ontwikkelingen die geleid hebben tot een keuze voor het huidige gelijkstroomstelsel en de inrichting en uitbreiding van het geëlektrificeerde deel van het Nederlands spoorwegnet tot ongeveer 1966. Tevens geeft het een overzicht van het proefbedrijf op de Oude Lijn vanaf 1924 en de uitbreiding van de elektrificatie tot aan de Tweede Wereldoorlog. De gevolgen van die oorlog en later de Watersnoodsramp komen uiteraard ook aan bod, net als de uitbreidingen van het geëlektrificeerde net naar het zuiden, oosten en noorden van het land. Speciale aandacht wordt geschonken aan de constructie van de bovenleiding en de energievoorziening.
9 789492 040497
Jan Tromp
Lycka till Förlag
BOVENLEIDING IN NEDERLAND 1924-1966
Voor de NVBS (Nederlandse Vereniging van Belangstellenden in het Spoor- en Tramwegwezen) verzorgde Jan Tromp, opgeleid in de voertuigtechniek en van jongs af aan zeer geïnteresseerd in treinen, enkele lezingen met als onderwerp de historie van de elektrificatie van de spoorwegen in Nederland. Deze lezingen, getiteld ‘Bovenleiding in Nederland 1924-1966’ zijn met veel enthousiasme ontvangen. Reden voor de auteur om zijn lezing uit te werken tot dit boek. Daarbij heeft hij kunnen putten uit beeldmateriaal van onder meer het archief van SNR/NVBS en het Utrechts Archief.
Voor de draad ermee
BOVENLEIDING IN NEDERLAND 1924-1966
Jan Tromp
Inhoud Voorwoord ...................................................... 3
7.
Middennet 1938 ..................................... 28
8.
De Gooische lijn 1942 ............................. 35
1.
Inleiding: overwegingen rond elektrificatie ........................................... 4
2.
Ervaringen met elektrificatie vóór 1920 ............................................... 5
9.
Oorlog en herstel ................................... 38
10.
Naar het zuiden ..................................... 42
2.1.
Draaistroom in Noord-Italië ............... 5
11.
Naar het oosten en noorden ................. 44
2.2
Dessau - Bitterfeld en Silezië ............. 7
12.
Watersnood 1953 .................................. 49
2.3
ZHESM Hofpleinlijn ........................... 8
13.
Verbindingen met het buitenland ......... 51
2.4
Chemin de Fer du Midi ...................... 10
14.
Energievoorziening ................................ 57
2.5
Chicago, Milwaukee, St. Paul en Pacific Railroad ................................ 12
15.
Constructie ............................................. 60
16.
Madurodam ............................................ 78
17.
Kruisingen .............................................. 81
18.
Snelheidsproeven 1958 ......................... 84 Onderstation .......................................... 93
3.
Motoren en stroomsystemen ................ 13
4.
Nederland en de keuze voor een stroomstelsel ......................................... 16
5.
Proefbedrijf ............................................ 19
19.
6.
Oude Lijn en zijtakken .......................... 21
Bronnen ........................................................... 99
© 2021 Lycka till Förlag Tekst en samenstelling: Jan Tromp Ontwerp, vormgeving en typografie: Gert van den Heuvel Correcties: Frank Pennin Bovenste foto cover: Monteurs op een bovenleidingmontagewagen brengen provisorische hangdraden aan. UA, foto: W.P.F.M. van Schaik, Brummen 1952. Onderste foto cover: Station Rotterdam Beurs (later Blaak) met een trein, bestaande uit materieel ‘24 met voorop de mBD 9104. Bovenleiding met twee rijdraden op 100 mm afstand. UA, foto: NS, 1937. Achtergrondfoto Inhoud: Werkzaamheden aan de bovenleiding met behulp van een rolladder op het emplacement Dijksgracht te Amsterdam. UA, foto: NS, 1959. Foto achterkant: Locomotor NS 204 met enkele kabelhaspelwagens en een montagewagen tijdens draadtrekken bij Ede-Wageningen. UA, foto: D.C. Gerdessen, 1941. Foto auteur op achterkant: Bas Tromp ISBN 978 94 92040 49 7 Niets uit deze uitgave mag worden verveelvuldigd en/of openbaar gemaakt, door middel van fotokopie, microfilm, of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Bij samenstelling van dit boek is door de auteur en de uitgever de grootst mogelijke zorgvuldigheid betracht en hebben zij zich ingespannen namen van alle fotografen te achterhalen. Indien een rechthebbende meent rechten ten aanzien van beeldmateriaal te kunnen doen gelden, kan dat kenbaar worden gemaakt door het versturen van een bericht naar lyckatillforlag@gmail.com. Voor het in dit boek gebruikte aan Wikipedia en Wikimedia ontleende beeldmateriaal gelden de respectievelijke licenties zoals vermeld op https://commons.wikimedia.org.
2
Voor de draad ermee
Voorwoord
Draadtrekken bij Ede-Wageningen. UA, foto: D.C. Gerdessen, 1941. De afgelopen tijd heb ik voor enkele afdelingen van de NVBS (Nederlandse Vereniging van Belangstellenden in het Spoor- en Tramwegwezen) enkele lezingen mogen verzorgen met als onderwerp de historie van de elektrificatie van de spoorwegen in Nederland. Deze lezingen, getiteld ‘Bovenleiding in Nederland 1924-1966, van puddingen, portalen en perikelen’ deel 1 en deel 2, zijn met veel enthousiasme ontvangen. Voor deze lezingen is veel beeldmateriaal verzameld uit diverse archieven, ondermeer het archief van SNR/NVBS en het Utrechts Archief. Ook is een grote hoeveelheid documentatie verzameld. Uit een en ander is het idee ontstaan aan dit onderwerp een boek te wijden. Het is al weer even geleden dat aandacht is besteed aan de elektrificatiegeschiedenis van de NS. In 1980 verscheen ‘van Stoom tot Stroom’ van N.J. van Wijck Jurriaanse, een standaardwerk over de Blokkendozen, en in 1983 verscheen een tweetal artikelen in het maandblad ‘Op de Rails’ van de NVBS ter gelegenheid van 75 jaar elektrificatie: een artikel van J. A. Bonthuis over bovenleidingconstructies en een artikel van J. H. Broers over de ontwikkeling van de spoorwegelektrifïcatie in Nederland. En tenslotte publiceerde A.J. Veenendaal in 1999 een lezing over het Nederlandse spoorwegelektrificatieplan van 1922. Deze uitstekende literatuur zou ik graag willen aanvullen en uitbreiden met een chronologisch overzicht van de ontwikkelingen die hebben geleid tot de keuze voor het
huidige gelijkstroomstroomstelsel alsmede de inrichting en uitbreiding van het geëlektrificeerde deel van het Nederlandse spoorwegnet tot ongeveer 1966. Onder meer door aandacht te besteden aan elektrificaties in het buitenland die tussen 1900 en 1914 tot stand kwamen en door hun diversiteit duidelijk maakten wat mogelijk, wenselijk en wat moeizaam was. Verder door overzichten te geven van het proefbedrijf op de Oude Lijn vanaf 1924 en de uitbreidingen van deze elektrificatie tot aan de Tweede Wereldoorlog. Daarnaast door de gevolgen van de Tweede Wereldoorlog en later de Watersnoodramp te beschrijven en onder meer de uitbreidingen van het geëlektrificeerde net naar het zuiden, oosten en noorden van het land. Speciale aandacht wordt gegeven aan de constructie van de bovenleiding en aan de energievoorziening. Het is niet de bedoeling een allesomvattend overzicht te geven: het gaat erom de ontwikkeling van de elektrificatie te beschrijven aan de hand van passende voorbeelden. Bovendien is het achterhalen van gegevens nogal eens moeizaam doordat ze ontbreken of niet openbaar toegankelijk zijn. Aan het materieel wordt slechts aandacht besteden voorzover dit voor de beschreven ontwikkelingen van belang is: tenslotte is daar al zeer veel over gepubliceerd. Ook zal de Hofpleinlijnelektrificatie maar summier worden behandeld, omdat deze in 1989 al zo uitgebreid door J.F. Smit is beschreven. Jan Tromp
Voorwoord
3
2.4. Chemin de Fer du Midi Rond de eeuwwisseling bezat de Chemin de Fer du Midi in het zuiden van Frankrijk al een uitgebreid net van spoorlijnen. Kolen voor de stoomtractie moesten van ver komen en werden zelfs uit Engeland geïmporteerd. De nabijheid van de Pyreneeën bood mogelijkheden elektriciteit uit waterkracht op te wekken en daarmee op kolen te besparen. In 1902 verwierf de maatschappij een concessie voor de metersporige Ligne de Cerdagne van Villefranche-Vernet-les-Bains naar Bourg-Madame; voorwaarde was een elektrificatie, die met een derde rail en 850 V gelijkstroom werd gerealiseerd.
werd uitgerust met zes verschillende soorten bovenleiding, waarbij uiteindelijk voor het Amerikaanse systeem van Westinghouse werd gekozen, een eenvoudig ontwerp dat goed in staat was temperatuurschommelingen op te vangen. Dit werd de bekende ‘Midi’ bovenleiding, met in de bogen een scheefhangend kettingwerk en een rijdraad die de kromming van de boog volgde; de eerste masten werden gemaakt van oud railmateriaal.
Onder leiding van de enthousiaste directeur Jean-Raoul Paul (1869-1960) lanceerde de Midi in 1909 een uitgebreid programma voor de verdere elektrificatie van haar lijnen. Uiteindelijk leidde dit tot de bouw van stuwdammen in de hoge Pyrenese valleien en tot de algehele elektrificatie van spoorlijnen in de regio’s Aquitaine en Languedoc. Na onderzoek in Zwitserland en Duitsland werd om economische redenen gekozen voor een wisselstroomsysteem van 12 kV en een frequentie van 16 2/3 Hz. En er werd gekozen voor een enkelfasig systeem omdat het in Italië toegepaste driefasensysteem te complex werd geacht. Om uit te zoeken welk type bovenleiding en welke tractievoertuigen het meest geschikt waren, werd in 1910 de spoorlijn van Perpignan naar Villefranchede-Conflent in het departement Pyrénées-Orientales als testlocatie gekozen. Deze lijn kent zowel vlakke als bergachtige gedeelten, waarbij over de laatste 23 kilometer hellingen van 17 en zelfs 21 promille voorkomen. De lijn
Locomotieven: E 3001 van Thomson en General Electric E 3101 van AEG en Henschel (heeft ook bij Dessau Bitterfeld proefgereden) E 3201 van Westinghouse, later SNCF 1C1 3901 E 3301 van Brown-Boveri en SLM Winterthur E 3401 van Ateliers du Nord et de l’Est E 3501 van Schneider
Midi locomotief E 3101. Wikimedia.
10
Voor de draad ermee
Voor deze proef werden zes locomotieven en een aantal motorrijtuigen bij verschillende fabrikanten aangeschaft:
Motorrijtuigen: Z 23031-23044, later SNCF serie Z 4900 Z 23051-23063, later omgebouwd naar 1500 Volt als SNCF serie Z 4500 Van de locomotieven werkte alleen de E 3201 naar tevredenheid.
5. Proefbedrijf De eerste daadwerkelijke elektrificatie van de Oude Lijn werd uitgevoerd tussen Den Haag HS en Leiden. Het doel van deze eerste installatie was met een paar proeftreinstellen de uitvoering van de bovenleiding, de motoren en de stroomdistributie te beproeven, voordat de gehele lijn Amsterdam-Rotterdam zou worden geëlektrificeerd. Als voedingspunt werd het al bestaande ZHESM-onderstation bij de Loolaan nabij Den Haag uitgekozen. Dit onderstation werd uitgebreid met twee typen transformatoren, waarvan de elektrische installaties werden geleverd door Metropolitan Vickers en Westinghouse. Ook werden twee roterende omvormers van elk 1000 kW toegepast die geleverd werden door General Electric. De installatie werd uitgevoerd door de Bergmann-Elektrizitäts-Werke en was begin 1924 voltooid, waarop het proefbedrijf in april 1924 begon. De montage van de bovenleiding werd eveneens toevertrouwd aan de Bergmann-Elektrizitäts-Werke te Berlijn en moest plaatsvinden zonder het intensieve treinverkeer te hinderen. Uitgaande van een gemiddelde spanning van 1350 V en een stroom van ongeveer 1200 A bleken twee rijdraden met een doorsnede van elk 100 mm2 nodig te zijn. Voor grotere belastingen was het mogelijk twee hulpgeleiders van elk 120 mm2 aan de masten te monteren. Daarnaast werden, waar nodig, ook nog driefasige geleiders voor 10 kV voor voeding naar andere onderstations aangebracht. De bovenleiding was uitgevoerd als kettingophanging: de rijdraad wordt met verticale hangdraden opgehangen aan draagkabels die in bogen tussen de masten hangen. Door deze kettingophanging hangt de rijdraad vrijwel horizontaal en is bij hogere snelheden een goed contact tussen stroomafnemer en rijdraad mogelijk. Om de stroomafnemers gelijkmatig te laten afslijten, werd de rijdraad met een lichte zigzag (uitwijking naar links en naar rechts) boven het spoor gespannen. De rijdraad van koper was met gewichten nagespannen om de uitzetting en inkrimping door temperatuursverandering te compenseren.
Ophanging van de bovenleiding in Voorschoten, links met zig-zag ophanging en afstandhouders 100 mm, rechts met variabele afstandhouders. SNR, foto: J.J.Vellekoop, 1936.
De bovenleiding is op proef op verschillende manieren opgehangen, namelijk: • • •
de symmetrische ophanging met de hangdraad aan een variabel brugstuk, de zogeheten ‘wespentaille’; dit systeem werd over een afstand van 5,5 km rond Voorschoten toegepast op het spoor van Den Haag naar Leiden. de zogeheten ‘Amerikaanse ophanging’, waarbij de ene hangdraad aan de ene rijdraad en de volgende hangdraad aan de andere rijdraad was bevestigd. Dit systeem was overgenomen van de ‘Milwaukee Road’ en in feite niet Amerikaans maar een patent van Kàlmàn Kando van Ganz; dit systeem werd, eveneens over een afstand van 5,5 km, toegepast op het spoor van Leiden naar Den Haag. de parallelle zigzagophanging met een zigzag van 600 mm en de hangdraad aan het brugstuk; de vaste afstand tussen de rijdraden bedroeg 100 mm, dit is eind dertiger jaren gewijzigd in 40 mm.
Uiteindelijk werd voor verdere elektrificatie gekozen voor het parallele zigzagsysteem.
Voor dit traject werd gekozen voor enkele masten, uitgevoerd als geklonken vakwerkmasten. Het zou mogelijk zijn geweest om lichtere betonnen funderingen te gebruiken als de masten zouden zijn verbonden door dwarsbalken, maar men vreesde dat dan de mogelijkheid bestond dat bij ontsporingen de dienst volledig zou moeten worden onderbroken. De fundering bestond uit ter plaatse gestort beton. De masten werden gefabriceerd door Enthoven in Delft, Kloos in Kinderdijk en de Vries Robbé in Gorinchem en geplaatst door het SpoorwegBouwBedrijf. Zij werden verzinkt door middel van schooperen, waarbij door Braat in Delft een laag gesmolten zink op het mastoppervlak werd gespoten. Dit verzinken werd noodzakelijk geacht vanwege de nabijheid van de Noordzee; verf zou minder houdbaar zijn en meer onderhoud vergen. Materieel In 1924 werden twee vijfrijtuigstellen, bestaande uit een mBD, Bec, Aec, Cec en mC in dienst gesteld; dit waren de eerste ‘blokkendozen’. Eén treinstel werd gebouwd door Werkspoor met een elektrische uitrusting van Westinghouse, de tweede door Beijnes met een elektrische uitrusting van Metropolitan Vickers. De twee Cec rijtuigen van deze treinstellen werden gebouwd door Hawa in Hannover. In datzelfde jaar werden nog als reserve door Werkspoor een mBD afgeleverd met motoren van Heemaf en een mC door Beijnes met motoren van SiemensSchuckert, waarvan de ankerassen waren uitgevoerd met rollagers. De maximumsnelheid was 105 km per uur. De
Proefbedrijf
19
Bovenleidingportaal met geconstrueerde balk van 1,5 m hoogte bij de brug over de Vaartsche Rijn te Utrecht. Links de sporen richting Arnhem en rechts naar ‘s-Hertogenbosch. UA, foto: NS, 1940.
Station Culemborg met een elektrisch treinstel mat ‘35. Bovenleidingportaal met geconstrueerde balk van 1 m hoogte. SNR, foto: J.A. Bonthuis, 1941.
32 Voor de draad ermee
De tijdens de oorlog gedeeltelijk opgebroken spoorlijn bij Zaandam; de masten staan nog maar de bovenleiding ontbreekt. UA, foto: NS, 1945-1947. Herstel Bij het einde van de oorlog besloot de NS direct te beginnen met een omvangrijke modernisering van het spoorwegnet: uitbreiding van de elektrificatie, baanverzwaringen, een modern lichtseinstelsel, nieuw materieel, vernieuwing van stations en uiteindelijk afschaffing van de stoomtractie. Deze enorme inspanning zorgde de eerste jaren wel voor provisorische oplossingen, zoals het enkelsporig herstel van dubbelsporige baanvakken en bruggen, en het huren of kopen van al in gebruik zijnd materieel uit het buitenland. In augustus 1945 was het weer mogelijk van Amsterdam tot Overveen over enkelspoor te rijden, in november kon er al weer elektrisch van Amsterdam naar Rotterdam worden gereden en een maand later was het Noordhollandse net weer in dienst. In 1946 volgde AmsterdamAmersfoort en in oktober 1948 werd de herelektrificatie voltooid met de opening van Amsterdam-Utrecht en Arnhem-Nijmegen. Direct hierna werd begonnen met de aanleg van bovenleiding op de lijn naar Limburg. In een hoog tempo werden lijnen naar het zuiden, oosten en noorden geëlektrificeerd en tenslotte werd al in 1958 de stoomtractie afgeschaft, zeer vroeg vergeleken met andere Europese landen.
Oorlog en herstel
41
Omvormen of gelijkrichten In het onderstation aan de Loolaan in Den Haag werden in 1924 in eerste instantie twee roterende omvormers geïnstalleerd: een draaistroommotor die een gelijkstroomgenerator aandrijft. Eén omvormer was geleverd door de firma Smit, de andere door General Electric. Voor de Oude Lijn werden ook roterende omvormers besteld. Op dat moment was het echter al de vraag of nog steeds de betrouwbare roterende omvormers moesten worden toepast, met een relatief laag rendement en veel noodzakelijk onderhoud, of de nieuwe kwikdampgelijkrichters, met een hoger rendement en weinig onderhoud. Op iniatiatief van ir. Franco van de NS werden aan de Loolaan twee Brown Boverie Company (BBC) kwikdampgelijkrichters bijgeplaatst; het rendement daarvan was hoger dan van de roterende omvormers: 99 % in plaats van 93 %. Kwikdampgelijkrichters waren kleiner en lichter dan roterende omvormers, zodat de onderstations kleiner en lichter en dus goedkoper konden worden uitgevoerd. De
Voeding van het geëlektrificeerde net van NS. UA, 1940.
58 Voor de draad ermee
geïnstalleerde kwikdampgelijkrichters bleken zeer betrouwbaar te zijn en van toepassing van de al bestelde roterende omvormers voor de Oude Lijn werd afgezien. De onderstations met kwikdampgelijkrichters werden op afstand vanuit een naburig seinhuis of vanuit een centrale post bediend. Een kwikdampgelijkrichter voor grote stromen bestaat uit een vacuüm gezogen ijzeren vat met onderin vloeibaar kwik als kathode (negatieve pool). Bovenin zijn staven van grafiet of ijzer aangebracht die dienstdoen als anode (positieve pool). Keramische isolatoren maken de doorvoer van de verschillende elektrodes mogelijk. Door tussen kathode en anode een externe spanning aan te brengen ontstaat een lichtboog waarbij een zeer hoge temperatuur in het midden van de kathode ontstaat. Hierdoor worden elektronen uit het kwik vrijgemaakt, waardoor er een stroom gaat vloeien van de anode naar de kathode. Omgekeerd is niet mogelijk: de wisselstroom
Rijdraden Bij het aanbrengen van de rijdraden (twee stuks) rijdt de haspelwagen
wel met de trein mee. Zo kan in twintig minuten 1500 m rijdraad worden getrokken, die met enkele provisori-
sche hangdraden aan de draagkabel wordt bevestigd.
Aanbrengen van rijdraden tussen Dieren en Brummen. UA, foto: NS, 1952.
Constructie
71
De constructie van de bovenleidingkruising bij Leiden van de spoorlijn Leiden – Alphen aan den Rijn en de NZH-tramlijn naar Den Haag. De constructie is niet beweegbaar, maar heeft een omschakelbare spanning. SNR, foto: J.A. Bonthuis, 1955.
Bovenleidingconstructie bij de kruising Blauwkapel in de spoorlijnen Utrecht - Amersfoort en Utrecht Maliebaan - Hilversum. De bovenleiding hangt boven de kruising zo hoog dat de stroomafnemers los komen en zo probleemloos kunnen passeren. Voor de kruising moest de tractie worden uitgeschakeld, voorbij de kruising mocht deze weer worden ingeschakeld. SNR, foto: J.A. Bonthuis, 1954.
82 Voor de draad ermee
Machinist W.C.J. van Geloven in de stuurstand van het treinstel NS 757 met voor de frontruit een speciale bescherming. UA, foto: W.P.F.M. van Schaik.
Speciale tijdelijke stroomafnemer op de NS 757. UA, foto: NS.
Snelheidsproeven 1958 87
Voor de draad ermee
Dit boek biedt een chronologisch overzicht van de ontwikkelingen die geleid hebben tot een keuze voor het huidige gelijkstroomstelsel en de inrichting en uitbreiding van het geëlektrificeerde deel van het Nederlands spoorwegnet tot ongeveer 1966. Tevens geeft het een overzicht van het proefbedrijf op de Oude Lijn vanaf 1924 en de uitbreiding van de elektrificatie tot aan de Tweede Wereldoorlog. De gevolgen van die oorlog en later de Watersnoodsramp komen uiteraard ook aan bod, net als de uitbreidingen van het geëlektrificeerde net naar het zuiden, oosten en noorden van het land. Speciale aandacht wordt geschonken aan de constructie van de bovenleiding en de energievoorziening.
9 789492 040497
Jan Tromp
Lycka till Förlag
BOVENLEIDING IN NEDERLAND 1924-1966
Voor de NVBS (Nederlandse Vereniging van Belangstellenden in het Spoor- en Tramwegwezen) verzorgde Jan Tromp, opgeleid in de voertuigtechniek en van jongs af aan zeer geïnteresseerd in treinen, enkele lezingen met als onderwerp de historie van de elektrificatie van de spoorwegen in Nederland. Deze lezingen, getiteld ‘Bovenleiding in Nederland 1924-1966’ zijn met veel enthousiasme ontvangen. Reden voor de auteur om zijn lezing uit te werken tot dit boek. Daarbij heeft hij kunnen putten uit beeldmateriaal van onder meer het archief van SNR/NVBS en het Utrechts Archief.
Voor de draad ermee
BOVENLEIDING IN NEDERLAND 1924-1966
Jan Tromp
