Een siliciumgelijkrichter van 3300 volt - 3000 kilowatt

Op 15 september 1961 werd in het tractie-onderstation te Haren, bij Brussel, een nieuw transformator-gelijkrichteraggregaat voor de voeding van de elektrische tractie in dienst gesteld. In normale omstandigheden wordt aan zulk een gebeurtenis niet veel belang gehecht, doch die dag ging het om een nieuwigheid in Europa en wellicht in de ganse wereld. Inderdaad, ditmaal had de N.M.B.S., in plaats van de gewone kwikdampgelijkrichter, een siliciumgelijkrichter gekozen, met aanwending van moderne technieken die steunen op het gebruik van de halfgeleiders.

De siliciumgelijkrichters vinden zowat overal tal van toepassingen op uiteenlopende gebieden, van de batterijlader die enkele ampères onder zes volt afgeeft tot de gelijkrichter van de fabrieken voor de elektrolytische bereiding van aluminium, die 10.000 ampère onder enkele tientallen volt levert. Maar tot dusver werd er nog geen enkel toestel gebouwd voor gelijkspanningen van meer dan 1.000 volt of voor de voeding van de elektrische tractie. Aan de N.M.B.S. komt dus de eer toe die nieuwe techniek in haar tractie-onderstations te hebben ingevoerd, en wij denken wel dat zulks vermeldenswaard is.

Het tractie-onderstation Haren ligt langs de lijn Brussel - Antwerpen, aan het noordelijk uiteinde van het vormingsstation Schaarbeek. Het werd in 1935 opgericht voor de voeding van de lijn naar Antwerpen en in 1948 verbouwd om het vermogen van de gelijkrichters op te voeren. Het onderstation telt drie aggregaten van 3.000 kW die elk uit twee bestendig parallel geschakelde kwikdampgelijkrichters van 1.500 kW bestaan. Die gelijkrichters dateren van 1935 en hebben een gedwongen koelwatercirculatie, waarbij het water kunstmatig gekoeld wordt na door de toestellen te zijn gestroomd.

De bediening van het onderstation vergt derhalve een bestendig toezicht.

Daar de gelijkrichters (na meer dan 25 jaar intensieve dienst) toch eerlang moesten vernieuwd worden en de techniek van de siliciumgelijkrichters veelbelovend toescheen, werd een van de aggregaten door een modern geheel vervangen.

Een van de voornaamste voordelen van de siliciumgelijkrichter ligt in het feit dat hij zonder talrijke hulptoestellen kan werken, zodat er heel wat plaatsruimte wordt gewonnen. Dit blijkt duidelijk uit de foto’s; het moet echter gezegd worden dat het geval van Haren zich in dit opzicht zeer gunstig voordoet, omdat de oude, met water gekoelde gelijkrichters, zeer veel plaats innemen.

De gelijkrichter staat in een kast van 2 m lengte, 1 m breedte en 2 m hoogte, die de ganse uitrusting bevat.

De enige onontbeerlijke hulptoestellen zijn vijf ventilatoren die zich bovenaan in het huis met de cellen bevinden en bestendig draaien om de door de gelijkrichtcellen voortgebrachte warmte af te voeren.

Een ander voordeel, dat op elektrisch gebied ligt, is dat tijdens de werking geen terugstroombogen ontstaan.

De terugstroomboog is kenschetsend voor de kwikdampgelijkrichters; hij ontstaat onverhoeds, onder meer bij plotselinge sterke schommelingen van de belasting; daar hij gelijkstaat met een zuivere kortsluiting bij gelijkstroom, veroorzaakt hij steeds onderbrekingen in de voeding van de rijdraden, terwijl ook het materieel in het onderstation aan hoge belastingen wordt blootgesteld.

Bij de siliciumgelijkrichter zijn zulke voorvallen, dank zij het werkingsprincipe zelf, uiteraard uitgesloten; de voeding is derhalve bedrijfszekerder.

Toch heeft ook de siliciumgelijkrichter zijn zwakke punten: de elementaire cellen waaruit hij is opgebouwd, zijn zeer gevoelig, zowel voor overspanningen als voor te grote stroomsterkten.

Daar al die cellen eerder kleine afmetingen hebben, kunnen er gelukkig een voldoend aantal met elkaar verbonden worden en wel in serie (of, anders gezegd, boven elkaar) om de spanning te verdragen, en parallel (naast elkaar) om bestand te zijn tegen de doorgang van de totale stroom.

Dank zij die voorzorgsmaatregel en de toepassing van een elektrische inrichting die de goede staat van al de cellen bestendig controleert, lijkt het gebruik van silicium steeds meer uitbreiding op het gebied van de elektrische tractie te zullen nemen. De proefneming te Haren zal zulks ongetwijfeld bevestigen.