Vom Auto aus unsichtbar, aber von entscheidender Bedeutung für Sicherheit und Komfort der Fahrer: Elektrifizierungs- und Antriebslösungen von ABB sorgen für den reibungslosen Betrieb kritischer Infrastrukturen in Polens längstem Straßentunnel.

Der mehr als zwei Kilometer lange Tunnel verläuft unter dem Vorort Ursynów und ist ein kritischer Punkt des südlichen Abschnitts der Warschauer Ringautobahn. Er verbindet Teilstücke der Autobahn A2 in West-Ost-Richtung und ist damit Teil des transeuropäischen Verkehrsnetzes. Seit seiner Freigabe für den Verkehr Ende 2021 funktionieren alle kritischen Anlagen im Tunnel unterbrechungsfrei und reagieren, zum Beispiel bei Unfällen, zuverlässig.

Der in Schlitzwandbauweise errichtete Tunnel hat die Ingenieure vor große Herausforderungen gestellt. Nicht nur in Bezug auf den Vortrieb des Tunnels selbst, bei dem die Warschauer U-Bahn-Linie 1 unterquert werden musste, die den südlichen Schnellstraßenring schneidet. Vor allem auch in Hinblick auf die Technologie, die den zuverlässigen Betrieb kritischer Systeme im Tunnel – und damit die Sicherheit der Autofahrer – gewährleisten muss. Zum Einsatz kamen hier die modernsten Lösungen, die der Markt zu bieten hat: Frequenzumrichter, USV-Systeme, Schaltanlagen und Leistungsschalter. Einige Systeme können zudem mit der Cloud vernetzt werden, was die Sicherheits- und Überwachungsfunktionen noch weiter verbessert.

Vollgepackt mit Technologie

„Wir haben im Tunnel verschiedene fortschrittliche technische Lösungen führender Hersteller eingesetzt. Das Ergebnis ist eine der modernsten Anlagen ihrer Art in Europa. Der Tunnel ist mit neuester Technologie ausgestattet, zum Beispiel mit Sensoren zur Überwachung der Konzentration an toxischen Stoffen. Bei Überschreitung der Grenzwerte werden die entsprechenden Ventilatoren eingeschaltet. Überwachungs-, Verkehrsregelungs-, Kommunikations-, Beleuchtungs- und Stromversorgungssysteme wirken zusammen, um die Sicherheit der Tunnelbenutzer zu gewährleisten. Das gesamte System wird in der Tunnelleitzentrale rund um die Uhr von Fachleuten überwacht“, sagt Maciej Wronowski von dem Gebäudetechnikunternehmen ELIN, das als Generalunternehmer für die elektrischen Anlagen verantwortlich war.

Ein Ereignis im Februar 2022 beweist die Effektivität der installierten Systeme. Auf einer der Tunnelfahrbahnen war es zu einem Auffahrunfall gekommen. Dies wurde von den Überwachungskameras unverzüglich erfasst, die dynamischen Wechselverkehrszeichen zur situationsangepassten Verkehrssteuerung wurden aktiviert und die Sicherung der Unfallstelle durch die zuständigen Dienste verlief reibungslos.

In solchen Fällen ist die Stromversorgung natürlich von zentraler Bedeutung. Im Warschauer Tunnel werden alle wichtigen Systeme – Beleuchtung, Lüftung, Rauchgasabzug und Lautsprecheranlage – über das System pro E Power und die Schaltanlage UniSec von ABB mit Strom versorgt. Sie sorgen für den effizienten Betrieb des Tunnels in den Hauptverkehrszeiten, und das in einer anspruchsvollen Umgebung unter dem ständigen Einfluss von Temperatur, Luftverschmutzung und Feuchtigkeit. Aus Sicherheitsgründen kommen im Tunnel zwei unabhängige Stromversorgungen zum Einsatz. Sollten einmal beide ausfallen, wird die volle Funktionsfähigkeit der kritischen Infrastrukturen durch die USV-Anlage PowerWave von ABB aufrechterhalten.

„Bei diesem komplexen Projekt mussten alle elektrischen Systeme auf die besonderen Anforderungen des Tunnels ausgelegt werden. Möglich ist das nur mit Fachwissen, vor allem aber durch Zusammenarbeit mit den Herstellern in jeder Phase des Projekts, vom Entwurf bis zum Einbau. Wir sind froh, dass wir uns von Anfang an auf die Unterstützung von ABB verlassen konnten, wo man beim Bau des Gotthard Tunnels bereits einschlägige Erfahrungen gesammelt hatte“, sagt Dariusz Galas, Verwaltungsratsvorsitzender des Unternehmens ELTAR ENERGY, das die Stromversorgungseinrichtungen für die Tunnelinfrastruktur geliefert hat.

Anlagenleistungsschalter dienen ebenfalls der Gewährleistung einer Sicherheitsfunktion im Tunnel. Der Leistungsschalter Emax 2 von ABB analysiert das Netz in Echtzeit und liefert detaillierte Informationen über Kurzschlüsse und Überlasten. Dies erlaubt dem Betreiber die kontinuierliche Überwachung und sogar die Vorhersage von Ausfällen. Die Funktionen der Leistungsschalter lassen sich jederzeit durch Vernetzung mit der Cloud erweitern.

Regelalgorithmen und Frequenzumrichter

Eine der wichtigsten Komponenten der Tunnelinfrastruktur ist die Lüftung. Sie ist auch eines der zentralen Sicherheitssysteme. „Die Entwicklung eines Steuerungssystems für einen so langen Tunnel war ein technisch sehr ehrgeiziges Vorhaben“, erklärt Wojciech Płaczek von der Firma Mercor, die unter anderem die Lösungen für den Bau der Lüftungsanlage geliefert hat. „Ein komplexer Regelalgorithmus passt die Lüftungsstufen der Tageszeit und dem Verkehrsaufkommen an. Gleichzeitig muss ein solcher Algorithmus verschiedene Optionen für den Rauchgasabzug vorhersagen, abhängig davon, in welchem Maß und wo es zu Grenzwertüberschreitungen kommt.“

Durch HLK-Frequenzumrichter von ABB geregelte Lüftungsanlagen helfen bei der wirksamen Ableitung der Abgase aus dem Tunnel und verbessern damit natürlich die Luftqualität und die Sichtverhältnisse. Die verwendeten Frequenzumrichter steigern aber auch die Energieeffizienz der Lüftung, indem sie die Ventilatordrehzahl an die Erfordernisse im Tunnel anpassen. Im Brandfall sorgen sie zudem dafür, dass die Ventilatoren schnell starten und ihre Drehrichtung ändern, damit sich Rauch und giftige Gase nicht ausbreiten. „Unsere Geräte müssen häufig auf Algorithmus-Änderungen reagieren. Deshalb haben wir uns für Frequenzumrichter von ABB entschieden, weil sie das Leistungsniveau, die Zuverlässigkeit und die Flexibilität bieten, die für diese Art von kritischen Anwendungen erforderlich sind“, ergänzt Płaczek.

Die installierte Lüftungsanlage – Motoren, Frequenzumrichter und Ventilatoren – entspricht der Norm EN 12101-3: 2015 „Rauch- und Wärmefreihaltung – Bestimmungen für maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsgeräte“.

Das Brandschutz-Schaltgerät für die Lüftungsanlage, das Ventilatoren und Brandschutzklappen mit Strom versorgt und steuert, stammt von Mercor. Die Entwickler haben unter anderem 250-kW-Frequenzumrichter für sechs Abluftventilatoren, 75-kW-Frequenzumrichter für sechs Kühlventilatoren und Softstarter zur Steuerung der Strahlventilatoren verwendet.

Dies ist eine weitere Komponente der Tunnelausstattung, die dazu beigetragen hat, dass wesentliche Sicherheitsvorgaben erfüllt werden konnten. Die Mindestanforderungen an die Sicherheit von Tunneln im transeuropäischen Straßennetz sind in der Richtlinie 2004/54/EG über die Sicherheit von Straßentunneln festgelegt. Sie deckt Bereiche ab wie Lüftungs- und Beleuchtungssysteme, Notstromversorgung, Schutz bei Feuer, Verkehrsmanagement, Kommunikationssysteme und Information der Nutzer sowie Überwachungssysteme. Der Ursynów-Tunnel erfüllt alle diese Anforderungen mehr als angemessen.