Boven de circuits hangen altijd een of twee dunne draden die zonder isolators aan de masten vastgeschroefd zitten. Soms zelfs zitten er van die rare krullen op waardoor het wel prikkeldraad lijkt. Waar is dat voor? 

Eerst maar eens een bekentenis. In tegenstelling tot wat we eerder op de pagina over kabels schreven: draadloze stroom bestaat wél. Voor draadloze stroom over meerdere kilometers bestaat zelfs een naam: bliksem.

Net als over de hoogspanningskabels zelf, loopt ook door een bliksemkanaal een aanzienlijke hoeveelheid elektrische energie. Toch is blikseminslag op een fasedraad geen gelukkig huwelijk. Het kan grote schade aan de trafo's tot gevolg hebben, met alle kosten en stroomstoringen van dien. De circuits moeten dus zo goed mogelijk worden beschermd tegen blikseminslag.

bliksemdraden bovenop een tonmast

De twee dunne, ongeïsoleerd opgehangen kabels aan deze 150 kV-draagmast zijn de bliksemdraden. Samen met het topstukje vormen ze de bliksembeveiliging van de hoogspanningslijn.

Bliksem proberen weg te houden bij de hoge stalen masten in het open veld is onbegonnen werk. Beter is het om ervoor te zorgen dat een inslag geen schade aanricht door hem op een plek te laten inslaan waar de stroom de grond in kan, zonder dat de fasedraden er last van hebben. Hiervoor dienen het topstukje en de zogeheten bliksemdraden. Het topstuk priemt de lucht in (een scherpe punt trekt bliksem sterk aan) en vormt tevens als hoogste punt de voorkeursplek voor een inslag. Door daarnaast twee geaarde kabels boven de circuits te spannen, wordt de hele hoogspanningslijn onderling verbonden tot één elektrisch geaard geheel. Deze draden zitten direct op het staal van de mast vastgeschroefd. De circuits zitten nu aan de onder én bovenkant onder een aarding met hetzelfde potentiaal, als het ware in een Faradaykooi.

Topstukje met bliksempinakel

Ook het topstuk speelt een belangrijke rol in bliksemafleiding. De zeer platte masten ten oosten van Apeldoorn (in verband met een vliegveld) hebben zelfs een echte bliksemafleider op het topstuk staan, inclusief helix strakes (goed kijken!).

Eigenlijk precies wat een bliksemafleider op gebouwen ook is. Bliksem, maar ook elektrische velden, hebben een sterke voorkeur voor puntige, geaarde objecten. Een ontlading zal daardoor bij voorkeur inslaan op de scherpe topstukken van de hoogspanningsmasten en daardoor de geleiders veel minder snel uitkiezen als inslagplek.

In tegenstelling tot de zware, dikke fasedraden zijn bliksemdraden eigenlijk maar dunne kabeltjes. Ze zijn doorgaans van gevlochten aluminium zonder stalen kern, en nieuwe exemplaren bevatten soms zelfs een glasvezelkern. Niet voor de sterkte. De glasvezelkern bestaat uit optische glasvezels die gebruikt kunnen gebruikt worden voor datacommunicatie tussen trafostations onderling.

Geen gegarandeerde bescherming 

Bliksemdraden beschermen helaas niet voor 100% tegen blikseminslag. Bij ieder zwaar onweerscomplex dat over de Lage Landen trekt komt het wel eens voor dat een eigenwijze bliksem ondanks alle voorzorgsmaatregelen toch een fasedraad uitkiest. Nu is daar natuurlijk al wel rekening mee gehouden in de trafostations, maar het is niet uitgesloten dat er een zeer kortdurende onderbreking ontstaat in de stroomvoorziening. Dat is herkenbaar aan het kort knipperen van het licht thuis. Dat klinkt minder erg dan het is: zelfs een korte onderbreking van de stroom kan computersystemen deerlijk in de war krijgen. In het geval van een rake inslag die de fasedraad net op een "ongelukkig" moment in zijn cyclus treft, is het ook niet uitgesloten dat de trafo wordt opgeblazen of tenminste tijdelijk defect raakt. Dat moet eerst gerepareerd worden en om de stroomvoorziening te herstellen moet er zolang een omleiding worden gelegd via een andere transformator, of soms ook over het redundant circuit van de hoogspanningslijn. Daar gaat al snel een minuut of twintig in zitten.

Het is dus zaak om de bliksemdraden zo aantrekkelijk mogelijk te maken om zo de kans op een inslag in de fasedraden juist te verkleinen. Door bliksemdraden toe te passen kan men de grote meerderheid van inslagen op de fasedraden voorkomen. De bliksemdraden schuin boven de geleiders ophangen is een betere plek gebleken dan er recht boven, maar niet elk mastontwerp kan omgaan met twee bliksemdraden. Duitse mastontwerpen dragen bijvoorbeeld vaak maar één bliksemdraad. Circuits opgehangen aan deze mastontwerpen zijn gemiddeld genomen iets kwetsbaarder voor blikseminslag.

Om op hoekmasten, die iets lager zijn dan draagmasten, te garanderen dat de bliksemdraden voldoende afstand tot de fasedraden behouden, worden ze daar verhoogd opgehangen met behulp van kattenoren.

bevestiging van een bliksemdraad

Bovenop de hoekmasten van de 380 kV-lijn Zwolle-Meeden zitten geen kattenoren (een heuse uitzondering bij 380 kV-masten). Let op hoe de bliksemdraad halfgeïsoleerd vastzit. Foto door Bart Sondaar.

Zie de foto hierboven. Via een soort bruggetje (een bretel) is de lijn onder de traverse door doorverbonden. Bovenaan zit deze vast met twee isolators. Met twee zogeheten tieren wordt het contact met de mast gemaakt. Deze tieren zitten zelf ook met een klein beetje isolatie vast. De twee isolators en licht geïsoleerde tieren zorgen ervoor dat de hoekmast in kwestie geen volledig contact met de bliksemdraad maakt (zodat inductie niet de mast in kan), maar in het geval van blikseminslag is de spanning zo groot dat deze isolatie overwonnen wordt en er doorslag plaatsvindt bij de tieren zodat de stroom dan alsnog veilig door het mastlichaam heen de grond in kan.

Inductie en het gevaar van zonnevlammen

Ook beschermen bliksemdraden niet tegen een ander elektrisch gevaar: inductie. In de atmosfeer hangen voortdurend elektrische spanningsvelden. Niet alleen bij onweer, maar ook bijvoorbeeld met vriezend winterweer. Normaal gesproken zijn deze elektrische velden relatief zwak en niet hinderlijk. Maar wanneer er een flink onweerscomplex dreigt of wanneer er een serieuze zonne-uitbarsting met poollicht is, kunnen deze velden razendsnel toenemen tot aanzienlijke waarden. Denk aan potentiaalverschillen van vele tienduizenden volts per strekkende meter.

Mensen merken hier vrijwel niets van. Maar geleiders die in de open lucht hangen kunnen er wel last van hebben. Omdat deze elektrische velden vrij plaatselijk van aard zijn (tot zelfs enkele kilometers) kan het gebeuren dat de ene helft van een hoogspanningslijn in een andere veldspanning terechtkomt dan de andere helft. Het gevolg is dat er een stroom gaat lopen tussen beide velden door de bliksemdraden en ook door de fasedraden van de hoogspanningslijn. Als deze stroom te groot wordt kunnen de trafo's bezwijken. Maar tegen inductiestromen is helaas weinig te doen.

Een heftig poollicht mag er dan mooi uitzien, maar voor hoogspanningsnetten is het minstens zo gevaarlijk als ijzel. Robuuste trafo's nemen en de hoogspanningslijnen niet te lang maken is vooralsnog de enige oplossing. Het redundant aanleggen van de verbinding en de trafo's, en in geval van een gevaarlijk sterke zonnevlam preventief het redundante circuit volledig loskoppelen is een oplossing. Wanneer zou blijken dat de trafo die in bedrijf blijft halverwege toch bezwijkt, kan na afloop van de zonnevlam de stroomvoorziening relatief snel hersteld worden door dan de vooraf afgeschakelde trafo te gebruiken totdat het bezweken exemplaar weer gerepareerd is.

Vogelweringsspiralen

De ronde krulletjes die op sommige bliksemdraden zitten hebben in tegenstelling tot wat je zou denken niks met bliksem te maken. Het zijn zogeheten vogelweringsspiralen. Vogels in volle vlucht komen helaas af en toe in botsing met de kabels en dit loopt niet altijd goed af voor de vogel in kwestie. De dikke, zware kabels die als fasedraden dienen vallen redelijk goed op. Zeker wanneer ze per twee of drie stuks gebundeld zijn. Maar de veel dunnere bliksemdraden worden wel eens over het hoofd gezien. Bij de dunne, enkelvoudige draad is het voor vogels heel moeilijk om de diepte in te schatten. (Dek maar eens een oog af en probeer dan tussen je duim en wijsvinger de waslijn te pakken!) Wanneer de vogel de draad te laat in de smiezen krijgt of de diepte verkeerd schat, kan het tot een botsing komen. 

vogelweringsspiraal in een bliksemdraad

De vogelweringsspiralen zijn niets meer of minder dan aluminium krullen die om de zoveel meter op de bliksemdraad worden gezet. De bijnaam voor dit spiraaltje zal je niet verrassen: een varkensstaart. Foto door Bart Sondaar.

Het zien van diepte gaat al een stuk makkelijker wanneer er objecten van een zekere afmeting aan de kabel hangen. De waslijn is een stuk makkelijker te pakken als je er een paar wasknijpers aan hangt. Zo is het met de bliksemdraad ook. Met een vaste tussenafstand worden er vogelweringsspiralen op de kabel gezet. Die vergemakkelijken het diepteschatten en voorkomen daarmee de meeste botsingen. 

Markeringsballen

Toch is dit soms nog niet voldoende. In de buurt van vliegvelden of andere redenen die meer zichtbaarheid van een hoogspanningslijn vereisen worden er soms masten roodwit geschilderd (een obstructie- of schrikschildering) en ook worden er roodwit gekleurde ballen in de bliksemdraden gehangen, zogeheten markeringsballen. Dit wordt in het buitenland, vooral in Duitsland, veel meer toegepast dan bij ons. Maar ook in Nederland kan je dit soort ballen vinden in bijvoorbeeld de 150 kV-lijn ter hoogte van zweefvliegveld Terlet tussen Apeldoorn en Arnhem, maar ook in de 150 kV-lijn die bij Hattem de A28 kruist. De markeringsballen in deze lijn zijn ingehangen vanwege een intensieve vogeltrekroute en het aanbrengen van markeringsballen om een dergelijke ecologische reden is mogelijk zelfs uniek in de hele wereld.

markeringsballen

De 150 kV-verbinding Apeldoorn-Kattenberg draagt markeringsballen in de buurt van vliegveld Deelen (foto). De 150 kV-lijn Flevo-Hattem is over enkele kilometers aan de kant van Hattem zelfs voorzien van markeringsballen om trekvogels te attenderen!

 


Omhoog