We krijgen er veel vragen over binnen (en de netbeheerders zelf waarschijnlijk nog veel meer).
Mensen die onder een hoogspanningsmast doorfietsen, lopen of de hond uitlaten en dan een knetterend en brommend geluid horen. Is er iets mis?

Om meteen maar met de mast in huis te vallen: nee. Er is in bijna alle gevallen niets aan de hand. Je hoeft je geen zorgen te maken. Er staat niks op het punt om kort te sluiten of in brand te vliegen en je wordt ook niet levend bestraald. Geknetter, gebrom, gesis en gezoem zijn een normaal verschijnsel voor bovengrondse hoogspanningslijnen, zeker bij zware lijnen tijdens vochtig weer. Het geluid is een samenspel is van meerdere oorzaken die meestal tegelijk optreden. De verklaring voor wat je hoort is dus niet in één zinnetje te geven.

Laten we eens kijken naar de redenen achter deze mysterieuze geluiden.

Mistig plaatje bij ZL-MEE 104

Geknetter en gezoem? Geen zorgen. Dat soort geluiden zijn een normaal verschijnsel voor hoogspanningslijnen. Met name zware hoogspanningslijnen kunnen tijdens vochtig of mistig weer zoals hierboven knetteren en brommen dat het een lieve lust is.

Lekstroom

De knetterende component van het geluid wordt voor voor het grootste deel veroorzaakt door lekstroom. Lekstroom klinkt op het eerste gezicht gevaarlijk, maar zoals we verderop zullen lezen valt dat wel mee.

Op een hoogspanningskabel staat een wisselspanning van tienduizenden tot honderdduizenden volts. Om de draad heen bevindt zich een elektrisch veld dat kwadratisch afneemt met de afstand, zodat de afname juist vlakbij de draad het snelste gaat. De lucht om de draden heen isoleert en de isolators waarmee de draden aan de masten zijn opgehangen ook. De stroom kan dus niet uit de draad ontsnappen. Maar de buitenkant van de isolators kan smerig worden (aanslag van roet, vuil en soms zeezout) en ze kunnen nat zijn in mistig of regenachtig weer. Ook de kabels zelf kunnen smerig worden (vervuild raken, in jargon) door stoffen die in water oplosbaar zijn, neerslaan op de draden en zodoende de geleiding van het water dat erop zit verhogen.

Onderzijde glaskap-isolator

Glaskap-isolators met gesprongen exemplaar

Lekstroom kan optreden bij natte componenten. Dat is de reden waarom glaskap-isolators allemaal ribbels aan de onderkant hebben. De parapluvorm houdt de isolator zo droog mogelijk terwijl de ribbels de zogeheten kruiplengte zo lang mogelijk maken.  
(En soms vriest er eentje kapot, zoals op de foto rechts. Dat is geen ramp: ook zonder de glazen kap blijft de isolator functioneren.)

Natte isolatorkettingen raken omhuld door een dun laagje water, damp en druppeltjes waar een klein beetje lekstroom doorheen begint te lopen. Deze lekstroom loopt vrijwel uitsluitend tussen de hoogspanningsdraden onderling en heeft weinig interesse in de aarde. (Ook in de regen kan je gerust een hoogspanningsmast aanraken.) Maar de waterdruppeltjes worden door de lopende stroom verhit, gaat koken en spatten uiteen. Dat veroorzaakt een knetterend geluid dat we vanaf de grond kunnen horen, soms zelfs vrij luid. 

Deelontladingen

Een ander deel van de knetterende component ontstaat ook bij droog weer. De oorzaak daarvan is dan ook iets anders dan water. Dit zijn zogeheten deelontladingen. Deelontladingen lijken op lekstroom en ze hebben er veel gemeen mee, maar het verschil is dat deelontladingen niet per se op de oppervlakte van de componenten zelf hoeven te zitten. Ze kunnen ook spontaan optreden in de lucht vlak rondom een hoogspanningskabel, waar de elektrische veldsterkte het grootst is. 

Deelontladingen op 380 kV-fasedraad - beeld door Imbema BelgiumDeelontladingen in lucht rondom fasedraad - beeld door Imbema Belgium

Op deze bijzondere beelden (stills uit een filmpje beschikbaar gesteld door Imbema Belgium, waarvoor dank) zijn deelontladingen op een vervuild geraakte Belgische 380 kV-isolatorketting en in de lucht vlak rondom de draad te zien. Het lijken gewone foto's, maar schijn bedriegt. Deelontladingen zijn niet met het blote oog zichtbaar en ook niet met een infraroodcamera omdat ze vrijwel geen hitte afgeven. Er is dus een speciale camera voor nodig om ze waar te kunnen nemen.

Een deelontlading is een soort plaatselijke doorslag van de lucht. Vaak is dat op plekken waar scherpe of beter geleidende (natte) delen zijn zodat er corona optreedt (zie verderop), maar het kan ook gewoon in de lucht zelf gebeuren wanneer zeer plaatselijk de doorslagspanning heel eventjes wordt overschreden. Deelontladingen zijn niet gelijk aan echte vonken. Ze geven geen zichtbaar licht en zelfs met geavanceerde apparatuur zijn ze niet eenvoudig waar te nemen. Maar zo moeilijk als ze te zien zijn, zo eenvoudig zijn ze juist met je oren waar te nemen. Elk deelontladingkje geeft een klein knettertje ('pets!') en als het aantal deelontladingen groot is, groeien de losse knettertjes aan elkaar tot een knisperend geluid dat wel wat lijkt op het bakken van een ei. 

In principe zijn deelontladingen ongevaarlijk. Maar gecombineerd met coronaverschijnselen (zie hieronder) kunnen ze wel aanleiding tot problemen, slijtage (erosie) van componenten of een toename van netverliezen geven. En hoewel het bakken van een ei een aangenaam geluid is, wordt dat natuurlijk anders als je er dag en nacht in zit.

Corona

Er is nog meer dat bijdraagt aan wat je hoort. Een eerder sissend deel van het geluid wordt veroorzaakt door coronavorming. Bourgondisch aangelegde mensen zouden zich nu kunnen afvragen sinds wanneer men bier brouwt in hoogspanningsmasten, maar corona is ook een natuurkundig verschijnsel dat verwant is aan Sint Elmusvuur.

Corona op Russische 500 kV-lijn

Corona is zichtbaar als een lichtzwakke, groenblauwe of (bij camera-opnamen) eerder paarsige gloed om scherpe punten rondom hoogspanningscomponenten. Momenteel hebben we zelf (nog) geen goede foto weten te maken, daarom tot nader order deze afbeelding van Wikipedia.

In tegenstelling van wat veel mensen denken is elektriciteit geen harde keuze tussen isoleren of geleiden. Er is een middenweg, ionisatie geheten. Als ionisatie bij een gas optreedt gaat het gas elektriciteit geleiden, maar er vindt nog geen harde doorslag (vonkvorming) plaats. Eigenlijk kent iedereen het verschijnsel stiekem wel, want een fijne eigenschap van ionisatie is dat het zichtbaar licht geeft. Dat is nuttig aan te wenden: TL-buizen, spaarlampen en neonreclames, maar ook natuurspektakel zoals poollicht berusten allemaal op het ioniseren van gasmoleculen waarna ze zichtbaar licht uit gaan zenden. 

Elektrische velden hebben de neiging om zich bij voorkeur op te houden in en vlakbij puntige objecten. (Inderdaad, daarom zijn bliksemafleiders vlijmscherp en de hoogspanningsonderdelen juist zo netjes mogelijk afgerond.) Aan de bevestigingsklemmen voor de draden en rondom de randen en welvingen van de isolators kunnen de elektrische veldsterkten flink oplopen, soms zo sterk dat de lucht plaatselijk tot ioniseren kan worden gebracht. In geïoniseerde lucht gebeurt hetzelfde met vuil, stof en waterdruppeltjes als op natte isolators: ze worden gekookt en verdampen zodat je het kan horen.  

Coronaringen in een testopstelling op Geertruidenberg

Goed vormgegeven hoogspanningscomponenten(zoals de coronaringen links) hebben nergens scherpe punten of randen: hoe mooier afgerond de onderdelen zijn, hoe minder lading zich op het oppervlak kan opbouwen en hoe minder coronaverliezen er optreden. Bliksemafleiders (rechts) doen juist het tegenovergestelde: met een zo scherp mogelijke punt een elektrisch veld opbouwen om op die manier aantrekkelijk te zijn voor bliksem – en deze weg te lokken van plekken waar een inslag kwaad kan.

Ionisatie geeft dus licht, ook bij hoogspanningslijnen. Het aardige is nu dat je dat licht daadwerkelijk zonder apparatuur met je eigen ogen kan waarnemen. Woon je in een donker landsdeel met weinig straatlantaarns? En is er in de buurt een flinke hoogspanningslijn van bij voorkeur 380 kV voorhanden? Laat je ogen dan wennen aan het donker en kijk omhoog op een duistere koude winteravond, bij voorkeur met enigszins mistig weer. De ionisatie ziet eruit als een vage, groenige gloed die om de onderkanten van de isolatorkettingen heen lijkt te zweven.

Ook fototoestellen kunnen het zien, hoewel we bij HoogspanningsNet de indruk hebben dat de CCD-chip in het fototoestel het verschijnsel blauwer of zelfs paarser waarneemt dan mensenogen. (Zie de foto van Wikipedia een stukje hogerop. Mensenogen zien een groene gloed terwijl fototoestellen er blauwpaars van maken.)

Materiaalvervorming

De laatste component van het geluid is een soort monotone brom. Die wordt veroorzaakt doordat er wisselstroom op de draden staat. Zoals je kan lezen in deel drie van de Stroomcursus (of op Wikipedia), wisselstroom verandert continu van richting en het elektrische en magnetische veld rondom de draden verandert mee. 

Het gevolg daarvan is vergelijkbaar met het brommen van een transformator. Elektriciteit heeft een zeer hoge energiedichtheid zodat er een enorm vermogen op een fasedraad kan staan. De daardoor ontwikkelde elektrische en magnetische velden in de draden en in de isolatorkettingen zijn eveneens aanzienlijk. Zo groot zelfs dat de componenten een klein beetje van vorm kunnen veranderen wanneer de richting van het veld omkeert. Bij grote transformators geeft dit een indringende, niet te missen bromtoon die trafobrom genoemd wordt. Maar ook bij de draden en isolators van een hoogspanningslijn ver bij de trafo vandaan is het een klein beetje te vernemen. Bij vochtig weer wordt deze brom volledig overstemd door geknetter. Maar op kurkdroge winterdagen met vorstig weer is het geknetter bijna afwezig en dan gaat de brom de boventoon voeren. Met name bij zware hoogspanningslijnen komt de typische bromtoon van 100 Hertz dan redelijk goed door.

Stilte afdwingen

Lekstroom, deelontladingen, corona en materiaalstress door magnetische vervorming zijn allemaal niet meteen schadelijk. De componenten worden erop ontworpen om dit te verdragen. De netbeheerder laat soms de isolatorkettingen en de draden wassen om water dat erop terechtkomt minder geleidend te maken. Het geknetter en gebrom vormt echter wel een elektrische hinderpost. Lekstroom veroorzaakt bij iedere hoogspanningsmast telkens een klein beetje verlies van elektrisch vermogen en ook het geluid zelf kan (net als trafobrom) behoorlijk hinderlijk zijn voor wie er vlakbij woont. Aan de brom door materiaalvervorming is maar weinig te doen zolang we wisselstroom gebruiken. Maar tegen lekstroom en coronavorming kunnen wel maatregelen genomen worden. Om te beginnen is er preventie: de onderdelen zodanig ontwerpen dat lekstroom minimaal is en coronavorming zo weinig mogelijk optreedt. Toepassing van coronaringen (waarmee een elektrisch veld gesmoord kan worden) kan ook helpen.

Is er dan nooit iets aan de hand? 

Na deze vrij lange uitleg hopen we dat iedereen gerustgesteld is die zich afvraagt waar alle geluiden vandaan komen die hoogspanningsmasten maken. In bijna alle gevallen is er dus niets aan de hand.

Maar soms, héél soms, is er wél iets mis. Wanneer je gewoon tijdens daglicht zichtbare vonkvorming over de isolators ziet lopen, dan is er iets niet in orde. Wat je op dat moment ziet is een diffuse sluiting. Die kan in een harde kortsluiting veranderen. Zo'n kortsluiting kan levensgevaarlijk zijn, schade veroorzaken aan de draden en isolators en een stroomstoring veroorzaken. De aanloop ertoe moet dus zo snel mogelijk worden afgeschakeld.

Eerst, vergewis jezelf ervan dat er echt iets aan de hand is dat niet normaal is.
Als je zeker weet dat je iets ziet dat werkelijk abnormaal is en wat direct gevaar kan opleveren, doe dan het volgende:

  • Blijf uit de buurt van de hoogspanningsmast
  • Ga niet onder de draden staan
  • Lees (indien mogelijk) een of twee masten verderop op het waarschuwingsbord het storingsnummer van de netbeheerder. In Nederland (Tennet) is dit het gratis nummer 0800-0230459.
    In België (Elia) is dit het nummer 0800-95062. Elia heeft ook een speciale webpagina voor dit soort gevallen.
  • Leg aan de telefoon de situatie uit en vergeet niet te noemen waar je bent
  • Of bel de politie en leg hen de situatie uit

Wanneer er inderdaad iets mis is zal de netbeheerder je dankbaar zijn.

 


Omhoog