Wanneer je met de trein, de fiets of in je auto een wat grotere afstand door de Nederlandse velden aflegt zie je het meteen: hoogspanningsmasten heb je in eindeloos veel soorten en maten. 

De meeste masten zijn zogeheten vakwerkmasten: ze bestaan uit een raamwerk van tientallen tot honderden metalen latten. De bouwwijze van deze masten is door niemand minder dan Gustave Eiffel bedacht en deze masten zijn het meest populair in de wereld. Vakwerkmasten zijn relatief licht van gewicht, ze zijn op te bouwen uit kleine onderdelen (dat maakt transport naar ontoegankelijke plekken makkeljker) en het ontwerp laat het toe om eenvoudig vele aanpassingen te kunnen doen wanneer daar behoefte toe is. 

Alle mastsoorten met hun namen en eigenschappen worden overigens ook apart besproken op een andere pagina.

Anatomie van een aantal mastontwerpen in Nederland

Onderdelen en stukken waaruit een aantal in Nederland gangbare mastontwerpen zijn opgebouwd.

We zien hierboven een schets van een zogeheten donaumast, tonmast en deltamast: drie in Nederland en België populaire mastmodellen voor twee circuits. De meeste andere mastmodellen en ontwerpen kennen een opbouw die er in grote mate gelijkernis mee vertoont.

De fundering: heipalen of betonblokken

stevig staan

Een mast moet goed stevig staan. Vroeger werden gegoten betonblokken veel toegepast  (linksboven). Tegenwoordig zijn heipalen populairder (rechtsboven). De poeren kunnen zijn ingegoten of opgeschroefd. De onderste twee foto's tonen een combinatie. Onder de grond staan de vier stiepjes vast op een grote betonnen plaat.

Onderaan de mast vind je de heipalen of betonblokken waar de hoogspanningsmast op gebouwd is. Betonblokken, zoals op de foto linksboven, werden vaak bij kleinere en oudere mastontwerpen gebruikt die doorgaans lagere spanningen voeren. Er zijn ook betonblokken die helemaal ondergronds liggen en waarvan alleen vier stiepjes boven de grond uitsteken. De onderste twee foto's tonen zo'n fundament.

Tegenwoordig worden heipalen het meest gebruikt. Hun lengte is afhankelijk van het formaat en het soort mast dat er bovenop komt te staan. Kleine masten van 110 kilovolt hebben betonnen heipalen van slechts een meter of zes, terwijl grote 380 kilovolt-masten heipalen van staal en beton hebben tot wel 28 meter lengte. Het exemplaar op de foto is een holle stalen heipaal voor een 380 kV-hoekmast.  De poeren (staven waarmee de mast op de heipaal staat) zijn in de heipaal gestoken waarna hij met gewapend beton is volgegoten.

wigvormig betonblok

Aangepaste betonnen funderingen in de uiterwaarden. Let op de wigvorm aan de loefzijde.

Toch is de rol van betonblokken nog niet uitgespeeld bij grote masten. Want juist bij de allerhoogste masten voldoen heipalen niet goed. Denk aan crossingsmasten die in uiterwaarden staan en die in hun onderste meters tegen een stootje moeten kunnen (losgeslagen boomstammen die de mastvoet kunnen rammen). De betonconstructie is meestal meer dan vier meter hoog en over het algemeen zijn de blokken in de stroomrichting van het water wigvormig. 

Vanaf de grond omhoog: het broekstuk

klein broekstuk     groot broekstuk

Broekstukken variëren flink in formaat. Soms kan je er amper onderdoor lopen zonder je hoofd te stoten, zoals bij deze oude 110 kV-mast in Drenthe op de linkerfoto. Maar bij grote crossingsmasten kan je er gemakkelijk met een klein vliegtuigje onderdoor vliegen!

De meeste vakwerkmasten eindigen aan de onderzijde in vier poten die op de betonblokken of heipalen staan. Deze poten worden de broek of het broekstuk genoemd. De breedte van het broekstuk bepaalt in belangrijke mate de windbestendigheid van de mast. Hoekmasten zijn vaak voorzien van een breder broekstuk dan draagmasten. Grote masten beschikken vaak over een broekstuk dat zo groot en hoog is dat men er met landbouwvoertuigen eenvoudig onderdoor kan rijden, waardoor de overlast die een mast de boer bezorgt flink af kan nemen.

Maar er zijn ook mastontwerpen die het zonder broekstuk moeten stellen. Alle buismasten en sommige kleinere ontwerpen vakwerkmasten (met name van het Duitse type) hebben juist geen broekstuk. Dat kan handig zijn om het grondoppervlak van de mast te minimaliseren, vanwege de bodemeigenschappen of soms ook omdat het technisch eenvoudiger en goedkoper is om een mast zonder broekstuk te bouwen. 

Daarbovenop: de rok en de toren

twee Gelderse tonmastenportaalmast

Links: twee hoekmasten die beiden twee 150 kV-circuits voeren. Let op het verschil in het ontwerp van het lattenwerk van de torens. Op de rechterfoto zien we een mastontwerp met duidelijke rokken en twee torens. Dit ontwerp hoogspanningsmast is maar op een plek in Nederland in gebruik, te weten de 380 kV-lijn tussen Eindhoven en Geertruidenberg.

Bovenop het broekstuk staat de toren. De toren bestaat op zijn beurt weer uit de rok (het onderste gedeelte dat duidelijk taps uitloopt) en een aantal kokervormige kolommen daarbovenop. De toren it is het belangrijkste onderdeel van de hoogspanningsmast omdat de toren de hoogte van de mast bepaalt en daarmee het aantal kabels en circuits dat de mast dragen kan. De torens van Nederlandse masten variëren in hoogte tussen slechts tien meter (oude 110 kV-lijnen in het noorden van het land) tot wel zestig meter (zware 380 kV-lijnen). Sommige masten hebben twee torens, zoals de 380 kV-verbinding tussen Eindhoven en Geertruidenberg en de nieuwe verbindingen met wintracks. Maar ontwerpen met twee torens worden in Nederland weinig toegepast.

De rok, het onderste gedeelte van de toren, wordt tegenwoordig nauwelijks meer als een apart deel van de mast onderkend en de naam sterft derhalve langzaam uit. Er zijn verschillende masten van het Duitse type waarbij de rok afwezig is. Toch verdient het de voorkeur om ook de rok als apart mastdeel te erkennen, want bij verhoogde of verlaagde mastontwerpen is het de rok die men samen met de broek in lengte laat variëren, terwijl de delen van de toren erboven onveranderd blijven.

Twee kanten op: de traversen

kleine traversenenorme traverse  

De piepkleine mastjes van de 50 kV-lijn tussen Barneveld en Ede hebben niet eens trekschoren in hun traversen op verdieping twee. Voor het andere uiterste kan je terecht bij de traversen van moderne 380 kV-masten. Het uit zijn krachten gegroeide stuk meccano op de rechterfoto is tien meter lang en hij weegt vier ton. 

Aan de toren hangen de armen, officieel de traversen geheten. Traverse klinkt chic, maar het betekent letterlijk niets anders dan dwarsverbinding. Aan deze naar twee kanten uitstekende draagconstructies hangen de isolatoren met de kabels. De traversen zijn over het algemeen horizontaal aan de onderkant en ze lopen schuin aan de bovenkant vanwege de trekschoren. Dit is bouwtechnisch de meest efficiënte vorm. Elke laag traversen wordt een niveau of een verdieping genoemd. 

Soms, wanneer de traversen niet stomp eindigen maar juist in een scherpe punt (zoals bij het meestgebruikte mastontwerp voor 380 kV) bevinden zich af en toe op de uiteinden van de traversen kleine uitsteeksels. Die zitten er niet vanwege esthetische redenen. Het zijn kleine stukjes railing die gebruikt worden wanneer er onderhoud of inspectie nodig is. Deze railingen mogen echter niet verward worden met hun (veel grotere) evenbeeld op sommige bovenste traversen, de kattenoren (zie beneden). 

deltamastje zonder topstuk of traversenasymmetrische enkelcircuitmast in Twente

Links: enkelcircuit-deltamasten (zoals deze uitstervende soort in het Drentse Veenoord) hebben geen traversen. Rechts: bij deze asymenkelmasten zitten de traversen niet tegenover elkaar. Foto door Peter Schokkenbroek.

Sommige mastontwerpen hebben een oneven aantal traversen of de traversen zitten op een andere, oneven manier vast. Er zijn ook mastontwerpen die zelfs geen traversen hebben, zoals enkelcircuit-deltamasten. Hier wordt de dragende constructie de balk genoemd.

Schuin naar boven: de kattenoren

kattenoren op hoekmasten nabij Zwolle

Hoekmasten met kattenoren. In het buitenland zien we ook kattenoren, maar dit specifieke ontwerp wordt (op een zeldzame uitzondering na) alleen in Nederland gezien.

De bovenste traversen van de hoekmasten van wat zwaardere hoogspanningslijnen hebben meestal een afwijkende vorm die wel enigszins lijkt op de uitstekende stukken railing die we eerder noemden, maar dan veel groter. Vanaf de uiteinden van de traversen steken twee gevaarlijk ogende punten schuin de lucht in. Daarop blijken bij nader inzien de bliksemdraden vast te zitten. Deze constructies worden doorgaans de kattenoren genoemd, maar er worden ook wel eens termen zoals stierenhoorns voor gebruikt.

Waarom kattenoren? Omdat hoekmasten iets lager zijn dan draagmasten en omdat de fasedraden op een andere manier aan de traversen vastzitten, moeten de bliksedraden daar iets hoger worden vastgemaakt om nog steeds dezelfde afstand tot de fasedraden te behouden. De kattenoren zorgen daarvoor. Over het algemeen zie je in Nederland bij 380 kV-hoekmasten van het donau-type altijd kattenoren, behalve bij één lijn (Zwolle-Meeden). Ook portaalmasten sommige ontwerpen deltamasten kunnen kattenoren hebben, hoewel ze er dan vaak wat anders uitzien.

Franse donaumasten met een soort van kattenoren

In het buitenland zijn schuin omhoog stekende kattenoren op hoekmasten een relatief zeldzaam gezicht, maar je kan er wel veel constructies vinden met een soortgelijke functie, zoals deze platte exemplaren op een Franse 400 kV-hoogspanningslijn met donaumasten van het Beaubourg-type.

Kattenoren komen in soorten en maten en hun uiterlijk varieert van een platte bok die uit de bovenste traversen omhoog steekt, tot scherpe punten die we ook wel als wenkbrauwen aanduiden. Soms lijkt het onderscheid tussen losse bliksemtraversen en kattenoren moeilijk te maken; zie de foto hierboven. Als stelregel kan men dan aannemen dat we van kattenoren spreken wanneer deze uitsteeksels zich nog gedeeltelijk in of bovenop de bovenste traversen bevinden. (We spreken van losse bliksemtraversen als de bovenste fasetraversen niet 'verweven' zijn met de uitsteeksels waarop de bliksemdraden vastzitten.)

Masten met kattenoren zijn doorgaans een indrukwekkend gezicht. Op ons logo staat ook een dergelijke mast afgebeeld, in dit geval eentje met het gangbare model kattenoren op Nederlandse 220- en 380 kV donau-hoekmasten. 

Helemaal bovenaan: het topstuk

Tenslotte is er het topstuk. De functie van dit kleine onderdeel mag dan esthetisch lijken (het ziet er mooier uit wanneer de mast een top heeft), maar toch heeft het dingetje wel degelijk een echte functie. 

topstuk op tonmasttopstuk op drie-evenmast met bliksemdraad

Het topstuk laat een mast er niet alleen iets beter uitzien. Belangrijker is dat het zorgt voor bliksemafleiding. Bij mastontwerpen met maar één bliksemdraad wordt die meestal ook in het topstuk opgehangen. Systemen met één bliksemdraad, meestal Duitse mastontwerpen, worden in Nederland echter relatief weinig toegepast.

Bouwkundig kan een mast prima zonder topstuk, maar elektrotechnisch is een topstuk zeer gewenst. Het topstuk is namelijk de voorkeursplek voor blikseminslag en soms is er ook een bliksemdraad op de topstukken bevestigd. 

In België en nog verder zuidwaarts worden topstukken redelijk frequent weggelaten. Zie alleen al de vorige foto van de Franse Beauborg-donaumasten. Maar ook in Nederland kennen we mastontwerpen zonder topstuk, en niet alleen in gevallen waarbij het ontwerp geen topstuk toelaat (bijvoorbeeld deltamasten en sommige portaalmasten). In Zeeland staat bij Kapelle een lijn 150 kV-donaumasten waar geen topstukken op zitten en bij Lelystad zien we zelfs op een 380 kV-verbinding de topstukken ontbreken.

Als je erin moet: de ladder en de balkons

In de toren zit meestal de ladder, en wanneer dat niet zo is zitten er klimhaken aan een of twee van de randstaven geschroefd. Soms zitten er ook een of meer balkonnetjes in de mast. De ladder loopt over het broekstuk meestal aan een van de poten langs en bestaat daar uit beugels of uitstekennde klimhaken. Bij grotere masten gaat de ladder daarna binnenin de toren verder. De balkonnetjes zitten ter hoogte van de traversen.

vogelnestje

Balkonnetjes zijn een ideale plek voor je vogelnest. Beetje weinig groen om je heen, maar wel een waanzinnig uitzicht. En die ladder? Ach, die wordt als het goed is toch niet zo vaak gebruikt…

De ladder is bedoeld om de mast toegankelijk te houden voor onderhoud en eventuele aanpassingen. Bij onderhoud moet je denken aan bijvoorbeeld het periodiek schilderen van de masten met zinkmenie (de taaie grijze verf die op de meeste lattenmasten zit) of met roodwitte verf in België.

Sinds enige jaren is in Nederland elke ladder voorzien van een veiligheidsdraad. Die is wettelijk verplicht gesteld en moest toen opeens in alle masten worden ingebouwd. Klimmers kunnen hun klimtuig zekeren aan deze draad. De veiligheidsdraad verkleint de kans op ernstige ongevallen, maar met name bij hele kleine mastontwerpen springt hij wel eens (ontsierend) in het oog. In België is de veiligheidsdraad nog niet verplicht, maar het kan zijn dat dit de komende jaren veranderen zal.

 


Omhoog