Op en om de isolators is soms nog meer te zien voor wie er goed kijkt. Soms zie je rare pinnen en ronde metalen ogen aan de isolators bevestigd zitten. 

Op de onderstaande foto's zie je dit soort dingen. Ze zijn er niet altijd en in het buitenland zijn ze algemener aanwezig dan bij ons (of ze zien er net even anders uit), maar de functie ervan is gelijk. Het zijn de zogeheten vlamboogpinnen en de coronaringen.

 Vlambogpinnen

Vlamboogpinnen om de isolators van een oude 50 kV-lijn. De pinnen wijzen naar elkaar toe vanaf beide kanten van de isolatorketting.

Vlamboogpinnen

Vlamboogpinnen zien eruit als een soort van kromme haken die om de isolatorketting heen naar elkaar toe wijzen. Ze hebben tot doel om gevaarlijke vonkvorming te in goede banen te leiden wanneer het onverhoopt zover komt. 

Vonkvorming, of in jargon (vlam)boogvorming, kan een probleem zijn op hoogspanningskabels. Wanneer er door welke reden dan ook (schakelfout op het trafostation, blikseminslag in de fasedraad) zoveel spanning op een draad komt te staan dat de isolatoren het niet langer kunnen tegenhouden, ontstaat er kortsluiting. Er zal een vonk ontstaan tussen de fasedraad en de traverse van de hoogspanningsmast. Omdat de isolators vanbinnen beter isoleren dan hun buitenkant, zal deze vonk over de buitenkant van de isolators gaan lopen. En omdat ook een vonk aanzienlijk wat vermogen kost, zal de transformator dit opvatten als een gewone belasting van de lijn waardoor de stroom in sommige gevallen niet direct uitgeschakeld wordt. De vonk kan in dat geval seconden, minuten of zelfs uren blijven bestaan en wordt dan een vlamboog genoemd.

De bovenstaande opname op Youtube laat een vlamboog zien die is ontstaan op een 34 kV-middenspanningslijn in Amerika. Let goed op wat er om en nabij 30 seconden gebeurt, wanneer de vlamboog zo heet is geworden dat hij een meter hoog is en contact maakt met de fasedraad die een etage hoger op de mast zit. 

Deze vlambogen zijn gevaarlijk en ongewenst. Ten eerste is de transformator er niet zo blij mee, de mast komt onder spanning te staan en de vlamboog, vergelijkbaar met een lasvlam maar dan groter, ontwikkelt een aanzienlijke hitte. Omdat glaskap- en kunststofisolators naar beneden hangen en een (hete) vlamboog juist graag omhoog wil, zal de vlamboog permanent over de isolatorketting blijven lopen. Deze hitte kan de isolators ernstig beschadigen. De glaskap kan smelten of kapot springen en de plek op de aluminium kabel waarvanuit de vlamboog omhoog springt kan het smeltpunt ook bereiken waardoor de kabel beschadigen zal. Meestal resulteert dit niet in breuk, maar de kabel zal wel over een bepaalde lengte vervangen moeten worden. 

Vlamboogvorming is bij kunststof-isolators nog veel gevaarlijker dan bij glaskappen. In tegenstelling tot de keramiek en het metaal van glaskap-isolators, hebben de glasvezeldraden en de kunststof mantel van kunststof-isolatoren een lager smeltpunt dan de aluminium geleider zelf. Ook kan kunststof branden. Wanneer de vlamboog lang aanhoudt kan een kunststof-isolator in brand vliegen of zelfs bezwijken, met als gevolg dat de kabel (die op dat moment nog steeds onder hoogspanning staat) op de grond, op een andere fasedraad of op de traverse eronder zal vallen. Men zal begrijpen dat de gevolgen hiervan niet te missen zijn.

Vlamboogpin met gewichtje

Nabij Emmen zijn vlamboogpinnen te zien die aan een zijde uitlopen in een soort gewichtje. De functie van dit blokje metaal moet vermoedelijk worden gezocht in een zogeheten capaciteit.

De vlamboogpinnen zijn van metaal en in het geval van een piekspanning op de fasedraad die niet meer te houden is, zijn deze puntvormige haken de voorkeursplekken voor het ontstaan van vlambogen. In plaats van over de isolators zal er nu een vlamboog ontstaan tussen twee van deze pinnen. Hier is een vlamboog nog steeds geen pretje, maar het is wel beter dan over de isolators. Ook is de belasting anders, zodat de stroom sneller wordt afgeschakeld woordoor de schade beperkt blijft. 

Coronaringen 

Van elektrische vlambogen (vaak gewoon boog of in het engels arcing genoemd) staan voldoende filmpjes op Youtube. Maar beter is het natuurlijk om te voorkómen dat er vlambogen verschijnen. Dit doel hebben de zogeheten coronaringen.

De werking van coronaringen berust op hetzelfde principe als waarom een spoel ook werkt: het smoren van elektriciteit door een magnetisch veld. Over de buitenkant van de isolators kan met name tijdens nat weer en mist enige lekspanning gaan lopen. Die lekspanning is ook verantwoordelijk voor het geknetter en gebrom dat je hoort als je eronderdoor fietst. Op hele erge dagen kan je zelfs een zwakke gloed rond de isolatorkettingen ontwaren als het goed donker is (en daar zit het probleem in Nederland: dat is het hier nooit). Dit komt dicht in de buurt van zogeheten Sint Elmusvuur. Dat hoeft nog niet meteen te betekenen dat er een vlamboog aan zit te komen, maar deze lekstroom kost wel vermogen en dat gaat ten koste van het rendement van de hoogspanningslijn. 

Vuur moet je met vuur bestrijden, maar het aardige is nu dat je elektriciteit ook met zichzelf kan bestrijden. Elk voorwerp dat onder stroom of zelfs maar onder spanning staat wekt een magnetisch veld op. De geleiders, onder meer dan 100.000 volt, hebben een behoorlijk magnetisch veld en de coronaringen die erop vastzitten ook. Nu is het aardige dat het magnetisch veld van de ronde coronaringen het een hindernis vormt voor lekspanning die over de isolators wil kruipen. In dit geval wordt de stroom gesmoord met zichzelf, zodat er hoegenaamd geen hinderlijke lekstromen meer langskomen.

vlamboogpinnen en coronaringen

De coronaring en de vlamboogpinnen kunnen ook gecombineerd worden, zoals je ziet op de foto hierboven.

Elektriciteit heeft verder de neiging dol te zijn op alle scherpe randen en punten. Op deze plekken neemt de veldsterkte sterk toe en dit kan vonkvorming juist in de hand werken. Dus de coronaringen en ook de vlamboogpinnen bestaan allemaal uit keurig afgeronde metalen onderdelen waar geen scherp randje of hoekje meer aan zit.

 


Omhoog