Op deze site wordt geregeld gesproken van een 'Nederlands' of een 'Duits' ontwerp hoogspanningsmast. Dat is wat kort door de bocht geredeneerd, maar er zit wel een kern van waarheid is.

Op allerlei pagina's van deze site en op het forum spreken we regelmatig over dingen als een 'redelijk Duits aandoend ontwerp' of een 'typisch Nederlands' trekje. Vooral bij donau- en drievlaksmasten komen we vaak de zo aangeduide Duitse ontwerpen tegen. Kenners die in beide landen veel kilometers op het asfalt doorbrengen zullen waarschijnlijk wel doorhebben wat we ermee bedoelen: in Duitsland is de doorsnee hoogspanningsmast net weer even anders dan in Nederland. Het grootste verschil zit hem in de torenwanden. Voor de serieuze liefhebbers kan het leuk zijn om het onderscheid te leren kennen. 

Duitsers in de velden

De torenwanden kunnen zijn versterkt met een kruisverband of een slingerverband. Kruisverbanden zijn sterker, maar het kost ook meer materiaal om ze te maken en de toren kan er een rommeliger aanblik door krijgen wanneer de kruisblokken een verschillende hellingshoek hebben. Slingerverbanden zijn traploos en goedkoper, het kost minder materiaal en ze zijn makkelijker in elkaar te zetten. Maar de mast is kwetsbaarder. Het wegvallen van een staafje in een slingerverband levert direct een zwak punt op, terwijl dat bij een kruisverband niet zo is.

Voor iedere hoogspanningslijn verschilt de overweging die tijdens de bouw is gemaakt over wat er nodig is aan sterkte, hoe duur het mag wezen en hoe vlot de zaak in elkaar te zetten is. Het is een feit dat een mast met een slingerverband goedkoper en makkelijker te bouwen is dan eentje met kruisverbanden. In Duitsland is bijna in alle gevallen voor een slingerverband gekozen, zodat dit uiterlijk (dat eigenlijk dus niet van origine 'Duits' hoeft te zijn) daardoor in andere gebieden als Duits overkomt.

Met name in de noordoostelijke helft van Nederland tref je in het 110 kV en 220 kV-grid de nodige Duits aandoende masten aan, zowel donau-, drievlaks alsook hamerkoppen. De IJsselmij en het EGD waren beide dol op de goedkope, simpele Duitse vakwerken en een van de meest gangbare 110 V-donaumasten in de voormalige IJsselmijconcessie dankt er zijn populariteit aan. Bij slingerverbanden zien we verder vaak een gereduceerd of niet aanwezig broekstuk. Een ander Duits trekje is de aanwezigheid van maar één bliksemdraad. Dat voldoet niet aan de theorie van Schwaiger, waardoor dit type hoogspanningslijnen kwetsbaarder is voor blikseminslag op de fasedraden dan de meeste Nederlandse en Belgische ontwerpen.

Wanneer we dat in het echt gaan bekijken ziet dat er zo uit.

Nederlands ontwerp met broek en verscherpingen380 kV-donaumast volgens Nederlands ontwerp

'Nederlandse' mastontwerpen met kruisverbanden in de toren. Hier een oude 110 kV-lijn bij Wachtum en de bekende Nederlandse 380 kV-masten zoals je ze op veel plekken in Nederland tegenkomt.

Nederlandse masten vertonen een aantal kenmerken die je zelden in Duitsland ziet. Kattenoren op hoekmasten zijn in Duitsland ook zeer zeldzaam terwijl ze hier algemeen zijn. Maar het opvallendst zijn de torenwanden: kruisblokken met open ruitvormen laten zich vanaf grote afstand herkennen. Meestal zitten er ook diagonalen van de tweede orde in, die meestal als kniksteunen of knikverkorters aangeduid worden.
Duitse ontwerpen hebben meestal één bliksemdraad, weinig tot geen broekstuk en een slingerverband in de toren, zelfs tot hele grote exemplaren aan toe. Ook hebben de Duitse ontwerpen en afgeleiden daarvan een spitser en (subjectief gezegd) iets norser uiterlijk.

110 kV-mast volgens Duits ontwerp vlakbij Hardenberg220 kV-mast met een typisch Duits ontwerp

Typische 'Duitse' ontwerpen. Hier een 110kV donaumast bij Hardenberg en een dennenboommast voor 220 kV bij Zwolle. Merk op dat de broek ontbreekt en dat de slingerverbanden niet per vier tegelijk aan de randstaaf zitten.

Natuurlijk is dit geen exacte wetenschap. Je hebt ook Nederlandse ontwerpen met een bliksemdraad op de top (vaak hamerkoppen met maar liefst vijf bliksemdraden) en er zijn ook Duits aandoende ontwerpen met een broekstuk en twee bliksemdraden aan eigen traversen. Maar over het algemeen wekt een Duitse mast een andere indruk dan een Nederlandse mast.. Vaak is het meest kenmerkende verschil de bouw en constructie van de toren.

Groningse twee-evenmasten met een hybride ontwerp

Duits ontwerp in Groningen, waar deze grote tweevlaksmasten vier circuits van 220 kV dragen. 

Het onderscheid is zoals gezegd geen exacte wetenschap. Hoewel de Groningse 220 kV tweevlaksmasten wel een broekstuk en twee bliksemdraden op aparte traversen hebben, kan je toch wel zeggen dat ze Duits aandoen. Een typisch kenmerk daarbij is dat de eerste knikverscherping in de torenwand niet meteen volgt na het broekstuk.

Nederlands ontwerp naast een Duits ontwerp

Een Nederlands ontwerp naast een Duits ontwerp vlakbij Hessenweg. Beide zijn echter door de IJsselmij gebouwd. Maar de mast links is duurder en ingewikkelder dan de Duitse mast rechts. 

Op de foto hierboven zien we twee verschillende 110 kV-donaumasten. De linkse is een typische Nederlander, de rechtse is een Duits ontwerp, maar nu met twee bliksemdraden op aparte traversen. (Een typisch verschijnsel voor Duitse masten is dat ze nabij trafostations altijd zijn uitgerust met twee bliksemdraden. Een aantal kilometer buitengaats verandert dat in een enkele draad op de top.)

Alle verschillen hebben een reden

Hoewel er gedeelde kenmerken kunnen bestaan is er voor het geoefend oog dus toch enig onderscheid te maken. Laten we eens een zo'n reden nader bekijken – het al dan niet aanwezig zijn van een broekstuk.
Het broekstuk is technisch een van de moeilijkste onderdelen van de mast, en niet alleen tijdens de bouw. Het weglaten ervan heeft dus zeker voordelen. Maar ook nadelen, want anders zouden we in Nederland immers ook gewoon altijd masten zonder broekstukken maken. Kleine en middelgrote Duitse ontwerpen doen het vaak zonder, of de broek is sterk gereduceerd. De sleutel van het verschil ligt hem in de eigenschappen die een broekstuk aan het mastlichaam toevoegt. Want wanneer heeft het toepassen van een broekstuk voordelen?

  • Een broekstuk verhoogt de windbestendigheid van een mast. Bij veel winddruk (hoge mast, aan zee) is een broekstuk dus een voordeel.
  • Een broekstuk vergroot het grondoppervlak van een mast door de druk schuiner weg te geleiden. Bij slappe bodems betekent dit dat er schuin geheid kan worden in plaats van dat er een betonblok moet worden gegoten.
  • Een mast zonder broekstuk neemt minder ruimte in beslag dan een mast met broekstuk. Maar bij heel grote broekstukken draait zich dat juist weer om omdat je er dan onderdoor past.
  • Een broekstuk is technisch moeilijker en duurder. Wanneer de andere factoren nauwelijks meespelen heeft weglaten voordelen.

Stel je nu voor dat je een lange hoogspanningslijn van 110 kV moet zetten door akkerbouwgebied. De grond (zand) is stevig en aangezien de masten twee circuits van enkelvoudige geleiders moeten dragen, zal de winddruk niet enorm zijn. Tenslotte wil je niet meer geld uitgeven dan nodig is. Wat zou je doen? Masten met of zonder broekstuk? En met een ingewikkende toren of een simpeler (goedkoper) ontwerp? En zou je dat nog steeds doen wanneer je een iets kortere lijn door een veengebied moet laten lopen, waar veel weidegrond is en waar vereist is dat de masten een stukje hoger zijn? Deze overwegingen zijn allemaal gemaakt door de voormalige elektriciteitsbedrijven die hoogspanningslijnen bouwden.

Op deze manier bepalen de randvoorwaarden welk mastontwerp het handigste is. In Duitsland, waar afstand, harde grond, gebruiksgemak en degelijkheid (eenvoud) de boventoon voeren, gaat de voorkeur uit naar masten zonder broekstuk. In Nederland, waar estethiek, de begraasbaarheid van het land, de horizon en de slappe, natte moerasbodem de boventoon voeren, is een broekstuk normaler. Uiteraard hebben de grotere Duitse masten wel een broekstuk (de groten voor 380 kV hebben er altijd eentje), maar dat komt omdat de sterkte die een broekstuk toevoegt bij hele grote masten een dominante factor wordt. En als laatste, ook niet geheel te verwaarlozen, speelt ook smaak een rol. Minimalisme versus sierlijkheid: soms bijten die elkaar, soms niet.

Y-top bij noord-Duitse mast

Ook typisch Duits bij twee bliksemdraden: de zogeheten Y-top. Het topstuk verandert dan in een soort Y-vorm. Dit wordt in Nederland slechts op een paar hoogspanningslijnen gezien, de 150 kV-lijnen drievlaksmasten van Eindhoven-oost naar Eindhoven-Noord en naar Eerde, en bij Moerdijk. In het noordwesten van Duitsland is het juist een heel normale oplossing.

Er zijn naast het broekstuk nog een handvol andere dingen te bedenken. De kattenoren zijn daarvan de belangrijkste. In Nederland zijn kattenoren de norm op hoekmasten van (met name) 220 kV- en 380 kV-verbindingen. Sterker, we hebben in Nederland slechts één grote 380 kV-lijn met vakwerkmasten zonder kattenoren (Zwolle-Meeden). In Duitsland zijn kattenoren echter een hoogst zeldzaam gezicht. Lijnen met twee bliksemdraden hebben in Duitsland soms een Y-top, het meest in het noordwesten in de voormalige concessie van netbeheerder TransPower (EON).

Wat zien we veel in Nederland?

  • Torens met kruisblokken en twee of meer verscherpingen
  • Kattenoren op hoekmasten
  • Topstukje dat een punt heeft, maar géén bliksemdraad voert
  • Torendelen met knikverkorters
  • Stomp eindigende traversen
  • Heel kleine mastsoorten met broekstukken

Typisch Duits (wanneer in Nederland dus een teken van een Duits ontwerp)

  • Toren uit één stuk met slingerverbanden, vaak zonder verscherpingen
  • Toren wekt een ijle, minimalistische indruk
  • Geen broekstuk of (bij grote masten) een veel minder opvallend broekstuk
  • Eén bliksemdraad op het topstuk, dat vaak zeer spits is
  • Een Y-top 
  • Broekstuk met een aansluitend blok voordat de eerste knikverscherping komt