Wie goed kijkt naar de isolatorkettingen van met name hangende isolatortypes, ziet dat die op een handvol verschillende manieren aan de masten kunnen hangen. Waarom zijn er zoveel manieren?

Meestal zie je een enkelvoudig uitgevoerde rij glaskap-isolators recht omlaag hangen en de draad dragen. Maar soms is deze rij dubbel uitgevoerd. Bij kunststof isolators is dat zelfs vrij vaak zo. Bij hoek- en afspanmasten hangen isolators niet recht omlaag, maar schuin opzij. Soms zitten ze in een al dan niet omgekeerde V-vorm aan de traversen vast. En hoe nauwkeuriger we kijken, hoe meer manieren er lijken te zijn om de fasedraden aan de masten te hangen. 

Verschillende soorten isolatorophanging in 150- en 380 kV-verbindingen

Het zijn allemaal donaumasten vlakbij een rivierkruising, maar de draden hangen er op drie verschillende manieren aan. De twee afspanmasten (de laagste twee) zijn voorzien van afspanophanging. De hogere masten met kattenoren op de boventraversen hebben zogeheten halfverankering. En de (nog hogere) masten met bliksembokken hebben V-ophanging. Foto door Michel van Giersbergen.

Deze pagina is een voorbeeld van interactie met de lezers van de site. Er kwamen wel eens vragen over binnen en toen er werk van werd gemaakt, bleek de uitleg veel te lang te worden om zomaar even in een van de bestaande pagina's onder te brengen.

Iedere manier van ophanging heeft zijn eigen voordelen

Er zijn regels voor wanneer bepaalde vormen van ophanging nodig zijn. Die gaan verder dan alleen de NEN-50341-1 of een Belgisch equivalent voor wat betreft veiligheid. Ook het mastmodel, jarenlange ervaringsinzichten van de fabrikant en een vaste set gebruiksregels die de netbeheerder zelf hanteert zijn van belang.
Er is zelfs een grafische code die op netkaarten kan worden gebruikt om aan te geven welke manier er is toegepast, compleet met een eigen set symbolen.

Enkele ketting recht omlaag

glaskappen recht omlaag

Dit tref je aan bij de meeste masten. De isolatorkettingen zijn enkelvoudig uitgevoerd en ze hangen recht omlaag (of als het waait, schuin omlaag). Deze manier van ophangen is in de meeste gevallen de beste oplossing. Een enkelvoudige rij is goedkoop, simpel, relatief licht, het geeft de kabel bewegingsvrijheid in twee richtingen (in het lang en opzij) en het wekt de lichtvoetige, open indruk die we graag zien bij een rij vakwerkmasten. Bij draagmasten, dus waar de draden rechtdoor lopen, spelen alleen de zwaartekracht en winddruk een rol van betekenis. Een enkelvoudige ketting voldoet dan uitstekend. 

Belgische dubbelvlagmasten met een enkelvoudige ketting recht omlaag

Deze Belgische dubbelvlagmasten hebben een enkelvoudig uitgevoerde isolatorketting die recht omlaag hangt. Dat is het meest elegant en minimalistisch. Wanneer men een hoogspanningslijn (zelfs een hele grote) zo slank mogelijk wil laten lijken is dit de juiste keuze, zeker boven de weilanden. Foto door Michel van Giersbergen.

Dubbele ketting recht omlaag

glaskappen dubbele rij recht omlaag

Wie bij snelwegen, sommige spoorlijnen en kleine kanalen omhoog kijk naar de hoogspanningslijn die het object kruist, ziet soms deze manier van bevestiging. Hoewel glaskap-isolators behoorlijk sterk zijn en het hoegenaamd nooit voorkomt dat een isolatorketting het begeeft (er is HoogspanningsNet binnen Nederland zelfs geen enkel geval bekend), kan het een ramp worden wanneer een 380 kV-voerende hoogspanningskabel losbreekt en midden op een snelweg belandt. Ook wanneer er iets tegen de kabels aanvaart- of rijdt en de stroom uitklapt, mag de kabel nog steeds niet zomaar losbreken.

Een dubbele isolatorketting, parallel naast elkaar, verkleint het risico op breuk van de isolatorketting tot vrijwel nul. En zelfs wanneer er toch eentje breekt, dan nog is de andere sterk genoeg om het volledig gewicht van de draad en de andere ketting te blijven dragen. Twee kettingen die parallel hangen hebben verder dezelfde eigenschap als een enkel exemplaar: de kabel kan nog steeds in het lang en opzij bewegen.

Dubbele isolatorkettingen in de Oostring

Dubbele, recht omlaag hangende isolatorkettingen zien we relatief weinig, maar in de Oostring in Twente is het gangbaar.

Sommige hoogspanningslijnen zijn over hun gehele lengte voorzien van dubbele isolatorkettingen. Dit kost wel extra geld en gewicht, zodat dit vroeger veel meer werd gedaan dan tegenwoordig. Bij oude 50 kV-lijnen zie je de dubbele ophanging nog veel, maar ook bij moderne 380 kV-verbindingen in Twente is de dubbele ophanging gangbaar.

Halfverankering

Ook deze manier kom je geregeld tegen bij overspanningen, maar ook op andere plekken en soms zelfs als reguliere ophanging kan je dit aantreffen. Hoe groter de overspanning en hoe zwaarder de draad, hoe groter de kracht van de wind op de kabels wordt en ook resonantie en conductor gallop worden dan een steeds groter gevaar. Daarom is het voor deze overspanningen wenselijk om ervoor te zorgen dat de kabels opzij nog wel speling hebben (en dus schuin in de wind kunnen hangen), maar dat ze in de lengterichting niet meer kunnen bewegen. Wanneer een hoogspanningslijn een rivier kruist of over een ander kwetsbaar object heen loopt zie je dit vaak.

Zijwaarts hebben de kabels bewegingsvrijheid, maar in het lang hebben ze dat niet meer dankzij de omgekeerde V-vorm. De kabel is niet onderbroken en zodra je aan de linkerkant van de afbeelding aan de kabel trekt, komt de eerste isolatorketting al heel snel strak te staan. De kabel kan dan niet nog verder worden aangetrokken, zodat het risico op kortsluiting tegen de traverserand verdwijnt. Ook bij lijnen met kunststof-isolators worden de kabels doorgaans in halfverankering opgehangen, maar hier is dat gedaan om de (niet flexibele) kunststof-isolators te ontzien van krachten in twee richtingen.

Afspanning (twee, drie of zelfs vier parallelle, schuine kettingen)

dubbele ketting

Deze manier lijkt enigszins op de omgekeerde V-vorm van manier 3, maar hij is toch anders. Nu worden niet twee, maar vier isolatorkettingen gebruikt en ze zitten aan de traverserand bevestigd in plaats van middenonder. Verder zijn ook de kabels onderbroken en doorverbonden met een boogje. Het zal je niet verbazen dat dit de manier bij uitstek is om kabels mee in een hoekmast of afspanmast te hangen.

De dubbel uitgevoerde kettingen zorgen voor sterkte en betrouwbaarheid, maar doordat de kabel is onderbroken (dit in tegenstelling tot manier 3) krijgt de kabel nog een kleine (maar belangrijke) mogelijkheid tot beweging, terwijl grote bewegingen zijn uitgesloten. De zogeheten bretel zorg voor de elektrische verbinding. Vier isolatorkettingen van de volledige lengte levert nogal wat extra gewicht op, maar omdat hoek- en afspanmasten sowieso zwaarder gebouwd zijn hoeft dat geen probleem te zijn.

Driedubbele afspanning

In sommige gevallen, zoals deze 380 kV-verbinding bij Bleiswijk, hangen er in de hoekmasten zelfs drie kettingen naast elkaar. 

Drie kettingen naast elkaar kan ook. De reden hiervan moet worden gezocht in het (enorme) gevaar dat een vallende 380 kV-fasedraad oplevert wanneer er industrie, petrochemie of veel bewoning in de buurt is. In het buitenland wordt het soms zelfs gepresteerd om maar liefst vier kettingen te gebruiken. Op plekken met grote crossings (zoals fjorden) kan dit voordelen hebben omdat vier kettingen een veel grotere trekkracht aankunnen. De draad zelf breekt dan nog eerder dan de kettingen. 

Hangende afspanning

Verhoogde afspanophanging

Deze manier van ophanging is meestal een nieuwkomer. Pas sinds de opkomst van kunststof-isolators en het strakker zetten van de NEN-50341-1 norm voor vrije ruimte onder de draden is deze vorm van ophanging gangbaar geworden. Het lijkt sterk op dubbele, parallelle kettingen, maar er zijn twee belangrijke verschillen. De isolatorkettingen zijn meestal enkelvoudig uitgevoerd en ze hangen niet aan de zijkant, maar in het midden van de traverse vast. Een metalen pin hangt het hele spul aan de traverse alsof het een gewone, omlaag hangende isolator is. Je ziet deze ophanging ook alleen aan draagmasten. Meestal wordt deze manier gebruikt wanneer de geleiderkabels slechts een klein stukje hoger moeten komen te hangen.

een halve meter extra

Verhoogde afspanophanging zien we op plekken waar de fasedraden net iets hoger moeten hangen, slechts een halve meter. Door hangende kettingen te veranderen in schuine kettingen kan men aan beide zijden de fasedraad strakker trekken. Dat kan handig zijn bij een nieuwe weg, bedrijfspand of om aan de nieuwe NEN-norm te voldoen.

V-ophanging

V-ophanging

Een heel andere methode is de bevestiging van isolators in een V-vorm die omgekeerd is ten opzichte van halfverankering. Nu zitten de isolators niet op twee plekken aan de kabel, maar op twee plekken aan de traverse vast. In het buitenland wordt deze manier (tesamen met hanggewichten) soms toegepast op plekken waar de kabels van een heuvel afkomen en niet diep genoeg doorhangen om door hun eigen gewicht de isolatorkettingen strak te houden. Maar in Nederland is dat weinig van toepassing. Toch zien we deze manier geregeld  in individuele gevallen. Deze methode kan goede diensten bewijzen op plekken met veel (zij)wind of als men de draden opzettelijk zo dicht mogelijk bij elkaar wil omhangen. Ook wanneer een hoogspanningslijn een reconstructie heeft ondergaan waardoor een draagmast in een lichte hoekmast veranderd moet worden, kan het handig zijn om V-ophanging toe te passen.

V-ophanging in Brabant

Een draagmast in een lichte hoekmast veranderen kan met V-ophanging. Op deze manier kunnen de draden een klein bochtje maken.

Manier 7. Tetraëderophanging

tetraëdrische ophanging

Deze ophangmethode is een echte nieuwkomer in ons grondgebied. Tot op heden wordt deze manier vrijwel alleen maar toegepast met kunststof-isolators. De dubbele V-vorm combineert daarbij de eigenschappen van halfverankering en V-ophanging en dit zorgt ervoor dat de opgehangen kabel nu op geen enkele manier meer kan bewegen ten opzichte van de traverse. Voor kunststof-isolators is dit een vereiste en omdat dit type isolator niet zoveel weegt is het geen bezwaar om er vier te gebruiken. Visueel is het meestal wat minder geslaagd: het geeft een drukke en enigszins ongemakkelijke indruk.

Twee soorten ophanging in één mast

Tetraëderophanging aan de onderste traversen van een draagmast van een 150 kV-verbindingin Limburg. Deze manier van ophanging staat de kabels in geen enkele richting bewegingsvrijheid toe, al lijkt de hele mast er wel een krab of tarantula door met veel te veel poten.