Driefasenwisselstroom heeft een bijzondere eigenschap: wanneer je ruimtelijk, dwars op de richting kijkt naar de volgorde waarin de drie draden hun cyclus doorlopen, zie je dat er een draaiende beweging ontstaat. Deze staat weergegeven op de zogeheten klokgetallenbordjes. De klokgetallen zijn een belangrijk kenmerk van een driefasencircuit.

Op de klokgetallenbordjes staat weergegeven welke kant de draaistroom op roteert, dwars op het mastbeeld gezien en beschouwd vanaf de zijde waar het bordje is opgehangen: doorgaans (maar niet altijd) de rechterpoot van de mast. Ook grondkabels hebben een klokgetal met bijbehorend bordje, maar die zijn alleen op de trafostations geplaatst.

Circuitbordjes op de Mammoetlijn (ET) Klokgetallen in donau- en vlakke configuratie

Klokgetallenbordjes op de broekstukken van hoogspanningsmasten, pal naast de circuitborden. Merk op dat je aan de posities van de stippels kan zien hoe het circuit ruimtelijk geconfigureerd is en dat de getallen aangeven welke kant de schijnbare draairichting op beweegt – en dat hoeft niet altijd met de richting van de klok mee te zijn. Foto's door ElektroThriller en Hans Nienhuis.

Waarom klokgetallen?

Het is een beetje moeilijk om te omschrijven, maar denk even terug aan de St(r)oomcursus deel 3. Bij wisselstroom met drie fasedraden lopen de drie draden telkens éénderde op elkaar voor of achter in het doorlopen van hun cyclus. Maar de drie draden bevinden zich fysiek op een andere plek. Van generator via het elektriciteitsnet tot bij de eindgebruikers, altijd lopen de draden bij elkaar in de buurt, maar nooit zijn ze op exact dezelfde plek. Ook binnen elektromotoren niet.

Wanneer we dit uit zouden tekenen in een hoogspanningslijn met donauconfiguratie en met een stip zouden weergeven wanneer welke fase de top van zijn cyclus bereikt, wordt het vanzelf duidelijk.

Animatie van klokgetallen in een donaumast

 

Klokgetalbordje

Klokgetalbordjes met (fictieve) circuitaanduidingen. Verschillende ruimtelijke configuraties kunnen worden weergegeven: er zijn er nog wat meer mogelijk dan slechts deze vier. Merk ook op dat het begrip 'draai'richting op enkele moeilijkheden stuit bij de vlakke en verticale configuraties, maar dat het principe niet verandert: de fasedraden blijven elkaar continu opvolgen. Grondkabels hebben alleen op de stations soms een bordje, doorgaans gelijkend op de tweede van links.

De drie fasen zelf hebben ieder hun eigen ritme, maar de volgorde waarin ze op elkaar achterlopen lijkt te roteren. Dat is niet alleen maar schijn: de oude term draaistroom komt er zelfs vandaan. Doordat driefasenstroom daadwerkelijk een soort richting heeft, is het van belang hoe een driefasenmotor erop wordt aangesloten. Want wanneer de volgorde (en dus de schijnbare draairichting) van de drie fasen niet overeenkomt met de elektromotor, zal deze letterlijk de verkeerde kant op gaan roteren.

Ton Mast cartoonOok op de trafostations (in de rails en de wijze waarop hoogspanningscircuits daarmee zijn verbonden) is bet belangrijk de verschillende fasedraden goed uit elkaar te houden. Iedere fase krijgt daarom een getal toegekend tussen 1 en 12. Telkens liggen deze getallen precies 1/3e bij elkaar vandaan. En net zoals op een klok volgen ze op elkaar, altijd dezelfde kant op. Zo kan de reeks 4, 8, 12 ontstaan, maar ook 2, 6, 10 of 1, 5, 9. Altijd vier als tussenruimte, telkens 1/3e uit elkaar. De fysieke positie van de fasedraad samen met zijn naam (puur een getal) worden samen weergegeven op een klokgetallenbord, samen met de circuitnaam. (De afkortingen van de trafostations die met elkaar verbonden zijn door het circuit worden op een aparte pagina behandeld.)

Klokgetal, configuratie en wisselmasten

Een klokgetallenbordje heeft altijd dezelfde opbouw: bovenaan zie je drie stippels die de ruimtelijke configuratie van het circuit weergeven. Een driehoek is bijvoorbeeld een circuit in donauconfiguratie. Drie stippels naast elkaar is een vlakke configuratie. Recht boven elkaar? Een drievlaksmast of soms een tonmast. Helemaal exact is het niet (donaumasten met een rechthoekige driehoeksvorm dragen ook gewoon een bordje met een gelijkbenige driehoek), maar zolang maar duidelijk is welke fase met welk klokgetal op welke plek in de mast hangt, is het klokgetallenbordje geslaagd in zijn doel.

In het landelijk koppelnet van Nederland (220 en 380 kV) draagt in principe iedere mast een klokgetalbordje. Waarom niet alleen op de stations, maar ook onderweg? Dat heeft te maken met wisselmasten: na het fysiek wisselen van de positie van iedere fase (dat is het doel van wisselmasten) blijven de stippels gelijk, maar komen de getallen op een andere plek. Bijvoorbeeld zo:

Fasewissel met weergaven van de klokgetallen

Na een wisselmast verspringt de positie van de klokgetallen, terwijl de ruimtelijke configuratie van de stippels gelijk blijft. Hier zien we een wisselmast waarop het zwarte circuit (links) van fasepositie wisselt terwijl het witte circuit (rechts) dat niet doet. Merk op dat de klokgetallen van het circuit links als het ware 1/3e gedraaid zijn geraakt: 4 wordt 8, 8 wordt 12 en 12 is terug naar 4 gegaan. Volg de richting van de draden maar eens.

Hoewel wisselmasten in België (op een enkele uitzondering na) nooit gebouwd zijn en ze ook in Nederland niet meer nieuw worden toegepast, is men erbij gebleven telkens toch nog de klokgetallen per mast te blijven aangeven, zeker op koppelnetmasten. In verband met onderhoud en om geen misverstanden te laten ontstaan is een uiterst heldere communicatie essentieel. Hoewel de bordjes er niet altijd hangen, is er bij de netbeheer altijd bekend hoe de klokgetallen erbij hangen.

Bij grondkabels liggen de drie draden soms naast elkaar, terwijl ze verderop in één kabel gevat zijn in een compacte driehoekvorm. Maar ook grondkabels hebben een begin en een uiteinde. Om na werkzaamheden of na verbouwingen op stations te voorkomen dat er een harde sluiting ontstaat omdat de verkeerde rail wordt aangesloten op de fase, worden ook de drie fasedraden van grondkabels gekend door middel van een klokgetal.

Parallel geschakeld circuit weergegeven op een circuitbordje

Bij parallel geschakelde circuits is het moeilijker om de klokgetallen correct aan te geven. Maar ook daar is een oplossing voor: het verticale streepje geeft aan dat de twee stippels fysiek verbonden fasedraden zijn. De configuratie laat zich raden: we zien hier een tweevlaksmast waarvan twee boven elkaar hangende circuits met elkaar zijn verbonden. Foto door forumlid ET.

Niet altijd aanwezig

Lang niet iedere mast draagt netjes een klokgetallenbord. In Nederland is het standaard voor koppelnetverbindingen (220 kV en 380 kV), maar voor de netten van 150 kV en 110 kV wordt het niet in iedere verbinding per mast gezien. In België geldt hetzelfde, maar dan voor het hele net. In sommige gevallen zijn de klokgetallen dan maar uitgevoerd als randstaafschildering.
Klokgetallen worden ook in de middenspanning gebruikt. De weergave gebeurt daar echter op andere wijze dan met bordjes. In de middenspanningswereld is het gebruikelijk om de losse fasedraden een kleur te geven (rood, geel en blauw) in plaats van een heel circuit één kleur toe te kennen, zoals in de hoogspanningswereld de gewoonte is.
 


Omhoog