Tussenspanning: 66, 50, 36/33/30 en 25 kV

Tussen hoogspanning en middenspanning zijn soms netvlakken of spanningen te vinden die van beide kenmerken hebben.

Deze spanningen zijn soms toegepast of in een kleine omvang in eigennetten op industrieclusters en windparken, maar je treft ze ook in een grotere context aan. Bepaalde streken van Nederland en België hebben tussen 150/110 kV enerzijds, en middenspanning tot en met 23 kV anderzijds nog een tussenliggend netvlak, dat transport met een beetje distributie combineert. Hiervoor wordt de weinig fantasievolle term tussenspanning gebruikt: tussen middenspanning en hoogspanning in.

De bekendste bewoner van dit gebied is 50 kV, een spanning die in Nederland een soortgelijke rol heeft als het Belgische 70 kV-net en een vergelijkbare, maar meer regionale geschiedenis kent. Een andere bewoner is 66 kV, een wereldwijd veel gebruikte spanning die tevens een industriestandaard is geworden, en nu ook in grote offshore windparken in opkomst is. 36 kV in delen van België past er ook naadloos in. Tenslotte is er nog 25 kV, een spanning die vooral in Zuid Holland brede toepassing heeft en die in de Botlek populair is.

50 kV-lijnen, indien bovengronds, zijn bijna altijd op leeftijd. Hier zien we de enige nog overlevende 50 kV-verbinding met metalen portaalmasten. Eén circuit voor 50 kV wordt ermee tussen Enkhuizen en Medemblik door de polder geleid. Foto door Tom Börger.

Op het kaartje bovenaan deze pagina zien we dat sommige tussenspanningen een netvlak vormen terwijl anderen alleen ad-hoc toepassing hebben. Dat is een gevolg van de nethistorie. 50, 36 en 25 kV waren ooit een ontwikkelingsstadium in het groeiende elektriciteitsnet van lang geleden. Later vonden uitbreidingen plaats op spanningen van 110 kV en hoger en nieuwe toepassingen van tussenspanning verschoof naar de industrie en naar eigennetten van windparken of raffinaderijen. Op deze pagina behandelen we alleen de drie spanningen die het in het verleden tot een echt netvlak hebben geschopt: 50, 36 en 25 kV.

50 kV: ooit de baas, nu overal tussenin

50 kV wordt in centraal en westelijk Nederland op grote schaal gebruikt in een rol die op de ene plek als transport kan worden gezien en op een andere plek meer als distributie. 50 kV valt in alle opzichten telkens buiten de boot: geen staatsnet, net geen echt transportnet meer, maar ook een maatje te groot te groot voor een distributienet. Ook de netspanning zelf zweeft tussen de onderste rafelranden van de internationale definities van hoogspanning en de bovenste toppen van middenspanning.

Het is een spanning die in lokale netwerken (deelnetten) wordt gebruikt in Utrecht en de Randstad. Elders, zoals in de Gelderse Vallei, delen van Zeeland, de Drechtsteden en Goeree Overflakkee, heeft het meer een rol als transportnet. Sinds het in werking treden van enkele wetswijzigingen in 1998 en 2004 (de WON/Splitsingswet) valt 50 kV niet langer onder het hoogspanningsnet zodat het niet in bezit en beheer is van Tennet. In het verleden behoorde 50 kV wel degelijk tot het echte hoogspanningsnet en het werd en destijds ook als zodanig aangelegd: voor een groot deel bovengrond met metalen hoogspanningsmasten.

Omdat 50 kilovolt zich al decennialang technisch uitstekend laat verkabelen worden geen nieuwe bovengrondse verbindingen van 5o kV meer aangelegd. Omgekeerd gebeurt wel, van de bovengrondse 50 kV-verbindingen, ooit alomtegenwoordig in Gelderland, Brabant en Noord Holland, bestaan tegenwoordig nog slechts een handjevol verbindingen die bijna allemaal in Gelderland en het zuidwesten van het land staan.

Oude 50 kV-hoogspanningslijnen op de Veluwe vlakbij Barneveld en Nijkerk. Links in de verte is al te zien wat tegenwoordig gangbaar is voor 50 kV: de grond in. Toch staan er nog altijd een handvol zulke lijnen in het landschap, stuk voor stuk op leeftijd, op misschien twee na. Foto door Ruben Schots.

De laatste twintig jaar is een groot deel van de bovengrondse 50 kV-lijnen op de Veluwe afgebroken, maar is er ook nog een nieuwe 50 kV-verbinding bovengronds aangelegd (de lijn tussen Harderwijk en Nunspeet, redundant uitgevoerd met ranke buismasten en voorbereid op 150 kV). De langste bovengrondse 50 kV-lijn ligt tussen Nunspeet en Dodewaard, met trafostations in Harderwijk, Nijkerk, Barneveld, Ede en in Wageningen. Ook in het zuidwesten van Nederland zijn een aantal bovengrondse 50 kV-lijnen nog steeds in functie en ook in Zeeland zijn nog delen van het netwerk bovengronds te vinden. Ondergronds is het beeld anders, daar is het een flinke drukte van 50 kV-kabels. Op het kaartje is goed te zien dat 50 kV-lijnen meestal niet erg lang, maar wel talrijk zijn in de delen van Nederland waar ze voorkomen.

Twee verschillende gezichten van 50 kV (geel). In de Gelderse Vallei (rechts) zien we lange bovengrondse 50 kV-verbindingen die duidelijk een transportnetfunctie hebben. Maar bij Soest, ’s Graveland en Driebergen zien we dat het plaatselijke 50 kV-net uit korte grondkabels bestaat die als uitlopers bij de 150 kV-stations vandaan lijken te steken.

Netkaarten van het 50 kV-net bestaan nauwelijks. In tegenstelling tot het net van 110 kV en hoger is het 50 V-net in handen van netbeheerders Enexis, Stedin en Liander, en die hebben geen gezamenlijke netkaarten. De enige openbare kaart met het volledige Nederlandse 50 kV-net in dezelfde interface is de door onszelf onderhouden online netkaart.

Bijna alle 50 kV-lijnen die bovengronds staan zijn (veel) ouder dan 1960. Het gedeelte van de 50 kV-lijn in de Gelderse Vallei tussen Ede en Dodewaard loopt spant de kroon. Het is de oudste nog bestaande bovengrondse hoogspanningslijn van Nederland. De hoogspanningslijn is in 1929 in bedrijf gesteld als Hemmen-Ede. Ooit werden de zogenoemde schaarmasten waar deze verbinding mee is gebouwd ook in een handvol andere hoogspanningslijnen op en rond de Veluwe gebruikt. Anno nu is de lijn tussen Ede en Dodewaard nog de enige van dit type die behouden is gebleven. De masten zijn zo oud dat er nog klinknagels gebruikt werden in de voorgefabriceerde vakwerkdelen die op een platte kar waarschijnlijk met paard en wagen naar hun plek zijn vervoerd.

In de oudste hoogspanningsmasten treffen we naast bouten en moeren ook nog klinknagels aan (links). Hieruit is af te leiden dat de mast uit een aantal prefab-onderdelen bestond die elders gemaakt werden en in hun geheel naar het veld werden vervoerd, voordat ze uiteindelijk ter plekke met bouten aan elkaar verbonden werden en in de verf werden gezet. Foto door Hans Nienhuis.

De Zwarte Giraf (de rivierkruising bij Wageningen) is voor de serieuze pylon geek een bucketlist-mast. Dat deze rivierkruising de oorlog heeft doorstaan mag een klein wonder heten. Op de zuidelijke Veluwe is tijdens onder andere tijdens operatie Market Garden zwaar gevochten en een paar andere rivierkruisingen bij Arnhem zijn opgeblazen om de masten in de rivier te laten vallen en zo een doorvaart van de geallieerden te hinderen. Bruggen, schepen en kruisingsmasten opblazen en in de rivier laten vallen is een beproefde krijgstactiek die in de oorlog ook bij Dordrecht is gebruikt, maar deze methode had slechts beperkt succes. Tot op de dag van vandaag heeft deze verbinding de vaart der volkeren en de tand des tijds doorstaan. Vooralsnog zijn er ook geen sloopplannen voor deze lijn, dus je hoeft niet direct haast te maken als je hem bekijken wil.

De stokoude 50 kV-rivierkruising over de Rijn bij Wageningen. De noordelijke mast van de rivierkruising is een bekende plek onder studenten om in de zon te zitten of om wat te barbecueën. Wanneer ze ietwat aangeschoten naar huis terugkeren in de avondschemer zal het je niet verbazen dat de hoogspanningsmast als bijnaam Zwarte Giraf heeft…

Tussen circa 2000 en 2020 was het een net dat zijn glorietijd gehad leek te hebben. Nieuwe uitbreidingen of zelfs revisies op 50 kV-niveau waren zeldzaam. Liander was zelfs van plan om het 50 kV-net in hun concessie langzaam maar zeker geheel uit te faseren en te vervangen door zware 20 kV-netten, om zo een transformatiestap in de spanningscascade te elimineren. In verband met sturing en controle op toenemende decentrale opwek en het smart grid werd een 20 kV-net als handiger gezien, ondanks dat het hogere transportverliezen oplevert. Dat kantelde toen de energietransitie zo hard begon te lopen dat er overal transportschaarste ontstond. Saneringsprojecten werden afgezegd en de nood werd in korte tijd zo hoog dat vervanginsprojecten met 20 kV plotseling in verzwaringsprojecten veranderden, omdat de te vervangen 50 kV-verbinding niet meer kon worden gemist. Liander heeft het plan tot actief saneren van 50 kV inmiddels verlaten.

Toch vindt nieuwbouw tegenwoordig plaats met spullen voor 66 kV. Die zijn nu eenmaal breder voorhanden en staan het prima toe om ietsje onder hun niveau te werken. Op netkaarten verschillen 50 en 66 kV wel eens van kleur, in de praktijk groeien deze spanningen en hun toepassing steeds verder naar elkaar toe. 66 kV ad-hoc is daarmee op een aparte manier familie geraakt van het aloude 50 kV-net dat al sinds 1918 in Nederland zijn eerste stappen zette.

Juist door de relatief grote ouderdom van 50 kV zijn er in dat net nog levende stukken nethistorie te vinden. Hier zien we het voormalig schakelstation Klaaswaal, met hangrails. Het was nog de enige in zijn soort. Inmiddels is het helaas vervangen door een GIS. Toekomstbestendiger, maar minder indrukwekkend. Foto uit 2013 door Johan Swank.

36 , 33 en 30 kV: tussenspanningen met verschillende rollen

In België wordt 36 kV ook tot het hoogspanningsnet gerekend, ondanks een definitiegrens op 63 kV. Hoe dat precies wordt gerechtvaardigd, vraag het ons niet. In ieder geval is een gevolg dat de verbindingen van 36 kV ook door de landelijk netbeheerder Elia worden beheerd. Het lijkt meer op 25 kV in Nederland dan op 50 kV of 70 kV. En niet overal staat er precies 36 kV op dit net: in de omgeving van Charleroi is het idee gelijk, maar de spanning is er 30 kV. De meeste verbindingen zijn als grondkabels uitgevoerd, maar zo hier en daar staat er ook eentje bovengronds.

In Nederland is geen 36 kV te vinden, maar wel veel 33 kV. Deze spanning, oorspronkelijk onderdeel van de cascade 11/33/66/132 kV, is wereldwijd populair als industriestandaard en werd een de facto standaard voor offshore windparken en grote parken op land. Later volgden ook grote zonneparken door aan te haken op de reeds bestaande markt voor fabricage van transformators met 33 kV als stap. In Nederland zien we daarom 33 kV altijd ad-hoc, als parknet, binnen industrienetten en soms als aansluitkabels voor zware verbruikers, zoals bij Moerdijk. 30 kV heeft dezelfde rol, maar de bestaande 30 kV verbindingen zijn meestal wat ouder en nog van voor de tijd dat 33 kV de standaard raakte.

Wie op de kaart kijkt ziet dat 36 kV lang niet overal in België voorkomt. Aan de kust, in de omgeving van Brugge en in Brussel ligt een uitgebreid net, maar elders zien we slechts af en toe een losse verbinding en er zijn ook grote gebieden van België waar in het geheel geen spanning in dit interval voorkomt. Het 36 kV-net is het eerst ontstaan in Brussel. Daar was dit een ideale spanning voor een stadsnet: niet te hoog zodat je relatief goedkope onderstations in elke wijk kon zetten, maar toch hoog genoeg om voldoende capaciteit te bieden en met slechts enkele centrales de hele stad te kunnen bedienen. Van die alleroudste 36 kV-lijnen (jaren 20) zijn er inmiddels een heel deel buiten dienst gesteld, maar de verlaten kabels zitten meestal wel nog in de Brusselse ondergrond. Voer voor archeologen van de toekomst.

De rest van het 36 kV-net werd aangelegd gelijktijdig met de komst van 150 kV. In de tijd van de aanleg van het 150 kV-transportnet waren er twee soorten gebieden: met 70 kV en zonder 70 kV. In de gebieden met 70 kV zorgden de nieuwe 150 kV-lijnen ervoor dat de 70 kV-lijnen ontlast werden, waardoor 70 kV daarna voor lokale doeleinden gebruikt kon worden. Een voorbeeld zien we in de vorm van de verbinding Lier – Mol, ooit een hoogspanningslijn die voor langeafstandstransport was bedoeld, maar die nu een lokale distributielijn voor vijf onderstations is geworden.

Erg fotogeniek is het 36 kV-net niet. Heel soms is er nog een uitzondering, maar verder liggen bijna alle verbindingen onder de grond. Een markeringsplaatje zoals deze van Elia is dan het enige wat je ervan ziet.

Op de plaatsen waar 70 kV niet gebruikt kon worden voor lokale transmissie moest een nieuw net worden aangelegd. De keuze voor de ‘Brusselse’ 36 kV was snel gemaakt. Deze spanning was zelfs in de vroege jaren ’50 al makkelijk en goedkoop te verkabelen, de apparatuur kwam al voor in het Belgische net en kennis m.b.t. deze spanning was al aanwezig.

Maar tijden veranderen. Het netbeheer en het gebruik van het net zijn anders dan vijftig jaar geleden en het stedelijke 36 kV-net voelt meer en meer de hete adem van zware middenspanning in de nek. Vandaag de dag zijn er twee bewegingen rond 36 kV: enerzijds wordt het net verkleind rond de grote steden. Daar krijgt de rechtstreekse transformatie 150 kV – 11/15/20 kV tegenwoordig de voorkeur. In de meer landelijke gebieden wordt het net wel nog uitgebreid. Onder meer in Oost-Vlaanderen neemt 36 kV de rol van de 70 kV langzaam over. Voor 30 kV in België is het verhaal gelijklopend: oorspronkelijk was het de spanning van het stadsnet van Charleroi, net als in Nederland dus uit een tijdperk ouder dan de opkomst van 33 kV. Later werd het uitgebreid over heel de provincie Henegouwen en nu is dit net weer op de terugweg wegens voorkeur voor 150 kV – MS.

25 kV: de oudste erfenis van elektrificatie van Zuid Holland

In Zuid Holland treffen we verschillende spanningen die allemaal vrij dicht tegen elkaar aan lijken te liggen, maar niet allemaal dezelfde rol hebben. 20 kV en 23 kV heeft er de rol van middenspanning, want lang niet overal is 10 kV aangelegd. 25 kV lijkt een vrij nutteloze toepassing, maar het wordt als transportspanning gebruikt om middenspanningsnetten, met in de praktijk dus bijna dezelfde spanning, aan elkaar en aan de 150 kV koppelpunten te verbinden. Omdat er al vrij vroeg in de geschiedenis netten werden aangelegd in Zuid Holland met deze bedrijfsspanningen is het gebied nooit aan 50 kV begonnen. Die stap werd overgeslagen en uiteindelijk bleef er tussen 20-25 kV en 150 kV een grote opening over. Omdat er toch wel regionale transportbehoefte is werd hier 25 kV voor gebruikt.

Er is ook een daadwerkelijke reden om 25 kV anders te behandelen dan 20 kV en 23 kV. In de NEN-normen wordt 24 kV gehanteerd als een soort ondergrens van hoogspanningsberekeningen. Het is geen IEC-grens of uniform gedragen definitiegrens. Wel is het een omarmde praktische grens. Boven 24 kV wordt een net aangeduid als opererend in het ‘hoogspanningsbereik’ en dan gelden er strakkere regels en normen voor doorberekeningen. Alles eronder heet ‘geen hoogspanning’ en daar zijn andere regels voor. In aanleg, netbedrijf en berekeningen is er daardoor een werkelijk verschil tussen 20/23 kV enerzijds en 25 kV anderzijds. Die kwestie speelt alleen in Zuid Holland op plekken waar 25 kV ligt, want het is de enige plek in het land waar dit is toegepast.