UGD of gasdrukpijpkabel
Een uitwendige gasdrukkabel, ook UGD of gesdrukpijpkabel genoemd, houdt olie in de isolatiemantel onder druk door gasdruk van buitenaf op de kabelwand.
Een UGD-kabel ziet er op de haspel uit als een normale, maar wel erg grote massakabel. UGD-kabels zijn geschikt voor spanningen tot en met 150 kV en in sommige gevallen zelfs 220 kV, maar zonder dat er oliedruk van buitenaf op de kabel hoeft te worden gezet. Het geheim van deze kabel is dat hij wordt gelegd in een gietijzeren pijp die wat ruimer is dan de kabel zelf. In de buis wordt stikstofgas gepompt en het gas wordt onder druk gebracht, gebruikelijk is 10 tot 16 bar. Het stikstofgas kan de pijp niet uit en het drukt van buitenaf op de wand van de elektriciteitskabel.
Zo wordt de kabel samengedrukt van buitenaf en worden holtes in de isolatie voorkomen. In feite is een UGD-kabel een doorontwikkeling van de al langer bestaande oliedrukkabel, maar zonder oliedrukhuisjes of expansievaten. UGD-kabels zijn er sinds de jaren 60 en ze zijn tot op de dag van vandaag in gebruik.
Voorkomen van holtes
Een UGD-kabel kan uitgevoerd zijn als een bundelkabel of als drie enkelvoudige geleiders. Wanneer de kabel warm wordt en uitzet duwt hij het gas opzij en verwarmt het, waardoor de gasdruk extra toeneemt. Als de kabel weer krimpt, blijft de loodmantel wat te ruim zitten. Er kunnen dan holtes ontstaan binnenin het isolerend materiaal, waardoor de kabel kan doorslaan. Dit probleem hebben alle massakabels wanneer de spanning boven circa 50 kV komt, omdat de isolatie dan zo dik moet zijn dat elastisch uitzetten en krimpen steeds minder goed werkt.
In een oliedrukkabel zorgt oliedruk op de isolatiemantel ervoor dat holtes niet kunnen ontstaan. In een UGD-kabel wordt door gasdruk van buitenaf (en in sommige types ook van binnenaf, door een buis binnenin het geleidend materiaal zelf) tegen de kabel en de loodmantel te laten terugduwen. Het zorgt ervoor dat de gehele kabel in elkaar wordt gedrukt, inclusief de loodmantel. Daardoor kan die ook weer terug krimpen als de kabel afkoelt. De isolatie zit altijd strak opgesloten tussen de loodmantel en de geleider en krijgt vanuit beide richtingen de kans niet om holtes te vormen. Mocht er toch nog een holte ontstaan, dan moet gas in die holtes zich onder minstens dezelfde druk bevinden als de gasdruk buitenom en/of binnenin de kabel. Meer dan 10 bar dus. Omdat dat veel sterker isoleert dan gas op atmosferische druk ontstaan in eventuele holtes minder makkelijk deelontladingen.
Met een UGD-kabel ben je verlost van oliehuisjes en externe oliedruk. Ook is de kabel goedkoper om te fabriceren omdat de loodmantel dunner kan blijven en de kabel nauwelijks wapening meer nodig heeft. Die rol wordt immers al opgepakt door de ijzeren pijp waar de kabel in ligt. Wel moet de stikstofdruk in de gaten gehouden worden en reparatie van een beschadigde UGD-kabel is vanwege de pijp die hem omhult een vervelende klus. Het leggen van de pijpen is ingewikkelder dan gewoon rechtstreeks ingraven van de kabel.
Stikstofdruk op de leiding houdt water en andere ongerechtigheid bij de kabel vandaan en de gietijzeren leiding biedt mechanische bescherming. Bij Almere (kabelpaaltje) is inmiddels vervangende XLPE aangelegd, maar elders in het land zijn nog vele zulke kabels in gebruik, zoals het exemplaar op Ommen Dante op de rechterfoto, naar een klantaansluiting. Foto’s door Gerard Nachbar en Ot Lesley.
Als hij er eenmaal ligt is UGD een prettige kabel. Er is geen kans op olielekkage omdat de olie van buitenaf onder druk staat en niet van binnenuit. Er kan dan ook worden volstaan met stroperige, viskeuze olie die nauwelijks mobiel is, in plaats van de vloeibaarder olie die in een oliedrukkabel nodig is. Stroperige olie moet ook wel, want als de UGD-kabel lang is, wordt de drukpijp gesegmenteerd in meerdere compartimenten. Slaat er eentje lek, dan is de hoeveelheid stikstofgas die een uitweg zoekt beperkter. Is zo’n compartiment korter dan de kabellengte tussen twee moffen, dan zou een vloeibare oliesoort door de kabel kunnen worden geperst waardoor het drukloze deel zich van binnen als een ballon opblaast binnen de loodmantel.
De gietijzeren buizen bieden tevens bescherming tegen mechanische beschadiging. UGD-kabels hebben in bossen zelden een boomvrije zone nodig. Ook zijn ze ongevoelig voor waterindringing door de overdruk van het stikstofgas.
Die pijp kan soms een tweede leven mee
Vanaf hun opkomst in de jaren 60 tot in de jaren 90 was UGD de populairste techniek voor pittige grondkabels. Intussen zijn ze technisch achterhaald geraakt door ‘droge’ kabels met XLPE als mantel. Ook bij revisie en vervanging door XLPE heeft een UGD-kabel nut, want de pijp waar deze in ligt is in sommige gevallen herbruikbaar om als mantelbuis te dienen. Je kan er dan XLPE-kabels in trekken alsof het een hele grote variant is van de PVC-buisjes in je eigen huis, waarin je ook met een trekveer nieuwe draden kan trekken. Zo hoeft de grond niet open te worden gemaakt.
Wel moet de kabel dan een tijdje uit bedrijf kunnen om vervangen te kunnen worden. Dat kan lang niet altijd zodat soms nieuwe aanleg onvermijdelijk is, ook al waren de mantelbuizen geschikt voor een tweede leven. Indien er redundantie is of juist nieuw aangelegd wordt kan het dan alsnog. Ook moet de nieuwe kabel zijn warmte in de ijzeren buizen kwijt kunnen en hij moet het toestaan om in een driehoekige vorm gelegd te worden. Omdat XLPE geen druk nodig heeft kan het stikstofgas achterwege blijven, of alsnog aangebracht worden maar dan onder slechts een klein beetje overdruk, zodat een lek in de ijzeren buizen kan worden verklikt door drukafname.