Combinatiemast

Combinatiemast, combimast
combined line, hybrid Hybridleitung kombimast combimast

Een combinatiemast is een meestal grote mast waarop de kenmerken van twee of meer andere mastmodellen tegelijk voorkomen, of waar twee of meer netspanningen op aanwezig zijn.

Er zijn verschillende definities mogelijk voor combinatiemasten. Wanneer twee of meer circuits volgens twee verschillende geometrieën worden gedragen is er sprake van (jazeker) een geometrische combinatiemast. Het kan ook voorkomen dat er twee of meer netspanningen tegelijk worden gecombineerd in dezelfde mast of verbinding. In beide gevallen levert het bijna altijd een forse mast op met soms twee, maar meestal drie of meer circuits. Het schetsje hiernaast is een van de vele mogelijkheden.

   

Een combinatiemast draagt circuits in verschillende configuraties tegelijk, of hij draagt twee of meer netspanningen. Meestal is van beide tegelijk sprake en het levert vaak forse masten op. Foto’s rond Hengelo door Peter Schokkenbroek.

Er is nog een derde definitie die voor zover bekend alleen door het RIVM wordt gehanteerd. Wanneer er verschillende verbindingen (in dit geval circuits) afkomstig van verschillende stations worden gecombineerd over kortere of langere afstand in dezelfde verbinding spreken zij ook van een combinatieverbinding. Dat hoeft niet per sé combinatiemasten op te leveren en bij HoogspanningsNet zijn we ook geen fan van die definitie. Iedere verbinding waarbij één circuit een knip of inlussing heeft wordt dan al een combinatieverbinding. Ja, zo is het einde snel zoek. Die definitie volgen we op deze site dus niet. Je moet wel kunnen zien vanaf de grond staand bij een losse mast dat er sprake is van een combinatie.

Daarmee zijn we er nog niet. Er is ook nog zoiets als verborgen onderbenutting. Het komt nu en dan voor dat een circuit op een spanning onder zijn ontwerpniveau wordt bedreven. Een 150 kV-lijn ontworpen voor tweemaal 150 kV kan bijvoorbeeld met één circuit op slechts 70 kV worden bedreven, terwijl het circuit wel voor 150 kV is geïsoleerd. Iedereen kan begrijpen dat het ook niet handig is om in zo’n geval van combinatiemasten te spreken. Verborgen onderbenutting maakt wel een combinatieverbinding, maar nog geen combinatiemast. Wanneer echter de isolators ook echt korter zijn, dan is het van buitenaf te zien en is de titel combinatiemast beter te rechtvaardigen.

Grote viercircuitdelta ontworpen voor viermaal 150 kV, maar drie ingehangen circuits voeren slechts 70 kV. Dat maakt het qua spanning een combinatiemast. Omdat de isolators van drie van de vier circuits ook echt korter zijn is er zichtbaar sprake van een combinatie. Soms kan het dus goed kijken zijn om een dergelijke combinatie te ontdekken. (Het tweede circuit van links is het 150 kV-circuit.) Foto door Tom Börger,

Efficiënter gebruik maken van je tracé

Combinatielijnen bestaan al zolang er elektriciteitstransport is. Maar verbindingen die van meet af aan als combinatielijn ontworpen zijn, zijn meestal wat nieuwer. In Nederland en België deden bewust en optimaal voor twee spanningen ontworpen verbindingen eigenlijk pas in de late jaren 80 hun intrede. En er zijn veel redenen waarom ze pas zo laat verschenen, opeens populair werden, en vandaag de dag juist weer een afname in populariteit laten zien.

Ruimtebesparing is een belangrijke motivatie. Dat lijkt niet bepaald voor de hand te liggen als je de forse afmeting van combinatiemasten ziet. Ondanks die grote masten is het combineren van meerdere circuits en spanningsniveaus op één mastpositie ruimtebesparend omdat er maar één tracé door het landschap loopt. Dat scheelt een tweede zakelijkrechtstrook, een tweede strook met bouwbeperkingen en een extra landschapsdoorsnijding. Wanneer een kleine hoogspanningslijn slechts over een deel van zijn totale afstand gecombineerd is met een andere (zwaardere) hoogspanningslijn noemt men het meeliften. Tijdens de afstand waarin er wordt meegelift is er slechts één verbinding die een vol landschap moet doorkruisen. Wel met wat forsere masten, maar dat kan al gauw uit.

In Nederland geldt het zogeheten 0,4 microtesla-voorzorgsbeginsel: het langdurig verblijven in magneetvelden sterker dan 0,4 microtesla moet vermeden worden. De wet die daaruit voort is gekomen schrijft voor dat er vlakbij een hoogspanningslijn binnen de zone waar het magneetveld van de draden hoger is dan 0,4 microtesla geen nieuwe locaties meer mogen worden ontwikkeld waar kinderen jonger dan vijftien jaar langdurig verblijven. Bestaande gevallen blijven gehandhaafd, maar nieuwe gevallen moeten vermeden worden. (Ter context: de Europese Gemeenschap hanteert een grenswaarde van 100 microtesla.

Met 0,4 microtesla zit Nederland dus behoorlijk aan de voorzichtige kant.) Wanneer meerdere verbindingen kunnen worden gecombineerd in hetzelfde tracé wordt het daar weinig breder van omdat de combinatielijn vooral hoger is in plaats van breder. Zo neemt wel je transportvermogen toe, maar het magneetveld op de grond amper.

Het zogeheten duo-tonproject in Helmond. Men heeft daar 380 kV-donaumasten in tonmasten veranderd waarna een naburige 150 kV-verbinding eronder werd ingehangen. Minder magneetveld (dus meer bouwgrond voor de woonwijk), slechts één zakelijkrechtstrook en voor de pylon geeks een nieuwe combinatie voor op het netkwartet. Foto door Peter Schokkenbroek.

Uitruilen zonder uithuilen

In Nederland gold vanaf 2008 tot en met 2020 een principe dat bekend was als het uitruilbeginsel. In België is er tot op de dag van vandaag het soortgelijke standstill-principe. Beide waren en zijn een niet-bindend (maar wel nastreefbaar) beginsel waarin is vastgelegd dat er netto geen nieuwe bovengrondse kilometers hoogspanningslijnen meer bij mogen komen. Toch is dat soms nodig: met 380 kV is het technisch en netstrategisch onverantwoord om een stabiel net over langere afstanden ondergronds te leggen. Deze verbindingen moeten dus bovengronds worden aangelegd en dat kan alleen wanneer elders een gelijke afstand van 150 kV of 110 kV-verbinding wordt afgebroken. Hoewel het uitruilbeginsel in Nederland wettelijk is afgelopen wordt het nog steeds wel nagestreefd, maar waarschijnlijk op een minder nerveuze manier dan eerst. Gezien de transportschaarste is het verstandiger te kijken naar wat rationeel is, niet naar elk metertje één op één uitruil.

Het uitruilbeginsel en het stand-still principe betreft slechts nieuwe bovengrondse hoogspanningskilometers: het maakt niet uit hoeveel circuits er present zijn in een hoogspanningskilometer. Wanneer twee verbindingen kunnen worden gecombineerd op dezelfde mastpositie kan 380 kV alsnog bovengronds komen zonder dat er wordt gebroken met het uitruilbeginsel.

   

Links: wintrackcombinatiemasten met 150 kV en 380 kV gecombineerd. Rechts: de koning van de combinatielijnen is 380/110 kV Zwolle – Meeden. Over de volle 107 kilometer verbindingslengte ruim tien korter of langer meeliftende 110 kV-circuits te vinden en dat geeft een keur aan maatwerk-opstijgpunten, gedraaide traversen en kruisingen. Foto’s door Michel van Giersbergen.

Het betere propwerk

Soms is een combinatielijn een noodzaak omdat er geen andere realistische optie meer is. Zo’n soort combilijn komen we in Luik tegen. ‘Luik’ is de ultieme nachtmerrie voor netstrategen: van pylon geeks die het hoogspanningsnet van Luik uit hun hoofd foutloos kunnen natekenen worden zelfs wij hier heel bang. Ook bij Elia zullen ze wel eens hoofdpijn van Luik krijgen, want het oude 70 kV-net aan de praat houden en telkens voldoende capaciteit aanreiken op elk trafostation is er niet eenvoudig. Soms is er meer nodig dan een bestaande verbinding leveren kan.

In het kader van dat laatste treffen we ruwweg tussen Montegnée en Tilleur een oude korte dubbelcircuit 70 kV-verbinding aan die oorspronkelijk gebouwd was met kleine dubbelvlagmasten. Maar de capaciteit was niet toereikend. Vanwege de verstedelijking was ombouw tot 220 kV (met grotere masten) geen optie. Zwaardere draden konden de traversen van de bestaande mastjes niet dragen. Ook een grondkabel was geen optie in de druk bebouwde rotsbodem onder de hellingen van de stad. De enige reële optie die niet tot enorme meerkosten zou leiden was de bestaande 70 kV-lijn een soort delta-mijter opzetten waarin een derde circuit kon worden ingehangen.

   

Links een combinatiemast in Luik, oorspronkelijk bedoeld als 70 kV-dubbelvlagmast, maar door het topstuk te vervangen door een soort mijter konden de masten worden voorzien van een derde circuit in deltavorm zodat het combinatiemasten werden op vorm. Rechts een paar Duitse combinatiemasten waarbij de mast asymmetrisch is en de verbinding rechts nog niet volledig is benut.

Het land bij uitstek voor combilijnen is Duitsland. Met name netbeheerder Amprion houdt van meervoudige combimasten waarbij soms wel drie spanningen zijn gecombineerd in dezelfde verbindingen. Niet altijd levert het combineren van bestaande circuits met nieuwe verzwaringen een logische of symmetrische mast op. Men zal het in Nederland niet snel zien dat een verbinding met asymmetrische masten wordt gebouwd, maar in Duitsland doen ze niet moeilijk en wordt er gewoon van ongelijke traverselengtes gebruik gemaakt als dat handiger uitkomt.

Onzekere toekomst voor nieuwe combilijnen

Toch lijken de dagen van de grote combinatielijnen geteld. Niet van bestaande lijnen, die blijven gewoon staan tot het einde van hun technische levensduur en dat kan met gemak tot achterin de tweede helft van deze eeuw zijn. Voor nieuwe combilijnen ligt het moeilijker. Combineren heeft namelijk ook een groot nadeel dat steeds belangrijker wordt nu het hoogspanningsnet zwaarder wordt belast vanwege de energietransitie. Wanneer er onderhoud nodig is, moeten in combilijnen vaak meer circuits worden afgeschakeld dan alleen het exemplaar waaraan gewerkt wordt. En bij een calamiteit ben je opeens vier circuits in twee netvlakken kwijt. Nu zal dat laatste niet snel gebeuren, maar het afschakelen voor onderhoud is de normale gang van zaken in een hoogspanningsnet. In geval van een combilijn moet je dan opeens voor twee of meer circuits tegelijk VNB aanvragen voordat je veilig kan werken. Dat geeft meer operationele knelpunten dan wanneer de verbindingen gescheiden zouden zijn.

Elia, maar sinds de laatste jaren ook Tennet, is daarom wat minder scheutig geworden met het combineren van bestaande 110- en 150 kV-lijnen als er een 380 kV-lijn op hetzelfde tracé moet komen. Tegenwoordig valt de keuze wat meer op het volledig verkabelen van de verbinding met de laagste spanning zodat de 380 kV-lijn een soloverbinding wordt op een hergebruikt tracé. Dat wil niet zeggen dat er helemaal geen nieuwe combilijnen meer gebouwd worden. Tennets nieuwste mastenfamilie, de Moldau, is voorzien van enkele leden die alsnog 380 kV en 150 kV kunnen combineren in een niet eerder vertoonde, concentrische tonvorm. Waanzinnig voor de pylon geeks, maar een nachtmerrie met afstap of VNB. We verwachten dan ook dat deze nieuwe combivariant alleen wordt gebruikt als het echt niet anders kan.

Moldaumast op een schets. 150 kV wordt binnenin 380 kV opgehangen. Zo’n combi zagen we nog nooit. Nu maar afwachten of we hem ook echt gáán zien, want er is ten tijde van dit schrijven nog geen lijn met deze masten gebouwd.

Herkomst van de naam

Combinatiemasten vormen een combinatie tussen twee of meer circuitconfiguraties, twee of meer netspanningen, of beide tegelijk. Ingewikkelder is het niet, als we tenminste de rare definitie van het RIVM laten voor wat hij is. We weten sinds de laatste jaren vol mondkapjes en boerenprotesten dat ook de autoriteit van het RIVM wat deukjes draagt. De wetenschappelijke bevindingen deugen, maar men is niet altijd even handig in het aspect communicatie.