Deltamast of kat
Deltamast, kat Kattenkop, zadelmast
delta, cathead Deltamast deltamast kat
Deltamasten of katten zijn een grote groep wereldwijd populaire mastontwerpen. Meestal dragen ze een oneven aantal circuits. Een draad door een omsloten gat en een taille is wat ze delen.
Op het schetsje zien we een enkelcircuitdelta. Zo worden ze het meest gebruikt. Er zijn ook ontwerpen voor twee en drie circuits in gebruik. In Nederland zijn bijna alle lijnen met deltamasten driecircuitdragers. In landen waar redundantie in individuele verbindingen de norm is worden deltamasten minder gebruikt dan in landen waar dat niet het geval is. Definiërend is dat er minimaal één draad door een omsloten gat in de mast loopt terwijl de mast een soort taille heeft.
Grote deltamast voor drie circuits in de Flevopolder. Deltamasten laten veel maatwerk toe zodat ze in allerlei gedaanten voorkomen. Meestal zijn deltamasten vrij stoere, potente bouwwerken. Foto door Ruben Schots.
Grote sterkte door symmetrie
Een deltamast draagt de draden symmetrisch. Op de grond begint de bouw met een normale toren of een broekstuk, maar op een gegeven moment splitst de toren in tweeën. In de gaffelvorm worden een of meer balktraversen aangebracht waardoor een omsloten gat ontstaat. Aan de beide punten kunnen draden worden gehangen. In de opening wordt bij normale bezetting van de mast de derde draad aangebracht, of meer dan eentje als de deltamast twee of meer circuits draagt. De bouw die ontstaat is gelijk aan een guyed V, maar vrijstaand. Bij drie draden is het zwaartepunt van de draden recht omlaag door de hartlijn van de mast. Omdat de balktraverse (in het Engels gantry genoemd) op twee punten wordt ondersteund is hij stabieler dan de traversen die aan één zijde in de lucht steken, zoals bij donaumasten of hamerkoppen. Verder komen de twee schuin omhoog stekende torendelen goed van pas om ze nog wat boven de balk te laten uitsteken in de vorm van zogeheten oren waar bliksemdraden op kunnen.
Deltamasten zijn sterke en efficiënte constructies. Ze zijn goed schaalbaar en vanwege de ondersteuning op twee punten en de zwaartelijn die altijd recht omlaag loopt kan je ze zo groot maken als je wil. In gebieden met ijzel houden ze het beter vol dan masten met lange zijwaarts uitstekende armen.
Die sterkte kan je ook operationeel inzetten: deltamasten zijn geschikt om flink zware draden te dragen. In de twee hoogste IEC-netvlakken (het gebied tussen 700 en 765 kV, en 1150-1200 kV) zie je bij enkelcircuitlijnen eigenlijk alleen maar deltamasten wanneer een tuienmast zoals een H-frame of guyed V geen optie is.
Deltamasten in Amerika. Links een ietwat sippe versie met afhangende traversen maar wel benen tot aan zijn oksels en een echte taille. Rechts een dubbele versie met meer verdiepingen. Foto’s door Hans Nienhuis.
Aan het andere uiteinde zien we hele kleine deltamasten die beter bekend zijn als zadelmasten. In België zijn die in gebruik voor middenspanning en soms een keer 63 kV in Frankrijk.
Een deltamast is een veel breder thema dan bijvoorbeeld een tonmast of hamerkop. Je kan ze overal aantreffen, van kleine betonnen zadelmasten tot zware vakwerken en als je naar Frankrijk gaat (Frankrijk is deltaland) kan je tientallen varianten en één soort oerversie aantreffen van wat we kennen als Franse chats. Eigenlijk is er geen land of netbeheerder waar je geen deltamasten aantreft.
Deltamasten zijn net als portalen een grote groep waarbinnen veel variatie mogelijk is, maar de enkelcircuitversies komen het meeste voor. Links een klein deltamastje voor 110 kV in de inmiddels gesloopte verbinding Veenoord – Weerdinge 110 kV. Rechts een oude chat uit Frankrijk die als het archetype Franse chat kan worden aangeduid. Spits, met oren, nietsverhullend waar de naam chat vandaan komt. Foto links door Hans Nienhuis, rechts door Tom Börger.
Deltamasten verklappen netontwikkeling
Deltamasten zijn de masten bij uitstek om verhalen te vertellen over netstrategie, over dingen die ooit voorzien waren en nooit kwamen, of over dingen die ooit waren en nu niet meer zijn. Wie verbindingen met deltamasten leert te duiden binnen de context van het rayon van een netbeheerder geeft zichzelf een venster op de netontwikkeling in dat gebied.
Dat klinkt als slap zweverig gezwets, dus tijd voor een concreet voorbeeld.
We noemden net Frankrijk al, het land waar deltamasten of chats in belangrijke mate de dienst uitmaken. Naast enkele logische modellen tref je overal in Frankrijk een bizar model aan dat lijkt op een grote flesopener. Deze zogeheten anjou draagt tweemaal 400 kV op een manier die er niet bepaald efficiënt uitziet.
Chatfest bij Gravelines met tientallen anjous met tweemaal 400 kV. Het lijkt niet de meest efficiënte manier om twee circuits te dragen. Ingenieurs zijn heus niet gek, dus wat is de reden? Foto door Michel van Giersbergen.
Lange tijd heeft dit mastontwerp ons voor vraagtekens geplaatst, tot in 2023 een stukje kennis opdook waarmee alles op zijn plek viel. Met de twee uitkragingen die piepkleine ondertraversen vormen kan je zes draden kwijt, ofwel twee 400 kV-circuits. Als je de twee ondertraversen verwijdert gaat de mast meer lijken op een extra grote versie van de enkelcircuit 230 kV chat. Zo groot dat de mast niet slechts 400 kV zou kunnen dragen, maar zelfs een enkelcircuit van 730 kV.
Dat sloot aan bij gedachten over de netontwikkeling die in de jaren 60 en 70 heersten in een aantal grotere Europese landen. Italië was toen van voornemen om een hele trits zware kerncentrales te bouwen en ze te verbinden met een 750 kV koppelnet. Daar is het nooit van gekomen, er werden uiteindelijk maar vier kerncentrales gebouwd en ook weer gesloten na Harrisburg en Tsjernobyl, en deze centrales konden destijds ook op het zich ontwikkelende 400 kV-netvlak worden aangesloten. Zo bleef Italië op 400 kV. Ook Frankrijk was van voornemen om veel kerncentrales te bouwen en Frankrijk zette wel door. Ook Frankrijk wou een 730 kV koppelnet om de centrales te verbinden. Op sommige plekken was de rest van het net daar nog niet klaar voor. Zo werd een mast bedacht die tot nader order eerst tweemaal 400 kV zou kunnen dragen en later, als de tijd eenmaal rijp was, met weinig aanpassingen voor éénmaal 730 kV geschikt kon worden gemaakt.
Oud document uit de late jaren 60 waarin het mastbeeld ook voor 730 kV is geschetst. 380 kV werd in Frankrijk later 400 kV als definitiespanning.
Uiteindelijk kwam het ook in Frankrijk nooit van 730 kV. Het bleek dat met een meer evenwichtige geografische spreiding van de kerncentrales dwars door het land (meer kerncentrales, maar kleiner van stuk) ook kon worden volstaan met een 400 kV koppelnet. Wel honderd verbindingen waren er inmiddels gebouwd met de anjou, maar geen enkele ervan is uiteindelijk op 730 kV gebracht. Omdat de Fransen zo slim waren om ook op 400 kV in te zetten is er geen kapitaalvernietiging opgetreden. Sterker nog, het net heeft nu zelfs meer redundantie dan anders het geval zou zijn geweest. Slechts een bizar ogende 400 kV mast overal in het land herinnert ons aan de gedroomde horizon van de jaren zestig, een toekomst die toch weer anders is gelopen.
Chats voor enkelcircuit, eentje voor twee circuits en rechts een oude enkelcircuit-chat zonder bliksemdraden. Deltamasten hebben de neiging door hun oneven aantal circuits dingen te verklappen over de netstrategie van een gebied. Foto’s door Tom Börger.
Italiaans temperament in de polder
Een ander voorbeeld dichterbij huis zien we in de Flevopolder. Daar zijn twee lijnen met driecircuit-deltamasten neergezet. Toen in de late jaren 60 de Flevocentrale verscheen moest het net van de PGEM (Gelderland) worden klaargemaakt voor invoeding vanuit een heel andere geografische richting dan voorheen. De bestaande centrale stond in Nijmegen, maar de 600 megawatt nieuw vermogen van de Flevocentrale moest worden aangesloten op de noordelijke uitlopers van Hattem en Harderwijk. Dat kon niet met kleine lijnen. Men koos voor twee zware 150 kV driecircuitlijnen die vanuit het noorden de Veluwe binnen denderden en bij Hattem en Apeldoorn, en de andere bij Harderwijk hun vermogen in het bestaande net zouden duwen.
Rond diezelfde tijd verschenen ook de eerste 380 kV-lijnen. Het heeft er schijn van dat de PGEM het destijds nog net niet aandurfde om de Flevocentrale op 380 kV te laten leveren en twee relatief lichte 380 kV-lijnen te bouwen naar Apeldoorn en Harderwijk. In plaats daarvan bleef het op 150 kV, zodat hele zware lijnen nodig waren met wel drie circuits. Die kan je het beste kwijt aan deltamasten. De PGEM deed zelf de engineering, maar een Italiaans bedrijf werd ingevlogen om ze te bouwen.
Zware driecircuitdelta’s in de Flevopolder vlakbij de Flevocentrale. Het had niet veel gescheeld of hier was 380 kV gebruikt, al is harde bevestiging van dat vermoeden nooit verkregen. We wachten nog op het toegankelijk komen van (jawel) 900 meter bewaard gebleven PGEM-archief. Foto door Michel van Giersbergen.
Uiteindelijk werd de geplande nieuwe lijn van Harderwijk naar Amersfoort door de polder gebouwd in plaats van over de Veluwe. Het laatste lijndeel tussen grofweg Biddinghuizen en Harderwijk is daardoor veel te zwaar en loopt als het ware bijna dood in de woestijn. Het verraadt nog de nadagen van 150 kV als topspanning. Pluspunt is dat Harderwijk door die overkill zo ruim in het transportvermogen zit dat daar tot in lengte van jaren geen congestie te verwachten valt in het 150 kV-net.
Dwars door de delta
Dat gat dwars door de mast heen, plus de zogeheten taille (de waist, op zijn Engels) zijn de belangrijkste kenmerken. Nu is een draad door een gat steken soms wat lastig (wie kleding naait kan erover meepraten) en onder lijnwerkers geldt een deltamast als ingewikkelder dan modellen met de traversen naar opzij. Dat wordt nog erger wanneer je een deltamast met meerdere circuits neemt. Je kan de balktraversen eenvoudig stapelen en zo een verticale dubbeldelta of driedubbeldelta bouwen. Buitengewoon efficiënt qua sterkte en ruimtebeslag, maar lastig tijdens de constructie en zelfs een nachtmerrie voor VNB verkrijgen voor onderhoud.
Links: driedubbeldelta in Texas, en zoals je ziet neigt deze enigszins richting een portaal. Rechts: ah ja, vier circuits, tuurlijk joh, doet ie gewoon even. En het kan nog woester, wat dacht je van een zesdubbele deltamast in Japan? Foto’s door Hans Nienhuis en Tom Börger.
Herkomst van de naam
De naam deltamast heeft dezelfde reden als waarom we een rivierdelta zo noemen. De delta ( Δ ) is een Griekse letter die de vorm van een driehoek heeft. Wanneer je de letter omkeert heb je de doorgaans driehoekige vorm van de mast, de balk en het omsloten gat. Op zich vreemd dat de letter delta model stond en niet de nabla, dat is een driehoekvorm met de punt naar beneden. Misschien dat ingenieurs daar geen trek in hadden omdat de nabla wordt gebruikt in razend ingewikkelde differentiaalvergelijkingen die menig afgestudeerd ingenieur nog altijd met wijd open ogen naar het slaapkamerplafond doen staren.
De andere aanduidingen (kat, bok, zadelmast) zijn eenvoudiger te verklaren. In de Angelsaksische literatuur en ook in Duitse literatuur zoals Kiessling et al. (2003) wordt een deltamast als een cathead aangeduid. Ook in oudere Nederlandstalige bronnen duikt kat of kattenkop vaak op. Chat is in Frankrijk de dominante aanduiding. In principe kunnen de aanduidingen deltamast en kat willekeurig en dwars door elkaar gebruikt worden. Maar hoewel elke kat een deltamast is, hoeft niet elke deltamast visueel op een kat te lijken. Een bokje of een zadelmast mist de oren en zal minder snel de associatie met een kattenkop oproepen. Vandaar dat er op deze site voor is gekozen om de overkoepelende term deltamast als leidend aan te houden.