Driehoeksmast
driehoeksmast
single, single circuit tower
(nb)
trekantsmast
driehoeksmast
Driehoeksmasten zijn de meest gebruikte asymmetrische enkelcircuitmasten. Zo vaak dat ze in de literatuur een status aparte hebben en binnen de enkelcircuitmasten als eigen model worden gezien.
Driehoeksmasten zijn per definitie enkelcircuitmasten. Daarom zie je ze weinig in landen waar redundantie per verbinding de norm is. In Nederland zijn ze zeldzaam: slechts een handjevol hoogspanningslijnen (waarvan er twee in Overijssel staan) voert deze configuratie. In België zijn driehoeksmasten meer aanwezig, met name in lichte verbindingen van het 70 kV-net.
De driehoekvorm is de meest compacte manier om een enkelvoudig driefasencircuit aan een mast te hangen. Hoewel de mast asymmetrisch is, is hij smaller en ook makkelijker te bouwen dan een deltamast. Foto door forumlid Toliman.
De mast heeft een smal, rank uiterlijk en draagt drie fasedraden aan korte traversen. Aan een kant van de mast hangen twee fasedraden en aan de andere zijde hangt de derde De middelste verdieping steekt juist de andere kant op. Het circuit heeft daardoor de vorm van een driehoek waarvan één zijde verticaal is en waarvan de tegenoverliggende punt recht opzij steekt. Op die manier wordt alsnog een redelijk smalle mast bereikt waarvan de asymmetrische gewichtsverdeling niet te veel uit de hand loopt.
Driehoeksmasten tref je wereldwijd vooral in kleine verbindingen en soms in middelgrote verbindingen, maar het netvlak rond 220 of 230 kV is meestal wel de bovengrens voor asymmetrische enkelcircuitmasten. Maar in België is letterlijk één hele grote uitzondering te vinden: ten zuiden van Namen treffen we een grote zware verbinding voor 380 kV aan die plompverloren met driehoeksmasten is gebouwd. Blijkbaar was er tijdens de bouw geen enkele noodzaak of kijk op twee circuits, zodat een smalle mast met één circuit voldoende leek. Dan kom je inderdaad bij een driehoeksmast uit omdat een deltamast veel breder is.
Gramme – Achêne – Lonny 380 kV. Deze verbinding is met enorme driehoeksmasten gebouwd. Dit tref je zelden. Foto door Bavo Lens.
Handig voor noodkoppelingen en ringsluitingen
Een hoogspanningsmast is typisch zo’n ding waarvan je per stuk kan zeggen dat de meerprijs van een paar extra traversen te overzien is, tot je de lengte van je verbinding op de tekentafel bekijkt en er (slik) tweehonderd zulke masten nodig zijn. Als je de nieuwe verbinding beraamt als noodachtervang, als sluiting van een ringvorm of als koppeling met een volgend deelnet, dan zit het erin dat de verbinding niet veel gebruikt wordt, maar toch essentieel is in geval van problemen. In zulke gevallen kiezen netbeheerders meestal voor een enkelcircuitlijn. Je kan dan deltamasten neerzetten, maar een deltamast is vooral geschikt voor grote zwaardere verbindingen. Driehoeksmasten blijven smaller en zijn goedkoper.
Kijken we op de netkaart, dan zien we in Nederland een paar enkelcircuit-ringsluitingen met driehoeksmasten of een ander type enkelcircuitmast.
Wanneer je het mastlichaam van een verticale mast of een tonmast met wat minder traversen uitrust krijg je een soort onechte driehoeksmast. Eigenlijk is dit een onvolledig benutte verticale mast. Het verschil is eenvoudig te zien: als de mast aan de zijde waar hij twee draden draagt er nog eentje tussenin kan hebben, dan is de mast eigenlijk niet bedoeld als driehoeksmast.
Verschil tussen een als driehoeksmast uitgenutte verticale mast en een daadwerkelijke driehoeksmast. De mast links kan een tweede circuit dragen door de extra traversen aan te zetten. De mast rechts kan dit niet, daarvoor is de tussenafstand te klein en ontbreken ook de aanzetstukken. Deze mast kan niet anders dan wat hij nu draagt.
Opvallend rendabel
De driehoeksconfiguratie in deze vorm (zigzag) heeft ook elektrotechnisch enkele voordelen. De geleiders bevinden zich bij een ideale driehoeksmast in een keurige driehoeksvorm. Je krijgt dan een beetje hetzelfde idee als met een tonmast voor twee circuits: de geleiders hangen cirkelsymmetrisch ten opzichte van elkaar zodat ze alle drie precies dezelfde inductiekrachten van elkaar te verwerken krijgen. De verbinding heeft iets minder asymmetrie in de weerstand (of impedantie) en de bewaakapparatuur heeft het makkelijker. Wanneer in een verbinding in de driehoeksvorm ook aan fasewisseling wordt gedaan is het de meest rendabele vorm voor een enkelcircuit bovengronds.
Fasewisselen hoeft in dit soort verbindingen niet eens met een wisselmast te gebeuren: gewoon de draden een slag laten roteren tussen twee afspanmasten kan het kunstje ook klaren.
Omdat dit ontwerp veruit het meeste voorkomt binnen de verzameling enkelcircuitmasten zijn in softwarepakketten en andere ontwerptools vaak middelen opgenomen om aan deze specifieke configuratie te rekenen. Andere asymmetrische enkelcircuitvormen hebben dat niet.
De driehoekvorm in zijn klassieke vorm (links in de Ardennen) had ook zigzagvorm kunnen heten, maar zo is het nu eenmaal niet gelopen in de geschiedenis. Rechts een Amerikaanse variant die eveneens de driehoekvorm voert, maar nu met een daadwerkelijke zigzagvorm. De mast is redelijk in evenwicht ondanks zijn asymmetrische vorm. Foto’s door Tom Börger en Hans Nienhuis.
Herkomst van de naam
De draden worden in een driehoekige vorm gedragen met een rechte zijde links of rechts. Toch was de aanduiding zigzagmast eigenlijk beter geweest. In de literatuur wordt een dergelijke configuratie de driehoeksvorm genoemd, hetgeen verwarrend is met het driehoekige voorkomen van deltamasten, de driehoekige vorm van de circuits in een donaumast en een andere naam voor vakwerk (driehoeksconstructie). Erg handig is de naam niet, maar hij is er nu eenmaal. Ook al heel lang, want reeds in CIGRE-documentatie uit 1972 wordt de mast als zodanig beschreven.
In het Engels is er geen specifieke naam voor deze meest voorkomende vorm van een smalle enkelcircuitverbinding. Daar wordt het single of single circuit tower genoemd, iets dat ook opgaat voor sommige deltamasten en schoormasten.