Guyed Y, T, delta

 schoormast, guyed Y/T/delta
guyed delta (guyed T, guyed Y), guyed monomast (nb) (nb) schoormast

Eén been, vier tuien en een arbitraire mastkop maakt een guyed Y, T of guyed delta. Het belangrijkste kenmerk is een verticaal, torenachtig deel.

Tuienmasten kunnen soms dichtbij het uiterlijk gewone vrijstaande masten komen, tot je beter kijkt – hee, dat is we een verdacht smalle toren. Ook dit mastmodel vertrouwt bij nader inzien op tuidraden. Het is in feite een groep sterk gelijkende ontwerpen die verschillen in hoe de mastkop eruitziet. Sommige versies lijken op hele grote letters, op bellenblaasstokken of op een leeg schepnet. Hun natuurkunde is telkens gelijk.

Een guyed delta in het grensgebied van Texas en New Mexico. De masten zijn efficiënt met materiaalgebruik en omdat ze vrij hoog zijn kan je de afstand tussen de masten groot maken. Zo heb je er minder van nodig. Foto door Hans Nienhuis,

In Nederland worden geen vertuide delta’s, Y- of T-constructies gebruikt. Ook in België zie je ze niet. Het grote grondbeslag en de gevoeligheid voor sabotage zorgen ervoor dat deze masten niet handig zijn. Als noodmasten kennen we ze niet, daar worden weer andere types voor gebruikt. Elders in Europa moet je eveneens goed zoeken. Eigenlijk zijn het vooral masten voor diep oostelijk Europa, Rusland en voor hetere lege delen van Amerika, zuidelijk Afrika en in Australië.

Ze worden in zulke streken om verschillende redenen gebruikt. En daar zitten een paar bij die voor ons in West Europa niet direct voor de hand liggen.

   

Links dezelfde lijn als de grote foto, maar dan de vrijstaande variant van deze mast, een kilometer of vijftig verderop. De toren vraagt aanzienlijk meer materiaal en ook een zwaardere fundatie, al ben je dan wel de tuidraden kwijt. Foto’s door Hans Nienhuis.

Goedkoop en hoog

Omdat de mast net als een guyed V slechts op één fundament staat is hij goedkoop neer te zetten, is hij goedkoop in fundatie. Vier ankers voor de tuidraden inboren en een fundamentblok neerzetten is alles. Een tweede voordeel dat met de guyed V wordt gedeeld is dat de mast probleemloos om kan gaan met een glooiende ondergrond. Het enige wat men hoeft te doen is de lengte van de tuidraden op maat af te stellen. Ten opzichte van een guyed V is er nog een extra voordeel van deze mastvormen, zeker de varianten guyed delta en de guyed Y. Door de mastkop in feite op een verhoging te plaatsen kan je de circuits met weinig moeite een stuk hoger boven de grond hangen terwijl je geen zwaarder fundament vanwege toegenomen winddruk. Dat lossen de tuien immers al op. Zo zorgt de hogere mast ervoor dat je grotere veldlengtes kan maken waardoor je uiteindelijk minder masten nodig hebt.

   

Een guyed T is het vertuide evenbeeld van een hamerkop. Deze bovenbouw is vooral geschikt voor HVDC met twee gelijkstroomdraden. Foto: J. Lindsay, Wikipedia (CC BY-SA). Rechts: natuurlijk, ook een asymmetrisch enkelcircuitmast kan je als tuienmast uitvoeren, in Rusland is men nergens bang voor, zelfs niet voor asymmetrische tuien.

Waar de guyed Y en guyed delta geschikt zijn voor het dragen van drie draden is de variant die op een vertuide letter T lijkt praktisch wanneer je een gelijkstroomverbinding wil bouwen omdat zo’n verbinding slechts twee draden heeft. Guyed T’s zijn daardoor populaire HVDC-masten.

Wat niet vast zit kan ook niet losbreken

De meeste masten van deze ontwerpgroep staan met een spitze in een komvorm van een betonblok. Ze zitten dus nauwelijks vast. De trekkracht van de tuidraden en het eigen gewicht zorgen ervoor dat hij niet uit de kom springt. Dat is meestal een opzettelijke keuze. In de Amerikaanse Midwest waar deze types ook worden gebruikt heeft men vaak te stellen met tornado’s. Een beetje tornado een spoor van tientallen kilometers lang, met windsnelheden die zo hoog zijn dat het waanzin zou zijn om hoogspanningslijnen te bouwen die overeind blijven in zulk geweld. De hoogspanningslijnen zelf zijn intussen al snel honderd of tweehonderd kilometer lang en met tientallen zulke verbindingen in je concessie kan je er als netbeheerder gerust vanuit gaan dat elk jaar wel een aantal van je verbindingen te maken krijgen met hoogspanningsmastenfrommel en ACSR-spaghetti.

Fundatiepunt van een guyed delta van dichtbij. De mast zit slechts door zijn gewicht en door de tuidraden vast in een soort kom in het betonblok, maar met geen enkele bout. Valt de mast om, dan wipt hij uit de kom en beschadigt het fundament niet, zodat het herstel gemakkelijker is. Foto door Hans Nienhuis.

Door gebruik te maken van guyed Y- of guyed deltamasten worden je omvalproblemen kleiner. Nog steeds heeft je hoogspanningslijn geen schijn van kans om te blijven staan als er een tornado komt tuinieren, maar wanneer een tuidraad onder grote spanning uiteindelijk knapt en de mast tegen de vlakte gaat, draait hij los uit het fundamentblok en valt opzij. Het fundament beschadigt niet, zodat herstel van de verbinding neerkomt op enige opruimwerken (Petertje, zaag jij dat karkas even in mootjes?) en daarna het overeind zetten van een nieuw exemplaar waarvan netbeheerders in zulke gebieden standaard een storingsvoorraad aanhouden. Draden er weer in, stroom erop, en door.

Als ingenieur uit je bol gaan

Een vakwerkmast met een geheid of ingegoten fundament zou bij omvallen het fundament beschadigen en intensieve sloop- en herstelwerken vragen. Meestal ook een grote kraan om hem weer in elkaar te zetten. Door masten te kiezen die sneller kapot gaan wordt je verbinding op een rare manier alsnog storingsbestendiger. Dat past bij de netstrategie en de mentaliteit in Amerika: na oplevering is het run to fail en dan vlot herstel. Zo hebben tuienmasten een strategisch inzicht gemeen met houten masten zoals H-frames.

Hoewel je het ook kan overdrijven. En ook dat past bij Amerika. Een guyed V op een toren zetten is tot daar aan toe, maar een extra scharnierpunt creëren en daardoor een extra verdieping tuien nodig hebben is wel heel tui gaan met je tuienmast. Toch zien we van het type op de foto hierbeneden verschillende versies in de zuidelijke Mississippistaten, voor 115 kV en ook voor 345 kV. Je zit daar middenin het orkaangebied. Ze zijn dus sterker dan ze eruitzien, al blijf je je afvragen: was één extra half been besparen nou werkelijk al dit gedoe waard?

Deze guyed Y in Louisiana is in feite een guyed V bovenop een extra torendeel. Het scheelt je een kwart been van de V, maar of dat het waard is? Dit is een ingewikkelde mast om te bouwen omdat hij niet vanaf de grond overeind kan worden getrokken door het scharnierpunt halverwege. Ook heeft hij een verontrustend aantal single points of failure.

Herkomst van de naam

Guyed delta refereert naar de vorm van de mastkop, een driehoek (of soms haast eerder een cirkel) waarbij een fasedraad door een omsloten opening loopt. Voor de guyed Y geldt hetzelfde als de guyed V: de vorm van de mast is de naamgever, en omdat de V-vorm, eigenlijk ook gewoon een delta, op een verhoogde toren staat krijgt hij de vorm van een Y. Voor de guyed T is de situatie ook gelijk.