Op de bovenkanten van met name grote vakwerkmasten treft je soms rare geweien aan. Hoeveel variatie er ook is, hun functie is altijd esthetiek en bliksembescherming.

Het kan zo nu en dan stevig onweren in noordwest Europa. Blikseminslag op de draden kan nare storingen geven, dus netbeheerders proberen dat zoveel mogelijk te vermijden door bliksemdraden en scherpe toppen toe te passen. Met name grote vakwerkmasten vertonen een flinke variatie in hoe dat precies wordt gedaan. Pinakels, hoorns, kattenoren, bliksembokken en Y-toppen, er staat een hele dierentuin aan geweien bovenop de masten.

 

Het topstukje zoals dat op de meeste Nederlandse masten gebruikelijk is, bestaat uit vier latten, een gebogen knoopplaat en acht bouten. Veel stelt het niet voor, maar het is wel de voorkeursplek voor blikseminslag en ook mag de esthetische waarde niet onderschat worden. Foto door Gerard Nachbar.

Voor pylon geeks is de topconstructie een van de interessantste delen van de hoogspanningsmast. Het vertelt veel over de keuzes die verschillende netbeheerders door de historie heeb maakten in functionaliteit, kosten en esthetiek. Ook voor de gewone toeschouwer is de top belangrijk: hij kan de aanblik van een mast maken of breken.

Helemaal geen top

Het botweg niet aanbrengen van enige bliksembeveiliging is niet zo handig als het kan onweren. Het totaal ontbreken vaneen top of bliksemdraden zien we vooral op plekken waar het nooit onweert, zoals woestijngebieden in het Midden Oosten of gortdroge delen van Afrika. Maar er zijn uitzonderingen. Op IJsland komt het met regelmaat voor dat de verbindingen geen bliksemdraden hebben en ook in Frankrijk staan oude verbindingen zonder bliksembeveiliging.

Een hoogspanningslijn zonder topstukken op de masten of bliksemdraden (en dus ook geen OPGW) kan vervelende problemen met de bedrijfsvoering opleveren als het onweert. De kans is dan groot is dat de bliksem inslaat op een fasedraad. Dat geeft spanningsdippen, trippende beveiligingsrelais en soms zelfs schade aan de fasedraden of aan de bewakingsapparatuur. Dingen waar je als netbeheerder niet op zit te wachten. Zeker niet bij hoogspanningslijnen die maar één circuit dragen. Als daar een storing in ontstaat is het meteen einde oefening wanneer er geen omleiding voorhanden is.

De klassieke tweede generatie Franse chat voor 230 en 400 kV komt in het vrije veld af en toe nog voor zonder bliksemdraden. Niet echt van deze tijd, maar kennelijk is het probleem niet urgent genoeg voor de Franse netbeheerder RTE om er werk van de maken. Waarschijnlijk zijn er bij trip door blikseminslag omleidingsroutes. Foto door Tom Börger.

Hoogspanningslijnen zonder bliksemdraden kennen we daarom (bijna) niet in onze streken. Maar wel hoogspanningsmasten zonder duidelijke top of topconstructie, of waarbij de toren (of iets wat daarvoor doorgaat) gewoon een meter te hoog lijkt te zijn, waarna de bliksemdraden boutweg op de uiteinden van de randstaven zitten. Geen elegante aanblik, maar in ieder geval toch nog iets van een topfunctie.

 

Twee masten zonder top. Links een oud ontwerp hamerkop waarbij de bliksemdraden zijn gewoon bovenop de traversen afgespannen en er is geen enkele poging gedaan tot een hoogste punt. Lekker goedkoop, maar ze staan dan ook in het oosten van Drenthe. Rechts een oude 50 kV.mast waarbij de toren gewoon twee meter langer is gemaakt en de bliksemdraden direct aan de randstaven zitten. Foto's door Michel van Giersbergen en Ruben Schots.

Klein topstukje

De gebruikelijke top in Nederland is een zogeheten topstukje. Dat klinkt als een compliment voor pylon geeks (zou hier een jaarlijkse award in zitten?) maar in de praktijk is een topstukje een piramidevormig opbouwtje recht bovenop de toren van de hoogspanningsmast. Het is typisch Nederlands: doe maar gewoon, val niet teveel op. Een topstukje is een weinig prominente constructie, maar door zijn kleine extra hoogte is het toch net de voorkeursplek voor blikseminslag.

Netbeheerders hebben liever dat de bliksem op de hoogspanningsmast inslaat dan op de bliksemdraden. De kans op afketsen is kleiner en ook beschadigt een hoogspanningsmast niet, terwijl een bliksemdraad bij een zware voltreffer soms zelf ook schade kan oplopen. Er zijn uitzonderingen, maar meestal draagt een klein topstukje zelf geen bliksemdraad. Hij staat gewoon bovenop de toren.

 

Klassieke topstukjes zoals ze op veel kleine en grote masten in met name Nederland te vinden zijn. Soms is er een bliksemdraad op afgespannen, maar meestal is dat niet het geval en is het topstukje slechts bedoeld als voorkeursplek voor blikseminslag en om esthetische redenen. Foto's door Michel van Giersbergen.

Een tweede reden naast bliksembeveiliging om zo'n klein topstukje toe te passen is vooral esthetisch van aard. Het is maar een klein onderdeeltje en het kost weinig extra om hem te maken, maar het maakt visueel een heel verschil of een hoogspanningsmast netjes is afgetopt of niet. Een topstukje ziet er verzorgder en betrouwbaarder uit. Daarover verschillen de meningen trouwens wel. Onder ingenieurs zijn mensen te vinden die een topstukje technisch maar onzin vinden en het wel eens een 'petje' noemen.

 

Ontbrekende topstukjes op twee Nederlandse donaumasten. De linkermast heeft er ooit wel een gehad, maar die is om onduidelijke redenen verwijderd. Het exemplaar rechts is zonder topstuk opgeleverd en heeft er ook nooit een gehad, want de knoopplaten voor montage ervan ontbreken zelfs. Het wekt direct een beetje 'domme' en onderontwikkelde indruk. Onderschat het esthetisch effect niet te snel. Foto's door Michel van Giersbergen.

Verhoogde- of pinakeltop

Zit er wel een bliksemdraad op het topstukje gemonteerd, dan is duidelijk is dat hier niet langer esthetische redenen in het spel zijn. Zo'n top is vaak beduidend hoger en steiler. Nu spreken we van een zogeheten pinakel of pinakeltop. Deze vereist een sterkere constructie en daarom zitten er diagonale staven in zodat een vakwerkpiramide ontstaat.

In België zijn pinakeltoppen gangbaar en in Duitsland zie je ze zelfs bijna standaard bij middelgrote en grote mastmaten. Het is een van de meest herkenbare eigenschappen van typisch Duitse ontwerpen. Ook op Duitsland georiënteerde ontwerpen die in bijvoorbeeld Denemarken en noordoostelijk Nederland gebruikt worden zien we pinakeltoppen, hoewel ze in Nederland doorgaans niet zo puntig zijn als hun Duitse evenknieën.  

 

Pinakeltoppen in verschillende uitvoeringen. De ene keer is een pinakeltop spitser dan de andere keer en je hebt ook versies zoals in Nederland die niet spits toelopen tot in de punt aan toe, maar het idee is altijd hetzelfde: de bliksemdraad moet verhoogd worden gedragen omdat deze anders niet voldoende bescherming biedt. Foto's door Peter Schokkenbroek, Michel van Giersbergen en Ruben Schots.

Buismasten hebben bijna altijd een soort pinakeltop. Hier kan het ook moeilijk anders, behalve soms met een setje bliksemtraversen (zie verderop).

Mastontwerpen met pinakeltoppen dragen meestal maar één bliksemdraad. Deze moet extra hoog boven de circuits worden afgespannen omdat anders de bliksembeveiliging niet meer voldoende is. De pinaketop voorziet hierin, hoewel de bliksembescherming met één enkele bliksemdraad nog altijd slechter is dan met twee of meer stuks die precies boven de circuits zelf zijn afgespannen. Volgens de theorie van Horváth is de bliksembescherming met één bliksemdraad met name bij grote masten enigszins onder de maat. 

Y-top of gaffel

Juist vanwege de bedenkelijke bliksembescherming die een enkelvoudige pinakeltop geeft, is er ook een variant die twee punten naar boven heeft: een gaffeltop, meestal gewoon een Y-top genoemd.

Er zijn netbeheerders die standaard Y-toppen toepasten in plaats van pinakels. De voormalige Duitse netbeheerder Transpower (in 2009 overgenomen door Tennet) paste Y-toppen toe op alle grote mastmaten in zijn concessie, zodat er in Niedersachsen en delen van Ostfriesland nogal wat verbindingen staan met Y-toppen. Ook in de 110 kV-netten in handen van E.ON Netz in hetzelfde gebied zijn Y-toppen gangbaar. In sommige Belgische verbindingen treffen we Y-toppen aan als een soort hybride vorm samen met een bliksembok (zie verderop),

 

Y-toppen in Duitsland in de voormalige Transpower-concessie, in dit geval vlakbij Diele. We zien dat een Y-top gewoon een dubbel uitgevoerd pinakel is die op een soort driehoekig ontspruitstuk vastzit die op zijn beurt weer bovenop de masttop staat. Foto's door Gerard Nachbar en Michel van Giersbergen.

Een Y-top bevindt zich meestal bovenop de toren, op hetzelfde vierkant als waarop een topstukje staat. Als we hem iets laten zakken komt het steeds vaker voor dat hij in contact komt met de boventraversen. Het bovenste deel van de mast wordt dan een gecombineerd vakwerk voor de boventraversen en de Y-top. 

Vanaf dat moment knipt men hem als het ware in twee losse punten die zijwaarts aan de toren hun ontspruiting delen met hetzelfde vierkant als waar de boventraversen uit steken. Dit neigt al richting kattenoren (zie verderop), maar het montagegedeelte is nog vierkant en zit aan de toren vast zodat de twee punten van de Y-top in principe gewoon blijven zitten als je de boventraversen eraf haalt. Daarin onderscheiden ze zich van kattenoren of een nonnenkap. Franse masten van het Beaubourg-type zijn bekend om een dergelijke constructie op de top. Omdat de torentop nu volledig vrij is gekomen, kan er soms alsnog weer een traditioneel topstukje bovenop worden opgezet.

 

Op Moerdijk staat een mastontwerp waarbij men een zijwaartse Y-top heeft gecombineerd met een traditioneel topstukje. Die laatste is nu duidelijk uitsluitend om esthetische redenen aanwezig, want hij is het hoogste punt niet. Rechts een Franse hoogspanningsmast van het Beaubourg-type. De Y-top wordt steeds platter… Foto's door Michel van Giersbergen en Tom Börger,

Kattenoren of nonnenkap

Als de Y-top nog verder opzij wordt gebogen is het niet langer meer praktisch om hem te laten ontspruiten aan de toren. Het contactvierkant met de toren wordt versmald tot een contactlijn en de bodem van de puntvormen wordt verplaatst naar de bodemplaat van de boventraverse. Nu ontstaat een vorm die we kennen als een nonnenkap of als kattenoren: brede uitsteeksels die geïntegreerd zijn met de boventraverse en die niet langer in staat zijn om zelfstandig aan de mast te blijven zitten als de boventraverse zou worden verwijderd. Ook nu is het mogelijk om dit te combineren met een traditioneel topstukje.

De term nonnenkap die we met name in de wat oudere documentatie wel eens aantreffen vereist in deze seculiere tijden wat uitleg. Door de eeuwen heen hebben kloosterzusters (nonnen) traditioneel hoofdbedekking gedragen die lijkt op een kruising van een hoofddoek en een sleep. Sommige kloosterordes hadden er kraag met een vouw in, zodat het hoofd vrijelijk kon worden gedraaid. Er ontstaat dan een vorm met twee zijwaarts uitstekende punten en twee driehoekige vouwen waar de bovenkant van de hoogspanningsmast sterk op lijkt.

 

De andere term is meer voor zichzelf sprekend. De visuele gelijkenis met de oren van een kat is treffend en zeer direct. Maar wacht eens, wordt een deltamast niet ook een kat genoemd? Sterker nog, een van de oerversies van grote deltamasten is de klassieke Franse chat, een deltamast die duidelijk aangeeft waar zijn naam aan te danken is, met een driehoekig voorkomen en twee prominente oren. (Reizen door Noordwest Europa en naar de hoogspanningslijnen kijken is een feest voor wie goed figuren kan zien.) Beide termen kunnen overigens gewoon door elkaar gebruikt worden.

 

Hier mag hij niet ontbreken: de klassieke Franse chat. Inclusief zijn driehoekige kattenkopvorm met de twee oren. Rechts een donaumast met nonnenkap op de traversen. Merk op dat in beide gevallen de uitsteeksels direct zouden afbreken als de balktraverse of de boventraverse zou worden losgehaald. Foto's door Tom Börger en Gerard Nachbar.

Een uitgesproken variant van een klassieke nonnenkap zien we bij Nederlandse koppelnetmasten. Het zorgt voor een zeer brede bovenzijde van de mast met twee iconische puntvormen die soms een indrukwekkend frontaaloppervlak hebben en die zelfs onder pylon geeks verschillende emoties opwekken. De een vindt dat zulke masten buitengewoon kwaad kijken, maar een ander is niet in staat om die synesthesie te leggen en vindt ze eerder trots omhoog priemen als een soort uitdaging richting Thor en Wodan, of als een zichtbare verwijzing naar dat de donderbuien in de Lage Landen prima in orde zijn.

De typisch Nederlandse en welhaast iconische verschijning van deze constructiewijze is een van de handelsmerken van Nederlandse hoogspanning geworden.

      

 

De firma Maverbo uit Rheden (verantwoordelijk voor de vervaardiging van de eerste generaties masten van het Nederlandse koppelnet) gebruikte de aanblik van hun succesmodel geruime tijd als beeldmerk. Ook wijzelf hier op HoogspanningsNet gebruiken een abstracte beeltenis van een donaumast met nonnenkap in ons logo. Vroeger was dat gewoon lekker herkenbaar, maar tegenwoordig, nu we heel Noordwest Europa als interessegebied hebben, is daar een nieuw ding bij gekomen. De beeltenis laat in één oogopslag zien waar we ooit vandaan zijn gekomen, want wat een L6 tonmast is voor de Britten, een chat voor de Fransen, een dubbelvlag voor de Belgen en een gaffel voor de Denen, dat is een nonnenkap voor de Nederlanders.

Hoorns

Laten we de kattenoren nog verder opzij groeien, dan verliezen ze hun contact met de toren van de mast en worden ze zelfstandig, of eigenlijk juist een geïntegreerd onderdeel van de van de boventraversen. Er ontstaan nu hoorns.

Meestal zijn het er twee, maar het EGD in Groningen heeft ook hamerkoppen gebouwd waar er vier op zitten, wederom samen met een traditioneel topstukje die nu de rol van een pinakel vervult omdat er een extra (vijfde!) bliksemdraad op zit. (Jazeker EGD, bij twijfel altijd meer bliksemdraden opschroeven!) Dit soort hoorns kunnen halverwege de boventraverse worden geplaatst, maar ook helemaal op de uiteinden. Ook kan het zijn dat ze schijnbaar alleen vanaf de bovenrand van de traverse ontspruiten en geen enkel contact meer maken met de traversebodemplaat. 

 

Hoorntjes op twee hamerkoppen en op een donaumast. We zien dat het twee losse hoorntjes kunnen zijn vanaf de traversebodem, maar ook vanaf de bovenrand of vanaf de traversetop alsof het kleine kattenoortjes zijn. Soms is de grens dus ingewikkeld. Alle drie de foto's door Michel van Giersbergen.

Soms is hun overlap met kattenoren aanzienlijk en delen ze dezelfde constructiewijze. Het enige verschil is dan dat ze niet ontspruiten op dezelfde plek als waar de traversebodem vastzit aan de toren van de mast, maar pas ergens verderop, halverwege de traverse of soortgelijk. Ook hoeven ze niet helemaal tot de punt door te lopen.

Bliksembok

Wat nu als de boventraverse ontbreekt? Dat is lastig kattenoren aanzetten. Of wat nu als die zich een eindje lager bevinden, onder een relatief hoge top? We kunnen een Y-top ook op een kleine verhoging zetten en nog platter uitbuigen – zo plat dat de bovenzijde ervan helemaal horizontaal komt te lopen. De masttop verkrijgt nu de vorm van een aambeeld en er ontstaat een typische, enigszins stuurs ogende vorm die een bliksembok wordt genoemd.

Ook nu kan die (soms) weer met een traditioneel topstukje worden gecombineerd, maar dit komt weinig voor. Doorgaans is een bliksembok echt plat van boven. Bliksembokken zijn in Nederland niet zoveel aanwezig, maar in België zijn ze juist zeer algemeen.

 

Bliksembokken hebben een herkenbare aambeeldvorm met een ietwat onelegant ogende platte bovenzijde, maar ze zijn wel direct herkenbaar boven de bomen uit. Soms kunnen ze een aanzienlijk formaat aannemen, zoals bij de Belgische mast links. Foto's door Michel van Giersbergen en Peter Schokkenbroek.

Bliksemtraversen

We zien dat een bliksembok weinig anders is dan een traverse met een horizontale bovenkant in plaats van een horizontale onderkant. Wat nu als we er normale traversen van maken? Dan ontstaat weer iets anders, je raadt het al, een setje bliksemtraversen. Deze lijken sprekend op gewone traversen waaraan fasedraden worden gedragen, maar meestal (niet altijd!) zijn ze iets korter en wat lichter van uitvoering. Al dan niet gecombineerd met een topstukje vormen ze gewoon een extra verdieping op de mast, die echter nooit wordt meegenomen in de classificatie. 

Bliksemtraversen kunnen heel kort zijn en soms zelfs uit schijnbaar twee U-balkjes bestaan, maar ze kunnen ook heel lang zijn. Er zijn overal uitzonderingen op, maar over het algemeen zijn bliksemtraversen vooral iets voor kleine en middelgrote mastmaten. Bij de hele grote jongens worden de bliksemdraden vaak aan de punt van de normale boventraverse afgespannen en zit er middenop de toren alsnog een klein topstukje, ook nu weer om zowel esthetische als bliksemafleidende redenen.

 

Bliksemtraversen met en zonder los topstukje. De platte zijde zit in tegenstelling tot een bliksembok nu aan de onderkant, dus net als bij de gewone traversen waar de fasedraden aan hangen. Bliksemtraversen kunnen smal tot zeer breed zijn. Foto's door Michel van Giersbergen.

Combinatievormen en uitzonderingen

Niet alles laat zich netjes in een hokje duwen. De PZEM in Zeeland en de PNEM in Brabant bouwden enige tijd masten met een vierkante boventraverse op de hoekmasten. Is dit nu een bliksemtraverse, een vorm van een hoorntje, een kattenoor of een extreme variant van een Y-top? Breek je er het hoofd niet over, niet altijd kunnen we het netjes vangen in voorgedefinieerde classificatie.

 

Zeg er eens wat van… Is het een variant op een hoorntje, een kattenoor, een verlengstuk van een boventraverse of een combinatie van alle drie tegelijk? Breek je er het hoofd niet over, niet alles laat zich in hokjes vangen. En dat is maar goed ook, want deze oneindige variatie houdt het leuk om naar de hoogspanningsmasten te blijven kijken. Foto's door Michel van Giersbergen.

Net als met mastconfiguraties zelf geldt dat er altijd wel weer iets in het weiland staat dat eigenwijs zijn eigen gang gaat. En juist dat soort plotselinge what the f...-momentjes houden een reis door Noordwest Europa boeiend voor pylon geeks. Nooit ente nimmer heb je alles gezien en altijd zijn er wel weer nieuwe manieren. En vergis je niet, een van de interessantste dingen zijn toch ook stiekem wel de miskleunen waarbij het mastbeeld niet gemaakt, maar verknoeid wordt door de bliksembeveiliging. Pylon geeks onder elkaar kunnen enorm van leer gaan op reconstructies zoals die bij Zwartsluis in 2013, waarvan de verantwoordelijk ingenieur waarschijnlijk de thuiscursus Hoe verknoei ik zo effectief mogelijk mijn Lijnbeeld cum laude heeft afgerond…

Anders zetten we er even een hele indianentooi op. Ja joh, kan ie makkelijk hebben toch? Pfff… Bij Zwartsluis voldeden de hamerkoppen niet meer aan een verscherpte norm voor bliksembescherming. Bij HoogspanningsNet zouden we dit het liefst aan de Verenigde Naties zouden melden als Misdaden tegen de Mastelijkheid. Foto door Michel van Giersbergen.