Waarom zijn Overhead Elektriciteitsleidingen niet Geïsoleerd

Waarom zijn hoogspanningsdraden niet geïsoleerd?

Overhead transmissielijnen worden vaak ongeïsoleerd gelaten, en deze praktijk is gebaseerd op verschillende overtuigende redenen:

Kostenefficiëntie

Het isoleren van overhead transmissielijnen over grote afstanden is een buitengewoon dure onderneming. Deze lijnen strekken zich vaak uit over honderden kilometers, en het bedekken ervan met conventionele isolatiematerialen zou enorme financiële lasten opleggen. De schaal van de infrastructuur maakt isolatie niet alleen een logistieke uitdaging, maar ook economisch onhaalbaar. Door isolatie te laten vallen, kunnen elektriciteitsvervoer- en distributiebedrijven aanzienlijke kostenbesparingen realiseren, die vervolgens kunnen worden gericht op andere cruciale aspecten van netwerkontwikkeling en -onderhoud.

Gewichtsbeheersing

De dikte van de isolatie die nodig is voor transmissielijnen is direct evenredig met het spanningniveau. In het geval van Extra Hoogspanningslijnen (EHV), die op uiterst hoge elektrische potentiaal werken, zou de isolatie overeenkomstig dik moeten zijn. Dit toegevoegde gewicht vertaalt zich in een aanzienlijke toename van het totale gewicht van de lijnen. Dit zware gewicht compliceert niet alleen het installatieproces, maar legt ook meer belasting op de dragende structuren, waaronder palen, torens en bijbehorende hardware. Door isolatie te elimineren, wordt het gewicht van de lijnen geminimaliseerd, wat eenvoudiger installatie mogelijk maakt en de belasting op de infrastructuur vermindert.

Materialen en infrastructuur vereenvoudigen

Voor EHV-lijnen heeft de noodzaak van dikke isolatie een kaskade-effect op het hele transmissiesysteem. Het extra gewicht vereist sterkere ondersteuningen, robuustere isolatoren en stevigere funderingen voor palen en torens. Dit verhoogt niet alleen de totale kosten van de infrastructuur, maar voegt ook complexiteit toe aan het ontwerp- en bouwproces. Daarentegen bieden blote draden een eenvoudiger en meer rechttoe rechtaan oplossing voor elektriciteitsvervoer, waarbij dezelfde functionele doelstellingen worden bereikt zonder de noodzaak voor uitgebreide en kostbare extra materialen en infrastructuur.

Verhoging van geleidbaarheid

Naarmate de spanning niveaus toenemen, neemt de diëlektrische sterkte van isolatoren af. Voor extra-hoogspanningsapplicaties, zoals die in het bereik van 450 kV tot 600 kV werken, zou de isolatie extreem dik moeten zijn om de elektrische integriteit te behouden. Echter, deze dikke isolatie fungeert als een barrière voor de efficiënte afvoer van de tijdens het elektriciteitsvervoer gegenereerde warmte. Warmteopbouw kan leiden tot toegenomen elektrische weerstand en verminderde geleidbaarheid, wat uiteindelijk resulteert in energieverliezen. Blote geleiders daarentegen, staan onbelemmerde warmteoverdracht toe, waardoor optimale geleidbaarheid wordt gegarandeerd en energieverliezen in het transmissieproces worden geminimaliseerd.

Gemakkelijke onderhoud

Het onderhouden van geïsoleerde lijnen vormt een veel zwaardere en kostbaardere uitdaging vergeleken met blote lijnen. Geïsoleerde lijnen vereisen regelmatige, nauwkeurige inspecties om ervoor te zorgen dat de isolatie intact en vrij van schade of degradatie blijft. Zelfs kleine defecten in de isolatie kunnen aanzienlijke veiligheidsrisico's opleveren en de elektriciteitsvervoer storen. Daarentegen kunnen blote geleiders gemakkelijker visueel worden geïnspecteerd op tekenen van slijtage, schade of andere problemen. Deze eenvoud in onderhoud vermindert de frequentie en complexiteit van inspecties, waardoor de totale onderhoudskosten worden verlaagd en de betrouwbare werking van het transmissiesysteem wordt gewaarborgd.

Warmteafvoer

Overhead transmissielijnen dragen aanzienlijke elektrische stromen, die inherent significante hoeveelheden warmte genereren. Het isoleren van deze lijnen zou de natuurlijke afvoer van deze warmte belemmeren, waardoor de warmte effectief binnen het systeem wordt opgesloten. Deze opgesloten warmte kan leiden tot oververhitting, een toestand die een serieuze bedreiging vormt voor de betrouwbaarheid en levensduur van de transmissie-infrastructuur. Excessieve warmte kan geleidermaterialen degraderen, de elektrische weerstand verhogen en zelfs mechanische storingen veroorzaken, allemaal factoren die de stroomlevering kunnen verstoren en potentiële systeemwijde uitval kunnen veroorzaken.

Veiligheid

Hoewel de geleiders van overhead transmissielijnen bloot zijn en geen continue isolatie hebben, is het systeem ontworpen met sterke veiligheidskenmerken. Deze lijnen worden strategisch op aanzienlijke hoogten geïnstalleerd, waardoor het uiterst moeilijk is voor mensen, voertuigen of wilde dieren om in contact te komen met de lijnen. De ruime verticale en horizontale afstanden tussen de krachtlijnen en de omgeving fungeren als een natuurlijke vorm van isolatie, waardoor de kans op elektrische fouten door onbedoelde contacten wordt verkleind. Deze ruimtelijke scheiding is een cruciale bescherming, die het risico op elektrocutie minimaliseert en zowel het publiek als de integriteit van het elektriciteitsvervoersysteem beschermt.

In plaats van te vertrouwen op continue geleiderisolatie, maken overhead transmissielijnen gebruik van een geavanceerd ontwerp dat de juiste afstand tussen fase-wiring en adequate grondafstanden benadrukt. Deze ontwerpaanpak voorkomt effectief flashovers en elektrische ontladingen, die anders kunnen optreden door elektrische bogen tussen geleiders of naar de grond. Op specifieke verbindingpunten, zoals waar de lijnen aan dragende structuren zijn bevestigd, worden isolatoren en bushings van hoge kwaliteit isolatiematerialen gebruikt. 

Deze componenten spelen een cruciale rol in het voorkomen van elektrische lekkages, waardoor de elektrische stroom binnen de bedoelde paden blijft en de veilige en efficiënte werking van het gehele transmissiesysteem wordt gewaarborgd. Door deze alomvattende ontwerpelementen kunnen overhead transmissielijnen elektrische energie over lange afstanden leveren met een hoog niveau van veiligheid en betrouwbaarheid.