Waarom hebben sommige hoogspanningsleidingen 3 kabels?

Antwoord

Beste Frederik,

Dat je in IJsland een hoogspanningsverbinding gezien hebt met drie kabels is niet uizonderlijk: men gebruikt immers altijd dergelijke verbindingen (enkele uitzonderingen buiten beschouwing gelaten)!

Wat meer uitleg is op zijn plaats. Wat bij je thuis uit het stopcontact komt is wisselspanning. Dit betekent dat de spanning (uitgedrukt in Volt) tussen de twee contacten van je stopcontact wissels volgens een sinusoidale kromme bij een frequentie van  50 Hz. In mensentaal betekent dit dat de 'plus' en de 'min' 100 keer per seconde van contact wisselen (van contact 1, naar contact 2 en terug). De tegenhanger is gelijkspanning zoals bij een batterij. Hier veranderen de plus- en min-pool uiteraard niet. Tot zover dus nog maar twee kabels! We noemen dit ook eenfasige wisselspanning.

Laat ons even nadenken over de vorige situatie waarbij de plus en min van kant wisselen. Een belangrijk gevolg hiervan is dat je 100 keer per seconde heel even geen spanning hebt, namelijk op het exacte moment dat de spanning aan het wisselen is tussen beide klemmen. Dit merk je niet in het dagelijkse leven... Het gevolg hiervan is dat het vermogen dat de elektriciteitscentrales aan jou moeten leveren allesbehalve constant is! Het ene moment verbruik je namelijk maximaal energie en een fractie van een seconde later verbruik je even niks om daarna weer maximaal energie te verbruiken!
In schemavorm:
(kabel 1  +, kabel 2 -)
Vervolgens wissel je de polen om, maar je moet door een moment dat beiden nul zijn!:
(kabel 1  geen spanning,    kabel 2 geen spanning)
(kabel 1  -, kabel 2 +)


Onder meer om deze reden gebruiken we voor hoogspanningsverbindingen driefasige wisselspanning. Dit eenvoudig uitleggen is een uitdaging, maar ik zal een poging wagen...
Je begint met volgende situatie:
(kabel 1 ++,                    kabel 2 --,                         kabel 3 geen spanning).
Nu kunnen we rustig de spanning van kabel 1 overzetten op kabel 3, zonder dat op één moment geen spanning is op de volgende manier:
(kabel 1 +                        , kabel 2 --                        , kabel 3 +  )
(kabel 1 geen spanning    , kabel 2 --                       , kabel 3 ++  )
Vervolgens verhuis je de negatieve spanning van kabel 2, naar kabel 1:
(kabel 1 -                          , kabel 2 -                        , kabel 3 ++  )
(kabel 1 --                         , kabel 2 geen spanning  , kabel 3 ++  )
Dit schema kan je blijven aanhouden tot je weer in de eerste situatie zit. De volledige cyclus wordt 50 kere per seconde doorlopen. Belangrijk is dus dat je op geen enkel moment zonder spanning zit! Het geleverde vermogen door de elektriciteitscentrale kan dus constant zijn!

Voila, een lange uitleg om te zeggen dat je quasi altijd driefazige stroom gebruikt voor hoogspanningsverbindingen! De hoogste kabel op een hoogspanningsverbinding is een bliksemafleider; die kan je herkennen aan het feit dat er bijna geen grote isolatoren hangen tussen deze kabel en de paal.

Hopelijk heb je iets aan deze uitleg!


PS: Ik stel de overgangen tussen de verschillende stapjes nogal bruusk voor; in het echt gebeurt dit natuurlijk geleidelijker (zie ook de engelse wikipedia site voor een mooi figuurtje)