Elia een wereld vol energie
Inhoud
> Elia: centraal in de elektriciteitsmarkt
p. 1
> Netbeheerder : een opdracht met veel facetten
p. 2
> Onze elektriciteit: driefasige wisselstroom
p. 3
> De weg van de elektriciteit De bovengrondse lijnen De ondergrondse kabels
p. 4 p. 4 p. 6
> Een groot Europees net
p. 8
> Het Elia-net : een spinnenweb van verbindingen en knooppunten
p. 10
> 24 uur op 24 het elektrische systeem beheren
p. 11
> De veilige werking van het net ondersteunen
p. 12
> Een net in permanente evolutie
p. 13
> De ontwikkelingsprojecten van A tot Z beheren
p. 14
> Een professioneel onderhoud voor een betrouwbaar net
p. 15
> De hoogspanningsverbindingen
p. 16
> De hoogspanningsstations
p. 18
> De hoogspanningselementen
p. 20
> De laagspanningsinstallaties
p. 24
> Veilig in de omgeving van hoogspanning
p. 26
> Hoogspanning en elektrische en magnetische velden
p. 27
Elia een wereld vol energie
E L I A
Elia
centraal in de elektriciteitsmarkt
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
In een vrije elektriciteitsmarkt moeten de marktspelers (binnen- en buitenlandse producenten en leveranciers) met elkaar kunnen concurreren. Om dit mogelijk te maken, moeten al deze marktspelers op een zelfde objectieve en transparante wijze de elektriciteitsnetten kunnen gebruiken om energie te vervoeren tot bij de verbruikers. Elia is de onafhankelijke transmissienetbeheerder die dit vervoer over het Belgische hoogspanningsnet mogelijk maakt. Elia is de beheerder van het Belgische hoogspanningsnet, van 380 kV tot 30 kV. Het bedrijf speelt een centrale rol in de elektriciteitsmarkt en de energievoorziening van ons land. Het net van Elia is de onmisbare schakel om de elektriciteit van de elektriciteitsproducenten in binnen- en buitenland tot bij de verschillende soorten verbruikers te brengen. Elia vervoert elektriciteit op hoogspanning over zijn net van de elektriciteitscentrales naar de industriële grootverbruikers, die rechtstreeks op het hoogspanningsnet zijn aangesloten en naar de installaties van de distributienetbeheerders, die de energie verder verdelen op midden- en laagspanning, tot bij de KMO’s en de gezinnen. Elia onderhoudt het hoogspanningsnet en bouwt het verder uit om aan de behoeften van de markt en de gemeenschap te blijven voldoen. Door zijn centrale en unieke plaats in de elektriciteitsmarkt, is Elia ook uitstekend geplaatst om de rol van marktfacilitator op zich te nemen. Dat betekent dat Elia alles in het werk stelt om een vlotte doorstroming van energie mogelijk te maken en de vrije concurrentie in een open elektriciteitsmarkt zo goed mogelijk te laten spelen. Elia biedt de marktspelers diensten aan die de toegang tot het net en de markt zo vlot mogelijk maken.
Frankrijk Nederland Luxemburg… IMPORT
Frankrijk, Nederland Luxemburg… EXPORT
ELIA
Grote en middelgrote industrie
Distributie van 15 kV tot 230V Elektriciteitsproducenten
Transmissie 380 tot 30 kV
KMO’s, professioneel Huishoudelijk
Decentrale productie
1
Het beheer van het hoogspanningsnet kan men vergelijken met het beheer van een wegennet, met snelwegen, grotere en kleinere banen en de nodige verkeerswisselaars ertussen. Er moet op worden toegezien dat het verkeer vlot verloopt, dat er geen opstoppingen zijn en dat het verkeer op veilige wijze in goede banen wordt geleid. Hiervoor zorgen de dispatchings, de ‘verkeersleiders’. Een wegennet moet ook regelmatig onderhouden worden om in goede staat te blijven. En om aan de toenemende verkeersstromen tegemoet te komen zal het wegennet moeten worden uitgebreid waar nodig.
NETBEHEERDER
een opdracht met veel facetten
Dit alles geldt ook voor het hoogspanningsnet. Als transmissienetbeheerder voor de elektriciteit in België heeft Elia een wettelijk vastgelegde opdracht. De netbeheerder moet immers alle marktspelers die dit wensen op eenzelfde objectieve en transparante wijze toegang verlenen tot zijn net. Deze marktspelers zijn binnenlandse en buitenlandse producenten, distributienetbeheerders, elektriciteitsleveranciers en traders. Elia staat in voor de ontwikkeling en het onderhoud van de hoogspanningsinfrastructuur en zorgt voor de betrouwbare doorstroming van de elektriciteit over zijn net. Elia zorgt ook voor de organisatie van de energietransporten over zijn net: het organiseert de toegang op transparante en objectieve basis voor alle netgebruikers. Elia speelt daarbij ook een belangrijke rol in de ontwikkeling van de vrije elektriciteitsmarkt, door diensten ter beschikking te stellen en initiatieven op het getouw te zetten die bijdragen tot een vlotte werking van de elektriciteitsmarkt. Bij de ontwikkeling van al zijn activiteiten heeft Elia steeds het belang van de markt, de verbruikers en de gemeenschap voor ogen. Enkele voorbeelden: het creëren van een Hub, een energie-uitwisselingsplatform waar marktspelers onderling energie kunnen uitwisselen en de oprichting van de Belgische energiebeurs, die gekoppeld is aan de Nederlandse en Franse energiebeurzen en waar anoniem elektriciteit kan worden verhandeld voor levering de volgende dag of de dag zelf. Dergelijke initiatieven dragen bij tot betere werking van de markt en tot gunstiger energieprijzen voor de verbruikers. Naast zijn activiteiten op de Belgische elektriciteitsmarkt is Elia echter ook actief op Europees vlak: Elia neemt deel aan een aantal belangrijke Europese projecten, zoals bv. de uitbreiding tot vijf landen van de marktkoppeling via de energiebeurzen.
2
E L I A
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
ONZE ELEKTRICITEIT
driefasige wisselstroom 12
De energie die in de elektriciteitscentrales geproduceerd wordt en over het hoogspanningsnet, de midden- en laagspanningsnetten wordt vervoerd, is driefasige wisselstroom. In Europa is de frequentie 50 Hertz. Dit betekent 50 periodes per seconde. Driefasige systemen hebben als voordeel tegenover eenfasige systemen dat ze een eďŹƒciĂŤnter energievervoer mogelijk maken: er is minder geleidend materiaal nodig en de alternatoren en motoren kunen een hoger rendement bereiken.
Ptotaal =
10
P1
P2
P3
8 6 4 2 0 -2 -4
0
60
i1
120
180
i2
240
300
i3
360
Het principe van de driefazige wisselstroom blijft behouden over de verschillende spanningsniveaus tot in de laagspanningsnetten. In woningen kunnen zowel eenfazige als driefazige circuits bestaan.
3
De weg van de elektriciteit De bovengrondse lijnen
Analoog aan het verkeersnet, zijn er in het hoogspanningsverkeersnet verschillende soorten wegen, elk gekenmerkt door een spanningsniveau. Het hoogste spanningsniveau, 380 kV, stemt overeen met de autosnelwegen, het 150 kV-net met de nationale wegen, het 70 kV net met de regionale wegen, enz...
Om de elektriciteit op efficiĂŤnte wijze vanuit de productieinstallatie tot bij ons thuis te voeren, speelt de wet
een belangrijke rol: het vermogen is gelijk aan de spanning vermenigvuldigd met de stroomsterkte en de arbeidsfactor.
E L I A
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
Hiertoe beschikken we over een netwerk van bovengrondse lijnen en ondergrondse kabels, onderling verbonden via knooppunten (hoogspanningsstations, middenspanningsstations en laagspanningscabines). De elektriciteitscentrales leveren aan het uiteinde van de alternator een vermogen op een spanning van zo’n 20 kV. Willen we nu grote vermogens op efficiënte wijze over grote afstand transporteren, dan zullen we dit op een zo hoog mogelijke spanning doen, om de stroomsterkte zo beperkt mogelijk te houden. Zo voorkomen we immers belangrijke energieverliezen en een aantal technische problemen verbonden aan deze verliezen (opwarming). We zullen dus voor het transport over lange afstand optransformeren naar een zo hoog mogelijke spanning : 380 kV, 220 kV, 150 kV. Bij een hogere spanning is immers, voor eenzelfde vermogen, de stroomsterkte kleiner en blijven de energieverliezen beperkt.
Om de energie nu bij de verschillende soorten verbruikers te brengen, zullen we ze terug op de spanningen moeten brengen die deze verbruikers nodig hebben. Naargelang het geval zullen één of meerdere opeenvolgende transformaties nodig zijn : naar 70 kV, 36 kV, 30 kV, 15 kV, 12 kV, 6 kV en uiteindelijk 230 V, de spanning in onze woningen. Deze transformaties gebeuren via vermogenstransformatoren achtereenvolgens in de hoogspanningsstations van Elia en de middenspanningsstations van de distributienetbeheerders. De elektriciteitsnetwerken vormen zo de verbindende factor tussen producent en verbruiker.
De weg van de elektriciteit De ondergrondse kabel
Om de elektriciteit op efficiĂŤnte wijze vanuit de productieinstallatie tot bij ons thuis te voeren, speelt de wet
een belangrijke rol: het vermogen is gelijk aan de spanning vermenigvuldigd met de stroomsterkte en de arbeidsfactor.
E L I A
E E N
W E R E L D
Hoogspanning Middenspanning Laagspanning
V O L
E N E R G I E
Een groot Europees net
Doel
Wo Wo Woe oe oesty esty sttyyne ne LLe esstarquit e s sta Avelin el
I
Chooz
8
E L I A
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
Net zoals we met de wagen kunnen rondrijden over een groot Europees wegennet, zo is er ook een groot Europees hoogspanningswegennet: het UCTE-net (Unie voor de Coördinatie van de Transmissie van Elektriciteit), waarbinnen de elektriciteit rondstroomt. Het Elia-net maakt deel uit van dat grote Europese koppelnet van de UCTE. UCTE is een technisch samenwerkingsverband tussen de transmissienetbeheerders van 24 landen van het Europese continent, die hun netten exploiteren als één groot geheel waarbinnen de energie vrij rondstroomt. Dit UCTE-net wordt synchroon uitgebaat: dit wil zeggen dat de frequentie over geheel dit net gelijk is en dat elke schommeling, tengevolge van een onevenwicht tussen productie en verbruik, over geheel dit net op dezelfde wijze voelbaar is. Alle netbeheerders dragen op equivalente wijze bij tot de goede werking van dit Europese net en passen dezelfde technische exploitatiecriteria toe. Door de grootschaligheid is een grotere netstabiliteit en bevoorradingszekerheid mogelijk. Binnen zo’n groot net kan een incident zoals het plots uitvallen van een productiecentrale immers veel makkelijker worden opgevangen. Wel kan een incident zich uitbreiden tot een groter gedeelte van het net.
Legende Centrales en HS-stations : Hydraulische centrale Windmolenpark
Verbindingen : 380-400 kV transmissieverbindingen 300-330 kV transmissieverbindingen 220 kV transmissieverbindingen
Thermische centrale
132-150 kV
Hoogspanningsstation
Gelijkstroomverbinding
Hoogspanningsstation + centrales
Interconnectie voor spanning < 220kV Spanning
Onvormingsstation
Tijdelijke spanning
Constructie
Een circuit Onder constructie Dubbel circuit Dubbel circuit met 1 circuit gemonteerd > = 3 circuits
9
HET ELIA-NET
een spinnenweb van verbindingen en knooppunten
Het hoogspanningnet dat Elia beheert beslaat zoâ&#x20AC;&#x2122;n 8400 km aan boven- en ondergrondse hoogspanningsverbindingen evenals een 800-tal hoogspanningsstations. De 380 kV-lijnen vormen de ruggengraat van het Belgische en Europese net. Langs deze lijnen verlopen de internationale energie-uitwisselingen. Op dit net zijn o.a. de kerncentrales van Doel en Tihange en de pompcentrale van Coo aangesloten. Elia heeft ook interconnecties met Frankrijk op 220 kV. De netten van 150 kV en lager die Elia beheert vervoeren de elektriciteit naar de belangrijke verbruikscentra. De distributienetbeheerders verdelen de energie op lagere spanningen (15 kV en lager) tot bij de KMOâ&#x20AC;&#x2122;s en de gezinnen. Het Eia-net is te vergelijken met een sterk vermaasd en ingewikkeld spinnenweb, bestaande uit lussen op een zelfde spanningsniveau en met andere spanningsniveaus. Op die manier is het mogelijk de verbruikers langs diverse wegen te bevoorraden, wat een grote leveringszekerheid biedt.
Elektrische verbindingen SPANNING
ONDERGRONDS
BOVENGRONDS
TOTAAL
(kV)
(km)
(km)
(km)
380
891
891
220
297
297
150
410
2.014
2.424
70
292
2.405
2.697
36
1.922
8
1.930
30
141
26
167
2.765
5.641
8.406
Totaal
gegevens op 31 december 2007
10
E L I A
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
24 uur op 24 het elektrische systeem beheren Om een vloeiend verkeer mogelijk te maken, worden de verkeersstromen op het autowegennet bewaakt door verkeersdispatchings, die, zo nodig, kunnen ingrijpen en het verkeer omleiden. Dit is ook het geval voor de elektriciteitsstromen op het hoogspanningsnet: de Elia controlecentra zorgen hiervoor.
De dispatchings kunnen op schermbeelden elk onderdeel van het net bekijken: elke verbinding en elk hoogspanningsstation met de railstelsels, de koppelingen en de transformatoren is weergegeven en kan in detail bekeken worden om van op afstand in te grijpen.
Zij waken 24 uur op 24 over de goede werking van het elektrische systeem.
De dispatchings beschikken voor alle verbindingen en hoogspanningsstations ook over cijfermatige real time gegevens inzake de belangrijke parameters die een stabiele en kwaliteitsvolle stroomlevering uitmaken:
Onder elektrisch systeem verstaat men het hoogspanningsnet met alle elementen om energiedoorstroming mogelijk te maken: productie-eenheden die elektriciteit injecteren en verbruikers die energie afnemen op verschillende spanningsniveaus; evenals de internationale verbindingen of interconnecties die het net verbinden met de buurlanden en de verbindingen met de netten op lagere spanningen. Elia waakt 24 uur op 24 over de goede werking van het net en over het beheer van de energiestromen en regelt het evenwicht tussen productie en verbruik in de Belgische regelzone. Dit is het Belgische hoogspanningsnet dat door Elia beheerd wordt en deel uitmaakt van een groter Europees net. Ook de energieuitwisselingen met de omringende landen zijn van belang voor een zekere, betrouwbare en stabiele elektriciteitstransmissie. Dit beheer wordt echter ook op langere termijn gepland. De vier controlecentra (‘dispatchings’) van Elia zijn de verkeersleiders die het hoogspanningsnet 24 uur op 24 bewaken en besturen. De nationale dispatching bevindt zich in Linkebeek; de drie regionale dispatchings liggen in Antwerpen (Merksem), Brussel en Namen. De nationale dispatching beheert de grensoverschrijdende verbindingen en is exclusief verantwoordelijk voor het 380 kV-koppelnet. Hij regelt het globale evenwicht tussen productie en verbruik in de Belgische regelzone (het Belgische net) en coordineert de werking tussen de drie regionale centra.De regionale dispatchings waken elk in hun regio over de netten op lagere spanningen (220 kV tot 30 kV). Zij staan in rechtstreeks contact met de industriële verbruikers die op het Elia-net zijn aangesloten en voeren veel schakelingen uit.
> het evenwicht van de Elia-regelzone; > de frequentie (deze is over geheel het Europees net dezelfde); > de actieve energie; > de reactieve energie > de spanning. Zij beschikken eveneens over de real time gegevens van alle productie-installaties die injecteren in het Elia-net. De dispatchings kunnen ingrijpen in de topologie van het net en kunnen wijzigingen in de productie van de centrales (van actief en reactief vermogen) vragen. Zij kunnen ook verbruikers afschakelen die hiertoe met Elia een contract hebben afgesloten. De dispatchings kunnen onmiddellijk van op afstand hoogspanningselementen in en uit dienst nemen en zo de topologie van het net wijzigen. Dit gebeurt om congesties (overbelasting) te vermijden of om werken uit te voeren. Door de verscheidene rails (zie verder) in een hoogspanningsstation te koppelen of te ontkoppelen, kan de dispatching inspelen op de wisselstroomweerstand of impedantie. Faseverschuivers, ook dwarsregeltransformatoren genoemd, maken het ook mogelijk om de stromen beter te spreiden en zo congesties te vermijden. Deze transformatoren zorgen voor een verschuiving van de fasehoeken tussen de drie fasen en werken zoals een soort kraantje, dat de energiestromen kan ‘doseren’.
11
De veilige werking van het net ondersteunen Zoals de weggebruikers een verantwoordelijkheid hebben om de verkeersveiligheid te waarborgen, moeten ook de netgebruikers bijdragen tot de betrouwbare werking van het net. Om een zekere en kwaliteitsvolle energietoelevering aan alle verbruikers mogelijk te maken, moet de werking van het hoogspanningsnet van Elia een beroep kunnen doen op ondersteunende diensten. Deze worden voor een groot deel geleverd door netgebruikers: productie-eenheden en afnemers aangesloten op het net. Elia koopt deze diensten aan op contractuele basis.
Een permanent evenwicht
Spanning op peil houden
Omdat elektriciteit niet kan worden opgeslagen tenzij in batterijen, moet ze geproduceerd worden op het ogenblik van het verbruik en in precies de vereiste hoeveelheden. Is het verbruik hoger dan de productie, dan zal de frequentie dalen. Omgekeerd, zal ze stijgen wanneer er meer geproduceerd wordt dan verbruikt. Een onevenwicht in het Europese koppelnet zal over geheel dit net de frequentie op dezelfde wijze beïnvloeden. Als netbeheerder is Elia verantwoordelijk voor het globale evenwicht binnen zijn regelzone.
Elia moet de spanning regelen, om in alle delen van zijn net steeds een goed spanningsniveau te kunnen handhaven. De spanning is een lokaal gegeven en kan dus verschillen naargelang van de plaats in het net. Ze hangt af van verschillende factoren, waarvan sommige gebonden zijn aan het net zelf en andere te maken hebben met de netgebruikers. Zo wordt ze beïnvloed door de samenstelling van het net (luchtlijnen – ondergrondse kabels), de belasting op de verbinding en door de verscheidene types van installaties aangesloten op het net, waarvan sommige reactieve energie absorberen en andere ze daarentegen injecteren.
Daar Elia zelf geen productie-installaties bezit, zal het de netgebruikers (producenten en afnemers) vragen een aantal diensten te leveren om het evenwicht in stand te houden. > primaire reserve : een onmiddellijke reserve wordt binnen de 15 seconden vrijgemaakt wanneer de frequentie binnen het Europese net schommelingen vertoont door een onevenwicht tussen productie en verbruik (bijvoorbeeld door het plots uitvallen van een productie-eenheid). De netbeheerder bij wie dit onevenwicht optreedt, kan rekenen op de solidaire bijdrage aan de primaire reserve van alle Europese transmissienetbeheerders. Deze wordt geleverd, tot 15 minuten na het voorval. > secundaire reserve : deze kan tussen de 15 en 30 seconden opgestart worden om het evenwicht in de regelzone (het Belgische net) te herstellen. Zij moet na 15 minuten de primaire reserve hebben vervangen. > tertiaire reserve : deze kan over een langere periode (tot 12 uur) worden aangewend om langdurige onevenwichten of congesties (overbelastingen) op te vangen. Productie-eenheden leveren deze reserve door energie te injecteren, afnemers door op contractuele basis gedurende een vooraf bepaalde tijd vermogen af te schakelen.
12
Elia heeft in verscheidene hoogspanningsstations condensatorenbatterijen om de spanning te ondersteunen. Ook door de regeling van de transformatoren (in ‘stappen’) kan de spanning bijgestuurd worden. Elia moet ook een beroep doen op de productiecentrales om reactieve energie te leveren of te absorberen om de spanning te ondersteunen.
Het net weer opstarten na black-out Wanneer geheel het Belgische net zou uitvallen door een groot incident, moeten bepaalde productiecentrales kunnen opstarten zonder eerst energie uit net nodig te hebben. Dit is de blackstartdienst, die enkele welbepaalde centrales aan Elia leveren. Op verschillende plaatsen in het net zijn er centrales die Elia deze dienst leveren.
E L I A
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
Een net in permanente evolutie Net zoals het wegennet wordt uitgebreid om het aan te passen aan de toenemende verkeersstromen, zo wordt ook het hoogspanningsnet steeds verder ontwikkeld en verbeterd. Ook het elektriciteitsverkeer evolueert immers: er komen nieuwe verbruikers bij, er komt in de vrije elektriciteitsmarkt meer internationaal verkeer, ... Het net ontwikkelen en verbeteren, zodat het steeds tegemoet komt aan de – veranderende – behoeften van de markt en de gemeenschap: ook dat is een belangrijke opdracht van Elia. Elia voert deze ontwikkelingen uit volgens ontwikkelings- of investeringsplannen die ter goedkeuring aan de bevoegde (federaal of gewestelijk) worden voorgelegd. Elia investeert continu in de verbetering, vernieuwing en uitbreiding van zijn net. De voornaamste drijfveren voor de investeringen zijn: > de evolutie van de elektriciteitsvraag in België; > de opening van de elektriciteitsmarkt door verhoging van de internationale uitwisselingscapaciteit; > de onafhankelijkheid van het net t.o.v. de lokalisatie van de productie; > de beleidsopties van de overheden met betrekking tot de energie en de duurzame ontwikkeling, o. m. de aansluiting van decentrale en hernieuwbare productie-eenheden, waaronder de windmolenparken op zee; > de vervanging van oudere installaties met het oog op en hogere efficiëntie; > de aansluiting van nieuwe klanten-netgebruikers, enz... De investeringen van Elia beantwoorden aan drie doelstellingen: > energie: waken over een betrouwbare elektriciteitstransmissie op lange termijn, rekening houdend met evoluties in productie, verbruik en geografische spreiding; > milieu: opteren voor duurzame oplossingen; > economie: streven naar het meest voordelige transmissietarief voor de eindverbruiker. 13
De ontwikkelingsprojecten van A tot Z beheren
Om de meest passende economische oplossingen te zoeken voor de uitbreiding en verbetering van het wegennet wordt een beroep gedaan op gespecialiseerde engineeringbureaus. Ook de verbeteringen, uitbreidingen en vernieuwingen van het hoogspanningsnet gebeuren onder leiding van het engineeringbureau van Elia. Eliaâ&#x20AC;&#x2122;s engineeringbureau Bel Engineering beheert de ontwikkelingsprojecten van Elia van A tot Z: van de eerste studie, het concept en de keuze van de gebruikte materialen, het projectontwerp, het aanvragen en opvolgen van de verscheidene vergunningen, de keuze van de contractors, de coĂśrdinatie van de uitvoering van de werken, het toezicht op de werf tot de oplevering van het werk. De projectleiders van Bel Engineering zijn elk verantwoordelijk voor een project, van begin tot einde. Dit kan gaan om hoogspanningsstations of hoogspanningsverbindingen, zowel boven- als ondergrondse. De designers tekenen de ontwerpen uit en zorgen voor de actualisering. Zij hebben verschillende specialisaties: hoogspanning en laagspanning.
14
E L I A
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
Een professioneel onderhoud voor een betrouwbaar net Voor een veilig en vlot verkeer is het van belang dat onze wegen in goede staat blijven en hersteld worden wanneer er een beschadiging optreedt. Ook dit geldt voor het hoogspanningsnet. Alle onderdelen van het net worden regelmatig gecontroleerd en onderhouden door de technici van Elia om steeds optimaal te blijven functioneren en een zekere elektriciteitsvoorziening mogelijk te maken. Bij defecten of beschadiging staan de Eliatechnici op elk ogenblik van de dag paraat om in te grijpen. Elia staat in voor het onderhoud en de instandhouding van de hoogspanningsinstallaties (op de spanningsniveaus van 30 kV tot 380 kV): lijnen, kabels, transformatoren... Dit onderhoud kan worden onderverdeeld in 2 types van taken: > het preventieve onderhoud: dit zijn de geplande controles, nazichten en onderhoudsbeurten; > het curatieve onderhoud: de interventies en herstellingen bij defecten en schadegevallen.
Elia kan hiervoor rekenen op vier gespecialiseerde onderhoudsdisciplines : > hoogspanning : de onderhoudsactiviteiten aan de hoogspanningsinstallaties van de hoogspanningsstations : de transformatoren, vermogenschakelaars, scheiders, meettransformatoren enz...; > laagspanning : alle laagspanningsapparatuur van de hoogspanningsposten : beveiligingen, automaten, hulpsystemen, afstandsbedieningen enz...; > lijnen en kabels: het onderhoud van de hoogspanningsverbindingen: de bovengrondse lijnen met de pylonen, en de ondergrondse kabels met hun bijhorende installaties; > verder staan de onderhoudsdiensten van Elia ook in voor de algemene onderhoudswerken op de Elia-sites en in de nabijheid van de hoogspanningsinstallaties, zoals snoeiwerken, schoonmaakacties... en begeleiden ze de werken en projecten op de site.
De Elia-onderhoudsspecialisten voeren in opdracht ook onderhoudstaken uit aan de hoogspanningsinstallaties van de Elianetgebruikers. Sommige elementen van het hoogspanningsnet hebben een lange levensduur, zelfs tot 50 jaar. Andere elementen (met name de elektronische laagspanningsapparatuur) kennen een veel kortere levensduur en een zeer snelle technologische evolutie. Vandaar dat het net niet alleen een ruime waaier aan verschillende apparatuur telt, maar bovendien ook veel verschillende technologieĂŤn. Elia heeft daarom ook een eigen expertisedepartement met specialisten die de bijzondere onderhoudspolitieken uitstippelen voor elk type en soort apparaten. Elia heeft ook een eigen technisch opleidingcentrum, het Education Center, waar de onderhoudstechnici alle verschillende technieken kunnen aanleren en oefenen.
15
De elementen van het hoogspanningsnet In de analogie met het verkeersnet, zouden we het hoogspanningsstation vergelijken met de verkeerswisselaar. Om echter goed te begrijpen hoe het hoogspanningsnet met zijn verbindingen en hoogspanningsstations in elkaar zit en werkt, stellen we een andere interessante analogie voor, die ons toelaat meer in de details te treden: het elektrisch verdeelbord bij ons thuis of in een industriële installatie. Een elektrisch verdeelbord heeft immers dezelfde functie als een hoogspanningsstation, alleen kleiner en op een lagere spanning. Het elektrische vermogen komt via een of meerdere leidingen toe en wordt over verschillende elektrische circuits verdeeld, via de elektrische kabels of leidingen die zich tussen de vermogensschakelaars en bijvoorbeeld de stopcontacten bevinden. Zowel de inkomende als uitgaande feeders van het verdeelbord zijn beveiligd door vermogensschakelaars die ervoor zorgen dat defecte apparaten (ofwel het apparaat zelf, ofwel de leiding waarop het is aangesloten) afgeschakeld kunnen worden. In industriële installaties zijn deze borden dan nog eens uitgerust met meettoestellen. Het hoogspanningsnet bestaat uit enerzijds hoogspanningsverbindingen en anderzijds hoogspanningsstations. Bij de hoogspanningsverbindingen onderscheiden we twee grote families: de bovengrondse verbindingen of luchtlijnen, en de’ ondergrondse verbindingen, ook kortweg ‘kabels’ genoemd. Beide hebben dezelfde functie: de energie over een bepaalde afstand transporteren, vanuit de elektriciteitscentrales naar de hoogspanningsstations en vanuit deze stations naar de grote verbruikers en de middenspanningsinstallaties van de distributienetbeheerders. In ons verdeelbord vormen ze de circuits. De hoogspanningsstations of ‘posten’ zijn knooppunten in het net, waar de koppeling naar verscheidene verbindingen kan worden gemaakt en waar de energie kan getransformeerd worden naar verscheidene spanningsniveaus. Een hoogspanningsstation is dus vergelijkbaar met het verdeelbord in onze laagspanningsinstallatie thuis.
waakdraad rode of witte bebakeningsbollen
1 draadstel
isolator fase (3 fasen = 1 draadstel)
16
De hoogspanningsverbindingen
E L I A
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
D E BOV EN G RO N D S E LI JN E N
DE ONDERGRONDSE K AB ELS
Een bovengrondse hoogspanningsverbinding wordt gerealiseerd aan de hand van draadstellen van metalen geleiders, die ondersteund worden door pylonen of masten. Een draadstel bestaat uit drie geleiders of fazes, die samen driefazige wisselstroom vervoeren. De lengte van een overspanning kan uiteenlopend zijn, maar bedraagt voor de 380 kV tot 150 kV-lijnen tussen de 300 en 600 m.
Ondergrondse verbindingen worden in de ondergrond gelegd doorgaans langs infrastructuur (de openbare weg). In dat geval zijn vaak langs hetzelfde traject nog andere nutsleidingen aanwezig. Langere verbindingen lopen echter ook regelmatig langs niet-stedelijke milieus.
Naargelang van het spanningsniveau zijn er een of twee en soms ook drie of vier draadstellen. Doorgaans zijn er bovenaan nog een of twee waakdraden of wachtkabels. Zij hebben verscheidene functies : > de lijn tegen blikseminslag te beschermen; > bij een fout een deel van de foutstroom evacueren; > zij zijn vaak uitgerust met teletransmissievezels om gegevensoverdracht tussen de posten mogelijk te maken. De pylonen bestaan in verschillende dimensies en vormen, naar gelang van de wijze van aanhechting van de geleiders. Isolatorenkettingen isoleren de geleiders van de pylonen. Zij bestaan uit reeksen schotels uit een isolerend materiaal, meestal uit glas en soms uit porselein. Naargelang van de spanning, zullen er meer of minder schotels zijn. De geleiders bestaan doorgaans uit gebundelde draden van koper, aluminium of aluminiumlegeringen. Zij zijn niet omhuld met een isolatiemateriaal: de lucht eromheen dient als isolator.
Doorgaans liggen ze op een diepte tussen 80 cm en 1,20 m in de ondergrond. Er zijn kabels op verscheidene spanningen in het net aanwezig, tot 150 kV. De ondergrondse verbindingen bestaan eveneens telkens uit drie geleiders, met eromheen een isolerende stof en een beschermende mantel. Er zijn drie grote families van kabels te onderscheiden : > monopolaire kabels met een synthetische isolatie van polyethureen (PRC of XLPE). Dit is de nieuwste technologie; in deze kabels worden vaak ook optische vezels ingebouwd, waarmee de temperatuur gemonitored wordt (alleen voor de 150 kV -kabels). > monopolaire kabels met een papierisolatie gedrenkt in vloeibare olie. Deze techniek bestaat nog voor kabels van 150 kV en 70 kV, maar verdwijnt stilaan. > tripolaire loodkabels met geĂŻmpregneerd papier, waar de drie geleiders samen in ĂŠĂŠn kabel zitten. Deze techniek bestaat voor spanningen lager dan 40 kV.
Ronde aluminium geleider met geslagen draden Geleiderscherm XLPE isolatie Isolatiescherm Zwelband halfgeleidend Loodmantel PE-mantel
17
De hoogspanningsstations De structuur van een hoogspanningsstation Ook in het hoogspanningsstation vinden we het principe van de drie geleiders (voor de driefasige wisselstroom) terug. Een hoogspanningsstation is, ongeacht zijn type, opgebouwd rond één, twee of zelfs drie railstelsels (dus 1, 2 of 3 sets van 3 rails). Deze zijn de gemeenschappelijke verbinding voor de verschillende velden , die op hun beurt het vertrek vormen naar de transfos, luchtlijnen, of kabelverbindingen vanuit de hoogspanningspost. Men spreekt dan ook van: lijnveld, kabelveld, transformatorveld en koppelveld. Een station met slechts één railstelsel heeft het nadeel dat bij een defect op deze rail, geheel het station buiten dienst moet. Wanneer er meer railstelsels zijn, kan er één buiten dienst worden gesteld zonder geheel het station te moeten snijden. Bovendien is het mogelijk de rails met elkaar te koppelen of te ontkoppelen en zo in te spelen op de wisselstroomweerstand.
De hoogspanningsstations zijn dus, in onze laagspanningsinstallatie, het verdeelbord zelf. Er zijn in grote lijnen twee families van hoogspanningsstations : > de luchtgeïsoleerde hoogspanningsstations of AIS-stations (Air Insulated Stations); de stations met spanningen van 380 kV tot 36 kV van dit type zijn doorgaans openluchtstations, terwijl deze op lagere spanningen veelal in gebouwen ondergebracht worden. > de gasgeïsoleerde gepantserde stations (GIS of Gas Insulated Stations) : hier zijn alle functionele elementen in een geheel omsloten geheel ondergebracht, dat met gas (doorgaans SF6) geïsoleerd is. Door het grotere isolatievermogen tegenover lucht, kunnen deze installaties aanzienlijk kleiner uitgevoerd worden, zodat het geheel veel minder plaats inneemt.
18
E L I A
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
De elementen van een hoogspanningsstation In grote lijnen zijn de elementen van een hoogspanningsstation onder te verdelen in 2 grote groepen: > de hoogspanningselementen Dit zijn de stroomvoerende elementen van het hoogspanningsstation. > de laagspanningselementen Dit zijn de zogenaamde hulpinstallaties die instaan voor alle functies van controle, sturing en beveiliging van de hoogspanningselementen.
19
De hoogspanningselementen Het railstelsel De railstelsels vormen in het hoogspanningsstation het gemeenschappelijke aansluitingspunt tussen de verschillende velden (vertrekken) en hun hoogspanningselementen (scheiders, vermogensschakelaars, meetapparatuur) waarlangs de verscheidene verbindingen en transformatoren aangesloten zijn. In luchtgeĂŻsoleerde stations of buitenposten worden de railstelsels uitgevoerd onder de vorm van gespannen kabels of een buizenstelsel. In open binnenposten (36 kV, 30 kV, middenspanning) bestaan de railstelsels uit koperen staven. Elk railstelsel bestaat op zijn beurt uit drie fazen (rails). Doorgaans staan de drie fazen in lijn naast elkaar opgesteld.
De scheiders De scheider is het eenvoudigste onderbrekingsapparaat. Hij heeft in hoofdzaak twee functies: > via een zichtbare onderbreking een isolerende afstand creĂŤren tussen twee punten van een elektrisch circuit; > de aansluiting van een circuit aan een bepaalde bron mogelijk maken door een veld aan te sluiten op het ene of het andere railstelsel. Een scheider kan enkel spanning onderbreken zonder stroom en stroom onderbreken zonder spanningsverschil. Hij mag daarom enkel buiten belasting worden gemanipuleerd. Er zijn verscheidene types van scheiders, volgens van de wijze waarop de onderbreking tot stand komt. Voor de spanningsniveaus van 380 kV tot 70 kV zijn ze van het type pantograaf, semipantograaf of rotatief. 20
Voor de spanningsniveaus 36 kV tot middenspanning, worden scheiders van het type met bewegend mes gebruikt.
E L I A
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
De aardscheider Aardscheiders of aardmessen zijn vaste aardingsinstrumenten die in het hoogspanningsstation aanwezig zijn. Zij zorgen voor de aansluiting of onderbreking aan het aardnet in het station. Zo kan en installatie aan het aardpotentiaal aangesloten worden, om werken in alle veiligheid mogelijk te maken.
De vermogensschakelaar In ons elektrisch verdeelbord is het ook de vermogensschakelaar of zekering die deze functie vervult. De vermogensschakelaar kan in het circuit waar hij in serie is geschakeld, elke stroom onderbreken of inschakelen. Dit kan buiten belasting, onder normale belasting of bij een foutstroom het geval zijn.
Er zijn verschillende types, naargelang van het spanningsniveau en de constructie. In tegenstelling tot de automaat in ons verdeelbord, waar de thermische en elektromagnetische bescherming de stroomwaarden controleert, kan de vermogensschakelaar in het hoogspanningsstation enkel schakelen maar niet beveiligen.
De vermogenstransformator Wanneer ons elektrisch verdeelbord een apparaat met een ander spanningsniveau moet voeden (bijvoorbeeld 24 V) dan gebruiken we een transformator (bv. een beltransfo) om de spanning te verminderen. Dit is, in het hoogspanningsstation, de rol van de vermogenstransformator. Vermogenstransformatoren dienen om de spanning van ĂŠĂŠn bepaald net (bv. 150 kV) om te zetten naar deze van een ander net (bv. 36 kV) en dit met een hoog rendement (99 %). Een vermogenstransformator is opgebouwd rond een magnetische kern met een primaire en secundaire wikkeling; elk met een verschillend aantal windingen. Het vermogen aan de primaire kant is gelijk aan het vermogen dat aan de secundaire kant wordt geleverd.
21
Het nominaal vermogen van een transfo is weergegeven in MVA. In het hoogspanningsnet vinden we transfo’s van 380/220 kV, 380/150 kV, 220/70 kV 150/70 kV en 150/36 kV en transfo’s die naar middenspanning transformeren: 220 kV/MS, 150 kV/MS, 70 kV/MS en 36 kV/MS.
I1
U1
De koppeling van een transformator (zijn primaire en secundaire wikkeling) gebeurt doorgaans volgens twee basissystemen : sterster of ster-driehoek.
I2
N1
N2
U2
In grote lijnen zijn de transfo’s 380/220 kV, 380/150 kV, 220/70 kV, 150/70 kV en 150/36 kV in ster-ster koppeling uitgevoerd. Dit betekent dat de primaire en secundaire windingen op dezelfde wijze gekoppeld zijn. Een aantal 150/36 of 30 kV transfo’s en van de transfo’s naar middenspanning (220 kV/MS, 150 kV/MS, 70 kV/MS en 36 kV/MS) zijn in ster-driehoekkoppeling uitgevoerd. Een transformator kan in verscheidene ‘stappen’ geregeld worden om de spanning op een optimaal niveau te regelen.
U1 x I1 = U2 x I 2 De spanning is evenredig aan het aantal windingen; de stroom is omgekeerd evenredig aan de spannngsverhouding.
U1/U2 = N1/ N2 dus
U2 = N2 / N1 x U1 en
I2 = N1/N2 x I1
22
Transformatoren moeten gekoeld worden. Dit gebeurt aan de hand van oliecirculatie en door ventilatoren.
E L I A
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
Meettransformatoren Zoals reeds vermeld kunnen verscheidene meetinstrumenten op de verschillende circuits worden aangesloten. Om ze aan te sluiten zijn vaak transformatoren nodig die het mogelijk maken de meetwaarden te verkleinen tot waarden die aanvaardbaar zijn voor het meettoestel. Dit is in het hoogspanningsstation de rol van de meettransformatoren. Spanningstransformatoren (ook wel potentiaaltransformatoren of kortweg TP’s genoemd en stroomtransformatoren, (ook intensiteitstransformatoren of kortweg TI’s genoemd) zijn toestellen die de spanning en de stroom reduceren tot het meetbereik van de verschillende meettoestellen. Zo kan men de spanning en stroomsterkte in de hoogspanningscircuits meten Zij hebben vaak een aantal kernen en secundaire windingen die toelaten verschillende soorten metingen te doen, voor verscheidene doeleinden.
Deze dienen onder meer voor de lokale metingen van het synoptisch bord in de relaiszaal, of ze leveren telemetingen die worden verwerkt tot cijfermatige parameters ten behoeve van de dispatchings.
Overspanningsafleider De overspanningsafleider of bliksemafleider is een apparaat dat de verscheidene hoogspanningselementen beschermt tegen sterke spanningsgolven, zowel van atmosferische aard (bliksem) als tijdelijke overspanningen tijdens schakelingen. Zij worden vooral gebruikt om de transformatoren en de overgangen van luchtlijnen naar ondergrondse verbindingen te beschermen tegen gevaarlijke overspanningen.
Condensatorenbatterijen Condensatorenbatterijen kennen geen parallel in ons laagspanningsverdeelbord. Zij dienen om de spanning te ondersteunen en op een correct niveau te houden, wat in onze elektrische installatie thuis niet nodig is. Aangezien reactieve energie moeilijk te transporteren is, is het van belang de geabsorbeerde reactieve energie te compenseren zo dicht mogelijk bij de verbruikers ervan. Condensatorenbatterijen bestaan uit een groot aantal condensatoren, in serie parallel geschakeld, die deze reactieve energie compenseren. Ze staan in verscheidene hoogspanningsstations opgesteld.
23
De laagspanningsinstallaties Zoals aangegeven voor de vermogensschakelaar, vormen de thermische en elektromagnetische overstroombewaking de elementen die toelaten om de stromen te bewaken. Als deze te groot worden zal een uitschakelbevel volgen. Het equivalent van deze overstroombewaking in het hoogspanningsnet wordt gevormd door de beveiligingen. Om de werking van een hoogspanningsstation mogelijk te maken is een hele reeks hulpfuncties nodig. De eigenlijke hoogspanningsinstallaties maken het mogelijk elektriciteit op hoge spanningen te laten transiteren maar beschikken niet over de informatie om op gepaste wijze in te grijpen; bijvoorbeeld om bij een incident een circuit te onderbreken. Hiertoe dienen de hulpdiensten van het hoogspanningsstation, waarvan het merendeel in de relaiszaal opgesteld staan. Het zijn laagspanningsinstallaties, met verscheidene functies.
De beveiligingen Een beveiliging dient om snel en op selectieve wijze een beschadigd of gebrekkig netelement uit te schakelen. Er zijn vele soorten beveiligingen. Sommige beveiligingen dienen om individuele netelementen (een lijn, kabel, transformator ...) te beveiligen, andere dienen om grotere gehelen zoals de railstelsels in hun geheel te beveiligen. De meettransformatoren (TI’s en TP’s) zorgen voor de meetgegevens. De voornaamste beveiligingen zijn: > beveiligingen tegen overstromen en kortsluiting, met onder meer impedantiebeveiligingen en differentieelbeveiligingen. Verder onderscheiden we: > back-up beveiligingen: deze zorgen voor de uitschakeling van alle vermogensschakelaars op een railstelsel, wanneer één van de vermogensschakelaars van dit railstelsel weigert af te schakelen op een bevel van zijn beveiligingen. > wederinschakelaars van luchtlijnen: deze zorgen voor een onmiddellijke automatische wederinschakeling bij een uitschakeling van een luchtlijn. Indien de fout blijvend is, zal de lijn onmiddellijk daarna weer uitschakelen; bij een voorbijgaande fout (door bliksem) kan de lijn na de wederinschakeling weer normaal in dienst blijven. Is de fout er echter nog steeds dan zal er een definitieve uitschakeling volgen. We zullen met andere woorden slechts één maal trachten opnieuw in te schakelen daar een fout niet steeds een tijdelijke blikseminslag zonder beschadiging is maar even goed door een werfkraan, luchtballon, … kan veroorzaakt zijn die in onze lijn is terechtgekomen. We kunnen wel stellen dat het gebruik van wederinschakelaars de netveiligheid (continuïteit van levering) verhoogt.
24
E L I A
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
Lokale en afstandsbesturing
Hulpdiensten
De besturing en controle van een hoogspanningsstation gebeurt hoofdzakelijk op afstand, vanuit de dispatching. Hiertoe beschikt de dispatcher over alle nuttige informatie over de toestand van de elementen, via de metingen. De dispatcher kan bepaalde bevelen tot in- of uitschakeling geven. Een aantal handelingen kunnen echter enkel lokaal (in het hoogspanningsstation zelf ) worden uitgevoerd; bovendien moeten alle schakelingen ook lokaal kunnen gebeuren, als back-up van de dispatching.
Om de werking van al deze functies mogelijk te maken, moet het hoogspanningsstation over de nodige energiebronnen op laagspanning beschikken. Zij omvatten voornamelijk de 110 V DC en de 380 V AC voeding.
De meeste bedieningen in het station gebeuren vanuit een centraal punt, het synoptisch bord in de relaiszaal, dat geheel de post schematisch (eendradig) voorstelt. Hier zijn ook alle alarmen van het station gegroepeerd.
De vitale elementen, de bedienings- en signalisatiekringen, de beveiligingen en de voeding van motoren in de hoogspanningstoestellen, werken op gelijkstroom. Zij worden gevoed door batterijen die worden opgeladen door wisselstroom. Dit is nodig om in geval van een stroomonderbreking in het station alle bedieningen te kunnen uitvoeren. De 380 V AC voeding dient voornamelijk voor verlichting, verwarming enz van de post en de gebouwen.
Vergrendelingen
Telecommunicatie
De vergrendelingen hebben als doel foute handelingen (schakelingen) te vermijden. Er zijn zowel mechanische vergrendelingen, op de apparaten zelf, als elektrische vergrendelingen op de afstandsbesturing.
Ook in het hoogspanningsstation zijn telecommunicatie-uitrustingen aanwezig die het station met het Elia-telecommunicatienet verbinden. De datatransmissie betreft onder meer de uitwisselingen met de dispatching, de gegevensuitwisseling tussen de afstandsbeveiligingen, het opnemen en verwerken van tellingen en metingen enz.
Tellers, registratietoestellen In de stations worden ook de verscheidene tellingen gedaan, nodig voor de exploitatie van het net en de facturatie. Deze zijn voornamelijk onderverdeeld in real-time tellingen en kwartuurtellingen. Ook zijn er verscheidene registraties gedaan zoals de perturbograďŹ e, de registratie van de spanningskwaliteit, ... Deze zijn belangrijk onder meer voor de analyse van incidenten en fouten.
25
Veilig in de omgeving van hoogspanning
Het belangrijkste risico bij hoogspanninginstallaties is elektrisering of elektrocutie (een elektrisering met dodelijke afloop) door overslag. Bij hoge spanningen kan dit zelfs gebeuren zonder een rechtstreekse aanraking: het niet respecteren van de veiligheidsafstand is reeds voldoende om een overslag teweeg te brengen. Hoe hoger de spanning, hoe groter ook de afstand die men moet bewaren. Vuistregel is rekening te houden met 1 cm per kV. Dit is echter moeilijk in te schatten. Elia vraagt het publiek dan ook steeds een afstand van 10 meter te behouden (rechtstreeks of onrechtstreeks) van hoogspanningslijnen en –stations met naakte geleiders en in het bijzonder oplettend te zijn bij sporten en recreatie die een risico met zich brengen: hengelen, vliegeren, parachutespringen, paragliding enz... Voor de mensen die in de nabijheid van hoogspanningsinstallaties moeten werken gelden bijzondere instructies om de risico’s van elektrisering of elektrocutie te voorkomen en te beletten dat ondergrondse verbindingen kunnen worden geraakt bij graafwerken. Elia besteedt veel aandacht aan het sensibiliseren en informeren van alle mogelijke betrokkenen : aannemers, hulpdiensten,...
Bij alle werken gelden de vitale zeven 1. Voorbereiden
2. Vrijschakelen
3. Vergrendelen tegen wederinschakeling
4. Meten van afwezigheid van spanning
5. Aarden en kortsluiten
6. Afbakenen van de veilige werkzone
7. Installatie vrijgeven
Het spreekt vanzelf dat ook voor de eigen werknemers van Elia, en de contractors die werken uitvoeren aan de Elia-installaties veiligheid eerste prioriteit is. De veiligheidsvoorschriften die Elia hanteert voor de eigen werknemers en ook voor de aannemers en contractors die aan de Eliainstallaties werken uitvoeren, zijn dan ook uiterst streng. Alle personen die werken voor Elia uitvoeren moeten een bijzondere opleiding inzake de veiligheidsinstructies in hoogspanningsstations en/of bij hoogspanningslijnen hebben gevolgd. Naast het risico van overslag, wordt ook bijzondere aandacht besteed aan inductiespanning. Deze kan aanwezig zijn op elementen die zelf spanningsloos zijn gesteld, onder invloed van elementen onder spanning in de nabijheid. Inductiespanning kan oplopen tot 1/10e van de nominale spanning! Aarden is daarom van essentieel belang. Daarnaast wordt uiteraard ook aandacht besteed aan alle andere mogelijke risico’s (op hoogte werken, vallen en struikelen, vallende voorwerpen enz...) die werken aan industriële installaties met zich kunnen brengen. Het gebruik van de vereiste persoonlijke en collectieve beschermingsmiddelen maakt daarom integraal deel uit van de veiligheidsprocedures. Geen enkel werk mag worden aangevat zonder de formele werktoelating, die precies weergeeft hoe tewerk moet worden gegaan, welke veiligheidscontroles tijdens elke fase van de werken moeten worden uitgevoerd en welke persoonlijke beschermingsmiddelen moeten worden gedragen. De technici van Elia waken steeds over de naleving van alle veiligheidsprocedures. Bij alle werken gelden de vitale zeven. Al deze maatregelen moeten ervoor zorgen dat de werken steeds in alle veiligheid kunnen verlopen.
26
E L I A
E E N
W E R E L D
V O L
E N E R G I E
Elektrische en magnetische velden zijn overal rondom ons aanwezig. Sommige zijn van natuurlijke oorsprong, andere ontstaan door de technologieën ontwikkeld door de mens.
Hoogspanning en elektrische en magnetische velden Elektromagnetisch spectrum Ioniserende sstraling
Hoge frequentie
Elektrische velden ontstaan wanneer er een spanning aanwezig is; er hoeft daarom nog geen stroom aanwezig te zijn. Zij worden gemeten in V/m. Hoe groter de voedingsspanning van een toestel, hoe sterker het elektrisch veld dat het voortbrengt. Een magnetisch veld ontstaat wanneer er een elektrische lading aanwezig is, dus wanneer er elektrische stroom vloeit. De magnetische velden worden gemeten in Tesla (T) of microtesla (μT). Hoe hoger de frequentie (het aantal golven per seconde), hoe korter ook de golflengte en hoe groter de energie die het veld genereert. Het elektromagnetisch spectrum geeft van laag naar hoog de verschillende elektromagnetische golven en hun frequenties weer. Het gaat van 0 tot ongeveer 6.1021. Naarmate de frequentie groter wordt en de golflengte kleiner, zullen ook de effecten van het elektromagnetisch veld veranderen: van geen zicht- of voelbare effecten (elektriciteit, radio), over thermische effecten (televisie, microgolven, radar, infrarood licht) tot een impact op de moleculaire verbindingen (ultraviolet licht, ioniserende straling, kosmische straling...). Het elektromagnetisch veld van onze elektriciteit op wisselstroom is met zijn 50 Hz van zeer lage frequentie en heeft een zeer lange golflengte (6000km).
Ultravioletstraling
Zichtbaar licht Z
Infraroodstraling
Radiofrequentie en microgolven e Elektrische en magnetische wisselvelden w
Lage frequentie N
S
SStatische elektrische en magnetische vvelden
Voor alle elektrische en magnetische velden geldt ook dat ze in kracht verzwakken naarmate men er verder van verwijderd is. Zo bedraagt de maximale waarde van het elektrisch veld van een 380 kV-lijn op 1,5 m van de grond zo’n 5 tot 8 kV/m. Deze waarde daalt snel wanneer de afstand vergroot: op 20 m afstand is dit elektrisch veld al 10 keer zwakker. Het magnetisch veld onder dezelfde hoogspanningslijn kan op 1,5 m tot enkele tientallen μT bedragen; aan de grond bedraagt het doorgaans al niet meer dan 3 μT. Daar ondergrondse verbindingen een isolerend metalen omhulsel hebben, brengen ze geen elektrisch veld voort. Het magnetisch veld wordt echter niet tegengehouden. In verhouding tot een luchtverbinding, neemt het wel sneller af met de afstand. De aanbeveling van de Europese Unie en de ICNIRP (International Commission on Non-Ionising Radiation protection - Internationale Commissie voor Bescherming tegen Niet-Ioniserende Straling) geven als aanbeveling voor blootstelling van het publiek aan elektrische en magnetische velden volgende maximale waarden : Magnetische velden : 100 μTesla Elektrische velden : 5 kV/m Voor meer informatie, consulteer de Elia-brochure “Elektrische en magnetische velden en hoogspanning”.
27
28
Colofon > Concept, redactie en eindredactie: Elia, departement Communicatie > Foto’s: Elia en Stock.xchng > Infografie: De Visu Digital Document Design > Grafische vormgeving en drukbegeleiding: De Visu Digital Document Design > Verantwoordelijke Uitgever: Jacques Vandermeiren, Keizerslaan 20, 1000 Brussel
www.elia.be
Elia Keizerslaan, 20 B-1000 Brussel Tel: +32 2 546 70 11 Fax: +32 2 546 70 10 Website: www.elia.be e-mail: info@elia.be