Wenn Sie sich jetzt einen Moment Zeit nehmen, um aus dem Fenster zu schauen, besteht eine sehr gute Chance, dass Sie dort im Hintergrund einen Strommast sehen. Die meisten Menschen gehen jeden Tag an ihnen vorbei, ohne darüber nachzudenken, aber diese Strukturen sind im Grunde die stillen Muskeln unserer modernen Welt. Sie sind das wichtigste Rückgrat unserer Freileitungen zur Stromverteilung und ihre Aufgabe ist viel komplexer als nur Stillstand. Sie müssen schwere Traversen tragen, Isolatoren halten und Hochspannungsleitungen weit über unseren Köpfen halten, wo sie sicher sind.
Wenn Ingenieure mit der Arbeit an einem Stromnetz beginnen, haben sie eine ganz bestimmte Checkliste für die von ihnen ausgewählten Masten. In erster Linie benötigt die Struktur ausreichend mechanische Festigkeit, um bei einem schweren Sturm stehen zu bleiben. Gleichzeitig müssen die Kosten sinnvoll sein, da diese in großen Mengen hergestellt werden, und im Idealfall sollte die Stange jahrzehntelang den Elementen standhalten können, ohne dass ein Ersatz erforderlich ist.
Wenn Sie nicht in der Branche tätig sind, sehen sie wahrscheinlich alle wie Grundpfeiler aus, aber in Wirklichkeit handelt es sich um Spezialwerkzeuge, die aus sehr unterschiedlichen Materialien hergestellt werden, abhängig von der örtlichen Umgebung und den Spannungspegeln, die sie tragen müssen. Normalerweise gruppieren wir sie in drei Hauptkategorien, basierend auf dem Material, aus dem sie gebaut sind: Holz, Stahlbeton und Metall.
Holzstangen
Holzstangen
Holz ist das ursprüngliche Material für Stromleitungen und es gibt es schon seit den Anfängen des Telegraphen. In den frühen Tagen der Elektrifizierung boten Wälder einen nahezu endlosen Vorrat an hohen, aufrechten Bäumen, die von Natur aus flexibel waren. Diese Flexibilität ist tatsächlich eine ihrer besten Eigenschaften, da ein Holzstab bei einem Sturm leicht schwanken kann, anstatt wie ein brüchiger Stock zu brechen. Die meisten dieser Stangen werden von Nadelbäumen wie Kiefern oder Zedernholz geerntet und dann mit hochwirksamen chemischen Konservierungsmitteln wie Kreosot behandelt, um zu verhindern, dass Insekten und Fäulnis den Kern zerstören.
Allerdings werden in letzter Zeit aus sehr praktischen Gründen nicht viele neue Holzmasten installiert. Zum einen ist das Angebot an hochqualitativem, perfekt geradem Holz einfach nicht mehr das, was es einmal war, was den Preis so weit in die Höhe getrieben hat, dass es finanziell nicht immer sinnvoll ist. Es gibt auch die Tatsache, dass Holz ein organisches Material ist und sich daher im Wesentlichen in einem ständigen Kampf mit der Umwelt befindet. Selbst wenn Sie die besten verfügbaren chemischen Behandlungen anwenden, führt Feuchtigkeit im Boden schließlich zu Fäulnis an der Basis, und Schädlinge wie Termiten oder Spechte können einen vollkommen stabilen Pfahl viel schneller zerstören, als Sie vielleicht denken. Aufgrund dieser Wartungsprobleme gehört Holz größtenteils der Vergangenheit an und findet sich hauptsächlich in älteren Vierteln oder abgelegenen ländlichen Gebieten, wo die Strombelastung nicht so anspruchsvoll ist. Sie eignen sich immer noch gut für eine schnelle, kostengünstige Reparatur, sind aber selten die erste Wahl für ein modernes Netz, das die nächsten hundert Jahre überdauern soll.
Stahlbetonmasten
Wenn Sie durch ein modernes Vorstadtviertel oder eine belebte Stadtstraße gehen, sind die Pfosten, die Sie sehen, mit ziemlicher Sicherheit aus Stahlbeton. Diese sind zum absoluten Standard für die moderne Energieverteilung geworden, weil sie einen fantastischen Mittelweg bieten. Sie sind viel robuster als Holz, aber bei weitem nicht so teuer wie spezielle Stahltürme.
Die Art und Weise, wie diese gebaut sind, ist aus technischer Sicht eigentlich ziemlich cool. Hersteller gießen hochfesten Beton in eine Form, die bereits einen komplexen Käfig aus Bewehrungsstahl enthält. Dadurch erhalten Sie ein fertiges Produkt, das die besten Eigenschaften beider Materialien nutzt. Der Beton hält dem hohen Gewicht der Ausrüstung hervorragend stand, während die Stahlverstärkung für die nötige Zugfestigkeit sorgt, um zu verhindern, dass der Mast bricht, wenn der Wind gegen die Drähte drückt. Im Gegensatz zu Holz verrottet Beton nicht, kann kein Feuer fangen und wird von hungrigen Insekten völlig ignoriert.
In einem typischen Aufbau für diese Pole ist arechteckiger Querarm aus Stahlist im oberen Bereich verschraubt, um die Isolatoren an Ort und Stelle zu halten. Diese spezielle Hardware muss unglaublich robust sein, da sie der vollen Spannung der Leiter standhält. Da diese Stangen extrem schwer sind, erfordert die Installation viel Muskelkraft und schwere Maschinen, aber der Kompromiss lohnt sich. Sobald ein Betonmast im Boden steckt, kann er problemlos fünfzig oder sechzig Jahre lang fast wartungsfrei halten. Aufgrund ihrer „einstellen und vergessen“-Eigenschaft sind sie für die meisten unserer lokalen Stromnetze die wirtschaftlichste Wahl.
VICTORY Rechteckiger Querarm aus Stahl
Metallstangen
Dann gibt es noch die Metallstangen, die normalerweise aus verzinktem Stahl bestehen. Dies sind keine alltäglichen Nachbarschaftsstangen. In der Regel stehen diese hoch aufragend entlang von Autobahnen oder durch offene Felder und fungieren als Hochleistungs-Übertragungsmasten für das Stromnetz. Da Metall viel stärker ist als Holz oder Beton, können diese Masten viel höher gebaut werden und viel längere Distanzen zwischen den einzelnen Strukturen überbrücken.
Allerdings sind Metallstangen eine ernsthafte Investition. Das Material selbst ist teuer, und man kann nicht einfach ein Loch graben und sie hineinwerfen. Die meisten Metallmasten erfordern ein massives, individuell gegossenes Betonfundament, das mit schweren Ankerbolzen verstärkt wird. Anschließend wird der Mast mit einem Kran angehoben und auf diesem Sockel verschraubt. Dadurch sind sie zwar unglaublich stabil, aufgrund der hohen Stahlkosten und der arbeitsintensiven Installation sind sie jedoch normalerweise Hochspannungsleitungen von 35 KV und mehr vorbehalten.
Wann immer Sie es mit riesigen Spannweiten zu tun haben, bei denen sich die Drähte zwischen den Stützen über Hunderte von Fuß erstrecken, benötigen Sie unbedingt einen rechteckigen Querarm aus Stahl, der speziell für die Bewältigung dieser Art intensiver mechanischer Beanspruchung entwickelt wurde. Diese Metallkomponenten sind so konstruiert, dass sie den absolut schlimmsten Wetterbedingungen standhalten, die man sich vorstellen kann, einschließlich Winden mit Orkanstärke- und starker Eisbildung, die einen Holzmast leicht zerbrechen oder einen Betonpfahl zum Einsturz bringen würde. Auch wenn sie einige langfristige Aufmerksamkeit erfordern, um den Rost über die Jahrzehnte hinweg in Schach zu halten, sind sie aufgrund ihrer bloßen mechanischen Festigkeit die einzig logische Wahl für das Rückgrat der Energieübertragung über große Entfernungen.
Die richtige Wahl für das Netz treffen
Warum verwenden wir also drei verschiedene Typen, anstatt nur den stärksten auszuwählen? Alles hängt von den spezifischen Anforderungen des Projekts ab. Wenn Sie eine Niederspannungsleitung durch einen Wald verlegen, in dem es reichlich Holz gibt und das Budget klein ist, könnte ein Holzmast vollkommen in Ordnung sein. Wenn Sie jedoch eine neue städtische Infrastruktur bauen, die für die nächsten drei Generationen sicher und zuverlässig sein muss, entscheiden Sie sich jedes Mal für Stahlbeton. Und für die großen Leitungen, die Strom durch das Land transportieren, braucht man die rohe Kraft von Stahl.
Jeder dieser drei Pole spielt seine eigene, einzigartige Rolle in dem riesigen, komplexen Netz, das unsere Lichter am Laufen hält. Sobald man die Materialien und die harte Technik, die in ihnen steckt, versteht, ist es leicht zu erkennen, dass es sich nicht nur um „Stöcke im Boden“ handelt, sondern tatsächlich um einen hochentwickelten Teil der modernen Welt. Sie mögen ruhig und stationär sein, aber ohne die besonderen Stärken, die Holz, Beton und Metall mit sich bringen, würde unsere gesamte Gesellschaft im Dunkeln tappen.