Árbók VFÍ/TFÍ - 01.06.1999, Blaðsíða 382

380 Árbók VFÍ/TFÍ1998/99
Um burðarþolshönnun
Við hönnun mastra í háspennulínum gilda nokkuð önnur sjónarmið en í hönnun annarra
mannvirkja. Leiðarar sem möstur bera uppi þurfa að hafa nægjanlegt álflatarmál til að flytja
það rafmagn sem er markmið mannvirkisins, en einnig að vera nógu sterkir til að hagkvæm
og nógu löng höf náist á milli mastra. Eftir því sem. leiðarar eru sterkari og meira strengdir
lækka möstur, en á móti kemur að takmörk eru fyrir því vegna þreytuáhrifa hve mikið má
strengja leiðara. Kostnaður við hommöstur vex með sterkari leiðumm. Vegna þess að hvert
mastur er framleitt í mörgum eintökum er öll óhagkvæmni í möstrum og undirstöðum þeirra
fljót að valda merkjanlegum kostnaði. Val á mastragerðum ræðst af raffræðilegum kröfum,
ijölda leiðara og veðurfarsforsendum sem möstrin eiga að þola. Eitt einstakt burðarform
getur hentað í einu tilfelli en annað í öðru. Ekki er heldur hægt að horfa beint til annarra
þjóða þar sem aðstæður á Islandi em mjög sérstæðar. I fyrsta lagi er hér verulega hærri vind-
hraði en í nágranalöndunum og er nærtækast að líta til Noregs og Grænlands í þeim efnum.
I öðru lagi er svonefnd slydduísing, sem hleðst á leiðara háspennulína, algeng hér á landi,
en næsta fátíð annars staðar og það sem gerir þetta fyrirbæri enn áhrifameira við hönnun
mastra er að slydduísing myndast hér á landi í miklum vindhraða.
Fagurfræði mastra er einn þáttur sem hugað hefur verið mjög að hér á landi og má segja
að hafí hafíst þegar Búrfellslína 2 var byggð 1973, með stöguðum burðarmöstrum að
fmnskri fyrirmynd. Stögin gera burðarkerfi mastra einfalt og um leið verða möstrin efnis-
minni og minna áberandi í landslagi. Algengt er að þegar hönnuð er ný mastragerð er mastrið
prófað í fullri stærð að hönnun lokinni. Þessum prófunum fer þó fækkandi eftir því sem
aðferðir við hönnun verða þróaðri og fullkomnari.
Hagkvæmniathuganir
Þekktar eru ijölmargar útfærslur af stöguðum burðarmöstrum í háspennulínum, en einkum
eru það þrjár útfærslur sem hafa fengið mikla útbreiðslu. Mastragerðirnar þrjár nefnast hér
M-mastur, V-mastur og þvervíramastur (Cross Rope Structure, CRS). Sjá mynd 2.
M-möstur hafa verið byggð frá 1920 og eru vel þekkt hér á landi í 220 kV línum. Þau
hafa mikið verið reist í Svíþjóð og Finnlandi fyrir spennu á bilinu 132 kV til 400 kV og
einnig í fyrrverandi Sovétlýðveldum og þá allt upp í 800 kV spennu.
V-mastur var fyrst hannað í Kanada 1958-1959 af H. Brian White og hefur síðan breiðst
mikið út. V-mastrið er nú ráðandi mastragerð í 400-500 kV línum í heiminum ef um er að
ræða stöguð möstur.
Einn meginkostur M-masturs í samanburði við V- og þvervíramöstur er að ef mastrið er
ekki of hátt má sameina tvö stög í hverri stagfestu og hafa þannig tvær stagfestur í hverju
mastri samanborið við Ijórar í hinum gerðunum. Þegar mastrið hækkar minnkar staghalli
þvert á línu sem orsakar að stögin taka verr á móti þverálagi og kraftar í stögum og fótum
(leggjum) verða mjög stórir. Þá er lausnin að krossa stögin til að auka staghallann en við það
tapast ávinningurinn sem M-mastur hefur fram yfír V- og þvervíramöstur þar sem stagfest-
urnar eru þá orðnar ijórar talsins. Ef litið er á umfang mastursstæðis tekur M-mastur tölu-
vert minna pláss en bæði V- og þvervíramöstur.
Meðal kosta V-mastra í samanburði við M- og þvervíramöstur er að einungis ein
undirstaða er undir mastrinu, auðveldara er að koma mastrinu fyrir í hliðarhalla og stundum