SWER
Single Wire Earth Return
Electriciteit

De stroomverdeling met één enkele geleider wordt gebruikt in gebieden met een lage bevolkingsdensiteit (aantal inwoners per km).

Als de bevolkingsdichtheid laag is gebeurt de stroomverdeling met één enkele geleider, de retourleiding is hier de aarde. Het systeem heet SWER (Single Wire Earth Return). Men kan op de electriciteitskabels besparen aangezien men één in plaats van twee kabels gebruikt. De electriciteitspalen zijn daardoor wat goedkoper. Omdat er ook geen risico is dat de kabels elkaar raken bij windstoten mag de afstand tussen de palen groter zijn (er wordt immers maar één kabel gebruikt!). In de praktijk kan men de helft van het normaal aantal palen gebruiken. Men bespaart dus op het aantal palen en het aantal kilometer kabel. Dit systeem wordt niet in Europa gebruikt.

Om de verliezen te beperken gebruikt men een zeer hoge spanning van 19kV en zelfs hoger. Men gebruikt vaak staalkabel in plaats van koperkabel (sterker en goedkoper). Het netwerk kan zich strekken tot op een afstand van meer dan 100km.

Dit systeem wordt niet in de brousse gebruikt, maar voornamelijk in Nieuw-Zeeland en Australie. Een ingenieur uit Nieuw Zeeland, Mandeno heeft het systeem op punt gezet.

Het systeem bestaat uit een transformator die de middenspanning omzet in een asymmetrische spanning (de transformator dient eigenlijk als isolator). Om praktische redenen is het vermogen van een transformator beperkt tot 250kVA, wat voldoende is om 500 gezinnen van stroom te voorzien. In optimale omstandigheden kan het vermogen verhoogd worden tot 400kVA (nabijheid van een rivier).

Waarom het vermogen beperken tot 250kVA? Om spanningsverschillen tussen de massa-electrode en de aarde in de buurt van de transformator te beperken. De massa-electrode bestaat uit verschullende staven die tot 6 meter in de grond gestoken worden. De weerstand moet lager zijn dan 1Ω. 250kVA onder 19kV betekent een stroom van 13A. Indien de aardeweerstand 1Ω bedraagt, dan is de spanningsval beperkt tot minder dan 14V, en dit is een volkomen veilige waarde.

Men moet ook de verwarming van de grond beperken, want door een temperatuursverhoging gaat het bodemwater verdampen, wat tot gevolg heeft dan de weerstand nog meer stijgt. In ons voorbeeld is de dissipatie beperkt tot ongeveer 200W, wat geen gevolgen heeft voor de bodemtemperatuur.

Aan de kant van de gebruiker heeft men een transfo die de spanning verlaagt tot een veilige waarde van 230V. Hier ook gebruikt men een staaf die in de grond geboord wordt. De weerstand ten opzichte van de aarde moet minder dan 10Ω zijn. Indien de bodem een slechte geleiding heeft gebruikt men meerdere staven die op een kleine afstand van elkaar geplaatst zijn.

De tweede transfo heeft een vermogen van 5, 10 of 25kVA naargelang het aantal gebruikers in de gemeenschap. Hier ook moet de spanningsval tussen massa-electrode en de grond beperkt worden tot een veilige waarde. De gebruikers beschikken over een vermogen van 4.6kVA (3.5kW nuttig vermogen). In tegenstelling met de Verenigde Staten wordt er enkel 230V aan de gebruikers aangeboden (geen split fase). Grote verbruikers zoals industriele ventilatoren, pompen, airco en electrische verwarming zijn niet toegestaan.

Er zijn drie verschillende massapunten aan de kant van de gebruikers: de massa electrode van de transfo (primair), de massa electrode van de secundaire wikkeling en de lokale massa van de gebruiker. De massa van het secundair dient enkel om de secundaire spanning rond het massapotentiaal te houden en om de neutre aan te duiden ten opzichte van de fase. De lokale massa in huis dient om de gebruiker te beschermen (PE: protective earth). Er loopt normaal geen stroom door de twee laatste massa-aansluitingen.

De stroom loopt terug op een diepte die kan gaan tot een kilometer of meer. Hoe groter het netwerk, en hoe dieper de stroom in de bodem dringt. Het netwerk wordt ook interessanter in vergelijking met een normaal electriciteitsnetwerk als het een groter gebied bestrijkt.

Veronderstellen we een netwerk met een lengte van 1km, met een kabel die een weerstand van 5Ω per kilometer heeft en een grondweerstand van 15Ω. Op twee kilometer zijn de weerstandswaarden respectievelijk 10&Omgea; en 21Ω. Bij een afstand van 10km wordt het systeem interessant: er zijn meer verliezen in de kabel dan in de grond, namelijk 50Ω voor de kabel en 34Ω voor de grond. We hebben het hier natuurlijk over een ideale situatie met een bodem die voldoende geleidend is.

Het systeem is enkel interessant voor afstanden groter dan 5km (wegens de kost van de transformator en de electrodes). Het systeem is optimaal als er een verbruik is van 0.5 tot 2kVA per kilometer kabel.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's