HTLS: En nøkkelløsning for fremtidens strømnett

I møte med et varslet kraftunderskudd og behovet for mer grønn energi, er det avgjørende å sikre at kraften kan leveres dit behovet oppstår – når det oppstår. Etter mer enn 100 år med nettutbygging etter samme modell, må energibransjen utfordre etablerte sannheter og vurdere nye løsninger.

En effektiv strategi er å oppgradere eksisterende transmisjonslinjer ved å bytte ut selve lederne – i stedet for å bygge helt nye anlegg. Denne metoden kan gi en betydelig økning i overføringskapasitet, uten at man trenger å oppgradere master eller fundamenter.

Fordelene er mange: reduserte kostnader, kortere gjennomføringstid og lavere miljøpåvirkning. Ved å bruke moderne teknologi til å modernisere dagens infrastruktur, kan vi møte samfunnets behov for elektrisitet på en mer bærekraftig, rask og kostnadseffektiv måte.

Veier til økt overføringskapasitet

Det finnes flere tilnærminger for å øke kapasiteten i strømnettet, og disse kan deles inn i to hovedkategorier.

Det ene er tiltak i systemet, som økt spenningsnivå og endret buntkonfigurasjon. Det andre er tiltak i selve linen, som økt ledertverrsnitt, bruk av nye materialer og endret konstruksjon.

Tiltak som involverer systemendringer eller økt tverrsnitt fører ofte til behov for større master og oppgradering av eksisterende strukturer. Dette gir både økte kostnader og lengre gjennomføringstid.

Et alternativ med betydelig potensial er å ta i bruk moderne lederteknologi, som kombinerer nye materialer og konstruksjonsprinsipper – spesielt HTLS-liner (High Temperature Low Sag).

Ved å bytte ut kun selve linen i eksisterende trasé, kan man øke overføringskapasiteten betraktelig uten å røre mastekonstruksjonen. Denne målrettede tilnærmingen gir store fordeler i form av lavere kostnader, raskere gjennomføring og redusert miljøpåvirkning sammenlignet med tradisjonell nettutbygging.

Hva er HTLS-liner?

I Norden har man tradisjonelt benyttet Feral-liner (stål-aluminium) eller AL59-liner (legert AlMgSi) i høyspent luftlinjer.

Disse lederne har en maksimal driftstemperatur på 80–90 °C. Ved høyere temperaturer øker nedhenget (sag) betraktelig, og både levetid og mekanisk styrke reduseres.

HTLS-liner er utviklet for å motstå disse begrensningene. De beholder sine mekaniske og elektriske egenskaper ved betydelig høyere temperaturer, og gir dermed stabil overføring selv ved opp mot 210 °C driftstemperatur. Dette muliggjør en dobling av overføringskapasiteten sammenlignet med konvensjonelle liner – uten økning i vekt eller dimensjon.

For å oppnå høy temperaturtoleranse benyttes spesiallegeringer av aluminium med zirkonium – enten temperaturresistent eller supertemperaturresistent aluminium.

Tabell 1  viser forskjellene mellom standard AL1 og ulike temperaturresistente aluminiumslegeringer.

For å designe en line som gir mindre sag ved høyere temperatur må man også gjøre noe med det bærende element. Her er det flere løsninger tilgjengelig, f.eks, Aluminium clad steel, ACI (INVAR) og CFCC – som beskrives i tabell 2.

HTLS-liner – typer og fordeler

Selv om HTLS-liner har høyere kostnad enn konvensjonelle ledere ved nybygging, kan de være et svært økonomisk gunstig valg ved modernisering av eksisterende linjer. Dette undersøkte vi nærmere i en egen case-studie i 2024

Utgangspunktet for studien var en rekke fordeler med termisk motstandsdyktige aluminiumlegeringer.

For det første er det en kostnadseffektiv oppgradering, siden HTLS-liner egner seg svært godt til utskifting i eksisterende traséer, der man kan gjenbruke både master og fundamenter.

Videre gir de en større fleksibilitet i nettet, siden reservekapasiteten øker. Samtidig bidrar de til en høyere kontinuerlig strømkapasitet, hele 50-100 prosent
høyere enn konvensjonelle Al/St-ledere med samme tverrsnitt. I tillegg gir høyere kortslutningsegenskaper økt driftsikkerhet.

Når det gjelder korresjonsbestandighet og mekanisk styre er HTLS-ledningen på nivå med standardledere.

Kan være svært gunstig

Selve case-studien, som ble basert på faktiske prosjekter i Norge, tok utgangspunkt i en ny 132 kV-ledning og vurderte et linebytte over
en strekning på 30 km.

Resultatene viser at utskifting til HTLS-liner koster om lag én tredjedel av hva det ville kostet å bygge en helt ny linje. Den største kostnadsøkningen ved linebytte ligger i selve linen, mens øvrige kostnader – som montasje, fundamenter og tårn – i stor grad forblir uendret. Estimatet inkluderer også utskifting av armatur og nødvendig testing.

Ved vurdering av linebytte med HTLS-liner må man også ta hensyn til restlevetiden på eksisterende mastekonstruksjoner, som i mange tilfeller vil være 10–20 år. Likevel kan en slik løsning være økonomisk svært gunstig – spesielt i områder der rask kapasitetsøkning er nødvendig og bygging av nye linjer er utfordrende.

Konsekvenser for armatur

Akkurat som konvensjonelle liner, er også standard armatur vanligvis dimensjonert for en kontinuerlig driftstemperatur på opptil 90 °C. Ved bruk av HTLS-liner, som opererer ved høyere temperaturer, må det derfor gjøres tilpasninger for å sikre at kritiske komponenter ikke overstiger sine termiske grenser.

Særlig utsatt er hengeklemmer og avspenningsklemmer, som må tåle høyere belastning. Dette løses effektivt ved bruk av spiralkonstruksjoner, som både øker overflatearealet og gir en kjølende effekt på klemmen.

Basert på gjennomførte tester er det hovedsakelig klemmene som påvirkes av temperaturøkningen. Øvrige armaturkomponenter kan i de fleste tilfeller beholdes uendret.

Rask kapasitetsøkning

HTLS-liner representerer en effektiv og bærekraftig løsning for å møte fremtidens behov for økt overføringskapasitet i strømnettet. Både nye prosjekter og oppgraderinger av eksisterende linjer kan dra stor nytte av teknologien.

HTLS gir rask rask kapasitetsøkning der behovet er størst og bidrar til å løse flaskehalser i nettet. Det gir netteiere mulighet til raskt å øke kapasiteten i eksisterende traséer – uten langvarige konsesjonsprosesser.

Ved linebytte med HTLS er det, som undersøkelsen viser, primært liner og enkelte klemmer som må byttes. Stolper, isolatorer og fundamenter kan i stor grad beholdes. Dette bidrar til at løsningen både er rimelig og rask å gjennomføre.

Reduserte kostnader

Ved å beholde det meste av opphengsutstyret unngår man omfattende tilpasninger. Dette bidrar til smidig implementering, forenklet vedlikehold og reduserte fremtidige oppgraderingskostnader.

Samtidig reduserer gjenbruk av eksisterende komponenter både material- og arbeidskostnader, og gjør HTLS til et attraktivt alternativ sammenlignet med full nybygging.

Gjenbruk av master og opphengsutstyr reduserer behovet for nyproduksjon, transport og avfallshåndtering – og dermed prosjektets samlede klimaavtrykk.

Når eksisterende strukturer beholdes, kan kapasitetsøkningen implementeres raskt. Dette er særlig viktig i områder med akutt kraftbehov, hvor nedetid og forsinkelser kan få store konsekvenser.

Espen Aas har 48 års erfaring fra energibransjen, som montør, prosjektingeniør og leder i entreprenørselskaper, hvorav 20 års erfaring som produktsjef. De siste 15 årene har han vært produktsjef i Melbye AS, hvor han har hatt ansvar for linjemateriell fra 1-420kV. Han deltar aktivt i NK11 (Luftledninger), som jobber med revisjonen av NEK445-standarden for luftledninger over 1 kV.