Holzmasten sind auf ihrer Länge vielen unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt, von sehr unterschiedlichen Witterungsbedingungen über der Erde bis hin zu kühlen, feuchten und stabilen Bedingungen tief im Boden.
Im Erdleitungsabschnitt des Mastes treffen die Bedingungen über und unter der Erde aufeinander und schaffen optimale Voraussetzungen für die Entstehung von Holzfäule.
Die obersten 6 cm des Bodens haben sich im Laufe von Millionen von Jahren zu einem hocheffizienten Abfallentsorgungssystem entwickelt. Alle toten organischen Stoffe wie Holz, Blätter usw., die auf den Boden fallen, zersetzen sich und werden von einer Vielzahl von Organismen im Boden abgebaut.
Pilze sind sehr erfolgreiche Bodenbewohner; sie zersetzen alle Arten von organischem Material und zersetzen Bodenbestandteile. Pilze wandeln totes organisches Material in Biomasse, Kohlendioxid und organische Säuren um. Es gibt Hunderttausende verschiedener Pilzarten, von denen etwa 30,000 Holz angreifen und zerstören. Pilzbefall ist die Hauptursache für Verfall und Versagen von hölzernen Strommasten.
Holzzerstörende Pilze gedeihen in idealen Umgebungen, in denen feuchter, warmer Boden und eine gute Sauerstoffversorgung unabdingbar sind. Diese Bedingungen treten in der Regel in den oberen 150 mm (6 Zoll) des Bodens auf, wo Regen, Sonnenwärme und eine gute Luft-/Sauerstoffversorgung vorhanden sind.
In größeren Tiefen neigt der Boden dazu, stärker verdichtet zu sein, was den Luft- und Sauerstofffluss einschränkt. Gleichzeitig lässt die wärmende Wirkung der Sonne nach, was zu niedrigeren Temperaturen und einer deutlich verringerten Pilzaktivität führt.
In vielen Teilen der Welt stellen unterirdische Termiten eine erhebliche Bedrohung für hölzerne Strommasten dar. Bei der Untersuchung von Termitenbefall an Masten sind zwei Dinge zu beachten. Erstens fressen Termiten nicht gern mit Holzschutzmitteln behandeltes Holz. Zweitens zeigen unabhängige Untersuchungen, dass viele Termiten Holz, das von Pilzbefall betroffen ist, in der Regel leichter verdauen können. Die folgende Grafik zeigt die Ergebnisse groß angelegter Tests in Australien, bei denen ein klarer Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Mastfäule und Termitenbefall festgestellt wurde, wobei der Termitenbefall kurz nach dem Beginn der Holzfäule erfolgte. Die Erdleitung oder die Spitze des Mastes ist der übliche Eintrittspunkt für die Termiten. Daraus wird deutlich, dass die Aufrechterhaltung der Holzschutzmittelkonzentrationen im Holz und die Verhinderung von Fäule entscheidend sind, um die Wahrscheinlichkeit eines Termitenbefalls zu verringern, insbesondere im anfälligen Erdleitungsabschnitt und in geringerem Maße an der Mastspitze.
Das Auftreten von Holzfäule hängt direkt mit dem Feuchtigkeitsgehalt des Holzes zusammen. Damit Holzfäule beginnt, ist ein Feuchtigkeitsgehalt von 25 % oder mehr erforderlich. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt höher ist, erhöht sich die Fäulnisrate im Allgemeinen bis zu einem Punkt, wenn alle anderen Bedingungen gleich bleiben. Sobald Holzfäule beginnt, kann sie bei einem niedrigeren Feuchtigkeitsgehalt von 20 % weitergehen; unter diesem Wert tritt keine Holzfäule auf.
Ein in den Boden eingegrabener Holzpfahl verhält sich wie der Docht einer Kerze. Er nimmt Wasser aus dem Boden auf, wobei der Unterschied im Dampfdruck dazu führt, dass das Wasser am Pfahl nach oben steigt, wo es durch Luftströmung und Sonnenwärme an die Luft abgegeben wird. Diese Feuchtigkeitsbewegung ist ein langsamer, aber kontinuierlicher Prozess, bei dem Regen und Sonnenwärme die Hauptantriebskräfte sind.
In der Praxis bedeutet dies im Allgemeinen, dass der gesamte Erdleitungsabschnitt des Mastes und der innere Kern des Mastabschnitts bis etwa 50 cm oder 20 Zoll über dem Boden einen hohen Feuchtigkeitsgehalt von über 25 % aufweisen.
Sie denken vielleicht, dass der Abschnitt über der Erde nicht verrottet, da er nicht mit Pilzen im Boden in Kontakt kommt. Leider ist das nicht der Fall; im Laufe der Zeit bilden sich Risse im Mast, die bis zum feuchten Kern des Mastes reichen. In der Luft schwebende mikroskopisch kleine Pilzsporen können in die Risse geweht werden und mit dem feuchten Holz in der Mitte des Mastes knapp über dem Boden in Kontakt kommen. Die Sporen können dann keimen und den inneren Kern des Mastes zerstören; dies nennt man Kernfäule.
Ein teilweiser Schutz mit flüssigem Holzschutzmittel, das unter Vakuum-/Druckbedingungen auf den Mast aufgetragen wird, ist die traditionelle Methode, um den Beginn von Holzfäule und Mastversagen zu verzögern. Um wirksam zu sein, muss der Konservierungsprozess sorgfältig kontrolliert werden, um die richtige Konservierungskonzentration (%), Retentionsstufe (kg/m³ oder PCF) und Eindringtiefe (mm oder Zoll) sicherzustellen. Für optimale Ergebnisse wird der Mast vor der Konservierungsbehandlung auf einen optimalen Feuchtigkeitsgehalt getrocknet. Moderne Trocknungsmethoden und der Einsatz automatisierter Druckbehandlungsanlagen bieten bei richtiger Anwendung einen gleichbleibenden, hochwertigen Schutz vor Fäule.
Die Holzschutzbehandlung bietet hervorragenden Schutz über der Erde und tiefer im Boden, wo die Bedingungen für Fäulnis nicht optimal sind. Im mechanisch kritischen Erdleitungsabschnitt des Mastes sind Fäulnis und Holzversagen ein Problem.
An diesem Punkt kann die Einwirkung höherer Temperaturen, Sauerstoff und Feuchtigkeit die Oxidation des Holzschutzmittels beschleunigen. Gleichzeitig verursachen Wetteränderungen regelmäßige Benetzungs- und Trocknungszyklen, die zu einer allmählichen Migration des Holzschutzmittels vom Pfahl in den Boden führen. Die Gesamtauswirkung ist ein Verlust der Toxizität für Pilzorganismen im Laufe der Zeit.
Wasserabweisende Produkte kombinieren Biozide mit natürlichen wasserabweisenden Eigenschaften wie Kreosot oder die Zugabe von Ölen wie AWPA P9a-Öl, um in Kombination mit Bioziden wie Pentachlorphenol oder Kupfer eine wasserabweisende Wirkung zu erzielen. Die Öle sind nicht am Holz „fixiert“ und verlängern allein die Lebensdauer nur begrenzt, da es sich nicht um Biozide handelt. Sie verlängern die Lebensdauer, indem sie eine teilweise Barriere gegen eindringende Feuchtigkeit aus dem Boden bilden*.
Über einen längeren Zeitraum gehen die Öle/Konservierungsmittel durch Migration in den Boden verloren. Dieser Effekt ist am Bodenleitungsabschnitt des Mastes am ausgeprägtesten, wo klimatische Benetzungs- und Trockenzyklen in Kombination mit idealen Bedingungen für Oxidation diesen Wirksamkeitsverlust mit der Zeit verschlimmern können.
Im März 2021 findet in Europa eine Überprüfung der Lizenz für die weitere Verwendung von Kreosot als Holzschutzmittel statt. Da Frankreich die Verwendung von Kreosot kürzlich verboten hat und die Europäische Chemikalienagentur (ECHA) Kreosot kürzlich als krebserregend eingestuft hat, verwenden derzeit nur sechs europäische Länder Kreosot in großen Mengen. Es wird immer unwahrscheinlicher, dass die Lizenz für die Verwendung von Kreosot erneuert wird.
Nicht wasserabweisende wasserbasierte Holzschutzmittel auf Kupfersalzbasis werden seit 2005 in ganz Europa als umweltfreundlichere Alternative zu Kreosot eingesetzt.
Diese Holzschutzmittel haben eine bewegte Geschichte mit Berichten über frühe Mastausfälle, aber der Einsatz zusätzlicher Co-Biozide zur Bekämpfung des Problems kupfertoleranter Pilze und der Einsatz von Fixiermitteln sowie verbesserte Behandlungsstandards und höhere Retentionswerte haben die Lebensdauer der Masten bei neueren Versionen dieses Schutzmittels erhöht. Viele der Versorgungskunden, mit denen wir sprechen und die diese Schutzmittel seit 2005 verwenden, sagen uns, dass sie mit den neuesten Versionen eine Mastlebensdauer von 15 bis 20 Jahren erwarten, obwohl in Wirklichkeit eine längere Lebensdauer erreicht werden kann.
Alle Versorgungsunternehmen konzentrieren sich unermüdlich auf Kostensenkung, Verbesserung der Sicherheit und Netzwerkzuverlässigkeit. Selbst bei einem mit Kreosot behandelten Mast mit einer Lebensdauer von 40 Jahren ist der Austausch von Holzmasten für die meisten Versorgungsunternehmen einer der größten Betriebskostenpunkte. In der nördlichen Hemisphäre kostet der Austausch eines Stromverteilermasts normalerweise etwa 2500 €/$/£, und das summiert sich schnell auf typische Kosten von etwa 25 Millionen €/$/£ pro 10,000 ausgetauschten Masten pro Jahr.
Um das Problem der steigenden Kosten für den Austausch von Masten in Europa zu lösen und die Lebensdauer von Kreosot zu erreichen, haben Hersteller von Konservierungsmitteln kürzlich neue Produkte auf den Markt gebracht, die eine Kombination aus kupferbasierten Holzschutzmitteln und wasserabweisendem Öl verwenden. Diese Kombination sollte zweifellos eine längere Lebensdauer der Masten ergeben als ein wasserbasiertes Kupferschutzmittel allein, aber um wie viel länger, ist derzeit nicht bekannt. Diese Ungewissheit bereitet vielen Versorgungsunternehmen, mit denen wir sprechen, Sorge, insbesondere jenen, die in der Vergangenheit Probleme mit Mastausfällen hatten. Berücksichtigt man Rückmeldungen, die auf deutlich höhere Kosten für diese Behandlung hinweisen, prüfen viele der Versorgungsunternehmen, mit denen wir sprechen, nun die ihnen zur Verfügung stehenden Optionen, einschließlich der Verwendung alternativer Mastmaterialien wie Stahl, Verbundwerkstoff oder Beton sowie teilweiser und vollständiger Barrieresysteme.
Ein Beispiel hierfür ist die jüngste Entscheidung von France Telecom (Orange), in Frankreich verzinkte Stahlmasten anstelle von imprägnierten Holzmasten zu verwenden, obwohl dies den CO2-Ausstoß des Unternehmens um rund 220,000 Tonnen pro Jahr erhöht. Dies ist schädlich für die Umwelt und ein schwerer Schlag für die Holzmastproduzenten, den Forstsektor und die Hersteller von Holzschutzmitteln, da ihnen jährlich rund 220,000 Masten entgehen.
* Vollständige Berichte auf Anfrage erhältlich
Die Kosten für die Installation und Wartung von Holzmasten stellen für ein Versorgungsunternehmen häufig einen der größten Einzelposten dar. Die Verwendung jährlicher Gesamtkosten, die die Installationskosten sowie die Inspektions- und Sanierungskosten über die erwartete Lebensdauer des Mastes umfassen, liefert eine klare und leicht zu verwendende Zahl für die Mastkosten und einen Vergleich mit Alternativen.
Nehmen wir als Beispiel ein 1000 Kilometer langes nordamerikanisches Niederspannungsverteilungsnetz. Unsere auf Branchendaten basierende Untersuchung zeigt:
– Bei einem durchschnittlichen Mastabstand von 250 Fuß, was 21,120 Masten entspricht, belaufen sich die Gesamtkosten für jeden Mast und die Kosten für die Installation auf 63 Millionen US-Dollar.
– Basierend auf der Annahme, dass 12 % dieser Masten alle zehn Jahre zu Inspektionskosten von 100 US-Dollar überprüft werden, würden die jährlichen Mastwartungskosten einschließlich Sanierungsarbeiten 633,000 US-Dollar betragen.
– Basierend auf einer Lebensdauer von 20 Jahren für ein wasserbasiertes Kupferkonservierungsmittel (Kreosot/CCA 40 Jahre) würden die gesamten Wartungskosten für 21,120 Masten über die gesamte Lebensdauer 25 Millionen US-Dollar betragen.
– Insgesamt belaufen sich die über die gesamte Lebensdauer anfallenden Kosten für 21,120 Masten auf der Grundlage unserer Branchenforschungsdaten auf 88 Millionen US-Dollar.
Unsere Daten zeigen, dass die Wartungskosten für Versorgungsunternehmen beträchtlich sind. Obwohl dieses Beispiel spezifisch auf Nordamerika beschränkt ist, hat unsere Forschung ähnliche Ergebnisse für eine Reihe geografischer Standorte ergeben.
Neben den offensichtlichen Kosten können durch Mastausfälle auch mehrere versteckte Kosten entstehen. Je nach Marktregulierung können Netzausfälle infolge eines Masteinsturzes finanzielle Strafen für Versorgungsunternehmen nach sich ziehen. Masteinstürze können nicht nur zu Netzausfällen führen, sondern auch die Sicherheit von Mitarbeitern und der Öffentlichkeit gefährden. Die Wahrscheinlichkeit dieser Ausfälle und die daraus resultierenden Kosten können beide reduziert werden; wenn Sie wissen möchten, wie viel Sie mit sparen könnten polesaver Probier unser Kostenrechner für weitere Informationen.
Diese unerwünschten Kosten, sowohl explizit als auch versteckt, sind ein wichtiges Ziel für eine mögliche Reduzierung. Achten Sie auf unseren nächsten Artikel, in dem wir die verfügbaren Alternativen zur Verlängerung der Lebensdauer von Masten, einschließlich alternativer Mastmaterialien sowie Teil- und Vollbarrieresysteme und deren Auswirkungen auf Wartung, Sicherheit und Umwelt.
Diese Seite wird von reCAPTCHA und Google geschützt. Datenschutzbestimmungen , Nutzungsbedingungen .
