Alle andere onderstations worden via ondergrondse kabel van stroom voorzien. Voor de hoogspanningspost werd vroeger een afzonderlijk gebouw gebruikt. Momenteel wordt de hoogspanningspost in hetzelfde gebouw ondergebracht.

Een hoogspanningspost bestaat uit meerdere cellen of velden. Elke cel of veld bevat een aantal toestellen :

• De hoogspanningsrail die dient voor de verdeling van de stroom in de post. Normaliter zijn dit drie koperen geleiders. Zij worden meestal op een afstand van elkaar in open lucht geplaatst.
• Een scheider die toelaat om de rest van de cel van de hoogspanningsrail af te zonderen. Een scheider laat toe een werkgebied zichtbaar af te bakenen. Een scheider mag nooit onder belasting bediend worden. Als er tijdens het openen stroom doorheen een scheider loopt, ontstaat er een lichtboog.
• Een vermogenschakelaar wordt in de eerste plaats gebruikt om cellen in of uit te schakelen. Een vermogenschakelaar kan echter ook kortsluitstromen onderbreken. De onderbreking gebeurt in een speciaal en afgesloten midden.
• Bij de vermogenschakelaar hoort er ook een stroomtransformator en een beveiligingsrelais. De stroomtransformator meet de stroom en levert een evenredig signaal aan een beveiligingsrelais. Dit relais controleert of het stroomverloop aanvaardbaar is. Bij te grote stromen geeft het een uitschakelbevel aan de vermogenschakelaar.

Het onderbreken van een HS-kring gaat steeds gepaard met een vonkontwikkeling. Bij het onderbreken van belastingen kan, door lokale verhitting en het elektrisch veld de lucht ioniseren waardoor er een boog ontstaat. Deze boog moet zo vlug mogelijk gedoofd worden om geen ontploffing of kortsluiting te veroorzaken.

Boogdoving bij wisselspanning is bijna altijd gebaseerd op de nuldoorgang van zowel spanning als stroom. Bij een zuiver resistieve belasting gaan beiden gelijktijdig door nul, zodat een boog automatisch dooft. Bij inductieve of capacitieve belastingen, is er een spanning aanwezig tussen de contacten bij nuldoorgang van de stroom. De bedoeling van boogdoving is het verhogen van de isolatie tussen beide contacten. Indien het diëlektricum voldoede gedesioniseerd is, zal de boog niet meer opnieuw ontsteken.

De meest gebruikte schakelaar bij de NMBS is de klein olievolume-schakelaar. Om een vlotte boogdoving te verkrijgen, wordt de olie rond de boog ververst. Tijdens het openen van de contacten wordt er verse olie ingespoten.

In de oudste onderstations gebeurt de boogdoving met perslucht. De desionisatie en het herstel van het diëlektricum wordt verzekerd door een sterke luchtstraal die de herontsteking van de boog belet. Schakelingen gaan gepaard met een luide knal en met sterke luchtverplaatsingen rond de schakelaar.

Hedendaagse schakelaars hebben vaak zwavelhexafluoride (SF₆) als diëlektricum. Bij nuldoorgang worden de elektronen als het ware gevangen door de sterk elektronegatieve fluoratomen. Voor de 70 kV-posten is SF₆ de enige nog beschikbare techniek.

Bij lagere spanningen wordt de stroom tegenwoordig vaak onder vacuüm gesneden. Zonder geleidend medium kan er theoretisch zelfs geen boog ontstaan. Bij het openen van de contacten ontstaat er echter wel een plasma van geleidende metaaldampen, zodat er toch een kleine lichtboog in de schakelaar kan ontstaan.

Meer uitleg en foto's - Facturatie en piekafvlakking - Project energietelling via TCP/IP

Daar het koelmiddel uitzet of inkrimpt volgens de temperatuur of de belasting van de transformator, moet de uitzetting kunnen opgevangen worden. De koelribben van een hermetische transformator zijn elastisch uitgevoerd en normaal treft men een stikstofkussen boven de olie aan. De tractietransformatoren worden steeds uitgevoerd met een uitzettingsvat. Op dit vat treft men een olieslot met silicagelkorrels aan om te beletten dat er onzuiverheden en vochtigheid kunnen binnentreden. Silicagelkorrels zijn normaal blauw gekleurd en worden roze bij verzadiging.

Het rendement van een transformator ligt zeer hoog : grootorde 98 à 99 %. De verliezen zijn te wijten aan de nullast- (ijzerverliezen) en de koperverliezen. Bij aankoop wordt rekening gehouden met deze verliezen (kapitalisatie). Een droge transformator heeft meer verliezen dan een natte. 

De tractie-transformatoren hebben een hoge kortsluitspanning en dit om de kortsluitstroom in het 3 kV-net te beperken. De spanningsval in normaal bedrijf wordt hierdoor wel groter. De oorspronkelijke tractie-transformatoren hadden slechts één secondaire. De schakelgroep van de transformator was Yd11. De kortsluitspanning bedroeg toen ongeveer 9 %.

In de gelijkrichters worden er wel een aantal diodes in parallel geplaatst. Hierdoor kan de stroom zich verdelen over de verschillende diodes. Er wordt een diode extra in parallel voorzien. Bij één diode defect wordt er dan een alarm gegeven. Bij twee diodes defect wordt de gelijkrichter uitgeschakeld.

Er worden ook diodes in serie geplaatst. Hierdoor wordt de inverse spanning over meerdere diodes verdeeld. Er worden weerstanden en condensatoren toegevoegd om de inverse spanning gelijkmatig over de gesperde diodes te verdelen.

Sinds 1975 is dit aantal diodes in serie te plaatsen diodes gedaald tot vier. Wanneer er twee gelijkrichters in serie geplaatst worden, doorloopt de gelijkstroom vier diodes. De extra componenten voor de spanningsverdeling kunnen vervallen.

De huidige tractie-transformatoren hebben twee secondaires die elk een gelijkrichter voeden. De secondaires zijn 30° gedefaseerd. Aan de uitgang van de twee gelijkrichters in serie ontstaat er een twaalf-pulsige gelijkspanning. Deze is vlakker en veroorzaakt minder harmonischen. De huidige tractie-transformatoren hebben als schakelgroep Yy0d11 en als kortsluitspanning 12 à 14 %.

Een onderstation bevat één tot vier transformator-gelijkrichtergroepen.

In de huidige onderstations bedraagt de secondaire spanning van de transformator 1281 Volt. Na de driefazige bruggelijkrichter bekomen we voor de gelijkgerichte spanning 1729 Volt. Met twee gelijkrichters in serie, wordt de nullastspanning op de 3 kV-rail hierdoor ongeveer 3450 Volt. De nominale gelijkspanning bedraagt 3300 Volt.

De meeste groepen hebben als nominaal vermogen 4,2 MW (nominale DC-stroom : 1273 A). Elke groep moet 150 % belasting gedurende twee uren en 300 % belasting gedurende 5 minuten kunnen leveren. Een thermisch beeld relais beveiligt de langere duur overbelasting van gelijkrichter, wikkelingen van de transformator en van de olie van de transformator.

Meer uitleg en foto's

Bij abnormale stroomveranderingen werkt een stroombeveiligingsrelais dat een uitschakeling beveelt nog voor de rechtstreekse drempel bereikt wordt. Na een automatische uitschakeling volgt, na een instelbare tijd (3 à 22 s), een herinschakeling. 

De 3 kV-post wordt beveiligd tegen overspanningen door een varistor. De ganse post schakelt uit bij een val van de 3 kV-spanning onder een ingestelde drempel (vb. 2 kV). Ook bij detectie van een foutstroom door de massa van de post, volgt een algemene uitschakeling.  

De werking van een 3 kV-vermogenschakelaar is gebaseerd op het rekken van de vlamboog waardoor de boogspanning opgedreven wordt. Indien de boogspanning groter wordt dan de nominale spanning moet de stroom noodzakelijkerwijze wel dalen en uitdoven. Deze klassieke schakelaars worden DUR’s genoemd (disjoncteur ultra rapide).

Een klassieke DUR heeft 15 à 20 ms nodig om een kortsluitstroom te onderbreken. De kortsluitstroom loopt tijdens de uitschakeling op tot boven de 60 kA. Er bestaat ook een elektronische 3 kV-vermogenschakelaar : de DHR (disjoncteur hyper rapide). Deze schakelaar onderbreekt een kortsluitstroom in ongeveer 4 ms en beperkt de kortsluitstroom tot bijvoorbeeld 5 kA.

• Een lijntest : Alvorens de bovenleiding onder spanning gebracht wordt, test men eerst of er een fout aanwezig is op de bovenleiding. Deze test gebeurt op een beperkte spanning.
• De 3 kV-rail
• De kabeleindmof waaraan de feederkabel aangesloten wordt, de negatieve rail (voor spanningsmetingen), de aardingsrail en een overspanningsafleider

Meer uitleg en foto's