Hoogte inductiespanning berekenen van stroomvoerende geleider op een andere geleider

Interessant geval. Ik ken het effect. Heb eerder waargenomen dat nog niet aangesloten laagspanningskabels bij aansluiting soms opgeladen zijn. Bij de desbetreffende kabels lag inderdaad ook een hoogspanningskabel op enige afstand parallel. Sindsdien heb ik in het veiligheidsprotocol opgenomen nieuwbouw laagspanningskabels die nog niet aangesloten zijn eerst ontladen.
Om het te bereken is even ingewikkelder.
Zou een trafo effect kunnen zijn.
Zou een capacitief effect kunnen zijn.
Ik zou het niet echt weten maar zou er ook wel meer over willen weten.

Volgens mij kun je helemaal geen inductieovereracht hebben bij een 3 aderige grondkabel.
Zeer zeker niet in het 50 Hz gebied.

Waar heb je mee gemeten, hoe heb je gemeten?
Een geinduceerde spanning is een wezenloosbegrip. Een geinduceerde stroom of een geinduceerd vermogen kan problemen geven.

Een aantal jaren geleden werd langs het kanaal bij Ter Aar drukriolering aangelegd. De nieuwbouw had het bijna klaar op 2 kasten na. Vanuit de serviceafdeling waar ik bij zat hadden mijn collega Lutzen en ik wat werk in Zuid Holland o.a. het nog even plaatsen van die 2 kastjes. We zouden er elk 1 doen, hadden ons er vooraf van vergewist dat de groep waar ze op moesten uitgeschakeld was en gingen aan de gang. Bij het op lengte afzagen van de aan te sluiten kabels ging het op de zaag vonken. Lutzen en ik kwamen elkaar tegen bij de voedingskast, wij hadden beiden het zelfde ervaren en waren ter controle beiden nogmaals naar de kast gelopen.
Alles stond uit, zelfs de hoofdschakelaar.
Langs het kanaal ligt over de gehele lengte van het trace drukriolering een hoogspanningskabel. De enige verklaring die wij konden verzinnen was oplading door die kabel. Na doorzagen van de kabel inclusief gevonk was de kabel ontladen.

N.B. Bij drukriolering wordt 3 fasen + aarde gebruikt, een nul is er niet, de pompen hebben draaistroommotoren en de stuurstroomtrafo is 400/24V. Het aardscherm van de kabel was reeds aangesloten op de aardrail in de voedingskast. Van de 3 fasen waren de zekeringen getrokken, die aders lagen dus volledig vrij maar waren opgeladen t.o.v. het aardscherm. De kabel was Vulto 3x6mm2 en zeker 100 m lang mogelijk langer we hebben het niet opgemeten maar was een stukje lopen naar de voedingskast.

[Bericht gewijzigd door LeovanWallenburg op dinsdag 3 januari 2017 21:47:04 (21%)

Laagspannings en middenspanningsmonteurs spreken meestal van inductie waar het eigenlijk om capacitieve inkoppeling gaat. Dat verschijnsel is bekend, en LS monteurs prikken meestal met nun tester, vroeger een Duspol, maar die mag niet meer, door de isolatie om te zien of de kabel waar ze aan gaan werken spanningsloos is. Tegenwoordig word er in de LS steeds vaker geaard (als het mogelijk is), maar je zal toch eerst een zijde moeten aansluiten om je aardgarnituur te kunnen plaatsen. Bij het maken van aftakkingen is deze voorzorg niet nodig, en zelfs ongewenst, je wilt onmiddellijk kunnen vaststellen of de aansluiting goed gemaakt is.
Zowel LS als MS personeel heeft in hun werkinstructie staan dat bij naderend onweer, dat is als je de donder kunt horen, werkzaamheden aan ondergrondse kabels moeten worden gestaakt. En alweer, als je aan een eindsluiting werkt van een kabel die aan de andere zijde nog onafgewerkt in de grond ligt, kan het maar beter niet zo zijn dat je in een schakelhuis werkt waar je de buitenlucht niet kan zien en horen. Ook als de andere zijde geaard is, is het niet verstandig om bij onweer door te werken.
In de openingspost mis ik eigenlijk of die spanning van >120V een wisselspanning is van 50Hz, en ten opzichte van wat die spanning staat.

Ha jullie kennen dat ook.
Wij keken nog al raar op toen.
Later hoorde ik van anderen ook dat dit vaker voorkomt.

150KV met op 30 meter een langsliggende kabel, klinkt als de 150KV gespannen distributienetten met door de grond een kabel, daar krijg je wel wat spanning opbouw in idd.

men had op t werk eens een klus waar een pand onder het koppelnet werd gebouwd. men meende dat het een 150KV distributienet was, maar dat was dus een 380KV koppelnet. de dakboeren merkten dat al met het vastleggen van de dakplaten, het vonkte nog weleens.

Op 3 januari 2017 12:29:03 schreef Balkonplant:
er is een hoogspanningscircuit (3 fasen ~ 150kV ~ 1000A ~ 50Hz) en parallel aan dat circuit, op ongeveer 30 meter afstand, ligt op de grond een geleider van ongeveer 20 km. lang.

Maak eens een tekening van de dwarsdoorsnede van de situatie. Hoe hoog en hoe ver hangt iedere fase van de hoogspanningsleiding?
Dertig meter is vrij dichtbij, en de drie fasen zullen dus verschillende afstanden tot de op grond liggende geleider hebben. Inductie is dus goed mogelijk.
De geïnduceerde spanning (niet stroom) voor ieder tweetal geleiders is jωM Ip, waarbij M de wederzijdse inductie is en Ip de stroom in de 'primaire' leiding. Net als voor zelfinductie (nauwkeuriger zelfs) zijn er formules voor M, die je kunt opzoeken.

(Je kunt inderdaad behalve inductieve, ook nog capacitieve inductie hebben (die wordt dan meestal geen inductie genoemd, maar krijgt een fantasieterm, zoals 'beïnvloeding', 'koppeling' of zoiets.)
Om daar wat van te zeggen moet je de wederzijdse capaciteit uitrekenen, maar ook rekening houden met de capaciteit van de lage kabel naar aarde. Die laatste capaciteit zal veel groter zijn (waarom?), zodat de capacitieve inductie in verhouding wel klein zal zijn.)

Kortom, schets de situatie en de inductieve en capacitieve vervangschema's, en daarna is het rekenen.

Jeetje wat een hoop reacties al! Het gaat eigenlijk niet om een LS-kabel, maar een 150kV-kabel (1200mm2) die parallel aan de circuit loopt. Een schets heb ik niet, ik heb wel een foto uit het veld.

Ik ben zelf niet ter plaatse geweest, ze hebben die spanning gemeten t.o.v. aarde. T.o.v. mantel gaf rare resultaten begreep ik, waarschijnlijk omdat die ook opgeladen is.

Andere vraag die ik nog kreeg: hoe kan het zijn dat je toch een schok krijgt als in feite de stroomkring niet gesloten is? Ik las op internet dat een en ander te maken heeft met laddingsvereffening: je lichaam werkt als een soort condensator die 100x per seconde ge- en ontladen wordt, dat veroorzaakt een stroom die je voelt. Klopt dit verhaal?

Op 3 januari 2017 21:40:31 schreef mvdk:
Laagspannings en middenspanningsmonteurs spreken meestal van inductie waar het eigenlijk om capacitieve inkoppeling gaat. Dat verschijnsel is bekend, en LS monteurs prikken meestal met nun tester, vroeger een Duspol, maar die mag niet meer, door de isolatie om te zien of de kabel waar ze aan gaan werken spanningsloos is. Tegenwoordig word er in de LS steeds vaker geaard (als het mogelijk is), maar je zal toch eerst een zijde moeten aansluiten om je aardgarnituur te kunnen plaatsen. Bij het maken van aftakkingen is deze voorzorg niet nodig, en zelfs ongewenst, je wilt onmiddellijk kunnen vaststellen of de aansluiting goed gemaakt is.
Zowel LS als MS personeel heeft in hun werkinstructie staan dat bij naderend onweer, dat is als je de donder kunt horen, werkzaamheden aan ondergrondse kabels moeten worden gestaakt. En alweer, als je aan een eindsluiting werkt van een kabel die aan de andere zijde nog onafgewerkt in de grond ligt, kan het maar beter niet zo zijn dat je in een schakelhuis werkt waar je de buitenlucht niet kan zien en horen. Ook als de andere zijde geaard is, is het niet verstandig om bij onweer door te werken.
In de openingspost mis ik eigenlijk of die spanning van >120V een wisselspanning is van 50Hz, en ten opzichte van wat die spanning staat.

In dit geval ging het om stukken van pakweg 1 km. die met moffen aan elkaar gezet worden. Zo krijg je elke km. dus een paar volt erbij, totdat je het een keer flink gaat voelen...

Maar nu is nog steeds niet duidelijk of die spanning AC of DC was; ik lees ook van alles over eenmalige vonken die overspringen, wat een statische lading (dus DC) lijkt te impliceren. Omdat dat de doen, heb je ergens een diode nodig. Dit is dan natuurlijk geen discrete component, maar een onbedoelde halfgeleider, in de vorm van een contact tussen metalen delen met oxidatie of zo.

Als je eenmaal een diode en condensator hebt, is het al snel mogelijk om een hoge spanning te krijgen; bij elke cyclus loopt die spanning iets verder op.

Als het een AC spanning is, heb je het vrijwel zeker over een capacitieve koppeling, want voor een inductieve koppeling heb je 2 lussen nodig, en die heb je niet met een kabel die aan beide uiteinden zweeft.

Op 3 januari 2017 12:29:03 schreef Balkonplant:
er is een hoogspanningscircuit (3 fasen ~ 150kV ~ 1000A ~ 50Hz) en parallel aan dat circuit, op ongeveer 30 meter afstand, ligt op de grond een geleider van ongeveer 20 km. lang. Proefondervindelijk zijn we erachter gekomen dat er een behoorlijke spanning geïnduceerd wordt op de geleider op de grond (> 120V).

Dat effect heb je al bij kabels waar 400VAC op staat, als daar een flinke stroom door gaat meet je aan niet aangesloten parallelle kabels ook al een flinke spanning. Gewoon kortsluiten voordat je ermee aan het werk gaat.

Nu ben ik op zoek naar de formules waarmee ik kan uitrekenen wat theoretisch gezien de maximale spanning is die op deze geleider kan komen te staan.

Volgens mij is dat bijna niet te berekenen, dat hangt af van veel variabelen.

Op 4 januari 2017 15:00:56 schreef SparkyGSX:

Als het een AC spanning is, heb je het vrijwel zeker over een capacitieve koppeling, want voor een inductieve koppeling heb je 2 lussen nodig, en die heb je niet met een kabel die aan beide uiteinden zweeft.

als je een transfo hebt waar secundair niks aangesloten is, heb je toch ook een geleider die zweeft aan de uiteindes?

[OT]

Op 4 januari 2017 12:30:31 schreef Balkonplant:
...ik heb wel een foto uit het veld.
[bijlage]

Het lijkt wel of deze foto genomen is tussen Oterleek en Westwoud, zo aan de wolken te zien.
[/OT]

Misschien kan je hier nog iets mee.

homopolaireimpedanties-kabels.pdf

Op 4 januari 2017 16:03:53 schreef ohm pi:
[OT]
[...]Het lijkt wel of deze foto genomen is tussen Oterleek en Westwoud, zo aan de wolken te zien.
[/OT]

Helemaal correct bekend?

Op 4 januari 2017 15:13:50 schreef Lambiek:
Volgens mij is dat bijna niet te berekenen, dat hangt af van veel variabelen.

Ik was in eerste instantie vooral op zoek naar het effect van 1 stroomvoerende geleider op 1 stroomloze geleider.

Waarmee heb je de spanning gemeten?
Zit er enige vorm van vermogen in?
Heb je dat geprobeert te meten?

Als ik hier in huis een draad neer leg dan meet ik 183 Volt. Op een afstand van ca 800 meter van een 50 kV leiding

[Bericht gewijzigd door Toeternietoe op woensdag 4 januari 2017 17:47:15 (36%)

Er is maar 1 veilige manier om aan middenspanningskabels te gaan werken: de kabel(s) met een hydraulische schaar op afstand knippen op de werkplek. Bij nieuw gelegd spul is er altijd wel een beetje overlengte, je wilt toch ook zeker zijn dat er aan je eindjes geen water is ingedrongen, dus je knipt de boel op lengte af. Als het om singles gaat, alle drie de kabels gelijktijdig in de schaar.
Dat gelijktijdig knippen is belangrijk, dat moet ingebakken zitten. Je kan een verkeerde kabel te pakken hebben, (that's why it is all about) en het kan zijn dat die verkeerde kabel achter smeltpatronen zit. Dit is ook de reden dat er niet meer word gewerkt met een schietapparaat, de beitel zou slechts twee aders kunnen raken, en dan kan die ene niet geraakte ader nog gewoon onder spanning staan.
Al deze info, met dank aan mijn leermeester.
Maar bij 150kV verbindingen, dan moet er toch een WV'er zijn die van al deze verschijnselen op de hoogte is? Is de kabel voorafgaand aan het werk toevallig niet gemeggerd? Bij zo'n eind wil het weleens gebeuren dat je "afgetikt" hebt, (de kabel met een daarvoor geschikte aardingstok ontladen) en dat er na nog een keer aantikken weer spanning op staat. Verder is het gebruikelijk dat 1 eind aan de schakelinstallatie afgewerkt word, daar aard je de boel, en zet je dan je kleurenzender op, en dat je daarna steeds verder doorlast. Dan is in ieder geval 1 zijde geaard.
Ik ben nogal eens afgekakt door m'n collega's die aan een telecomkabel moesten werken, die ik kort of lang tevoren had gemeggerd. 2 aderparen slecht, de rest meer dan 500Mohm of meer. Dan had ik de boel niet goed ontladen, en voelden ze ook weleens wat.

Edit:

Er is maar 1 veilige manier om aan middenspanningskabels te gaan werken:

MS en HS kabels

@Toeternietoe
Ik heb zelf geen metingen verricht, dus ik kan je niet exact vertellen hoe dat gebeurd is.

@mvdk
Dank voor je heldere verhaal. Je moet je voorstellen dat dit een verbinding was die bestond uit stukken van ongeveer 1.000 meter. Die zijn vooraf netjes getest etc. Die worden in het veld aan elkaar gelast. Daardoor loopt de spanning uiteindelijk op. Ook met aarding aan de stationskant werd nog een spanning gemeten aan de kant waar gewerkt werd.

De manier van werken/meten/voorkomen is wat mij betreft verder niet van belang, laten we proberen terug te gaan naar mijn initiele vraag: kan er een simpel model gemaakt worden, waaraan we een en ander kunnen rekenen?

Die zijn vooraf netjes getest etc.

Manteltest en adertest, gok ik? Meggeren dus.
Ik zie de invloed van die lijn niet zo. Dan zou het wisselspanning moeten zijn, dat kan, maar die spanning word niet zo hoog.
Bij het energiebedrijf waar ik heb gewerkt, hadden we een eigen ontwerp kabelbeveiliging, dat werkte met signaaladers. Die aders lagen in telecomkabels stijf tegen de bijbehorende 10kV kabel. Daar merkten we op een zeker moment een verschijnsel, dat bij een eenfasesluiting, een sluiting naar aarde dus, er een spanning werd geinduceerd in een aderpaar waar aan weerszijden een hoogohmig 24V relais op was aangesloten. Dan was het magneetveld dus zeer nabij.
De ene keer sprak zo'n relais aan, de andere keer weer niet. In dit geval, met die 150kV lijn, is daar geen sprake van, dat magneetveld daarboven kan mijns inziens nooit sterk genoeg zijn. Maar daar bestaan meetinstrumenten voor.

Welke spanning valt dan te verwachten gelijk of wisselspanning ?
Ik weet het niet, zaagde een kabel door, het vonkte maar toen was de boel ontladen.

Op 4 januari 2017 17:29:33 schreef Balkonplant:
[...]

Helemaal correct bekend?

Ik kom uit die regio en ik weet dat ze naast de 150kV lijn bezig zijn met het ingraven van een 150kV kabel.
Ik heb ook de bouw van de bovengrondse 150kV leiding gezien. (1972)

[Bericht gewijzigd door ohm pi op woensdag 4 januari 2017 20:19:03 (12%)

Leesvoer: http://www.energievoorziening.info/eigen%20nieuws/evdag/Ongeval%20maas…

De capacitieve koppeling tussen de bovenleiding e.d. van het spoor met de hoogspanningsleiding is logisch, je krijgt via de condensator koppeling met de hoge wisselspanning van de hoogspanningslijn.

Bij een kabel in de grond is het zo dat wanneer je die ontlaad de spanning weg is voor langere tijd. Ik neig er naar te zeggen het is gelijkspanning want wisselspanning gaat 100x per seconde door nul. Ontladen zou dan slechts 1/100 van een seconde helpen.