Spanning/restlading op spoor rails

Op 28 april 2022 10:13:19 schreef blurp:
[...]
Als je Utrecht Centraal ombouwt, moet je vrijwel al je materiaal ombouwen (m.u.v de boemel Zandvoort-Haarlem )

Ervan uitgaande dat de 800/900 nooit meer een intercity wordt, ik gok dat er nog steeds wel stromingen zijn binnen de NS die dat handig vonden, al zullen de meeste faciliteiten daarvoor wel verdwenen zijn in zandvoort.

Om welke overweg gaat dit?

[Bericht gewijzigd door Franssieee op donderdag 28 april 2022 12:41:02 (15%)

Het lijntje Rotterdam-Hoek van Holland is toen helemaal omgebouwd naar een sneltram,dacht ik. Hoeveel spanning staat er eigenlijk op een tramlijn?

Rtd - HvH is een metrolijn. Den Haag - Ztm, ooit de Zoetermeerlijn, de Sprinter, is een sneltram.
Het zijn slechts namen, ik weet.
Bij de HTM is het 600V op de bovenleiding, gaat in de toekomst een beetje omhoog. Bij sommige trambedrijven is het al 750V.
https://nl.wikipedia.org/wiki/Lijst_van_elektrificatiesystemen

De Delftse tram, ook die naar Voorburg en Leiden, reed op 1200V
Op de route naar Delft en Voorburg zat de spanningsluis bij de Draaistraat, komend vanaf Rijswijkseplein zo'n 200 meter na de Laakbrug.

Volgens deze wiki pagina: https://nl.wikipedia.org/wiki/Rotterdamse_metro staat er bij de Rotterdamse metro 750V op de derde rail.

Wat ze hier (Perth, Australie) de metro noemen (3 van de 71 stations zijn ondergronds) rijd op 25kV. (bron).

Het netwerk is ook pas in 1990 geëlektrificeerd, daarvoor werden de karretjes nog met kangoeroes getrokken.

Fantastisch! Trapten die beesten daar in?

Ik geloof niet dat 'metro' (métropolitain), 'ondergronds betekent. Letterlijk betekent het 'grootstedelijk'.
Dat het in zulke steden met veel al bestaande bebouwing, nodig kan zijn ondergronds te gaan met het spoor is natuurlijk wel zo.

--
Ik zit nog een beetje met de omschrijving uit de startpost: 'restspanning die nog even achterblijft nadat de trein gepasseerd is'. Dat klinkt niet erg elektrisch, eerlijk gezegd.

Ik denk dat het zo zit: de retourstroom loopt door de rails (daar zijn we het inmiddels over eens), en de rails hebben weerstand, dus staat er spanning op de rails. Gegeven het kringetje 'voeding-plus, bovenleiding, trein, rails, voeding-min', zal de railspanning het hoogste zijn vlak bij de trein. En dat maximum zit achter de trein als die bij het op dat moment voedende station vandaan rijdt, en voor de trein als die op dat moment naar zijn voeding toe rijdt.

Sta je voor de overgang en zit die voeding ergens verderop links van je, dan zit de spanningspiek dus áchter treinen die voor jou naar rechts rijden. Ben je vlug, dan kun je die spanning opmerken. Af en toe zal dit dus gebeuren; er zijn genoeg berichtjes over te vinden.
Even later is de spanning alweer veel lager, niet omdat er 'restspanning weglekt', maar gewoon door de wet van Ohm: het gedeelte van de weerstand naar de trein is dan al veel groter, maar dat naar de voeding is gelijk; de spanningsdeling levert een veel kleinere spanning op.

e: De trein gaat meer stroom uit de volgende voeding halen; zie @SparkyGSX verderop.

Bij treinen die voor jou naar links rijden, dus naar hun voeding van dat moment toe, zit de spanningspiek vóór de trein. Waarom horen we daar nooit iets over?
Omdat je, als het goed is, niet vlak voor dié treinen oversteekt, en zeker niet even stopt om aan de rails te voelen.
En achter zulke treinen, voor ons rechts, is er praktisch geen railspanning, omdat daar de stroom niet loopt - de voeding zit aan de andere kant, voor ons links.

Duidelijke beschrijving van FET hoe het zit. Dank daarvoor.

Bij treinen die voor jou naar links rijden, dus naar hun voeding van dat moment toe, zit de spanningspiek vóór de trein. Waarom horen we daar nooit iets over?
Omdat je, als het goed is, niet vlak voor dié treinen oversteekt, en zeker niet even stopt om aan de rails te voelen.

Bij een enkelsporig traject kun je je nog veroorloven om enkele minuten te wachten, totdat de trein geheel uit het zicht is. Maar zelfs dat gaat niet altijd op, waar die bestuurder van die hoogwerker/verreiker op een vervelende manier achter kwam. Als je bij een dubbelspoors baanvak wacht tot de trein geheel is verdwenen, loop je de kans dat er op het andere spoor alweer iets nadert.

Op 28 april 2022 15:15:33 schreef Frederick E. Terman:
Fantastisch! Trapten die beesten daar in?

Met 25kV kun je ze vast overtuigen

Ik zit nog een beetje met de omschrijving uit de startpost: 'restspanning die nog even achterblijft nadat de trein gepasseerd is'. Dat klinkt niet erg elektrisch, eerlijk gezegd.

Dat zat mij ook al een tijdje dwars, en ik kan nog een beetje begrijpen dat een woordvoerder van Prorail het zo aan een leek uitlegt, wat ik niet snap is dat Sven dat gewoon overneemt, terwijl hij toch ruimschoots genoeg van de materie weet om weten dat het nonsense is.

Sta je voor de overgang en zit die voeding ergens verderop links van je, dan zit de spanningspiek dus áchter treinen die voor jou naar rechts rijden. Ben je vlug, dan kun je die spanning opmerken. Af en toe zal dit dus gebeuren; er zijn genoeg berichtjes over te vinden.
Even later is de spanning alweer veel lager, niet omdat er 'restspanning weglekt', maar gewoon door de wet van Ohm: het gedeelte van de weerstand naar de trein is dan al veel groter, maar dat naar de voeding is gelijk; de spanningsdeling levert een veel kleinere spanning op.

Hier ben ik het toch niet helemaal mee eens; als je uitgaat van een enkele voeding, is de spanningsval over de rails helemaal niet constant, die is proportioneel met de stroom en de lengte van de rails. De lengte van de rails tussen de spoorwegovergang waar je staat, en de voeding, is constant, dus als de stroom constant is, is de spanningsval ook constant. In werkelijkheid heb je natuurlijk niet één voeding, maar elke zoveel kilometer staat een voeding, en naarmate de trein dichter bij de volgende voeding komt, zal die een groter deel van de stroom voor zijn rekening nemen, waardoor de stroom door de rails bij de spoorwegovergang kleiner wordt, en dus ook de spanningsval.

Bij treinen die voor jou naar links rijden, dus naar hun voeding van dat moment toe, zit de spanningspiek vóór de trein. Waarom horen we daar nooit iets over?
Omdat je, als het goed is, niet vlak voor dié treinen oversteekt, en zeker niet even stopt om aan de rails te voelen.

Dat horen we wél, de geleidehond van die vriendin van me (google keywoord: "horrorrails velp"), kreeg steeds een schok vóórdat de trein langs kwam, en die was op dat moment nog zo ver weg dat de signalering nog niet actief was. De 60VDC die ik had gemeten, was er ook net voordat de signalering actief werd.

Nu is alleen het artikel bij omroep Gelderland nog te vinden, voorheen was het hele pagina vol, met artikelen van een flink aantal nieuwskanalen, inclusief de NOS, als ik me goed herinner.

en naarmate de trein dichter bij de volgende voeding komt, zal die een groter deel van de stroom voor zijn rekening nemen, waardoor de stroom door de rails bij de spoorwegovergang kleiner wordt, en dus ook de spanningsval.

Voila, dat is een nog veel betere omschrijving van wat er gebeurt. Ik denk dat we het principe van de zaak nu goed beschreven weten.

kreeg steeds een schok vóórdat de trein langs kwam

Dus toch ook! Het zou nu interessant zijn schetsjes van de verschillende situaties te maken.

Op 28 april 2022 15:48:42 schreef SparkyGSX:

[...]Dat zat mij ook al een tijdje dwars, en ik kan nog een beetje begrijpen dat een woordvoerder van Prorail het zo aan een leek uitlegt, wat ik niet snap is dat Sven dat gewoon overneemt, terwijl hij toch ruimschoots genoeg van de materie weet om weten dat het nonsense is.

[...]

Ik ken een zwevend net of een geaard net.
Dit hangt ertussenin en dat begreep ik dus nog niet toen.
Daarbij is dame aan telefoon ook niet technisch vermoede ik, dus ik citeer.

Feit dat het na de eerste auto of eerste paard wat passeert weg is doet mij meer aan lading denken...

Het hoe en wat technisch kan I.m.o. Als de lading groot is en de capaciteit hoog en de aardfout ver weg zit ook nog steeds...

Op 28 april 2022 12:40:46 schreef Franssieee:
Om welke overweg gaat dit?

Uit de TS overweg op de Bergsebaan bij de Bergse Heide in Bergen op Zoom

Op 28 april 2022 15:15:33 schreef Frederick E. Terman:
...
En achter zulke treinen, voor ons rechts, is er praktisch geen railspanning, omdat daar de stroom niet loopt - de voeding zit aan de andere kant, voor ons links.

Dit verhaal klopt niet.
De hoogste spanning is pal onder de wiel(en) van de trein, ongeacht welke richting de trein uit rijdt. Vanaf de wiel(en) loopt een grote stroom naar het voedingspunt en naar de andere kant uit loopt er weinig of geen stroom. Dat stuk rail voert dus vrijwel dezelfde spanning als de spanning onder het (de) treinwiel(en). Het stuk rail tussen de trein en het voedingsstation heeft een lagere spanning omdat door dat stuk rail een grote stroom loopt.
Ik ga ervan uit dat de railspanning bij het voedingsstation (bijna) nul volt is tov de aarde. (Rail met grootste stroom heeft de laagste spanning, rail met kleinste stroom heeft hoogste spanning)

Dat gaat alleen op als het uiteinde los ligt.
Maar dat ligt het niet, het ligt in het voorgaande voedingspunt ook aan de nul.

Dan kan je zeggen dat het spanningsverlies per meter van de rails het kleinst is op het stuk rail tussen de trein en verst afgelegen voedingsstation en is dus niet rijrichtingafhankelijk.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op donderdag 28 april 2022 20:55:31 (11%)

Hm, de zaak blijkt samengestelder dan ik aanvankelijk dacht.
Morgen zal ik de boel eens uittekenen. Ik mag me toch niet laten ringeloren door een voeding en wat per slot niet veel meer dan een schuifpotentiometer is?

Op 28 april 2022 20:47:13 schreef Jinny:
Dat gaat alleen op als het uiteinde los ligt.
Maar dat ligt het niet, het ligt in het voorgaande voedingspunt ook aan de nul.

Nee, de rails zweeft. Op het voorgaande voedingspunt ligt de rails ook aan de negatieve pool van de 1500V voeding. Als er daar stroom in de bovenleiding stroomt, loopt er ook stroom door de rails.

Als alle stroom door de trein uit een voedingspunt komt, loopt alle stroom door de rails terug naar dat voedingspunt.

Als dat voedingspunt rechts van de trein ligt, dan moet links van de trein inderdaad de hoogste spanning staan.

Nu wordt het pas echt leuk als er meerdere treinen rijden, en alle rails met elkaar verbonden is.

Op 28 april 2022 15:15:33 schreef Frederick E. Terman:
Fantastisch! Trapten die beesten daar in?

Ik had er een smiley achter moeten zetten. Kangoeroes zijn alleen geschikt als exportsymbool

We hebben het nu steeds over de (retour van de) tractiespanning, maar een overweginstallatie heeft toch wel degelijk een spanningsverschil nodig om een trein te kunnen detecteren? Dat komt niet uit de tractie, want een diesel- of stoomlok, of een losgeslagen wagon of rijtuig moet de overweg ook kunnen bedienen.

Uiteraard is er literatuur over dit onderwerp. Ik vond dit engelse artikel.

Mijn korte samenvating: De rails zweeft, maat heeft zoveel lek dat er daadwerkelijk een stroom (amperes) door de aarde loopt, "om de trein" heen terug naar het voedingspunt. En ja, er staat dus een significantie spanning op de rails rond de locomotief.

Op 29 april 2022 02:58:19 schreef maartenbakker:
We hebben het nu steeds over de (retour van de) tractiespanning, maar een overweginstallatie heeft toch wel degelijk een spanningsverschil nodig om een trein te kunnen detecteren? Dat komt niet uit de tractie, want een diesel- of stoomlok, of een losgeslagen wagon of rijtuig moet de overweg ook kunnen bedienen.

Die stroom is wisselstroom, en wordt apart per baanvak op de rails gezet. De baanvakken zijn verbonden met smoorspoelen om de tractiestroom te geleiden.

Dat is ook de reden waarom ATB (75Hz) niet werkt op de HSL: Daar is de tractiestroom ook wisselstroom. Uiteraard bestaan er ook systemen die hogere frequenties gebruiken, die kunnen wel met AC tractie (16 2/3, 50 of 60Hz) gecombineerd worden. Hoe dat combineert met een aarding bij 25kV weet ik ook niet, wellicht dat die aarding toch niet zo direct is?

Op 29 april 2022 01:56:19 schreef blurp:
[...]

Nee, de rails zweeft. Op het voorgaande voedingspunt ligt de rails ook aan de negatieve pool van de 1500V voeding.

Die bedoelde ik met nul, ik ken het verschil tussen nul en aarde.

Aanvulling:

Die smoorspoelen waarvan Blurp spreekt noemen ze in België 50Hz inductieven. Die laten dus inderdaad de tractiestroom (DC) door. Dit terwijl het 50Hz detectiesysteem van elkaar geïsoleerd blijft. Net zoals een condensator DC blokkeert, blokkeert een spoel AC.

Hier boven wat verkeerd voorgesteld , maar hier onder staat het beter getekend. Die spoelendie staan tussen de twee tegen over elkaar gelegen sporen. Die middenaftakking laat de tractiestroom (DC) door.

Naast deze 50Hz systemen hebben ze nog andere systemen op hogere frequenties (Jade) en assentellers.

Hier vanaf p30 wat uitleg over spoorstroomkringen:

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https…

Op 29 april 2022 02:58:19 schreef maartenbakker:
We hebben het nu steeds over de (retour van de) tractiespanning, maar een overweginstallatie heeft toch wel degelijk een spanningsverschil nodig om een trein te kunnen detecteren? Dat komt niet uit de tractie, want een diesel- of stoomlok, of een losgeslagen wagon of rijtuig moet de overweg ook kunnen bedienen.

Volgens Prorail, en mijn eigen metingen, is dit een signaal van ongeveer 5VAC, dus ik verwacht niet dat dit een probleem is voor overstekende dieren.

Die spanningsval over de rails is m.i. helemaal geen probleem, behalve op de plaatsen waar dieren (en mensen) het spoor oversteken. Het lijkt me alsnog triviaal op te lossen door die ~10 meter spoor te isoleren, en de spoorstaven links en rechts van de overgang te verbinden met een dikke kabel.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op vrijdag 29 april 2022 10:44:02 (21%)

Op 29 april 2022 10:29:10 schreef SparkyGSX:
Die spanningsval over de rails is m.i. helemaal geen probleem, behalve op de plaatsen waar dieren (en mensen) het spoor oversteken. Het lijkt me alsnog triviaal op te lossen door die ~10 meter spoor te isoleren, en de spoorstaven links en rechts van de overgang te verbinden met een dikke kabel.

We hebben al meer dan 100 jaar elektrische treinen (en overwegen) in Nederland, en het probleem lijkt beperkt tot wat anekdotes over geschrokken paarden.

Ik geloof niet dat het een groot probleem is. En anders zit de oplossing misschien eerder in paarden leren naast de rails te stappen i.p.v. erop.

Isoleren is nog niet zo simpel. Niet alleen moet je de daadwerkelijke overweg isoleren, maar je moet er ook voor zorgen dat treinen hun tractie uitzetten bij de overweg. Anders vonkt het zo, treinmotoren hebben nogal wat zelfinductie.

Ook moet je goed voorkomen dat een trein precies op de isolatie stil komt te staan. Want dan komt ie niet zomaar meer weg (en is je overweg heel lang gesloten!)

Isoleren is nog niet zo simpel. Niet alleen moet je de daadwerkelijke overweg isoleren, maar je moet er ook voor zorgen dat treinen hun tractie uitzetten bij de overweg. Anders vonkt het zo, treinmotoren hebben nogal wat zelfinductie.

Dat was ook mijn eerste gedachte. Vuurwerk! Zelfs al zou je de 10 meter verkleinen naar 3 meter, het fiets of ruiterpad, die in sommige gevallen zou moeten worden aangelegd. De twee draaistellen van een (museum) 1100 zouden in ieder geval binnen die 10 meter vallen.
Bovenleidingscheiders staan gesloten. Toch zag ik vroeger altijd vuurwerk bij zo'n ding ter hoogte van de Westerstraat in Delft, als een getrokken trein wegtrok uit het station. En die had dan zelfs beide stroomafnemers op.

Ik denk dat het wel meevalt; om te beginnen staan de motoren natuurlijk niet direct tussen de bovenleiding en de rails, daar zit nog een hele dikke motorregeling tussen, en daarbij vonkt de bovenleiding ook wel eens, vooral in de winter met een beetje ijsafzetting, en dat heeft, zover ik weet, ook geen desastreuze effecten.

Ik weet niet welke wielen van een locomotief precies gebruikt worden voor de retourstroom, maar als je meerdere wielen gebruikt, waarvan de uiterste verder uit elkaar zitten dan de maximale lengte van het geïsoleerde deel van de rails, kun je gewoon wegrijden als hij precies daar stil zou vallen.

Op 29 april 2022 11:00:26 schreef blurp:
het probleem lijkt beperkt tot wat anekdotes over geschrokken paarden.

Ik geloof niet dat het een groot probleem is. En anders zit de oplossing misschien eerder in paarden leren naast de rails te stappen i.p.v. erop.

Ik ken nogal wat blinden met geleidehonden, en die hebben vrijwel allemaal dit probleem. Als ze een paar keer een opdonder hebben gehad, willen ze het spoor niet meer oversteken, of doen dat op een gevaarlijke manier (zo snel mogelijk, terwijl ze nergens anders meer op letten), en in sommige gevallen worden ze in het geheel panisch voor treinen, waardoor de desbetreffende blinde dus ook niet meer met die hond in de trein kan reizen.

Hoeveel mensen kwamen er nou precies om door elektrocutie voordat we aardlekschakelaars gingen verplichten? Dat waren toch ook maar een paar anekdotes. Hetzelfde geldt voor auto- en vliegtuigongelukken. De 2 ongelukken met de 373 MAX veroorzaakt door MCAS zijn toch ook alleen anekdotes?

Dat is lekker gemakkelijk als je er zelf geen last van hebt.

Op 29 april 2022 11:00:26 schreef blurp:
[...]

We hebben al meer dan 100 jaar elektrische treinen (en overwegen) in Nederland, en het probleem lijkt beperkt tot wat anekdotes over geschrokken paarden.

Ik had er eerst ook moeite mee tot mijn vrouw het bij onze eigen pony overkwam. Das de rust zelve, maar schrok zich letterlijk in een stuip.

Ik geloof niet dat het een groot probleem is. En anders zit de oplossing misschien eerder in paarden leren naast de rails te stappen i.p.v. erop.

In dit op zicht mag ik ook open lassen en open aders overal gebruiken. Dag alle nen1010, 3140 en 3840 normen.. Ik mag gewoon van iedereen verwachten dat hij/ZIJ eraf blijft. Als het beetje forse spanning is, en Ri van persoon laag, dan zal hij of zij dat praktisch inderdaad nooit meer doen

Volgens mij staat in elke van die wetten dat de eigenaar of IV'er zelf verantwoordelijk is voor een veilige installatie.
Blijkbaar neemt prorail die term veilig nogal ruim.
Nen3140 is er duidelijk over: onder 50 VAC of 120 VDC
Volgens de meting van Sparky zitten ze er ruim onder..

Isoleren is nog niet zo simpel. Niet alleen moet je de daadwerkelijke overweg isoleren, maar je moet er ook voor zorgen dat treinen hun tractie uitzetten bij de overweg. Anders vonkt het zo, treinmotoren hebben nogal wat zelfinductie.

Of gewoon de potentiaal aarden in het asfalt/bestrating men staat een aardfouten immers toch toe..

Ik zie het probleem niet meer en de oplossing wel.