[elektriciteit] Waar gaat de stroom uiteindelijk naartoe?

[marcus]

Hallo allemaal,

Ben nieuw op dit forum zat eigenlijk ook met deze vraag.

Heb naar aanleiding van deze thread nog een en ander.

Er wordt gezegd de stroom loopt de grond in en er weer uit. Bekend is dat geleiding in water toch iets anders is dan in koper gewoon een voorstelling van een doorlopende stroom is dus een gesimplificeerde voorstelling.

Dan de randaarde. Qua beveiliging zou die randaarde helemaal geen onderdeel van het electriciteitscircuit hoeven zijn. Gewoon de omhulling van apparatuur er op aansluiten en pas als daarop door kortsluiting dan spanning komt is er een verbinding tussen electriciteitsnetwerk en aarde waarna een aardlekschakelaar die onmiddelijk weer onderbreekt op een punt waardoor apparatuur waarin de kortsluiting ontstaan is van elektriciteit afgesloten wordt. Een aardlek schakelaar zou zelfs bij travo's geinstalleerd kunnen worden.

Er zijn echter - zoals ik begrepen heb - twee andere redenen waarom de circuits geaard worden. De eerste is buffering grote circuits geven minder spannings-stroom fluktuaties bij plotseling inschakelen of uitvallen van apparatuur en vervolgens vraagt de omvang van de systemen om de aarding omdat de frequentie anders niet zuiver loopt; uit de pas lopende energie wordt opgenomen door de aarde. Beide eisen die aan het net gesteld worden hebben iets tegenstrijdigs en op deze manier wordt het dan maar opgelost. Het verdiend wat mij betreft geen schoonheidsprijs.

[klazon]

Strikt genomen hoeft een laagspanningsnet inderdaad niet geaard te worden. Je houdt het dan z.g. zwevend.

Het nadeel daarvan is dat de potentiaal t.o.v. aarde niet gedefinieerd is. Als er ergens onbedoeld een verbinding ontstaat van een fase naar aarde, dan merk je dat niet meteen, maar de twee andere fasen komen dan wel op de gekoppelde spanning t.o.v. aarde te staan.

Om dit te voorkomen wordt het sterpunt hard geaard, als er dan ergens een aardfout ontstaat wordt dit onmiddellijk duidelijk doordat de automaat of de aardelkschakelaar uitschakelt.

[marcus]

Dan is er toch ook geen continue aarding nodig zou ik denken. Een aardlek schakelaar registreert dan toch onmiddelijk het ontstaan van een fout, een kortsluiting en schakelt alles uit.

Volgens mij is de reden van de vaste aarding veel meer te zoeken in het ontstaan van de grotere koppelnetten in de vijftiger jaren tot inmiddels het europees koppelnet. Deze netten legde en legt men vaak aan als ringnetten. Het probleem is dan dat tussen verbruiker (een stoppenkast of travostation) en centrales, windmolens etc en tussen centrales onderling er steeds twee routes zijn (de ene kant langs en de andere kant langs) de frecquenties kloppen dan niet meer en er ontstaat "een vervuilde sinus"zoals dat dan heet door relativiteitseffect.

[klazon]

Dan is er toch ook geen continue aarding nodig zou ik denken. Een aardlek schakelaar registreert dan toch onmiddelijk het ontstaan van een fout, een kortsluiting en schakelt alles uit.

Als het net niet geaard is dan zal een aardlekschakelaar ook niks doen.

En dat verhaal van de ringnetten is erg vergezocht. De voortplantingssnelheid van de elektriciteit is zo hoog vergeleken met de vrij lage netfrequentie dat dit helemaal niks uitmaakt. En als het wel een probleem zou zijn dan los je dat niet op met aarding.

Het aarden is puur een veiligheidsmaatregel, functioneel doet het niets, in ieder geval niet in laagspanningsnetten.

[marcus]

Als het net niet geaard is dan zal een aardlekschakelaar ook niks doen.

Waarom niet? Een aardlekschakelaar registreert toch het ontstaan van een aardlek bijvoorbeeld een beschadigde isolatie van een kabel. Op dat moment is er aarding en verbreekt de aardlekschakelaar de verbinding.

Wat die relativiteitseffecten betreft ik zou ook zeggen dat ze verwaarloosbaar zijn maar als er een zekere stapeling optreedt van de effecten zou het misschien toch een rol kunnen spelen die niet verwaarloosbaar is. Met stapeling bedoel ik dat elke fasewisseling de chaos in het netwerk iets zal toenemen. De aarding of afvlakking gaat dit dan tegen maar de vraag is dan waar blijft de chaos? Zit die in mij misschien?

[klazon]

Waarom niet? Een aardlekschakelaar registreert toch het ontstaan van een aardlek bijvoorbeeld een beschadigde isolatie van een kabel. Op dat moment is er aarding en verbreekt de aardlekschakelaar de verbinding.

De aardlekschakelaar kan alleen maar werken als er een aardstroom gaat lopen. Voor een stroom heb je een gesloten circuit nodig. En als er nergens anders een aardverbinding is krijg je ook geen gesloten circuit.

Dit is een van de basisprincipes van elektriciteit: stromen lopen alleen maar in gesloten lussen. Uit deze hele discussie concludeer ik dat veel mensen dat principe over het hoofd zien.

Wat die relativiteitseffecten betreft ik zou ook zeggen dat ze verwaarloosbaar zijn maar als er een zekere stapeling optreedt van de effecten zou het misschien toch een rol kunnen spelen die niet verwaarloosbaar is. Met stapeling bedoel ik dat elke fasewisseling de chaos in het netwerk iets zal toenemen. De aarding of afvlakking gaat dit dan tegen maar de vraag is dan waar blijft de chaos? Zit die in mij misschien?

Ik denk inderdaad dat de chaos in je hoofd zit.

Aarding verandert hier helemaal niets aan. Zoals gezegd, bij laagspanningnetten is de aarding uitsluitend een veiligheidsmaatregel. En bij hoogspanningnetten is de indirecte aarding via smoorspoelen een maatregel om bij aardsluiting de foutstromen te beperken. Voor het normale functioneren van netten is de aarding overbodig.

En als je praat over afvlakking bij wisselstroomsystemen dan creëer je nog meer chaos. 8)

[marcus]

Bedankt, je hebt gelijk dat ik dat over het hoofd zag.

Aan de andere kant als je een statisch geladen trui aanraakt of er in de buurt komt loopt er een stroom die zichtbaar wordt als vonk (ionisatie verlaagt de weerstand).

Is hier sprake van een gesloten circuit? Ja en nee tegelijk. Het toont dat ales met alles in verbinding staat (de relativiteitstheorie rekende af met het idee van een lege ether waarin alles zich voordoet)

Het is dus nog maar de vraag wat er precies aan wisselwerking stromen etc tussen een op slechts één plaats in verbinding met aarde staand net en aarde (preciezer grondwater) plaatsvindt.

Als het inderdaad zo is dat er dan niets gebeurt dan betekent dat ook meteen dat het geen enkel probleem zou zijn een draad van een zwevend net beet te pakken en waarom is dan veiligheidsaarding nodig? Er zou dan toch weer met aardlekschakelaars gewerkt kunnen worden immers pas op het moment dat er op twee punten verbinding ontstaat is er ook pas een probleem en dan werkt een aardlekschakelaar ook.

[ad1003]

Het nadeel daarvan is dat de potentiaal t.o.v. aarde niet gedefinieerd is. Als er ergens onbedoeld een verbinding ontstaat van een fase naar aarde, dan merk je dat niet meteen, maar de twee andere fasen komen dan wel op de gekoppelde spanning t.o.v. aarde te staan.  

volgende betreft alleen schepen? :

bij een drieleidersysteem, zwevend net, wordt een isolatiefout in een fase gedetecteerd doordat er drie signaallampjes in ster, met sterpunt aan aarde op het schakelbord zit. gaat 1 van de lampjes zwakker branden ( of uit, bij volle sluiting) dan moet je de fout opsporen door groepen af te schakelen enz. Alles blijft ook bij sluiting in 1 fase, meestal gewoon doordraaien , natuurlijk niet als de draad gebroken is of twee fasen gelijk aan aarde liggen (smelten er een paar zekeringen door).

De isolatie fout wordt meestal snel ontdekt door de wachtdoende werktuigkundige ook als de isolatie slecht is, 1 lampje brandt dan zwakker, wordt aktie ondernomen.

In nieuwe installaties zit er in plaats van lampjes een isolatie meetsysteem met een aan wijzing in Ohm, het principe is hetzelfde.

[klazon]

Op schepen (en ik dacht ook in vliegtuigen) wordt bewust gekozen voor een zwevend net vanwege de bedrijfsszekerheid. Als er 1 massasluiting is gaat de zaak niet meteen plat. Maar je moet het wel monitoren. En dat kan omdat op een schip een overzichtelijk geheel is met deskundig personeel aan boord.

In openbare netten werkt dat niet. Een laagspanningsnet verspreid zich over meerdere woonhuizen waar mensen allerlei akelige dingen doen met leidingen en snoeren. Als je zo'n net zwevend maakt en je gaat het monitoren op aardsluitingen, dan blijven de monteurs van de nettendienst heen en weer crossen om uit te zoeken waar die sluitingen zitten. Het is dan veel handiger om de knoeiers direct te confronteren met hun eigen geknoei door de zekering of de aardlekschakelaar er uit te laten knallen voordat de buurman er last van krijgt.

[marcus]

Ben er - bijna - van overtuigd dat je helemaal gelijk zult hebben maar weet je ook wat er gebeurt als bij een zwevend net één massacontact ontstaat en of het dan ook uitmaakt waar in het netwerk deze massasluiting ontstaat?

Het andere waar ik toch nog niet uit ben (hoewel beetje oftopic heeft het voor mij toch met de topicvraag te maken) is dat de huidige koppelnetten en netten van lagere spanning in veel gevallen als ringnet zijn opgebouwd waaraan dan alle centrales leveren en alle gebruikers van afnemen. Theoretisch geeft dat het relativiteitsprobleem dat "de stroom" steeds twee mogelijke richtingen heeft wat de indruk van chaos geeft en ook niet erg rendabel lijkt. Door de frecquentie van wisselstroom ontstaat een probleem. Dan kun je natuurlijk discussieren over de vraag of dit in de praktijk wel of niet verwaarloosd kan worden. Over 'één fase vast wel maar over bijvoorbeeld een dag treedt er mogelijk een stapeling op (wanneer het net zwevend zou zijn) en is het dan toch niet zo dat het bij de "gratie van de aarding" is dat deze schijnbaar ordelijke en logische construktie geen chaotische effecten heeft op de frequentie. Als variant op de topicvraag wordt de vraag dan waar blijft de chaos?

[klazon]

Nogmaals, aarding doet er in dit geval helemaal niks toe.

Ik snap ook niet goed wat je met chaos bedoelt, en dat de chaos door stapeling over een dag kan toenemen, daar kan ik me helemaal niks bij voorstellen.

Het is wel zo dat er in transportnetten door looptijdverschillen faseverschuivingen ontstaan. Die kun je meten als je een ringvormig net ergens opent. Tussen de beide uiteinden die dan ontstaan kun je dan de faseverschuiving meten, als die er is. Als je dan de ring weer sluit zal er een verandering optreden is de loop van de vermogens.

Het is overigens geen probleem als er faseverschuivingen optreden over een bepaalde afstand. Feitelijk is het zelfs een voorwaarde voor de werking van het net, zonder faseverschuiving zou er geen vermogenstransport plaats vinden. En daar is het net toch juist voor bedoeld.

[marcus]

Met chaos bedoel ik wanneer er een "sinussignaal" uit een bron komt dan geeft dit een optelsom van alle electronenbewegingen. Twee signalen die met elkaar een kwart fase verschoven zijn heffen elkaar op. Bij een kleinere verschuiving krijg je een - statistische sinus - als resultaat van een zekere chaos van verschillende signalen/stromen die vlakker is wat duidt op vermogensverlies.

De topic vraag is waar blijft de stroom? blijft die als chaos op het net of zijn elektriciteitsmaatschappijen eigenlijk continue bezig een schip op te ruimen door de troep overboord te gooien; schip schoon, ordelijk maar waar is de chaos? Dit laatste natuurlijk met als gevolg ook verliezen die echter niet in de boeken komen als netwerk verlies omdat iedereen er collectief wel voor betaald doordat de stroommeter het vermogen registreert als verbruik?

Ik begrijp zelf ook dat ik wat chaotisch ben maar heb het gevoel dat elektriciteitsnetwerken opgezet zijn met voorbijgaan aan inzichten relativiteitsidee omdat daarop op hoger beroepsonderwijsniveau amper wordt ingegaan en dat hogere fysici het misschien onder hun waardigheid vinden zich met electriciteit bezig te houden terwijl het europees koppelnet toch in feite een gigantische deeltjesversneller is met als medium koper?

[klazon]

De chaos zit echt in je hoofd want je haalt er dingen bij die helemaal niet ter zake doen.

[marcus]

Dan is dat misschien het antwoord op de vraag? Dat de chaos in de hoofden van mensen terecht komt (want ik ben toch niet de enige chaoot) of tussen hoofd en fysiek? Moet maar niet meer deelnemen dan aan dit forum, maar niet meer naar musea gaan om kunst te kijken, maar niet meer zaalsport beoefenen, niet meer cd's draaien, geen muziek meer maken of beluisteren als er electronica bij komt kijken en gauw een paar nike air schoenen aanschaffen om me te isoleren tegen alle mysterieze aardstraling die me in verwarring zou kunnen brengen zodat ik niet meer cool ben.

[Jan van de Velde]

Marcus schreef:

Het probleem is dan dat tussen verbruiker (een stoppenkast of travostation) en centrales, windmolens etc en tussen centrales onderling er steeds twee routes zijn (de ene kant langs en de andere kant langs) de frecquenties kloppen dan niet meer en er ontstaat "een vervuilde sinus"zoals dat dan heet door relativiteitseffect.

Klazon schreef:

En dat verhaal van de ringnetten is erg vergezocht. De voortplantingssnelheid van de elektriciteit is zo hoog vergeleken met de vrij lage netfrequentie dat dit helemaal niks uitmaakt. En als het wel een probleem zou zijn dan los je dat niet op met aarding.

marcus schreef:

Wat die relativiteitseffecten betreft ik zou ook zeggen dat ze verwaarloosbaar zijn maar als er een zekere stapeling optreedt van de effecten zou het misschien toch een rol kunnen spelen die niet verwaarloosbaar is. Met stapeling bedoel ik dat elke fasewisseling de chaos in het netwerk iets zal toenemen. De aarding of afvlakking gaat dit dan tegen maar de vraag is dan waar blijft de chaos? Zit die in mij misschien?

Na nog verschillende vragen en antwoorden antwoord Klazon dan nog maar eens

De chaos zit echt in je hoofd want je haalt er dingen bij die helemaal niet ter zake doen.

waarop marcus dan verongelijkt antwoordt:

Dan is dat misschien het antwoord op de vraag? Dat de chaos in de hoofden van mensen terecht komt (want ik ben toch niet de enige chaoot) of tussen hoofd en fysiek? Moet maar niet meer deelnemen dan aan dit forum, maar niet meer........(etc)

Marcus, je was zelf begonnen over die chaos in je hoofd, dus dan hoef je een grapje niet op je fatsoen te trekken. Waar die chaos ook bestaat, niet op het lichtnet, want dan zou je het rap genoeg merken.

De elektrische energie plant zich voort in een lichtnet met een snelheid van 300.000 km/s of daaromtrent. Als een ringnet 300 km lang is zul je tussen het begin en het eind van de ringleiding dus een faseverschuiving van 1/1000 seconde meten. Er vindt echter op het net per 1/50 seconde een volledige wisseling plaats. Kun je toch geen chaos noemen?

Dus gewoon blijven forummen hoor, maar wel proberen iets tot je door te laten dringen. Kan de moeite waard zijn.