afwijking kompas onder hoogspanningskabel

[jkien]

Als er in een sectie kortsluiting optreedt, dan wordt die sectie selectief afgeschakeld.

Hoe kan een sectie weten dat hij de bron van de kortsluiting is?

[klazon]

Door de wijze van schakelen loopt de grootste stroom in de schakelaars naar de kortgesloten sectie.

En het onderstation dat het dichtst bij de kortsluiting zit levert ook veel meer stroom aan de kortsluiting dan een volgend onderstation. In de beveiliging van de schakelaars zit een stroomafhankelijke wachttijd. De schakelaar die de meeste stroom voert schakelt het eerst uit.

Het is niet voor niks dat er zo veel voedingspunten op de bovenleiding zitten. Als een kortsluiting op één punt het hele Nederlandse bovenleidingnet onderuit zou kunnen halen, dan konden ze ook volstaan met één voedingspunt.

Oorspronkelijk zaten de voedingspunten 21 km uit elkaar.Door de komst van langere en zwaardere treinen was het in de jaren '90 noodzakelijk om er overal 1 tussen te zetten.

Ik zal zo even een plaatje laten zien van de standaard schakeling bij dubbelspoor.

[klazon]

Als op de aangegeven plek een kortsluiting ontstaat, dan zullen schakelaar 4 van schakelstation1 en schakelaar 1 van schakelstation 2 de grootste stroom voeren.

Op de schakelaars verderop richting de onderstations verdeelt de stroom zich over 2 paden. Die schakelaars zullen in blijven, en de schakelaars die het dichtst bij de kortsluiting zitten gaan er uit.

[jkien]

Interessant, je zou als achterblijver op het treinstation dus met een kompas kunnen waarnemen of de vertrokken trein een elektrisch schakelstation (SS) passeert, op tijdstip x, voordat hij het eerste elektrische onderstation (OS) bereikt. Zoja dan halveert de stroom op dat tijdstip. En als proef op de som kun je bij het andere perron controleren dat de aanvullende halve stroom daar op tijdstip x ineens door de bovenleiding begint te lopen.

[Benm]

Treinen rijden weliswaar meestal op verschillende secties, maar in de normale toestand is het 1500V bovenleidingnet één geheel, met vele voedingspunten. Dus als een trein in een sectie energie teruglevert, dan kan die energie heel goed worden opgenomen door een trein die enkele secties verderop rijdt, of door een trein op het parallelspoor.

Ik doelde op hetzelfde stuk in de zin van 'geen 100 kilometer verderop' - een klein stukje verderop maar voorbij een onderstation kan natuurlijk wel omdat dat onderstation dan netto toch minder hoeft te leveren.

De winst van regeneratief remmen zal denk ik het grootst zijn op drukke stations waarbij in een korte straal veel treinen tegenlijk remmen en andere juist optrekken. Op iets als utrecht CS vertrekt pakweg iedere minuut wel een trein, en komt er ook eentje aan.

[jkien]

Tot nog toe veronderstelde ik dat de bovenleiding weerstandsloos is, maar n.a.v. de reacties wil ik nu wel rekening houden met die weerstand.

Heeft de bovenleidingweerstand invloed op de reikwijdte van kortsluiting? Ja. De weerstand van de bovenleiding is ongeveer 0,05 Ω/km; of de helft daarvan bij parallelgeschakeld dubbelspoor. Een onderstation en de doorverbinding naar de volgende sectie worden uitgeschakeld als de kortsluitdrempel van 4 kA overschreden wordt. Die drempel kan overschreden worden bij een onderstation op een afstand kleiner dan (1,5 kV / 4 kA) / (0,05 / 2) = 15 km. Dus mede vanwege de weerstand breiden kortsluiteffecten zich niet uit over het hele land.

Heeft de bovenleidingweerstand invloed op de kompasuitslag bij het passeren van een onderstation? Ja: voorin (V) de trein gaat de kompasuitslag van maximaal naar nul; en achterin (A) omgekeerd. Middenin (M) een lange trein met twee pantografen (*) wisselt de kompasuitslag van teken.

Treintraject 754 keer bekeken

[Benm]

De aanname dat het weerstandsloos is lijkt me inderdaad eentje om te verwerpen - anders hadden we maar 1 onderstation nodig voor het hele netwerk.

Ik weet niet precies waar het getal 50 mOhm/km vandaan komt (klinkt nogal laag), maar als dat al zo is verlies je voor 1 kA toch al 50 volt per kilometer leiding tussen een onderstation en een trein, of tussen twee treinen onderling. Hoe dan ook zit je met 30 kilometer aan 0 volt.

[jkien]

Ik weet niet precies waar het getal 50 mOhm/km vandaan komt (klinkt nogal laag)

De totale koperdoorsnede is 500 mm²: twee rijdraden (1) van 100 mm², een draagkabel (2) van 150 mm² en een versterkingsleiding (3) van 150 mm².[1]

Die koperdoorsnede heeft een weerstand van 0,04 Ω/km bij 20 °C, en 0,05 Ω/km als de werktemperatuur wat hoger is.[2]

bovenleiding 752 keer bekeken

[Benm]

Ah, ik had me niet bedacht dat die andere draden eraan bijdroegen - eigenlijk had ik eerder gedacht dat ze van staal zouden zijn ivm de treksterkte.

[klazon]

Het is allemaal koper. Ongeveer om de 150 meter zit er een dwarsverbinding tussen versterkingsleiding, draagkabel en rijdraden.

Ik kom overigens op 0,035 ohm per kilometer.

[jkien]

Ik heb wel eens gedacht dat de bovenste draad een bliksemdraad was, zoals dat bestaat bij hoogspanningslijnen, maar niet dus. Misschien zijn bliksemdraden te duur voor de spoorwegen.

Ik kom overigens op 0,035 ohm per kilometer.

Bij welke temperatuur? In deze link uit mijn vorige bericht vermelden ze 0.0533 Ω/km bij 'bedrijfstemperatuur', waarvoor ze vermoedelijk de maximum geleidertemperatuur (90 °C) genomen hebben.

[klazon]

Het Nederlandse bovenleidingnet onder 1500V= kent geen bliksemdraden. Naar mijn mening is dat een gebrek dat elke keer zorgt voor veel problemen bij onweer. Zelfs de masten en portalen zijn niet echt geaard. Ze zijn via een overspanningafleider verbonden met de spoorstaven. De bliksemstroom komt daardoor in het retourstroomcircuit terecht.

In België (3000V=) kennen ze wel bliksemdraden. Alle masten zijn met elkaar verbonden door een doorgaande draad langs de toppen.

Ook het 25kV~ bovenleidingnet kent zo'n doorgaande aarddraad langs de paaltoppen.

Voor de berekening van de weerstand ben ik uitgegaan van de specifieke weerstand van 0,0175 ohm voor een draad van 1 m lang en 1 mm2 doorsnede. Die waarde geldt bij 20 graden C.

[Benm]

Het zal ongetwijfeld een kostenafweging zijn - vorig jaar heeft hier in utrecht het station nog een halve dag nauwelijks gewerkt omdat door bliksem de electronica die seinen en wissel aanstuurt beschadigd raakte.

Alsnog afleiders plaatsen over het hele netwerk is natuurlijk een enorme operatie, maar rond knooppunten klikt het best haalbaar.

[jkien]

Ik heb de treinreis Amsterdam-Utrecht 2x gemaakt met een smartphone die het magneetveld en de snelheid (volgens GPS) registreert. Het onderstaande combinatieplaatje is het resultaat. Links de heenreis, rechts de terugreis. Blauw is voorin de trein gemeten, rood achterin de trein. (Blauw en rood zijn niet dezelfde reis). Onderaan de snelheidscurve V, bovenaan de sterkte van het magneetveld in de dwarse richting. De magneetveldcurves heb ik verticaal verschoven zodat ze eindigen op een gemeenschappelijk nulniveau.

Het verschil tussen de rode en de blauwe B-curves correspondeert met het idee in mijn bericht van 2 juli (linkerplaatje, trein met 1 pantograaf). De blauwe curve en de rode curve liggen tegensteld t.o.v. het nulniveau. Beide vertonen een zaagtandpatroon. De zaagtandhelling van B1 en B2 beweegt weg van het nulniveau; de zaagtandhelling van B3 en B4 beweegt naar het nulniveau toe. Een begin- of eindpunt van een zaagtandhelling zou een moment dat de trein een onderstation passeert moeten markeren.

Magn_GPS 759 keer bekeken

Curve B3 eindigt afwijkend omdat de trein een paar minuten moest wachten voor station Utrecht.

[Benm]

Zeker de blauwe curve op de heenreis is fraai - waarschijnlijk omdat de trein daar harder optrekt dan op de terugreis. Je ziet in ieder geval goed dat er flink vermogen wordt gevraagd bij het versnellen van de trein, en daarna een redelijk constante hoeveelheid om op snelheid te blijven.

Regeneratief remmen lijkt hier niet/nauwelijks te gebeuren - zou men volledige regeneratief remmen dan zou de uitslag net zo groot moeten zijn als bij vertrek. Zeker op de terugreis remt de trein harder dan hij optrekt, dus ik vermoed dat er gewoon op wrijving geremd wordt.