sciencetalk

Aan leidingen kunnen temperatuur metingen worden uitgevoerd. Hiervoor bestaan verschillende systemen. Hoe er gemeten wordt, wordt bepaald door de generatie van de leidingen, de omgeving en de externe omstandigheden. Er zijn verschillende soorten hoogspanningsleidingen met verschillende mechanische, thermische en elektrische eigenschappen.

De levensduur van een nieuw aan te leggen traject van een hoogspanningsnet wordt vooraf op een aantal uitgangspunten bepaald. Je ziet nu al vaker dat lijnen boven hun ontwerp kriteria worden gebruikt. Als dat de maximum toelaatbare stroom is, dan zal de leiding warmer worden, de weerstand zal toenemen, de warmte ontwikkeling wordt groter..... De temperatuur van de leiding stijgt dan.

Bij leidingen van nieuwere generaties worden andere technieken toegepast in de constructie van de leiding. Daarbij kan je hetzelfde ontwerp vermogen leveren bij veel hogere geleider temperaturen. Die temp. kunnen in theorie oplopen tot 250 graden Celsius. Zonder dat de eigenschappen van die leidingen veranderen. Wat niet bekend is wat de levensduur van die leidingen in de praktijk zal zijn, omdat het in de praktijk nog niet bewezen is, dat dit soort leidingen het 50 jaar of langer onder volledige belasting of zelfs hoger, kunnen uithouden.....

Als gewoon ACSR leidingen gebruikt worden, kunnen onder bepaalde omstandigheden de leidingen ook handwarm zijn. De leiding wordt dan onder de ontwerp rating gebruikt wat de stroom, het temp. verschil met de omgeving of de windsnelheid betreft. Andere factoren zijn: luchtvervuiling, luchtvochtigheid, condensvorming (waterdruppels), de zonnestand, tijdstip van de dag, de windrichting tov de lijn, beschadigingen aan de leiding door corona effect (je ziet de brandvlekken op de leiding), de leidingen zetten door het warmer worden uit - de leidingen worden langer en hangen daardoor meer door (dus dichter bij omgeving). Dit is een omkeerbaar effect. Andere effecten zijn door ouderdom deformatie van de leiding, waardoor de kenmerken van de leiding veranderen. Dit proces is niet omkeerbaar. De leidingen worden slechter.

Om kosten te besparen, door bijv. de hoogspanningsmasten te kunnen blijven gebruiken worden leidingen gebruikt, die anders dan ACSR type zijn (Aluminium Conductors Steel Reinforced). Daarmee wil men de masten dan hergebruiken en de nieuwe leidingen zwaarder belasten met hogere stromen. De max. temperatuur van die leidingen ligt veel hoger dan de 80 graden Celsius, bij windsnelheid van 0,6 m/sec en een omgevingstemp. van 25 of 35 graden Celsius. Die leidingen hebben fysiek ongeveer dezelfde afmetingen en ook de mechanische/constructieve kenmerken liggen in de range van de leidingen die gebruikt worden.

Het probleem is dat het weer een veranderlijk proces is, je kan niet exact uitrekenen wat op welk tijdstip van de dag de temperatuur van de leiding zal zijn. Ook kan electriciteit niet opgeslagen worden, de electriciteits flow wordt bepaald door vraag en aanbod, dat resulteert de ene keer in onderbezetting dan wel overbezetting tov de ontwerpspecificaties.

Een leiding temp. van 80 graden Celsius grijpt niet in op mechanische of constructieve eigenschappen van de leidingen. Bij 80 graden Celsius is de invloed van de doorhanging van hoogspanningsleidingen tov 30 graden Celsius zeer goed merkbaar bij afstanden van 200-200m tussen de hoogspanningsmasten.

Dit topic werd voor mij actueel omdat ik gisteren tijdens een wandeling bij Ede een zwerm spreeuwen op een hoogspanningsleiding zag, zie foto. Ze zaten op de dunne kabels, niet op de dikke. De dikke zijn de stroomkabels want die zijn met isolatorkettingen elektrisch gescheiden van de mast.
In dit topic zag ik een paar mogelijke verklaringen waarom de dikke stroomdraad gemeden wordt: veldsterkte te hoog (merkbaar voor vogels), kabel te dik (geen houvast voor kleine vogels), en kabel te heet.

Ik gok voor deze spreeuwen maar op de simpelste verklaring: de dikke kabel biedt geen houvast. Ik schat de diameter van de dikke kabel op 2 cm, en die van de dunne kabel op 1 cm (ingezoomd op foto en verondersteld dat de romp van de vogel 10 cm lang is).

Het was zaterdagmiddag, dus vermoedelijk was het stroomverbruik laag, evenals de temperatuur van de stroomvoerende lijnen.

De isolatorketting telt vijf schotels, kun je daaruit de spanning afleiden?

-- EDIT: op de geodatasite van het RIVM gevonden dat het een hoogspanningslijn van 150 kV is. --

De simpele verklaring dat zangvogels op dikke kabels onvoldoende houvast hebben wordt ook genoemd in dit Engelse vogelaarsforum

De draden zijn iets dikker dan je veronderstelt.

De dikkere stroomdraden zijn meestal 3 à 4 cm dik, de dunnere aarddraden zijn ongeveer 2 cm.

Ik denk intussen dat de veldsterkte rond de stroomdraden de balangrijkste reden zijn dat vogels die mijden.

Er zitten op de foto ook veel vogels op de mastconstructie, en die bestaat uit hoekijzer. Lijkt me voor een vogel ook niet het ideale houvast.

5 schoteltjes per isolatorketting in het binnenland is vrijwel zeker 50kV. Dichterbij de kust zijn ze meestal iets langer i.v.m. mogelijke zoutafzetting.

Het was zaterdagmiddag, dus vermoedelijk was het stroomverbruik laag, evenals de temperatuur van de stroomvoerende lijnen.

Een stuk verderop bij ons is er een ooievaar gaan nestelen op het horizontale gedeelte van de mast. Hierbij raakt het nest zowel de draden als de toren...en hij zit er al een tijdje dus die eieren zullen wel goed verwarmd worden. Ik zal eens kijken of ik een goede foto kan maken als ik er morgen langskom.

Jan van de Velde schreef:nú nog eieren???

Die ooievaar moet toch zo zoetjes aan weer terug naar Afrika onderweg zijn, laat staan dat hijn eerst nog een nest jongen kan grootbrengen?

We hebben rare ooievaars hiero...en het zal mij niets verbazen als die eieren überhaupt niet meer uitkomen! Ze zitten regelmatig op ons dak, lantaarnpalen, laten zich met de eerste beste windvlaag in de struiken vallen en zijn nog niet op weg naar het zuiden. Ik denk dat er hier wat gemuteerde ooievaars rondvliegen.

Dit wordt wel wat off-topic, dus laten we maar weer teruggaan naar de elektriciteit!

'klazon' schreef:De draden zijn iets dikker dan je veronderstelt.

De dikkere stroomdraden zijn meestal 3 à 4 cm dik, de dunnere aarddraden zijn ongeveer 2 cm.

Ik denk intussen dat de veldsterkte rond de stroomdraden de belangrijkste reden zijn dat vogels die mijden.

 
De diameter van de dikke draden kan op mijn foto's inderdaad wel 3 cm zijn, het is niet precies te meten door de pixelgrootte.
In de wirwar van draden op de foto zie ik inmiddels beter dat er 2x3 dikke fasedraden zijn (rood en groen gemarkeerd), waar hoogspanning op staat, en 2 dunne aarddraden/bliksemdraden (geel), waar geen spanning op staat. De spreeuwen zitten uitsluitend op de aarddraden. Dan is het inderdaad plausibel dat de spreeuwen het elektrische veld rond de fasedraden voelen en mijden. 

   

Er zitten op de foto ook veel vogels op de mastconstructie, en die bestaat uit hoekijzer. Lijkt me voor een vogel ook niet het ideale houvast.

 
Op een uitvergroting is te zien dat het voor de dapperste spreeuwen op het hoekijzer blijkbaar goed blijft voelen tot aan het begin van de isolatorketting.

In de IEEE 738 standaard voor het berekenen van de "stroom-temperatuur" van bovengrondse hoogspanningsleidingen is de informatie te vinden om de temperatuur van deze leidingen te berekenen. Ook vind je daarin voorbeelden van de doorsnede en diameter van de geleiders die gebruikt worden.

klazon schreef:Wat de oplading betreft:

Dit is een continu proces. Er staat nl. wisselspanning op die draden, dus 50 keer per seconde wordt het vogeltje afwisselend positief en negatief geladen. Dat veroorzaakt een capacitieve stroom t.o.v. aarde. Nou ben ik niet in staat om even uit de losse pols te berekenen hoe groot die stroom is, maar mijn technische gevoel zegt me dat het zo weinig is dat het vogeltje daar niets van voelt.

Dat vogeltje wordt wel even 50 keer positief en 50 keer negatief geladen per seconde. Dat is zo snel dat de stromen die gaan lopen dusdanig hoog worden dat het vogeltje geëlectrocuteerd word. Ook een mens zal dit hoogst waarschijnlijk niet overleven. Maar dat is mijn inzicht hierin. Elektriciteit is een ding wat je niet moet onderschatten .

Dat vogeltje wordt wel even 50 keer positief en 50 keer negatief geladen per seconde. Dat is zo snel dat de stromen die gaan lopen dusdanig hoog worden dat het vogeltje geëlectrocuteerd word.

Euhm, hoe kom je daar bij? En wat dan met je gsm die een paar miljard keer per seconde van lading wisselt?

Dat is zo snel dat de stromen die gaan lopen dusdanig hoog worden dat het vogeltje geëlectrocuteerd word.

 
Reken het eens uit. De stroom wordt bepaald door de elektrische capaciteit van het vogeltje t.o.v. aarde. In een vorig bericht kwam ter sprake dat die capaciteit in de orde van 10 pF is. Stel dat de spanning 150 kV is bij 50 Hz, dan is de stroom I = U /(ωC) ongeveer 0,5 mA. Dat is onvoldoende voor jouw bewering.

Test-idee: een soort van vogelhuisje met draden van verschillende dikte.

Heeft er al iemand geïnformeerd bij de lui die die draden doen?

jkien schreef:Reken het eens uit. De stroom wordt bepaald door de elektrische capaciteit van het vogeltje t.o.v. aarde. In een vorig bericht kwam ter sprake dat die capaciteit in de orde van 10 pF is. Stel dat de spanning 150 kV is bij 50 Hz, dan is de stroom I = U /(ωC) ongeveer 0,5 mA. Dat is onvoldoende voor jouw bewering.

 

Is het niet zo dat de draden ook een enorme capaciteit tegen over aarde hebben en dat het verschil in capaciteit van de draden en het vogeltje de boosdoener is, of praat ik nu wartaal? Dat hebben we op school, elektro opleiding nota bene, nooit geleerd. -.-

Is het niet zo dat de draden ook een enorme capaciteit tegen over aarde hebben en dat het verschil in capaciteit van de draden en het vogeltje de boosdoener is, of praat ik nu wartaal?

 
Elektrocutie door een verschil in capaciteit? Bij hoeveel pF verschil gaat het vogeltje dan dood?

Voor elektrocutie is de stroom door het vogeltje van belang. Die stroom gaat door de vogelpootjes, het vogellichaam en de lucht (in serie geschakeld) naar aarde. De spanning is bekend, 150 kV bij 50 Hz. De capaciteit van het vogeltje is bij benadering bekend: C = Q/V = 4πεR, circa 10 pF. Daaraan verandert niet zoveel door de aanwezigheid van lange hoogspanningslijnen.

jkien schreef:Elektrocutie door een verschil in capaciteit? Bij hoeveel pF verschil gaat het vogeltje dan dood?

Voor elektrocutie is de stroom door het vogeltje van belang. Die stroom gaat door de vogelpootjes, het vogellichaam en de lucht (in serie geschakeld) naar aarde. De spanning is bekend, 150 kV bij 50 Hz. De capaciteit van het vogeltje is bij benadering bekend: C = Q/V = 4πεR, circa 10 pF. Daaraan verandert niet zoveel door de aanwezigheid van lange hoogspanningslijnen.

Oke, dan heb ik dat dus de hele tijd verkeerd begrepen. Ik dacht namelijk dat het door de ladingsvereffening dodelijk werd. Even iets anders wat ik me afvraag: De mensen die via een helikopter aan een "live" hoogspanningslijn werken hebben een faraday pak aan. Aangezien ze vanuit een helikopter aan de lijn werken hebben ze geen contact met aarde en zouden ze dus ook geen (dodelijke) schok kunnen krijgen. Waarom hebben ze dan zo'n pak aan?