Discussie over de bromtoon en laagfrequente stoorsignalen

Discussieer mee over de wereld van het grootschalig elektriciteitsnet en alles wat daarmee te maken heeft
jwr47
middenspanning
Load: 24
Ingelust: 08 mar 2016 22:32
Favoriete mastsoort: Severn Pylon bij Bristol - GB

Re: Discussie over de bromtoon en laagfrequente stoorsignale

Load Ingevoed door jwr47 » 23 mar 2016 19:45

Peter Forbes voegde de load toe: Met al je theorieën kan ik je niet verder helpen, maar met (een deel) van het technische aspect kan ik je mogelijk wel helpen.
Bedankt voor de informatie.
Statistisch gezien zijn de ovens m.i. geen oorzaak voor bromproblemen. Er zijn teveel bromproblemen, die vanuit gewone woongebieden worden gemeld. De oorzaak voor de bromstoringen moet uit een relatief vaak optredende configuratie stammen.

Ik vermoed, dat een lasser eventueel wel lichteffecten kan zien, die op stroomimpulsen bij het in- en uitschakelen van de lasboog ontstaan. Omdat de lasser echter de lichtboog in het oog houdt, neemt hij de virtuele gezichtsindruk niet waar.

Een blinde waarnemer naast de lasser moet de virtuele gezichtsindruk van de stroomimpulsen van het lassen eventueel wel kunnen "zien", zoals bijvoorbeeld in het volgende geval:
Magnetisch pulslassen is een proces dat behoort tot de groep van het druklassen. Het is een extreem snel optredend proces, waarbij zeer grote, kortdurende magneetvelden worden toegepast. Door de daarbij optredende grote krachten kunnen materialen van ongelijke aard met elkaar worden versmolten. Er komen energieën voor van 100 kJ, vermogens van wel 1 GW (miljard Watt) en magneetveldsterkten van meer dan 50 Tesla.

Peter Forbes
middenspanning
Load: 43
Ingelust: 19 aug 2015 19:35
Favoriete mastsoort: Groen
Dichtstbijzijnde trafo: Werk: AWW 1-3 (Alblasserwaard), Prive: Marconistraat

Re: Discussie over de bromtoon en laagfrequente stoorsignale

Load Ingevoed door Peter Forbes » 24 mar 2016 07:17

jwr47 voegde de load toe:
Peter Forbes voegde de load toe: Met al je theorieën kan ik je niet verder helpen, maar met (een deel) van het technische aspect kan ik je mogelijk wel helpen.
Ik vermoed, dat een lasser eventueel wel lichteffecten kan zien, die op stroomimpulsen bij het in- en uitschakelen van de lasboog ontstaan. Omdat de lasser echter de lichtboog in het oog houdt, neemt hij de virtuele gezichtsindruk niet waar.

Een blinde waarnemer naast de lasser moet de virtuele gezichtsindruk van de stroomimpulsen van het lassen eventueel wel kunnen "zien", zoals bijvoorbeeld in het volgende geval:
Magnetisch pulslassen is een proces dat behoort tot de groep van het druklassen. Het is een extreem snel optredend proces, waarbij zeer grote, kortdurende magneetvelden worden toegepast. Door de daarbij optredende grote krachten kunnen materialen van ongelijke aard met elkaar worden versmolten. Er komen energieën voor van 100 kJ, vermogens van wel 1 GW (miljard Watt) en magneetveldsterkten van meer dan 50 Tesla.
1 Gigawatt is een centrale zoals Eon die laatst op de Maasvlakte heeft neer gezet, zoveel energie komt er absoluut niet vrij bij het lassen. We hebben het hier echt over hele andere energie niveau's dan een simpel lasapparaatje. Nogmaals, de 500 uT haal je alleen op plekken waar je normaal gesproken niet komt als de boel in bedrijf is, dus onder de vlamboog ovens en bij de energie centrale waar ik het gewerkt heb, bij het sterpunt van de 500 MW generator.

jwr47
middenspanning
Load: 24
Ingelust: 08 mar 2016 22:32
Favoriete mastsoort: Severn Pylon bij Bristol - GB

Re: Discussie over de bromtoon en laagfrequente stoorsignale

Load Ingevoed door jwr47 » 24 mar 2016 22:38

Peter Forbes voegde de load toe: 1 Gigawatt is een centrale zoals Eon die laatst op de Maasvlakte heeft neer gezet, zoveel energie komt er absoluut niet vrij bij het lassen.
1 GW is geen energiespecificatie, maar een vermogen.
Ik heb de specificatie van het lasvermogen nog eens nagerekend, omdat het principe mij wel interesseerde.
De tekst over het vermogen (1GW) van het magnetisch puntlassen stamt uit: https://nl.wikipedia.org/wiki/Magnetisch_pulslassen

Het magnetisch pulslasapparaat bevat een hoogfrequent condensator-ontladingscircuit dat extreme capaciteiten en vermogens kan verwerken.

Het 1GW lasvermogen stamt dan ook niet direct uit de elektrische centrale, maar wordt in een condensator opgeslagen, die de energie in een extreem korte impuls kan ontladen. Daarna moet de condensator weer een tijdlang worden opgeladen.

Een voorbeeld van zo'n machine is te vinden in: Automotive Applications of Electromagnetic Pulse Technology (EMPT) http://www.english.pstproducts.com/Auto ... 20EMPT.pdf

De impulsduur van het in hoofdstuk 2.1 beschreven pulslasapparaat bedraagt ca. 10-100 microseconden.
De stroomsterkte bedraagt circa 500kA.
De spanning bedraagt circa 16kV
De energie van de impuls bedraagt circa 112kJ

Het vermogen van de laspuls is dan ongeveer 1 GW gedurende 100 microseconden. De lasenergie is dan 100 kJoule.

De centrale van Eon kan dit 1GW vermogen natuurlijk permanent opwekken; het lasapparaat kan dat niet. Toch is het vermogen 1GW.

Peter Forbes
middenspanning
Load: 43
Ingelust: 19 aug 2015 19:35
Favoriete mastsoort: Groen
Dichtstbijzijnde trafo: Werk: AWW 1-3 (Alblasserwaard), Prive: Marconistraat

Re: Discussie over de bromtoon en laagfrequente stoorsignale

Load Ingevoed door Peter Forbes » 25 mar 2016 16:50

Wat je nu aankaart is geen lassen in de klassieke zin van het woord. Dit is een methode om met hoge stromen een hoog magnetisch veld te produceren dat het te "lassen"' materiaal indrukt waardoor er een verbinding ontstaat. Er komt hier geen "lasser" bij kijken die naar een vlamboog kijkt, er komt überhaupt geen vlamboog bij kijken. Ook bij deze toepassing twijfel ik er niet aan dat deze op een goed afgeschermde locatie gebeurd, dus op een plek waar je op normale wijze absoluut niet bij komt.

Het vermogen haalt dit apparaat uit condensatoren die deze energie opslaan en die het in zeer korte tijd ontlaadt. Om je een idee te geven wat 1GW in houdt, het grootste vermogen dat je van een net kan afnemen is bij een volle sluiting. Als ik bij mij op de 50 kV een volle sluiting maak, is het kortsluitvermogen 550 MVA. Als ik dat zou doen, knipperen alle lampen hier in de Alblasserwaard. Vandaar mijn scepsis bij een conventioneel lasapparaat.

In je PDF spreken ze trouwens van een 400 volt 32 Ampère voeding om het apparaat te voeden. Dit houdt in dat het een continue vermogen van max 60 kW heeft. Op zich wel een interessante techniek, ik had er in ieder geval nog nooit van gehoord.

Ik zat er nog eens over te denken, als ik ergens klachten van lichtflitsen zou verwachten, is het in MRI scanners, dat is het enige waarbij ik zo kan verzinnen waarbij je wordt blootgesteld aan waarde boven de 500 uT.

jwr47
middenspanning
Load: 24
Ingelust: 08 mar 2016 22:32
Favoriete mastsoort: Severn Pylon bij Bristol - GB

Re: Discussie over de bromtoon en laagfrequente stoorsignale

Load Ingevoed door jwr47 » 26 mar 2016 21:08

Peter Forbes voegde de load toe:Als ik bij mij op de 50 kV een volle sluiting maak, is het kortsluitvermogen 550 MVA. Als ik dat zou doen, knipperen alle lampen hier in de Alblasserwaard. Vandaar mijn scepsis bij een conventioneel lasapparaat.
Interessant voor het onderzoek naar de bromstoringen is de schatting hoe vaak opvallende impulsvormige stroomstoten bijvoorbeeld op het lichtnet in Alblasserwaard optreden. Het hoeft geen volle kortsluiting te zijn, maar bijvoorbeeld uitschieters van 10% van de stroomsterkte, of in het bovenstaande voorbeeld 55 MVA.
Peter Forbes voegde de load toe:Ik zat er nog eens over te denken, als ik ergens klachten van lichtflitsen zou verwachten, is het in MRI scanners, dat is het enige waarbij ik zo kan verzinnen waarbij je wordt blootgesteld aan waarde boven de 500 uT.
In https://nl.wikipedia.org/wiki/Lassen staat aangegeven, welke stroomsterktes bij "gewoon lassen" worden gebruikt. Voor aluminium zijn 80A - 500A nodig, voor staal 50A tot maximaal 500A.

Op 10cm afstand van de stroomvoerende kabel is de veldsterkte bij 500A 1mT, op 1m afstand 100uT. Het is natuurlijk de vraag of die stroomsterkten nominaal worden gerekend, of dat men met hogere waardes voor inschakelstromen moet rekenen. Vermoedelijk speelt ook de steilheid van de inschakelflank een rol.

MRI scanners werken normaal met circa 1,5T (bij speciaal onderzoek circa 7Tesla).

Mensen die met of bij MRI-scanners werken, zoals radiodiagnostisch laboranten, maar bijvoorbeeld ook schoonmaakpersoneel, worden blootgesteld aan dit statisch magnetisch veld. Het is bekend dat hierbij kortdurende effecten kunnen optreden, zoals duizeligheid, misselijkheid, het waarnemen van lichtflitsen en het waarnemen van een metaalsmaak. http://www.uu.nl/agenda/promotie-kortdu ... -personeel

Als een mens zich in het magneetveld van de MRI-scanner beweegt kan de normale communicatie binnen de hersenen gestoord worden. MRI-personeel kan de problemen wat verminderen door geen snelle bewegingen bij de scanner te maken, om het opwekken van de storende elektrische stroompjes tegen te gaan. Patiënten zelf zullen het minst last hebben van de nadelige magneetveldeffecten; zij liggen vooral stil in het apparaat. http://www.volkskrant.nl/wetenschap/con ... ~a4087706/

Peter Forbes
middenspanning
Load: 43
Ingelust: 19 aug 2015 19:35
Favoriete mastsoort: Groen
Dichtstbijzijnde trafo: Werk: AWW 1-3 (Alblasserwaard), Prive: Marconistraat

Re: Discussie over de bromtoon en laagfrequente stoorsignale

Load Ingevoed door Peter Forbes » 27 mar 2016 21:29

jwr47 voegde de load toe: Interessant voor het onderzoek naar de bromstoringen is de schatting hoe vaak opvallende impulsvormige stroomstoten bijvoorbeeld op het lichtnet in Alblasserwaard optreden. Het hoeft geen volle kortsluiting te zijn, maar bijvoorbeeld uitschieters van 10% van de stroomsterkte, of in het bovenstaande voorbeeld 55 MVA.
Uiteindelijk zijn de ovens natuurlijk ook gewoon lasapparaten van 15 MVA, voor lasapparaten geldt hetzelfde als voor vlamboogovens, je kunt de vlamboog alleen beginnen door een volle sluiting te maken. Ik heb eens berekend dat bij een volle driefase sluiting, ik het 50 kV net bij ons met 7% naar beneden trek. Aangezien ik het kortsluit vermogen van de 50/150 kV trafo niet ken, kan ik niet uitrekenen wat daar gebeurd. Aangezien de netcode voorschrijft dat de snelle spanningsvariaties niet groter dan 3% mogen zijn, kan ik er van uit gaan dat op het lichtnet dat dus geen probleem geeft. Kleine aantekening is trouwens wel dat een drie fase sluiting bij normaal proces eigenlijk niet voorkomt. De vlamboog wordt ontstoken tussen twee elektroden en de derde komt daar vanzelf bij. In de praktijk zie je de 50 kV van de ovens over zo'n 2 à 3 kV dansen als er gesmolten wordt. Op de 50 kV van het lichtnet zie je hier niks van terug.

Qua stroom op het 50 kV net is het eigenlijk niet zo schokkend, daar loopt nominaal 173A. Bij de oven zelf kan het wel stevig te keer gaan. Bij nominaal gebruik is de stroom 25 kA. Bij kleine verstoringen kan de stroom oplopen tot zo'n 50 kA voor zo'n 2 seconde. Je ziet dan de soepele verbindingen, die bestaan uit 32 * 500mm² een goede meter op zij gaan. Ik heb tijdens het smelten een meting laten uitvoeren naar de magnetische velden, maar op 2 meter afstand was dit 100 uT. De oventrafo staat secundair in driehoek, dus elke stroom die door een van de elektroden gaat, moet door een van de andere twee weer terug, daardoor wordt het magnetisch veld van de drie elektroden een stuk lager. Bij een lasapparaat zal de heen en de terugstroom niet dezelfde weg volgen, maar via de aardkabel terug gaan. Hierdoor zal het magneetveld daar relatief wat hoger zijn. Ik kan me echter niet voorstellen dat je de volle mep krijgt.

Ik heb toevallig net een brochure van BBC waar onze vlamboog oven in staat, gepost in het topic "Richtlijnen voor het leggen van kabels (1969)". Dan heb je een beetje een beeld waar we over praten.

jwr47
middenspanning
Load: 24
Ingelust: 08 mar 2016 22:32
Favoriete mastsoort: Severn Pylon bij Bristol - GB

Re: Discussie over de bromtoon en laagfrequente stoorsignale

Load Ingevoed door jwr47 » 30 mar 2016 17:23

Peter Forbes voegde de load toe: je kunt de vlamboog alleen beginnen door een volle sluiting te maken.

Ik heb toevallig net een brochure van BBC waar onze vlamboog oven in staat, gepost in het topic "Richtlijnen voor het leggen van kabels (1969)". Dan heb je een beetje een beeld waar we over praten.
De brochure is hoogst interessant. Tot de eigenschappen van de vlamboog behoort naast het uitstralen van zichtbaar licht ook de emissie van ultraviolet licht en hoogfrequente stoorstraling. De boog kan dus ook als een soort "radio"-zender fungeren. https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtboge ... kteristika

Ook vertoont een lichtboog een negatieve weerstand (https://nl.wikipedia.org/wiki/Negatieve_weerstand). Dit is een mogelijke verklaring van het uitzenden van hoogfrequente straling:
"Componenten met negatieve differentieweerstand kunnen worden gebruikt voor het samenstellen van oscillatoren, omdat zij met het geleverde differentie-vermogen de demping in een trillingskring compenseren".
Treden dit soort exotische verschijnselen (het uitzenden van stoorstraling en ultraviolet licht naast zichtbaar licht) ook op vlamboogovens?

Peter Forbes
middenspanning
Load: 43
Ingelust: 19 aug 2015 19:35
Favoriete mastsoort: Groen
Dichtstbijzijnde trafo: Werk: AWW 1-3 (Alblasserwaard), Prive: Marconistraat

Re: Discussie over de bromtoon en laagfrequente stoorsignale

Load Ingevoed door Peter Forbes » 30 mar 2016 18:19

Pas een beetje op met teveel vast houden aan wikipedia informatie, het meeste klopt wel, maar ze kunnen er ook naast zitten. Kijk bijvoorbeeld maar bij de entree van vlamboog: https://nl.wikipedia.org/wiki/Vlamboog. Hier staat dat een vlamboog bij wisselspanning niet kan. Een vlamboog bij wisselspanning kan wel degelijk. Enige voorwaarde is dat de cosinus phi niet te dicht bij 1 komt. Bij een cosinus phi van zeg 0,9 ijlt de stroom ver genoeg na, zodat bij het doven van de vlamboog door de stroom nuldoorgang, er alweer voldoende spanning staat om hem gelijk weer opnieuw te ontsteken.

De negatieve weerstand is niet iets wat ik ooit ben tegengekomen in de vlamboog oven literatuur. Lijkt me meer iets voor de elektronica. Wat wel belangrijk is, is dat een vlamboog een zichzelf versterkend medium is. Een hogere stroom geeft een lagere weerstand wat weer een hogere stroom geeft. Bij een ideale spanningsbron zou dus de stroom oneindig groot worden.

Qua uitstraling van de boog zelf maak ik me niet zo druk. Tijdens de heftigste proces fase, is de boog volledig afgeschermd met schroot. Hij boort zich als het ware door het schrootpakket heen tot het de onderzijde van de oven bereikt heeft. Tijdens de procesfase waarbij de vlamboog niet meer bedekt wordt door schroot, zie je dat de vlamboog bijna ohms geworden is, hier zal dus weinig hoogfrequents meer afkomen. Ik heb drie spanning en stroombeelden van een vlamboog oven toegevoegd. 4A is het insmelten, 5A is enkele minuten nadat de tweede charge is toegevoegd, 6A is smelten met een vlak bad. In het geval van 4A en 5A is de boog beschermd door het schroot, bij 6A niet. Uiteraard is de oven zelf ook grotendeels van staal, al bestaat het deksel grotendeels uit steen.
Bijlagen
stroombeelden.png
Spanning en stroom vlamboog oven.
stroombeelden.png (122.79 KiB) 560 keer bekeken

Mastbeeld van deze aangeslotene
Mark
Globale moderator
Load: 1135
Ingelust: 25 jan 2012 01:06
Favoriete mastsoort: Donaumast
Dichtstbijzijnde trafo: Spijkenisse
Contact:

Re: Discussie over de bromtoon en laagfrequente stoorsignale

Load Ingevoed door Mark » 01 apr 2016 21:16

@ jwr47: nog bedankt voor je toelichting op 23 maart.

Ik zit zelf te weinig in de materie om hier verder wat aan toe te voegen. Echter als chemicus bevind (nou ja, momenteel bevond) ik mij regelmatig tussen NMR-machines variërend van 200 a 900 MHz (zo'n 5,5 tot 21 Tesla als ik mij niet vergis). Ikzelf heb daar nooit klachten van ondervonden en ken ook geen verhalen van anderen. Bromtonen heb ik ook nooit waargenomen, al is er genoeg achtergrondgeluid van de aansturende apparatuur voor deze machines is zulke ruimtes.

jwr47
middenspanning
Load: 24
Ingelust: 08 mar 2016 22:32
Favoriete mastsoort: Severn Pylon bij Bristol - GB

Re: Discussie over de bromtoon en laagfrequente stoorsignale

Load Ingevoed door jwr47 » 02 apr 2016 22:17

Peter Forbes voegde de load toe: De negatieve weerstand is niet iets wat ik ooit ben tegengekomen in de vlamboog oven literatuur. Lijkt me meer iets voor de elektronica. Wat wel belangrijk is, is dat een vlamboog een zichzelf versterkend medium is. Een hogere stroom geeft een lagere weerstand wat weer een hogere stroom geeft. Bij een ideale spanningsbron zou dus de stroom oneindig groot worden.
De interessante stroomcurve vertoont een zeer steile flank, die op een groot aantal hogere harmonischen duidt. Wellicht behoren daarbij ook behoorlijke componenten tot 48kHz.

Het is niet zo moeilijk een vlamboog tot oscilleren te brengen. Principieel moet men daartoe voldoende inductiviteit en capactiteit in de omgeving van de vlamboog installeren.

Voor een stralingsarme vlamboogoven moeten inductieve elementen (leidingen en spoelen) en capacitieve elementen (condensatoren) daarentegen natuurlijk zo gering mogelijk zijn.

Interessant is in dit kader de zendinstallatie, die in 1922/1923 voor de telegrafie tussen Kootwijk in Nederland en de Indonesische kolonie werd toegepast. Dit soort zenders werkten met frequenties van circa 48 kHz en een golflengte van 6,25 km. Leidingen van enkele honderd meter functioneren dan ook al als bruikbare antennes.
Het zendstation Malabar
De sterkste lichtboogzender, die volgens het door Valdemar Poulsen gepatenteerde systeem werkte, is door de Nederlander Cornelius de Groot 1922/23 in het Indonesische Malabar (Java) opgebouwd.
Men koos voor de lichtboogzender, omdat daarvoor alle benodigde onderdelen in eigen land konden worden geproduceerd.
Het zendstation Malabar werkte met een primaire vermogensopname van 2400 kW en was in staat over een afstand van 11.500 km contact op te nemen met het ontvangststation te Kootwijk. De zender werkte met een frequentie van 49,2 kHz (golflengte 6100 m).
Interessant is ook de 480m hoge zendantenne, die boven de kloof van Malabar achter het imposante gebouwencomplex was gespannen. De 2000m lange antenne zelf bestond uit zeven koperen litzedraden met elk 35 mm² doorsnee en was exact op Kootwijk uitgericht. De zender bevatte een 10ton zware elektromagneet.
Documentatie over deze installaties staat in Klaas Dijkstra's fotoalbum op http://www.cdvandt.org/price-album.htm

Het zendstation Kootwijk
De zender van Kootwijk was een machinezender. Voor de stroomvoorziening werd vanaf een PGEM-onderstation in de buurt van Apeldoorn een hoogspanningslijn aangelegd naar Kootwijk: kosten f 400.000.
Te Kootwijk bestond de generator uit een 3-fasen wisselstroommotor van 800 pk, die m.b.v. een wisselstroomgenerator (met 1500 toeren/minuut) een 6kHz wisselspanning opwekte. Deze frequentie werd door een 4-8-voudige vermenigvuldiging verhoogd tot 24 kHz (12,5 km) of 48 kHz (6,25 km). (http://radiokootwijk.nu/het-radiozendstation/613-2/).
Het antennevermogen bedroeg circa 400 kW. De antenne bestond uit zes getuide, stalen masten van 212 meter hoogte.
Peter Forbes voegde de load toe: Qua uitstraling van de boog zelf maak ik me niet zo druk. Tijdens de heftigste proces fase, is de boog volledig afgeschermd met schroot. Hij boort zich als het ware door het schrootpakket heen tot het de onderzijde van de oven bereikt heeft. Tijdens de procesfase waarbij de vlamboog niet meer bedekt wordt door schroot, zie je dat de vlamboog bijna ohms geworden is, hier zal dus weinig hoogfrequents meer afkomen. Uiteraard is de oven zelf ook grotendeels van staal, al bestaat het deksel grotendeels uit steen.
De vlamboog zelf is normaal gesproken te klein om (bij lage frequenties tot 48kHz) radiogolven te wekken. De vlamboog zorgt ervoor, dat de energie tussen de inductieve en capacitieve elementen wordt uitgewisseld. De lange toevoerleidingen vormen de "hoofdantenne", die "het zendvermogen" kunnen uitstralen.

Ter afscherming van eventuele stoorstraling van een vlamboogoven moet men "het complete systeem" met alle "losse" toevoerleidingen in een Faradayse kooi opsluiten. Daarmee wordt het elektrische veld afdoende afgeschermd. Wel kan de vlamboog natuurlijk een magnetisch veld opwekken, dat tot buiten de afscherming kan reiken.

Binnen een gebouw met een actieve vlamboogoven lijkt mij het oponthoud niet aan te bevelen. Op filmpjes kan men echter zien, dat er ook wel eens een machinist "tussen de vonken" een oogje in het zeil houdt:

https://www.youtube.com/watch?v=j4WKZthveXk

Plaats reactie

Wie is er onder spanning

Aangeslotenen op dit net: Geen aangeslotenen en 1 klantaansluiting