Sollte es eine Bodenfreiheit von der 11-kV-Leitung zur Erde geben?

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Sollte bei einer Spannung von 11 kV eine Mindesterdungsleitung zur Erde vorhanden sein? Ich lebe in Indien und sehe die Züge mit einem Spannungspegel von 25 kV, was im Vergleich zu 11 kV groß ist.

Seltsamerweise habe ich beobachtet, dass 25 kV in Zügen verwendet werden, deren Höhe im Vergleich zu 11 kV viel geringer ist (ich kenne die genaue Höhe nicht?). Nach der Logik meines Professors muss die Höhe der 25-kV-Leitung größer als 11 kV sein. Korrigiere mich, wenn ich falsch liege.

high-voltage Pankaj Prasad
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Antworten:

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Denken Sie einen Moment darüber nach, es ist nicht so schwer.

Warum wird die Bodenfreiheit benötigt?

1) Verhindern Sie, dass die Hochspannung auf Masse übergeht?

und / oder

2) Verhindern Sie, dass Personen oder Gegenstände die Leitungen berühren. Offensichtlich ist das Berühren einer Hochspannungsleitung ein Problem.

In Bezug auf Punkt 1) beträgt die durchschnittliche Feldstärke, die erforderlich ist, um einen Hochspannungslichtbogen (in trockener Luft) zu erzeugen, etwa 30 kV / cm

Für 11 kV wäre also etwa 1/3 cm (3,3 mm) erforderlich, um ein Überbiegen zu verhindern.

Für 25 kV wird fast 1 cm (10 mm) benötigt.

Die Höhe, in der 11-kV- und 25-kV-Leitungen montiert sind, hat also offensichtlich nichts mit dem Lichtbogen zu tun, da der Abstand zum Boden viel, viel größer ist als erforderlich, um dies zu verhindern.

Die Bodenfreiheit hat also offensichtlich mit Punkt 2) zu tun, also ist sie sicherheitsrelevant. Die Tatsache, dass die Spannung 11 kV oder 25 kV beträgt, spielt für den erforderlichen Abstand keine Rolle. Die Freigabe hängt mit äußeren Umständen zusammen.

Bimpelrekkie
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Eine weitere Überlegung zur Höhe ist, wie (unter schweren Last- oder Fehlerbedingungen) die Leitungen aufgrund der Wärmeausdehnung durchhängen. Manchmal bis zur Lichtbogenbildung an Bäumen und dergleichen.
JMS
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Wäre es nicht korrekter, die Entfernung zu verwenden, die ein trockener Lichtbogen selbst löschen würde? Ich nehme an, es ist 1 cm pro 30 kV zu zünden, aber es würde nach der Zündung bei deutlich niedriger halten, nicht wahr?
Stian Yttervik
@StianYttervik Geben Sie an, dass die Abstände wesentlich größer sind als entweder der Bogenabstand oder der Abstand, den der Bogen selbst löschen würde. Ich denke, jede Zahl vermittelt die Botschaft.
Cort Ammon
Obwohl diese Antwort positive Stimmen verdient, glaube ich leider, dass die Antwort im Wesentlichen falsch oder jedenfalls im Wesentlichen unvollständig ist. Upvoters müssen keine technischen Erfahrungen in diesem Bereich haben, aber ich habe zufällig ein bisschen Erfahrung. Die Standards, die die Polhöhen regeln, sind praktische Dokumente, die hauptsächlich auf Unfallgeschichten basieren. Sie irren sich nicht, dass Unfälle passieren, wenn große Dinge versehentlich unter Stromleitungen angehoben oder manövriert werden, aber Ihre Antwort spiegelt meines Wissens nicht die Denkprozesse der Komitees wider, die die Standards festlegen.
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@thb Du hast Recht, aber meine Antwort zielt nicht darauf ab, wettbewerbsfähig zu sein oder vollständig korrekt zu sein. Dennoch gibt es viele positive Stimmen. Warum ist das so? Das liegt daran, dass nicht jeder die genaue und richtige Antwort haben möchte . Sie (könnten) alle technischen Gründe und Dokumente in einer Antwort angeben, aber dann würde niemand sie lesen, da sie unlesbar wird. Wenn Sie ein Eisenbahntechniker sind, brauchen Sie diese Informationen. Wenn Sie sich wie OP nur über den Unterschied in der Bodenfreiheit gewundert haben, sind meine (und einige der anderen) Antworten angemessener.
Bimpelrekkie
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Die Höhe einer Linie sollte durch seine Verwendung und Ratings unterliegt erhöht werden. Der tatsächliche Luftraum, der um eine 25-kV-Leitung benötigt wird, um einen Ausfall zu vermeiden, beträgt nur wenige cm. Bei diesem niedrigen 10s-kV-Pegel hat die tatsächliche Spannung keinen Einfluss auf die Leitungshöhe.

Bei 25-kV-Leitungen über Bahngleisen ist der Zugang zum Platz unter den Leitungen eingeschränkt. Die Fahrgäste sind durch die Zugkarosserie geschützt. Wartungsarbeiter auf der Strecke sollten geschult worden sein, um keine langen Metallstangen über ihren Köpfen zu bewegen. Die Höhe wurde aus Gründen der Kompatibilität mit den Zügen ermittelt.

Bei einer 11-kV-Verteilung verlaufen diese Leitungen überall. Es gibt wenig, was Menschen, die auf Fahrzeugen sitzen, davon abhält, unter ihnen zu fahren und vielleicht sogar die Arme über den Köpfen zu bewegen. Die Höhe für diese wurde von einem Komitee ermittelt, das versucht, die Sicherheit (lange Stangen bieten gute Kopffreiheit und sind somit sicherer) gegen die Kosten (kurze Stangen sind billiger) abzuwägen.

Neil_UK
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Sie brauchen sehr lange Stangen, um Drachen zu schlagen ...
Solar Mike
Erwähnenswert ist auch, dass Erdkabel noch sicherer sind, sofern sie tief genug eingegraben sind, um ein versehentliches Ausgraben zu vermeiden. Sie sind nicht bogenförmig, weil sie mit einer Isolierung mit einer viel höheren Durchschlagfestigkeit als Luft bedeckt sind.
Chromatix
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Sowohl bei 11-kV-Stromkabeln als auch bei 25-kV-Eisenbahn-OHLE-Installationen liegt die Tragstruktur (Mast oder Portal) auf Erdpotential, was für Isolationszwecke der relevante Punkt ist.

Wenn Sie sich die Isolatoren zwischen dem Kabel und dem Träger ansehen, sollten Sie feststellen, dass die 25-kV-Isolatoren länger sind. Dies dient nicht nur dazu, die erforderliche Durchschlagfestigkeit in trockener Luft zu erreichen, sondern auf der gesamten Oberfläche des Isolators selbst, auf der sich häufig eine Schmutz- und / oder Feuchtigkeitsschicht befindet, die kein so guter Isolator ist wie Luft. Das ist auch der Grund, warum Isolatoren normalerweise gerippt sind.

Umgekehrt hat OHLE, das bei niedrigeren Spannungen (z. B. 1500 V DC) mit Strom versorgt wird, normalerweise viel kleinere Isolatoren.

11kV Strommast in Nepal

1,5 kV DC OHLE, in der Nähe von Manchester, England

Gleicher OHLE-Typ nach dem Upgrade auf 25 kV AC

Ein moderner Typ von 25kV OHLE

Chromatix
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Man kann auch hinzufügen, dass OHLE-Installationen komplexe Aufhängungs- und Spannanordnungen enthalten, die den Durchhang unter strengen Kontrolle halten, selbst wenn sich die Temperaturen ändern, was bei einer 11-kV-Verteilungsleitung nicht der Fall ist.
Hmakholm verließ Monica
@HenningMakholm Das stimmt, aber es wird getan, um die Ausrichtung des Fahrdrahtes mit dem Stromabnehmer des Zuges beizubehalten, nicht um die Bodenfreiheit zu gewährleisten.
Chromatix
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Ihre Frage ist praktisch. Ich lebe oder arbeite nicht in Indien, habe aber einige praktische Erfahrungen in der Angelegenheit in den Vereinigten Staaten, wo der National Electrical Safety Code (der NESC, der nicht mit dem National Electrical Code, NEC, zu verwechseln ist) die Angelegenheit regelt.

Der NESC ist eher ein praktisches als ein theoretisches Dokument. Wenn jahrzehntelange Erfahrung darauf hindeutet, dass Pole einer bestimmten Höhe mit wenigen Pannen Leiter einer bestimmten Spannung tragen, dann erlaubt der NESC diese Höhe bei dieser Spannung. Soweit ich weiß, ist bei Strommasten die Sicherheit während eines windigen Regensturms der wichtigste Kontrollfaktor, wenn

  • Die Linien werden herumgeblasen und
  • Die Lichtbogenschwelle der Luft ist niedriger.

Wie ein anderer Antwortender festgestellt hat, berücksichtigt der NESC ferner die Höhen normaler Aktivitäten am Boden unter den Linien, jedoch nicht wirklich anhand einer Formel. Es ist eher eine Frage der Erfahrung.

Aus diesem Grund widersprechen sich die Höhen der Strommasten und die Lücken der Kfz-Zündkerzen um eine Größenordnung. Ihr Zug ähnelt eher der Zündkerze.

thb
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