Jak spočítat hodnotu indukovaného napětí na zemědělském stroji?

[Milan Hudec]

Při podélném pohybu s vedením např.110kV.
Existuje nějaký obecný vzorec, či kvalifikovaný odhad?

[Jiří Schwarz]

Když vezmeme v úvahu že je to 3f síť, tak elektrické i magnetické pole těch 3 vodičů se navzájem "zruší, vynuluje".
Samozřejmě to platí pokud vzdálenost stroje od vedení bude mnohem větší než je vzdálenost mezi vodiči.

pokud budeme počítat s nějakou nerovnováhou, přiblížením k jednomu vodiči, mohli bychom začít uvažovat o kapacitě mezi vodičem a strojem a kapacitou nebo celkově impedancí stroje proti zemi. A v poměru opačném než je poměr impedancí se rozdělí to napětí vodiče.
"Proudově" to nebude nic velkého s ohledem na malou kapacitu a poměrně malou frekvenci (rozměr stroje vs. vlnová délka při frekvenci 50Hz)

Myslím, že se do horší situace dostaneš když pojedeš na bicyklu kolem tratě s AC trakcí, protože tam to zpětné vedení je trochu jinak provedené než "krajní napájecí vodič"

[Tomas M.]

Existuje k tomu jedna bakalářka, kde autor i měřil indukovaný proud dětníkem pod 400 kV

https://otik.zcu.cz/bitstream/11025/2814/1/BP_Josef_Cesky_E09B0038P_2012.pdf

[Jirka Š. Svejkovský]

Milan provokuje.
Dej mi vodivost pneumatik. Dej mi úhel, kterým projíždí vozidlo pod vedením.

[Jiří_Hrubý]

Předně na každém slušnějším školení, se traktorista dozví, že linku má podjíždět kolmo a vyhýbat se souběžné jízdě.
Dalším faktorem je činnost strojem prováděná, kdy při obhospodařován í půdy je přes pracovní stroj uzemněn.
Vliv bude mít i typ stroje, resp. stáří, protože čím dál tím více jsou stroje plastové.
Další proměnné jsou průvěs vodiče nad terénem, permeabilita vzduchu v závislosti na vlhkosti, mometální zatížení linky, transpozice vodičů...
Ale podle obecných údajů pro 100kV linku s proudem 150A ve fázi je ve střední výšce zemědělského stroje (řekněme 2m) intenzita pole ca 100V/m a indukce dosahuje 0,2μT.
Ale prakticky je dle požadavků ČSN 33 2040 podstatnější nejvyšší proud tělem 3,5A.
S napětím na stroji to bude těžší, protože vzhledem k měkkosti bude do měření promlouvat impedance měřáku.
Dle úrovně kopance odhaduji od 50 do 100V, ale beru to jako výzvu a při nejbližší příležitosti postavím pod největší průves 400kV linky crystala a forterru  a změřím proti zemi. Měření za pohybu stroje by bylo obtížně proveditelné.

[Jirka Š. Svejkovský]

Ale podle obecných údajů pro 100kV linku s proudem 150A ve fázi je ve střední výšce zemědělského stroje (řekněme 2m) intenzita pole ca 100V/m [/i]

No to asi není. 100kV je napětí sdružené, takže proti zemi je to cca 58kV. Proud v tom nehraje žádnou roli. Roli hraje to, jak vysoko je vedení. Mimochodem, intenzita 2,3 krát větší, než udáváte, se nachází metr od zásuvky.

[Jiří_Hrubý]

Měl jsem namysli 100kV linku a proud vodičem a indukce nesouvisí? Ta hodnota, kterou jsem uvedl je poznámka ze starší stovkařské příručky, tak se omlouvám za slepý opis chyby.

[Milan Hudec]

Předně na každém slušnějším školení, se traktorista dozví, že linku má podjíždět kolmo a vyhýbat se souběžné jízdě.

Milan neprovokuje, jedná se právě o info ze školení.

[Martin Kurka]

Ale prakticky je dle požadavků ČSN 33 2040 podstatnější nejvyšší proud tělem 3,5A.

No, pane, to máme zocelené traktoristy ,  skoro jako Drápalíka z Vesničky mé střediskové.

Podstatná bude kapacita a odpor traktoru proti zemi.
Kritická je výška traktoru resp. vzdálenost nejvyššího bodu traktoru od vodiče vedení.

Když si představíte jeden drát vedení jako nekonečně dlouhý vodič, a Zeměkouli jako nekonečně velkou vodivou desku (země je placatá a nesou ji slůňata...) máte školský případ kondenzátoru. Napětí je tak vysoké, frekvence tak malá a kapacita malinká, takže kondenzátor proti zemi si můžete představit, jako ideální zdroj napětí v sérii s reaktancí tohoto kondenzátoru. Kondenzátoru o velikosti kapacity nekonečně dlouhého vodiče proti nekonečné desce. Napětí vedení proti zemi lomeno reaktancí tohoto kondenzátoru je  zkratový proud zdroje.  
Díky vysokému napětí a velké reaktanci se tento obvod v podstatě chová jako ideální zdroj konstantního proudu.
Pro objekty výšky člověka nebude tento proud vyšší než povolených Drápalíkovskýc h 3,5mA.

Traktor je paralelní kombinace kapacity a svodového odporu proti nekonečné vodivé desce Země.
Máme dva kondenzátory - kapacitu vodiče proti traktoru a kapacitu traktoru vůči zemi - tyto dva kondenzátory jsou zapojeny v sérii a tvoří kapacitní dělič. Nejvyšší napětí na traktoru bude při nekonečném odporu svodového odporu. Pak se napětí rozdělí v poměru kapacit vedení proti traktoru a traktoru proti zemi.
Z praktického hlediska jde o průchod konstantního proudu impedancí traktoru proti Zemi.

Když si spočítáte kapacitu vedení pro nejnižší bod průhybu vodiče a pro nejvyšší traktor (nebo traktor se zdviženým závěsem) vyjde maximální kapacitní proud proti dokonale  uzemněnému nekonečně placatému traktoru.
Čím bude mít traktor menší kapacitu, tím bude na něm vyšší napětí.
Stejně vysoký menší traktor bude mít na sobě vyšší napětí než dlouhý a rozlehlý traktor.
 

[Milan Hudec]

 za přínosnou informaci krásně shrnutou v poslení větě.
Nicméně se přiznám, že si z vašeho odborného výkladu nedovolím vyvodit, zda bude napětí vyšší v případě blátivého či troudnatého pole.

PS
První slovo kterým vám dě... tam nezatáhnu ani tím traktorem

[Martin Škopek]

Podstatná bude kapacita a odpor traktoru proti zemi.
Kritická je výška traktoru resp. vzdálenost nejvyššího bodu traktoru od vodiče vedení.
...

Přesně jak píše p. Kurka výše - při zjednodušení se jedná o klasickou úlohu z teorie elmag. pole. Koho zajímá mag. indukce, ten musí použít Biot–Savartův zákon. Kdo potřebuje přesnější výsledky, musí provádět 3D simulace...

[ACEOF ACES]

Já bych to v tomto případě zkusil odhadnout takto:

U=(Uv/1,732)x(Lz/(Lz+(Lvx300)))

U  - napětí [V]
Uv - napětí vedení [V]
Lz - vzdálenost od země [m]
Lv - vzdálenost od vedení [m]

Příklad:
Vedení 110kV je 8metrů nad zemí a pod ním jezdí zemědělský stroj vysoký 4metry.
Jaké může mít ten stroj napětí proti zemi?

Uv=110 000V
Lz=0,5m (asi výška pneumatik)
Lv=8-4=4,0m

U=(110000/1,732)x(0,5/(0,5+(4x300)))
U=26,5V

[Milan Hudec]

Takže.
Souprava traktor a návěs délky 10m pod 110 oproti zemi (zaražený pluh).
V příčném směru a v podélné ose pod vedením cca 10V, v ose cca 2m od krajního vodiče cca 30V, toto jsou max hodnoty upostřed průvěsu vedení, směrem k podpěrám pokles napětí.
Půda rozoraná mokrá.
Měřeno hloupým multimetrem.
Oněch 30V již bylo mezi rukama mírně nepříjemných, což je zajímavé.

[Jiří Schwarz]

A teď můžeme přemýšlet o tom, jestli na to napětí má větší vliv VVN napětí ve vodičích, nebo proud, procházející vodiči, protože magnetické pole vznikající průchodem proudu, klesá se vzdáleností a u VVN jsou vzdálenosti mezi vodiči tak velké, že je možné dostat se do vzdálenosti, kdy je "traktor s pluhem, představující aperiodickou anténu" k některému vodiči výrazně blíže než k ostatním a tak se magnetická pole v tom místě úplně nevyruší

[Jan Franěk]

Na rovinu přiznávám že výpočty kolegů nedávám a ani se o to nebudu pokoušet.
Nicméně jeden poznatek z praxe při práci na vn.

Je to už desítky let, co jsem připravoval vedení 22kV v souběhu s vedením 400kV. Přijel jeřáb, zvedl řelezobetónový sloup na neocelovém vázacím laně a nikdo z nás nedokázal vlhkými rukavicemi odtlačit ten sloup do předvrtané díry v zemi. Museli jsme použít násadu od lopaty.
Během vázání vodičů do izolátoru (tehdy se ještě používal Al drát k vyvazování :-) ) jsme na tom byli podobně museli jsme si kouskem toho drátu připojit AlFe lano ke konzoli a odpojit to až po slezení z konzola na žebřík. Kopalo to řádně. Na stále ještě odpojeném úsekovém odpojovači, jsme dokázali vytáhnout až 5cm dlouhý oblouk během rozpojování.

Stalo se nedaleko Ovčína u nádrže Želivka

[Jirka Š. Svejkovský]

Trávník pod vedením 400 kV na rozvodně za slunného dne taky dokázal pořádně štípnout do palce. Druhý den jsem nechal sandále doma a odprosil pracovní obuv.

[Viktor Klemon]

K tejto téme mám skusenosť z jazdy na bicykli krížom pod vedením 400 kV,
kde na riadidlách bola v jednom mieste poškodená guma na gripoch.
Do tej doby som o tom poškodení nevedel, ale šupka to bola dobrá.
Keďže tou trasou sme jazdievali často, vedenie sme križovali na rôznych miestach,
tak mám vypozorované, že čím slnečnejší deň, tým väčšia šupa to bude.
Je evidentné, že tu nejde o elektromagneti ckú indukciu, ale o rozdelenie potenciálu
vo vzduchu, ktorý je síce veľmi špatný vodič, ale nie úplný izolant.
Po daždi a vo vlhkom vzduchu paradoxne jav nepocítiteľný.

Prúdy boli evidentne malé, ak sme nechceli dostať ranu, stačilo sa chytiť priamo
kovovej kostry bicykla, zviedlo sa to nepoznateľne.

Zvlášť nepríjemné to mal jeden kolega, ktorý mal riadidlá v poriadku, ale poškodené
mal sedlo v prednej časti. Jeho slová boli nezapísateľné.