1

Тема: Наведенное напряжение

Доброе время суток. Хотелось бы уточнить у вас физику процесса появления наведенного напряжения в некоторых ситуациях:
1) Если проложить одножильный кабель в трубе. Я понимаю, что при прокладке одножильного кабеля в трубе, за счет изменяющегося магнитного потока, который создается током в жиле, протекает ток фуко. Но если труба изолирована от земли (допустим, что такое возможно ICQ/ab:) ) и при прикосновении к ней произойдет удар человека током.
2) Воздействие ЛЭП под напряжением на ЛЭП, которая отключена. Тут тоже самое, магнитный поток воздействует на ЛЭП и по сути так же, как и в трубе, должен протекать ток Фуко. Только величина его меньше, из за сечение проводника. Но еще же берется наведенное напряжение, которое зависит от таких факторов как: ток в линии, расстояние между проводниками, дальность их попутного следования.
3) Наведение напряжения в экране однофазного кабеля. Вроде как и тут, как и в отключенной ЛЭП. Т.е. должен протекать небольшой ток Фуко. ( Ведь все это оказывает влияние на заземление/транспозицию экранов).

Можете пояснить эти процессы или подсказать литературу, где можно прочесть ? В интернете мало информации. Заранее спасибо.

2

Re: Наведенное напряжение

River писал(а):
2018-12-02 17:51:14

Хотелось бы уточнить у вас физику процесса появления наведенного напряжения

Закон электромагнитной индукции

Long Live Rock'n'Roll

3

Re: Наведенное напряжение

High_Voltage писал(а):
2018-12-02 18:05:29

Закон электромагнитной индукции

То что это закон э/м индукции я понимаю и закон этот знаю.
По данным рассмотренным случаям я правильно рассуждаю или нет ? Может кто подсказать ? Просто по мимо индукционной составляющей есть еще и электростатическая.

4

Re: Наведенное напряжение

Удар человека током максимален, когда нет никакого пути для протекания токов, и при этом один конец проводника заземлен. Тогда человек, стоящий на земле, касаясь проводника, служит "выключателем" для этого тока. Если же ток там уже течет, то удар человека током будет слабее.

Мне приходит на ум книжка http://www.news.elteh.ru/osk6_500.pdf
Там что-то про это есть.

5

Re: Наведенное напряжение

Никакие там не "Фуко", а вполне обычные и понятные наведенные токи (не вихревые). Допустим, однофазный кабель. Экран заземлен с друх сторон. По кабелю течет ток нагрузки, по экрану - течет ток, пропорциональный току нагрузки, только в обратном направлении.
То же работает для ЛЭП. По ЛЭП течет ток нагрузки. Если рядом есть параллельная ЛЭП, заземленная с двух сторон - то по ней течет наведенный ток, в обратном направлении.
Это верно для заземленных с двух сторон экранов, ЛЭП.
Если заземления не будет, то и тока не будет (для протекания тока нужен контур). Но напряжение все равно будет наводиться, хоть оно и не будет иметь ходу. При этом надо учитывать, что при достаточной протяженности линии, может оказаться значительной емкостная проводимость. а если человек прикоснется  к линии - то контур получится такой: земля - кондей-линия (с потнциалом) - человек - снова земля. Таким образом, имеем контур, имеем разность потенциалов. Т.е. все условия, чтобы хорошенько током ударило.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6

Re: Наведенное напряжение

MusterOfPuppets писал(а):
2018-12-03 14:28:33

Никакие там не "Фуко", а вполне обычные и понятные наведенные токи (не вихревые). Допустим, однофазный кабель. Экран заземлен с друх сторон. По кабелю течет ток нагрузки, по экрану - течет ток, пропорциональный току нагрузки, только в обратном направлении.
То же работает для ЛЭП. По ЛЭП течет ток нагрузки. Если рядом есть параллельная ЛЭП, заземленная с двух сторон - то по ней течет наведенный ток, в обратном направлении.
Это верно для заземленных с двух сторон экранов, ЛЭП.
Если заземления не будет, то и тока не будет (для протекания тока нужен контур). Но напряжение все равно будет наводиться, хоть оно и не будет иметь ходу. При этом надо учитывать, что при достаточной протяженности линии, может оказаться значительной емкостная проводимость. а если человек прикоснется  к линии - то контур получится такой: земля - кондей-линия (с потнциалом) - человек - снова земля. Таким образом, имеем контур, имеем разность потенциалов. Т.е. все условия, чтобы хорошенько током ударило.

Вот я и хочу понять разницу, почему, допустим, в трубе будут протекать вихревые токи, а в экране и в отключенной ЛЭП нет.

7

Re: Наведенное напряжение

River писал(а):
2018-12-03 16:51:52

а в экране и в отключенной ЛЭП нет

Токи Фуко будут везде. Просто где-то их влияние будет несоизмеримо по модулю. Здесь надо понимать, что для протекания тока необходим ЗАМКНУТЫЙ КОНТУР. Если он есть и напруга есть - то и ток течет. Допустим, если экран кабеля заземлен с двух сторон - то контур выглядит так: правая земля - экран кабеля - левая земля - по земле снова приходим на правую землю. Вот так ток "крутится" по контуру, значит течет.
Если труба не заземлена или заземлена только справа, то в трубе очевидного БОЛЬШОГО и понятного контура нет. Но току крутиться то все равно хочеца, аж мочи нету. Поэтому ток от безысходности находит себе другой контур и крутится по диаметру трубы, подобно тому, как мотоциклист-трюкач в трубе. То есть не вдоль, а как бы поперек. Подобно тому, как ток течет в клещах электромонтажника, только по всей поверхности трубы. И вот это уже Фуко. И он греет трубу, кстати. 
Справедливости ради, надо сказать, что даже в заземленном с двух сторон экране текут токи Фуко. И даже в трехфазном экранированном кабеле они текут. Просто их там очень мало, его создают электроны-отбросы-аутсайдеры, которые почему то не смекнули, что можно ехать по магистрали:)
Это все, конечно, очень очень грубо. Но, думаю, зато понятно.

8 (2018-12-03 19:04:07 отредактировано High_Voltage)

Re: Наведенное напряжение

MusterOfPuppets писал(а):
2018-12-03 17:16:21

Поэтому ток от безысходности находит себе другой контур и крутится по диаметру трубы, подобно тому, как мотоциклист-трюкач в трубе. То есть не вдоль, а как бы поперек.

Вообще-то ток и магнитный поток перпендикулярны в пространстве, поэтому вихревые токи будут находиться в плоскости продольного сечения трубы.

Long Live Rock'n'Roll

9

Re: Наведенное напряжение

River писал(а):
2018-12-02 17:51:14

протекать ток Фуко. .

насчет них не заморачивайтесь. Токи Фуко, рассматривают, когда имеются массивные детали.

10

Re: Наведенное напряжение

High_Voltage писал(а):
2018-12-03 18:49:00

Вообще-то ток и магнитный поток перпендикулярны в пространстве, поэтому вихревые токи будут находиться в плоскости продольного сечения трубы

Всегда думал, что ток течет от точки более высокого потенциала к точке более низкого. По кратчайшему сопротивлению. Токи Фуко - не исключение. В трубе в разных точках наводятся разные напряжения а дальше токи просто как-то текут под воздействием этих напряжений.
Поэтому в конкретном случае, когда нет явного замкнутого контура, ток течет в направлении меньшего сопротивления, а не как-то "перпендикулярно-параллельно". И зависит это исключительно от материала, из которого сделана труба и его структуры. Хороший пример - это посуда для индукционных плит. Она сделана так, что для токов фуко сделаны пути (не перпендикуалярно и парралельно, а с точки зрения прогрева котлет!), а в обычной сковородке таких явных путей нет. Поэтому обычная сковородка на индукции не работает.

11

Re: Наведенное напряжение

MusterOfPuppets писал(а):
2018-12-04 08:59:27

Токи Фуко - не исключение.

См. картинку, ток циркулирует в плоскости перпендикулярной магнитной индукцииhttp://rzia.ru/uploads/images/7448/aad09f9e1347839acd756c18d2f9801d.jpg http://rzia.ru/uploads/images/7448/aad09f9e1347839acd756c18d2f9801d.jpg

Long Live Rock'n'Roll

12

Re: Наведенное напряжение

High_Voltage писал(а):
2018-12-04 15:56:36

См. картинку, ток циркулирует в плоскости перпендикулярной магнитной индукции

На картинке все правильно нарисовано, но к чему это здесь?
У Вас есть под рукой клещи электромонтажника? Позамеряйте ими ток в силовой цепи намеренно меняя угол наклона относительно проводника с током.

13 (2018-12-04 17:37:49 отредактировано High_Voltage)

Re: Наведенное напряжение

http://rzia.ru/uploads/images/7448/efaf2b24a5c4549c69bc7db17c7dadb1.jpg http://rzia.ru/uploads/images/7448/efaf2b24a5c4549c69bc7db17c7dadb1.jpg

MusterOfPuppets писал(а):
2018-12-03 17:16:21

Поэтому ток от безысходности находит себе другой контур и крутится по диаметру трубы, подобно тому, как мотоциклист-трюкач в трубе. То есть не вдоль, а как бы поперек

MusterOfPuppets писал(а):
2018-12-04 16:41:51

но к чему это здесь?

К тому, что

High_Voltage писал(а):
2018-12-03 18:49:00

вихревые токи будут находиться в плоскости продольного сечения трубы.

Long Live Rock'n'Roll

14

Re: Наведенное напряжение

MusterOfPuppets писал(а):
2018-12-03 17:16:21

Токи Фуко будут везде. Просто где-то их влияние будет несоизмеримо по модулю. Здесь надо понимать, что для протекания тока необходим ЗАМКНУТЫЙ КОНТУР. Если он есть и напруга есть - то и ток течет. Допустим, если экран кабеля заземлен с двух сторон - то контур выглядит так: правая земля - экран кабеля - левая земля - по земле снова приходим на правую землю. Вот так ток "крутится" по контуру, значит течет.
Если труба не заземлена или заземлена только справа, то в трубе очевидного БОЛЬШОГО и понятного контура нет. Но току крутиться то все равно хочеца, аж мочи нету. Поэтому ток от безысходности находит себе другой контур и крутится по диаметру трубы, подобно тому, как мотоциклист-трюкач в трубе. То есть не вдоль, а как бы поперек. Подобно тому, как ток течет в клещах электромонтажника, только по всей поверхности трубы. И вот это уже Фуко. И он греет трубу, кстати. 
Справедливости ради, надо сказать, что даже в заземленном с двух сторон экране текут токи Фуко. И даже в трехфазном экранированном кабеле они текут. Просто их там очень мало, его создают электроны-отбросы-аутсайдеры, которые почему то не смекнули, что можно ехать по магистрали:)
Это все, конечно, очень очень грубо. Но, думаю, зато понятно.

Т.е. что в трубе незаземленной, что в экране незаземленном, что в ЛЭП протекает ток фуко, только величина его зависит от контура ( ну и от сечения) ? И раз в незаземленной трубе, экране, лэп он будет не таким уж и большим, по этому напряжение будет велико ? А в индукционной посуде оно мало по какой причине ?

15

Re: Наведенное напряжение

High_Voltage писал(а):
2018-12-04 16:53:49

К тому, что

По вашим же рассуждениям токи должны течь так, как показано на картинке красным, не понимаю с какого перепугу у вас вязалась сегментарность. Зеленым я нарисовал так, как я думаю они текут. Ибо так сопротивление ниже (при условии, что труба сделана из монолитной железяки).

https://b.radikal.ru/b21/1812/7e/7549849e9ca2.png https://b.radikal.ru/b21/1812/7e/7549849e9ca2.png

River писал(а):
2018-12-04 20:08:09

И раз в незаземленной трубе, экране, лэп он будет не таким уж и большим, по этому напряжение будет велико

Вот такой связи точно нет.

16

Re: Наведенное напряжение

MusterOfPuppets писал(а):
2018-12-05 09:33:24

сегментарность.

Слово-то какое, пришлось гуглить.  ICQ/ag:D
Может я некорректно изобразил кол-во токов, но то что вихревой ток(токи) будет циркулировать в этой плоскости это точно.

MusterOfPuppets писал(а):
2018-12-05 09:33:24

Зеленым я нарисовал так, как я думаю они текут.

Таким будет направление магнитного потока, который создается током протекающим в кабеле проложенном в трубе.

Long Live Rock'n'Roll

17

Re: Наведенное напряжение

High_Voltage писал(а):
2018-12-05 10:26:49

Таким будет направление магнитного потока

С этим я согласен. Но в конкретном случае есть отличие от работы классического трансформатора - магнитный поток сам по себе не наводит ток (как это делается в классическом трансформаторе). Если рассматривать нашу трубу как магнитопровод для магнитного потока, то такой магнитный поток смог бы наводить ток в медном проводе, который был бы намотан по продольному сечению трубы (например в параллельном кабеле, если хотите). но не в самой трубе. 
А вот по самой трубе хоть ток не течет (пока что не течет!), но напряжение там все же наводится (есть уравнение зависимости эдс от скорости изменения магнитного потока). И вот уже под действием этого наведенного напряжения в трубе начинается движение электронов, ибо в разных точках трубы навелось разное напряжение. По кратчайшим электрическим путям начинают течь токи Фуко. И что-то мне подсказывает, что у трубы кратчайший пути - это окружность (короткий путь, большее сечение), а не вся длина, умноженная на два да плюсом еще через заметно более тонкое сечение...Впрочем, доказать на пальцах я этого не смогу, ибо здесь рассудит только эксперимент.

18 (2018-12-05 11:48:35 отредактировано shf_05)

Re: Наведенное напряжение

давайте не будем валить все в кучу:
1. токи Фуко - это токи, возникающие под действием переменного эл. маг поля в металле, чтобы выполнить равенство нулю внутри металла этого самого эл. маг поля. эти токи создают поля, направленные навстречу внешнему полю и вв результате внутри металла поля нет. Глубина проникновения эл. маг поля в металл определяется его электропроводностью и относительной эл. маг. проницаемостью и частотой эл. маг поля. наводится ток Фуко в элементах размером от булавки до сердечника трансформатора 32МВА.
Этот ток в принципе не может вас ударить - он внутри металла. разве что обжечь, если металл нагреется сильно как сковородка на индукционной печи.

2. напряжение, которое наводится на металлические конструкции от ВЛ - это следствие емкостной связи между ВЛ и элементом. Если хотите, то как будто есть сопротивление утечки X=1/(2*3.14*50*C) от ВЛ на железку (медяшку, алюминьку), где С - емкость между конструкцией и ВЛ. Конечно есть еще индуктивная связь, но если тока по ВЛ нет или он мал, то и связь крайне мала. В общем в основном емкостная связь.
От этого наведенного напряжения может ударить током, если конструкция не заземлена. Т.к. ВЛ имеет потенциал относительно земли, наводит на конструкцию часть своего же потенциала, который опять же относительно земли.
А пострадавший как раз заземляет этот потенциал. Даже можно ток через беднягу посчитать - I= U*2*3.14*50*C, будем считать сопротивление бедняги нулевым.
например - U=500кВ, С= 1000пФ (очень небольшая емкость к слову), то уже будет 0,15А ток.

19

Re: Наведенное напряжение

shf_05 писал(а):
2018-12-05 11:41:35

давайте не будем валить все в кучу:
1. токи Фуко - это токи, возникающие под действием переменного эл. маг поля в металле, чтобы выполнить равенство нулю внутри металла этого самого эл. маг поля. эти токи создают поля, направленные навстречу внешнему полю и вв результате внутри металла поля нет. Глубина проникновения эл. маг поля в металл определяется его электропроводностью и относительной эл. маг. проницаемостью и частотой эл. маг поля. наводится ток Фуко в элементах размером от булавки до сердечника трансформатора 32МВА.
Этот ток в принципе не может вас ударить - он внутри металла. разве что обжечь, если металл нагреется сильно как сковородка на индукционной печи.

2. напряжение, которое наводится на металлические конструкции от ВЛ - это следствие емкостной связи между ВЛ и элементом. Если хотите, то как будто есть сопротивление утечки X=1/(2*3.14*50*C) от ВЛ на железку (медяшку, алюминьку), где С - емкость между конструкцией и ВЛ. Конечно есть еще индуктивная связь, но если тока по ВЛ нет или он мал, то и связь крайне мала. В общем в основном емкостная связь.
От этого наведенного напряжения может ударить током, если конструкция не заземлена. Т.к. ВЛ имеет потенциал относительно земли, наводит на конструкцию часть своего же потенциала, который опять же относительно земли.
А пострадавший как раз заземляет этот потенциал. Даже можно ток через беднягу посчитать - I= U*2*3.14*50*C, будем считать сопротивление бедняги нулевым.
например - U=500кВ, С= 1000пФ (очень небольшая емкость к слову), то уже будет 0,15А ток.

Да, то что есть две составляющие я знаю. На емкостную составляющую влияет класс напряжения, расстояние между проводниками и длинна их попутного следования ( не знаю как это еще обозвать). Но так же и э/м составляющая не так и мала, она зависит от тока нагрузки и расстояния между проводниками. Вот я и хотел разобрать весь процесс от и до.

20

Re: Наведенное напряжение

River писал(а):
2018-12-05 11:59:52

расстояние между проводниками и длинна их попутного следования ( не знаю как это еще обозвать

это вместе и определяет емкость не так ли?
" э/м составляющая" - это и есть сумма емкостного и магнитного(индуктивного) влияния.
для первого мы вроде разобрались, второе - ЭДС индукции определяется взаимной индуктивностью и магнитным потоком, который пропорционален току, создающему поле.
взаимная индукция также зависит от геометрических особенностей и магнитных свойств среды.