Почему энергия течет между высоковольтной линией электропередачи и обходчиками, приближающимися к ней на вертолете?

На видео Работники ЛЭП показаны линейщики, обслуживающие действующую высоковольтную линию электропередачи. Когда вертолет приближается к линии, линейный манипулятор вытягивает металлическую палочку, которая токопроводно соединена с вертолетом, и между линией и палочкой появляется стоячий разряд.

Обходчик приближается к линии высоковольтной передачи на вертолете

Стоячий разряд между зондом и линией электропередач

Что происходит? Кажется, что между линией и вертолетом течет значительное количество энергии, но полной цепи не существует, потому что два тела соединены только одним проводником. Некоторые ответы на связанные вопросы подразумевают, что один проводник не может убить человека электрическим током:

Переменный или постоянный ток, вы получаете удар током только в том случае, если ток проходит через ваше тело ... Прикосновение только к одному проводу за раз приводит к тому, что ток никуда не уходит. (Источник)

Вы не получите удар током, если не замкнете цепь на землю. Вот почему на линиях электропередач можно работать под напряжением с вертолета. (Источник)

Однако видео дает понять, что идет значительное количество энергии. Другой ответ утверждает, что тело (например, птица), приближающееся к линии высокого напряжения, будет испытывать только переходный ток:

[I] изначально существует разность потенциалов между проводом и птицей, и будет (очень короткоживущий) переходный ток, который похож на электростатический разряд, который вы чувствуете, когда касаетесь объекта с накоплением электростатического заряда. (Источник)

Но разрядка на видео кажется устойчивой, а не кратковременной. На другом плакате говорится, что разряд смертелен, а токопроводящая палочка необходима для безопасности линейных судей:

[T] первоначальный процесс выравнивания [между вертолетом и линией] убьет [монтеров], если дуга пройдет через [его] сердце, а не через проводящую [палочку]. (Источник)

Некоторые ответы говорят о емкости, сильных электрических полях и коронном разряде. Как понять поток электромагнитной энергии и заряженных частиц между двумя телами при приближении вертолета к линии?

Ответы (2)

Я понимаю, что вопрос очень старый, но я думаю, что это действительно хороший вопрос и заслуживает разъяснения в виде другого ответа.

Есть еще одно видео, которое лучше освещает процесс: https://www.youtube.com/watch?v=DPNK7bc2qvM

Последовательность событий в видео такова:

  1. Палочка помещается в непосредственной близости от линии электропередач, чтобы инициировать дугу. https://www.youtube.com/watch?v=DPNK7bc2qvM&t=128s

  2. Дуга исчезает только при поднесении зонда к питающей сети, также к силовой линии прижимается отдельный провод, пока зонд находится на питающей линии 1

  3. После того, как работа выполнена, зонд подключается к линии электропередачи 1 , и теперь зажим отсоединяется.

  4. Когда вертолет и волшебная палочка покидают линию электропередач, волшебная палочка снова создает дугу! https://www.youtube.com/watch?v=DPNK7bc2qvM&t=172s

Некоторые факты также очевидны:

  • Линии электропередач переменного тока, поэтому потенциал на линии электропередач всегда переменный.

  • До того, как вертолет подключится к линии электропередач, потенциал на вертолете остается постоянным (каким бы ни было статическое значение).

  • Дуга присутствует в обоих случаях: когда вертолет прилетает и когда вертолет улетает.

  • Рабочие носят клетки Фарадея

Итак, происходит следующее:

  • Когда вертолет приближается к линии электропередач, между ними возникает разность потенциалов (один переменный, а другой постоянный).

  • Это напряжение индуцирует ток. То есть за один полупериод переменного тока в ЛЭП от вертолета засасывается огромное количество электронов. Затем, во втором полупериоде переменного тока, огромное количество избыточных электронов запихивается в вертолет по линии электропередач.

  • Этот ток есть всегда, пока вертолет подключен и выполняется работа. Нет настоящего «выравнивания» между вертолетом и линией электропередач. Этот ток проходит либо через палочку, либо через зажим. Это очевидно, когда вертолет улетает, а зажим отсоединен, так как снова возникает та же самая дуга.

  • Однако рабочий носит клетку Фарадея, поэтому этот ток протекает через клетку Фарадея, а не через тело рабочего. Другими словами, в то время как линия электропередачи толкает огромное количество электронов туда и обратно, левая и правая руки рабочего по-прежнему подвергаются воздействию одного и того же потенциала, поэтому электроны на самом деле не проходят через тело рабочего.

Сноски:

1 На видео рабочий делает все возможное, чтобы держать зонд прямо на линии электропередач, когда он подсоединяет или отсоединяет зажим.

> «До того, как вертолет подключится к линии электропередачи, потенциал на вертолете постоянен (каким бы ни было статическое значение)». Это не совсем так. Потенциал вертолета зависит от потенциала линии электропередач и проводимости воздуха между ними. Потенциал вертолета не равен потенциалу ЛЭП, если только они не соприкасаются, но все же потенциал вертолета колеблется с той же частотой и почти с той же фазой, что и потенциал ЛЭП. Чем ближе тело к силовой линии (без проводящей связи), тем ближе его потенциал к силовой линии.
@JánLalinský Да, примерно так: tinyurl.com/uwzmwgw
@ JánLalinský Я согласен в принципе, но я думаю, что это более тонко. 1) Напряжение пробоя воздуха 3 кВ на мм. Для 345кВ это около 4 дюймов, т.е. никакие заряды не выходят и не входят в вертолет от ЛЭП, пока он не подойдет совсем близко (и не вытянет палочку); 2) Если говорить о чисто емкостной связи на больших расстояниях, то все 3 фазы ЛЭП связаны с вертолетом емкостно, причем все 3 противостоят друг другу до тех пор, пока вертолет еще раз не приблизится к одной из них; Сказав это, я думаю, что вы правы: вертолет получает кондиционер еще до подключения.

Вертолет и линии электропередачи имеют разные потенциалы, разница настолько велика, что воздух между ними становится проводником. Если бы вы приложили такую ​​разность потенциалов к линейному рабочему, это, вероятно, привело бы к смерти. Вы заметите, что линейный рабочий держит металлический кол с «заостренным» концом. Это увеличивает индуцированное электрическое поле вокруг точки и, таким образом, увеличивает вероятность того, что воздух станет проводником вокруг заостренного конца.

Вы можете думать о вертолете как о конденсаторе (устройстве, хранящем электрический заряд), емкость которого намного больше, чем у птицы, и поэтому для повышения напряжения вертолета требуется гораздо больше заряда, чем для птицы.

Когда заряд течет между палочкой (соединенной с вертолетом проводящим кабелем) и линией электропередачи, вертолет заряжается так, что его потенциал приближается к потенциалу линии электропередач. Никакой значительный заряд через линию не работал, потому что это выглядело так, как будто надеты непроводящие перчатки. В то время как это происходит, любые острые края или точки на вертолете, возможно, начнут превращать воздух в проводник. Заряд от вертолета будет распыляться с этих краев и точек, и это называется коронным разрядом или тихим разрядом. Это то, что вы слышите, когда идете под линией электропередач, и это то, что может создавать помехи для вашего автомобильного радиоприемника.

В конце концов, разность потенциалов между линией электропередачи и вертолетом становится достаточно низкой, чтобы вертолет мог подойти достаточно близко, чтобы рабочий на линии мог подключить провод между вертолетом и линией электропередачи, чтобы они и рабочий на линии оставались на одном уровне. потенциал.

Спасибо, Фарчер, это помогает, но я все еще немного озадачен тем, как разряд сохраняется так долго. @ Фотон указал, что в палочке может быть большой резистор, который замедлит ток и хотя бы частично объяснит это. Играет ли роль тот факт, что по линии идет переменный ток? Другими словами, заряжается ли емкость вертолета то положительно, то отрицательно, при этом энергия и электроны «выплескиваются» вперед и назад в виде реактивной мощности?
Я думаю, что выравнивание потенциалов займет много времени, учитывая, что часть заряда будет утекать в сторону от вертолета.
@Shane Нет никакого «выплескивания». Это происходит только тогда, когда у вас есть переменный источник. Да, конденсаторы накапливают заряд, но на этом аналогия не заканчивается. Вертолет накапливает заряд, как в сухой день, когда вы касаетесь дверной ручки и замечаете разряд; это статический заряд. Даже если вы возьмете заряженный конденсатор и внезапно разрядите его, никакого «выплескивания» не будет, он будет просто разряжаться в одном направлении, пока не разрядится. Я думаю, что сопротивление в палочке полностью объясняет большую продолжительность, хотя я сам не знаю, есть ли оно там.
@PhilM Даже если это кондиционер?
Почему энергия течет между высоковольтной линией электропередачи и обходчиками, приближающимися к ней на вертолете?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v