Dlaczego linie wysokiego napięcia syczą, gdy pada deszcz?

Pewnego dnia, gdy wracałem do domu, zauważyłem, że linie wysokiego napięcia (jak sądzę, 200 kv) biegnące tutaj syczą w deszczu. Co powoduje, że syczą?

Częściowe wyładowania wysokiego napięcia na izolatorach.

Nauczono mnie, że wynika to z efektu Corony. Zasadniczo linie energetyczne jonizują powietrze wokół nich, powodując słyszalny szum, a także spustoszenie w widmie EM. Właśnie dlatego linie i transformatory o naprawdę wysokim napięciu czasami mają wokół siebie delikatną aurę.

Zasadniczo efekt jest niepożądany, ponieważ okrada linie przesyłowe energii (szum / światło / ciepło rozprasza energię), dlatego wytwarzanych jest wiele urządzeń, które próbują zatrzymać ten efekt.

Artykuł w Wikipedii poświęci temu tematowi znacznie więcej sprawiedliwości, niż mogę.

Jak dotąd dobre odpowiedzi, ale pracuję z liniami energetycznymi i chcę włożyć moje dwa centy.

Nie jest to technicznie częściowe rozładowanie; czasami możesz słyszeć trzask wyładowania koronowego. Przyznaję, że zjawisko jest powiązane, ale to nie to samo.

Zobacz, wszystkie nieizolowane linie pokazują koronę. To nic wielkiego, dopóki nie zmierzysz się z dość wysokim napięciem. Gdy napięcie zmienia się z bardzo dużego dodatniego na bardzo duży ujemny, powietrze wokół niego ulega jonizacji, więc około 50 lub 60 razy na sekundę zmienia kierunek. Jest to normalny szum sieci omówiony w innej odpowiedzi.

Woda jest o wiele cięższa od powietrza i równie łatwo jonizuje. Tak więc w deszczowy lub wilgotny dzień korona pulsuje w niej wodą. Daje to pęd, więc cięższe cząsteczki wody przemieszczają się dalej. Ale one same są zjonizowane, co oznacza, że ​​mogą zjonizować więcej powietrza, niż normalnie linia mogłaby osiągnąć samodzielnie, a zjonizowane powietrze przewodzi.

I prawie zawsze 3 z tych linii są bardzo blisko siebie. Dźwięk, który słyszysz, to miliony maleńkich wyładowań elektrostatycznych ze wszystkich naładowanych cząstek wody oddziałujących ze sobą z pobliskimi liniami lub uziemionymi obiektami. To właściwie najgorszy czas, aby znaleźć się w pobliżu; powietrze ma być ich izolatorem iw tym momencie to też nie działa.

Czasami gołym okiem widać pełną koronę; wygląda jak odrobina światła czołgającego się po linii. Jeśli robi się naprawdę źle, zobaczysz chwilową linię do linii lub linię do ziemi, która wygląda dokładnie jak prawdziwa błyskawica, po prostu nie z nieba.

Zrobią to, kiedy też nie będzie padać. Nazywa się to szumem sieci . Linie elektroenergetyczne przenoszą napięcie przemienne o częstotliwości 50 lub 60 Hz, która znajduje się w dolnym końcu słyszalnego zakresu większości ludzi. W obecności pola elektromagnetycznego (takiego jak wytwarzane przez prąd przemienny) cząsteczki materiałów ferromagnetycznych (metalowe przewody wewnątrz linii energetycznych) nie tylko będą próbować ustawić się w linii, ale czasem zmienią lub zniekształcą swój kształt, jeśli zastosowany potencjał jest wystarczająco silny. To wyrównanie / zmiana kształtu może powodować zderzenia między cząsteczkami składającymi się z linii energetycznych, które przy wystarczającej ich liczbie mogą być słyszalne przez obserwatora.

Domyślam się, że wiszące kropelki wody mogą powodować wyładowania koronowe. Korona jest zwykle najgorsza w miejscach ostrzejszych krzywizn, gdzie gradient pola elektrycznego jest najbardziej intensywny. Wyższe napięcia, takie jak 200 kV, o których wspominasz, sprawiłyby, że jest to bardziej wyraźne.

Istnieje kilka przyczyn, ale najczęstszym jest wyładowanie wysokiego napięcia wzdłuż zanieczyszczenia powierzchni izolatorów. Ma to charakterystyczny szum „syczący”, podczas gdy większość innych fenonomonów generuje hałas przede wszystkim na częstotliwości linii lub drugiej harmonicznej.

Podczas suchej pogody kurz gromadzi się na izolatorach i zawsze zawiera pewną ilość soli. Gdy pogoda staje się wilgotna, do mieszanki dostaje się wystarczająca ilość wody, aby mogła ona przewodzić, więc zaczynają płynąć małe ilości prądu. Gdy to nastąpi, wszelkie substancje organiczne na bieżącej ścieżce szybko ulegają zwęgleniu, a łuk staje się mniej lub bardziej trwały (ulewny deszcz zmyje izolatory, a cykl zaczyna się od nowa)

Szczyt hałasu wyładowań syczących jest ultradźwiękowy, dlatego wykrywanie położenia rzeczywistego łuku odbywa się za pomocą małego mikrofonu parabolicznego z wizjerem. (patrz http://www.arrl.org/files/file/Technology/PLN/Ultrasonic_Pinpointer.pdf na przykład)

Syczenie, które słyszysz, jest najmniejsze. Szynki radiowe Łuki nienawiści, ponieważ generują dużo zakłóceń radiowych - dlatego są najbardziej entuzjastycznymi nabywcami / konstruktorami ultradźwiękowych lokalizatorów łuku.

Nagromadzenie pyłu jest głównym powodem, dla którego izolatory wysokiego napięcia nie są gładkie - typowa konstrukcja „stosu dysków” sprawia, że ​​bardzo trudno jest zgromadzić wystarczającą ilość pyłu, aby pozwolić przepływowi prądu w wilgotnych warunkach, dlatego łuk elektryczny na bazie pyłu zwykle występuje tylko na słupach o napięciu 11 kV lub niższych, gdzie izolatory są znacznie prostsze.

Efekty koronowe zwykle występują tylko na liniach bardzo wysokiego napięcia (powyżej 220 kV)