Il video Lavoratori di linee elettriche mostra la manutenzione di guardalinee una linea di trasmissione ad alta tensione attiva. Quando lelicottero si avvicina alla linea, il guardalinee allunga la mano con una bacchetta metallica collegata in modo conduttivo allelicottero e una scarica permanente appare tra la linea e la bacchetta.
Cosa sta succedendo? Una quantità significativa di energia sembra fluire tra la linea e lelicottero, ma non esiste un circuito completo perché i due corpi sono collegati solo da un singolo conduttore. Alcune risposte a domande correlate implicano che un singolo conduttore non può “folgorare una persona:
CA o CC, si viene fulminati solo se passa corrente attraverso il tuo corpo … Toccando solo un filo alla volta la corrente non ha molto da fare. (Fonte)
Non subirai una scossa a meno che non completi il circuito a massa. Questo è il motivo per cui è possibile lavorare sulle linee elettriche mentre sono in tensione, da un elicottero. (Fonte)
Tuttavia, il video chiarisce che scorre una quantità significativa di energia. Un altro la risposta afferma che un corpo (ad esempio un uccello) che si avvicina a una linea ad alta tensione sperimenterebbe solo una corrente transitoria:
[I] inizialmente cè “una differenza di potenziale tra il filo e luccello e ci sarebbe una corrente transitoria (di brevissima durata) simile alla scarica elettrostatica che senti quando tocchi un oggetto con accumulo di carica elettrostatica. (Fonte)
Ma lo scarico nel il video sembra essere sostenuto invece che di breve durata. Un altro poster afferma che la scarica è mortale e la bacchetta conduttiva è essenziale per la sicurezza dei guardalinee:
[L] a processo di equalizzazione iniziale [tra il elicottero e linea] ucciderebbero [gli uomini di linea] se larco passasse attraverso il [suo] cuore invece della [bacchetta] conduttrice. (Fonte)
Alcune risposte parlano di capacità, campi elettrici elevati e scarica a corona. Come si può capire il flusso di energia elettromagnetica e particelle cariche tra i due corpi mentre lelicottero si avvicina alla linea?
Risposta
Capisco che la domanda sia molto vecchia ma penso che sia davvero bella domanda e merita un chiarimento sotto forma di unaltra risposta.
Cè un altro video che evidenzia meglio il processo: https://www.youtube.com/watch?v=DPNK7bc2qvM
La sequenza di eventi nel video è la seguente:
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La bacchetta è posizionata in prossimità della linea elettrica in modo che venga attivato un arco. https://www.youtube.com/watch?v=DPNK7bc2qvM & t = 128s
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Larco scompare solo quando la bacchetta viene posizionata sulla linea elettrica, inoltre un filo separato viene fissato alla linea elettrica mentre la bacchetta è ancora sulla linea elettrica 1
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Una volta terminato il lavoro, la bacchetta si trova sulla powerline 1 e il morsetto viene ora scollegato.
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Mentre lelicottero e la bacchetta lasciano la linea elettrica, la bacchetta crea di nuovo un arco! https://www.youtube.com/watch?v=DPNK7bc2qvM & t = 172s
Alcuni fatti sono anche chiari:
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Le linee elettriche sono AC, quindi il potenziale sulla linea elettrica è sempre alternato
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Prima che lelicottero si colleghi alla linea elettrica, il potenziale sullelicottero è costante (qualunque sia il valore statico).
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Larco è presente in entrambi i casi: quando lelicottero arriva e quando lelicottero parte.
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I lavoratori indossano gabbie di Faraday
Quindi, quello che sta succedendo è il seguente:
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Quando lelicottero si avvicina alla linea elettrica, cè una potenziale differenza tra i due (uno è AC mentre un altro è costante).
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Questa tensione induce una corrente. Cioè, un numero enorme di elettroni viene risucchiato nella linea elettrica dallelicottero in un semiciclo di corrente alternata. Quindi, nel secondo semiciclo di corrente alternata, lenorme numero di elettroni in eccesso viene spinto nellelicottero dalla linea elettrica.
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Questa corrente è sempre presente mentre lelicottero è collegato e il lavoro è in corso. Non cè una vera “equalizzazione” tra lelicottero e la linea elettrica.Questa corrente passa attraverso la bacchetta o attraverso il morsetto. Questo è ovvio quando lelicottero è in partenza e la pinza è scollegata poiché viene prodotto di nuovo lo stesso arco.
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Tuttavia, il lavoratore indossa una gabbia di Faraday in modo che questa corrente fluisca attraverso la gabbia di Faraday invece che attraverso il corpo delloperaio. In altre parole, mentre la linea elettrica spinge un numero enorme di elettroni avanti e indietro, il braccio sinistro e il braccio destro del lavoratore sono ancora esposti allo stesso potenziale, quindi gli elettroni non si muovono effettivamente attraverso il corpo del lavoratore.
Note a piè di pagina:
1 Nel video Il lavoratore fa il massimo sforzo per mantenere la bacchetta direttamente sulla linea elettrica quando collega o scollega il morsetto.
Commenti
- > ” Prima che lelicottero si colleghi alla linea elettrica, il potenziale sullelicottero è costante (qualunque sia il valore statico) ” Questo non è ‘ proprio così. Il potenziale dellelicottero dipende dal potenziale della linea elettrica e la situazione di conducibilità nellaria tra i due. Il potenziale dellelicottero ‘ non è ‘ uguale alla linea elettrica ‘ a meno che non siano in contatto , ma il potenziale dellelicottero ‘ oscilla con la stessa frequenza e quasi la stessa fase del potenziale del ‘ powerline. Più un corpo è vicino alla linea elettrica (senza connessione conduttiva), più il suo potenziale è vicino a quella della linea elettrica.
- @J á nLalinsk ý Sì, qualcosa del genere: tinyurl.com/uwzmwgw
- @J á nLalinsk ý Sono daccordo in linea di principio ma penso che sia più sottile. 1) La tensione di rottura in aria è 3kV per mm. Per 345kV, è di circa 4 pollici, cioè nessuna carica sta uscendo e entrando nellelicottero dalla linea elettrica fino a quando non si avvicina molto (ed estende la bacchetta); 2) Se parliamo di accoppiamento capacitivo puro a distanze maggiori allora tutte e 3 le fasi della linea di alimentazione sono accoppiate capacitivamente allelicottero con tutte e 3 opposte tra loro fino a quando lelicottero non si avvicina nuovamente ad una di esse; Detto questo, penso che tu abbia ragione: lelicottero riceve un po di aria condizionata anche prima della connessione.
Risposta
lelicottero e le linee elettriche sono a potenziali diversi, la differenza è così grande da far sì che laria in mezzo diventi un conduttore. Se applicassi una tale differenza potenziale a un operatore di linea, probabilmente provocherebbe la morte. Noterai che loperatore di linea tiene in mano un paletto di metallo che ha unestremità “appuntita”. Ciò aumenta il campo E indotto intorno al punto e quindi aumenta le possibilità che laria diventi un conduttore attorno allestremità appuntita.
Puoi pensare allelicottero come a un condensatore (un dispositivo che immagazzina la carica elettrica) la cui capacità è molto maggiore di quella di un uccello e quindi ci vuole molta più carica per far salire la tensione dellelicottero che per luccello.
Mentre la carica scorre tra la bacchetta (collegata allelicottero da un cavo conduttore) e la linea elettrica lelicottero si carica in modo che il suo potenziale si sposti verso quello della linea elettrica. Nessuna carica significativa attraverso la linea ha funzionato perché sembra che siano indossati guanti non conduttori. Mentre ciò accade, eventuali spigoli vivi o punti sullelicottero potrebbero iniziare a rendere laria un conduttore. La carica dellelicottero verrebbe spruzzata da questi bordi e punti e questo è chiamato corona o scarica silenziosa. È ciò che senti quando cammini sotto una linea elettrica ed è ciò che può produrre interferenze sullautoradio.
Alla fine la differenza di potenziale tra la linea elettrica e lelicottero è abbastanza bassa perché lelicottero possa venire abbastanza vicino in modo che loperatore di linea possa collegare un filo conduttore tra lelicottero e la linea elettrica in modo che lui e loperatore di linea rimangano allo stesso potenziale.
Commenti
- Grazie Farcher, questo aiuta, ma ‘ sono ancora un po confuso su come la scarica sia sostenuta per così tanto tempo. @ The Photon ha sottolineato che potrebbe esserci un grosso resistore nella bacchetta, che rallenterebbe la corrente e lo spiegherebbe almeno parzialmente. Il fatto che la linea trasporta AC gioca un ruolo? In altre parole, la capacità dellelicottero viene caricata alternativamente positiva e poi negativa, con energia ed elettroni ” che sbattono ” avanti e indietro come potenza reattiva?
- Penso che ci vuole molto tempo per equalizzare i potenziali dato che una parte della carica fuoriesce dallelicottero.
- @Shane Non ci sono ” sloshing ” in corso. Ciò accade solo quando si dispone di una fonte alternativa. Sì, i condensatori immagazzinano la carica, ma ‘ è quanto più lontano possa arrivare lanalogia. Lelicottero sta immagazzinando la carica, proprio come si fa in una giornata asciutta quando si tocca una maniglia e si nota la scarica; è ‘ è una carica statica. Anche se prendessi un condensatore carico e lo scaricassi allimprovviso, non ci sarebbe alcun ” sloshing, ” si scaricherà semplicemente in una direzione fino a quando non se nè andata. Penso che una resistenza nella bacchetta spiegherebbe completamente la lunga durata, anche se ‘ non so se ‘ sia in lì.
- @PhilM Anche se ‘ è AC?