De video Hoogspanningspersoneel toont onderhoud van lijnwachters een live hoogspanningstransmissielijn. Als de helikopter de lijn nadert, steekt de lineman zijn hand uit met een metalen staaf die geleidend is verbonden met de helikopter en verschijnt er een staande ontlading tussen de lijn en de staaf.
Wat is er aan de hand? Er lijkt een aanzienlijke hoeveelheid energie tussen de lijn en de helikopter te stromen, maar een compleet circuit bestaat niet omdat de twee lichamen slechts door een enkele geleider zijn verbonden. Sommige antwoorden op gerelateerde vragen impliceren dat een enkele geleider “een persoon niet kan elektrocuteren:
AC of DC, je wordt alleen geëlektrocuteerd als de stroom voorbij door je lichaam … Door slechts één draad tegelijk aan te raken, kan de stroom nergens heen. (Bron)
U zult geen schok krijgen tenzij u het circuit naar aarde voltooit. Daarom kan er live aan elektriciteitskabels worden gewerkt vanuit een helikopter. (Bron)
De video maakt echter duidelijk dat er een aanzienlijke hoeveelheid energie stroomt. Een andere antwoord beweert dat een lichaam (bijv. een vogel) dat een hoogspanningslijn nadert, alleen een tijdelijke stroom zou ervaren:
[I] in wezen is er een potentieel verschil tussen de draad en de vogel en er zou een (zeer kortstondige) voorbijgaande stroom zijn die vergelijkbaar is met elektrostatische ontlading die u voelt wanneer u een object met opbouw van elektrostatische lading. (Bron)
Maar de ontlading in de video lijkt te duren in plaats van van korte duur. Een andere poster stelt dat de ontlading dodelijk is en dat de geleidende staaf essentieel is voor de veiligheid van de linemen:
[H] het aanvankelijke egalisatieproces [tussen de helikopter en lijn] zouden [de linemen] doden als de boog door [zijn] hart ging in plaats van door de geleidende [toverstaf]. (Bron)
Sommige antwoorden spreken van capaciteit, hoge elektrische velden en corona-ontlading. Hoe kan men de stroom van elektromagnetische energie en geladen deeltjes tussen de twee begrijpen lichamen als de helikopter de lijn nadert?
Antwoord
Ik begrijp dat de vraag erg oud is, maar ik denk dat het echt een goede vraag en verdient een verduidelijking in de vorm van een ander antwoord.
Er is nog een video die het proces beter belicht: https://www.youtube.com/watch?v=DPNK7bc2qvM
De volgorde van gebeurtenissen in de video is als volgt:
-
De staaf wordt in de buurt van de powerline geplaatst zodat een boog wordt geïnitieerd. https://www.youtube.com/watch?v=DPNK7bc2qvM & t = 128s
-
De boog verdwijnt alleen als de staaf op de powerline wordt geplaatst, ook wordt er een aparte draad aan de powerline geklemd terwijl de staaf nog op de powerline staat 1
-
Zodra het werk klaar is, staat de toverstaf op de powerline 1 en wordt de klem nu losgekoppeld.
-
Terwijl de helikopter en de toverstaf de powerline verlaten, creëert de toverstaf weer een boog! https://www.youtube.com/watch?v=DPNK7bc2qvM & t = 172s
Bepaalde feiten zijn ook duidelijk:
-
Powerlines zijn AC, dus het potentieel op de powerline wisselt altijd af
-
Voordat de helikopter verbinding maakt met de powerline, is het potentieel op de helikopter constant (wat de statische waarde ook is).
-
De boog is in beide gevallen aanwezig: wanneer de helikopter arriveert en wanneer de helikopter vertrekt.
-
Werknemers dragen kooien van Faraday
Dus wat er aan de hand is, is het volgende:
-
Terwijl de helikopter de powerline nadert, is er een potentieel verschil tussen de twee (de ene is wisselstroom terwijl de andere constant is).
-
Deze spanning wekt een stroom op. Dat wil zeggen, een groot aantal elektronen wordt vanuit de helikopter in de powerline gezogen in een halve cyclus van wisselstroom. Vervolgens, tijdens de tweede halve cyclus van AC, wordt het enorme aantal overtollige elektronen door de powerline in de helikopter geschoven.
-
Deze stroom is er altijd terwijl de helikopter is aangesloten en het werk wordt gedaan. Er is geen echte “gelijkschakeling” tussen de helikopter en de powerline.Deze stroom gaat door de staaf of door de klem. Dit is duidelijk wanneer de helikopter vertrekt en de klem wordt losgekoppeld, aangezien dezelfde boog opnieuw wordt geproduceerd.
-
De werker draagt echter een kooi van Faraday, zodat deze stroom door de kooi van Faraday stroomt in plaats van door het lichaam van de werknemer. Met andere woorden, terwijl de powerline een groot aantal elektronen heen en weer, de linkerarm en de rechterarm van de werknemer worden nog steeds aan hetzelfde potentieel blootgesteld, zodat de elektronen niet echt door het lichaam van de werknemer bewegen.
Voetnoten:
1 In de video de werknemer doet zijn uiterste best om de toverstaf recht op het elektriciteitsnet te houden wanneer hij de klem aan- of afkoppelt.
Opmerkingen
- > ” Voordat de helikopter verbinding maakt met de powerline, is het potentieel op de helikopter constant (wat de statische waarde ook is) ” Dit is niet ‘ t helemaal. Het potentieel van de helikopter hangt af van het potentieel van de powerline en de geleidbaarheidssituatie in de lucht tussen de twee. Helikopter ‘ s potentieel is niet ‘ t gelijk aan powerline ‘ s tenzij ze in contact zijn , maar het potentieel van de helikopter ‘ oscilleert nog steeds met dezelfde frequentie en bijna dezelfde fase als het potentieel van powerline ‘. Hoe dichter een lichaam bij de powerline is (zonder verbinding te maken), hoe dichter het potentieel ervan bij dat van de powerline ligt.
- @J á nLalinsk ý Ja, zoiets als dit: tinyurl.com/uwzmwgw
- @J á nLalinsk ý Ik ben het in principe eens, maar ik denk dat het subtieler is. 1) Luchtdoorslagspanning is 3 kV per mm. Voor 345 kV is het ongeveer 10 cm, d.w.z. dat er geen ladingen de helikopter verlaten en binnenkomen vanaf de powerline totdat deze heel dichtbij komt (en de toverstaf uitschuift); 2) Als we het hebben over pure capacitieve koppeling op grotere afstanden, dan worden alle 3 fasen van de voedingslijn capacitief gekoppeld met de helikopter met alle 3 tegenover elkaar totdat de helikopter weer dicht bij een van hen komt; Dat gezegd hebbende, denk ik dat je gelijk hebt: de helikopter krijgt al stroom voordat de verbinding is gemaakt.
Antwoord
De helikopter en de hoogspanningsleidingen hebben verschillende potentialen, het verschil is zo groot dat de lucht ertussen een geleider wordt. Als u een dergelijk potentieel verschil toepast op een lijnwerker, zou dit waarschijnlijk de dood tot gevolg hebben. U zult zien dat de lijnwerker een metalen paal vasthoudt met een “puntig” uiteinde. Dit vergroot het geïnduceerde E-veld rond het punt en vergroot dus de kans dat de lucht een geleider wordt rond het puntige uiteinde.
Je kunt de helikopter zien als een condensator (een apparaat dat elektrische lading opslaat) waarvan de capaciteit veel groter is dan die van een vogel en daarom is er veel meer lading nodig om de spanning van de helikopter te laten stijgen dan voor de vogel.
Terwijl de lading stroomt tussen de stok (verbonden met de helikopter door een geleidende kabel) en de hoogspanningslijn laadt de helikopter op zodat zijn potentiaal naar dat van de hoogspanningslijn beweegt. Geen significante lading via de lijn werkte omdat het lijkt alsof er niet-geleidende handschoenen worden gedragen. Terwijl dit gebeurt, zullen eventuele scherpe randen of punten op de helikopter de lucht mogelijk een geleider gaan maken. Lading van de helikopter zou vanaf deze randen en punten naar buiten worden gespoten en dit wordt corona of stille ontlading genoemd. Het is wat je hoort als je onder een hoogspanningslijn loopt en het is wat interferentie kan veroorzaken op je autoradio.
Uiteindelijk is het potentiaalverschil tussen de hoogspanningslijn en de helikopter laag genoeg om de helikopter te laten komen voldoende dichtbij zodat de lijnwerker een geleidende draad kan aansluiten tussen de helikopter en de hoogspanningslijn zodat zij en de lijnwerker hetzelfde potentieel behouden.
Opmerkingen
- Bedankt Farcher, dat helpt, maar ik ‘ ben nog een beetje in de war hoe de ontlading zo lang aanhoudt. @De Photon wees erop dat er mogelijk een grote weerstand in de staaf zit, die de stroom zou vertragen en dit op zijn minst gedeeltelijk zou verklaren. Speelt het feit dat de lijn AC draagt een rol? Met andere woorden, wordt de capaciteit van de helikopter afwisselend positief en vervolgens negatief geladen, met energie en elektronen ” klotsend ” heen en weer als reactief vermogen?
- Ik denk dat het lang duurt om de potentialen gelijk te trekken, aangezien een deel van de lading weglekt uit de helikopter.
- @Shane Er is geen ” klotsende ” aan de gang. Dat gebeurt alleen als je een wisselende bron hebt. Ja, condensatoren slaan lading op, maar dat ‘ is voor zover die analogie kan gaan. De helikopter slaat lading op, net als op een droge dag wanneer je een deurknop aanraakt en de ontlading opmerkt; het ‘ is een statische lading. Zelfs als u een opgeladen condensator zou nemen en deze ineens zou ontladen, zou er geen ” klotsen zijn, ” zou het gewoon ontladen één richting totdat het weg was. Ik denk dat een weerstand in de toverstaf de lange duur volledig zou verklaren, hoewel ik ‘ zelf niet weet of het ‘ s in daar.
- @PhilM Zelfs als het ‘ s AC?