O vídeo Trabalhadores da linha de alta potência mostra a manutenção dos eletricistas uma linha de transmissão de alta tensão viva. Conforme o helicóptero se aproxima da linha, o atacante estende a mão com uma varinha metálica que é conectada condutivamente ao helicóptero e uma descarga permanente aparece entre a linha e a varinha.
O que está acontecendo? Uma quantidade significativa de energia parece estar fluindo entre a linha e o helicóptero, mas não existe um circuito completo porque os dois corpos estão conectados apenas por um único condutor. Algumas respostas a perguntas relacionadas implicam que um único condutor não pode “eletrocutar uma pessoa:
CA ou CC, você só é eletrocutado se a corrente passar através de seu corpo … Tocar apenas um fio de cada vez não dá à corrente muito para ir. (Fonte)
Você não receberá um choque a menos que complete o circuito até o aterramento. É por isso que linhas de força podem ser operadas enquanto estão energizadas, de um helicóptero. (Fonte)
No entanto, o vídeo deixa claro que uma quantidade significativa de energia está fluindo. resposta afirma que um corpo (por exemplo, um pássaro) se aproximando de uma linha de alta tensão experimentaria apenas uma corrente transitória:
[I] inicialmente há “uma diferença de potencial entre o fio e o pássaro e haveria uma corrente transitória (de vida muito curta) que é semelhante à descarga eletrostática que você sente quando toca um objeto com acúmulo de carga eletrostática. (Fonte)
Mas a descarga no o vídeo parece ser sustentado em vez de ter vida curta. Outro pôster afirma que a descarga é mortal e o bastão condutor é essencial para a segurança do eletricista:
[O] processo de equalização inicial [entre os helicóptero e linha] matariam [os eletricistas] se o arco passasse pelo [seu] coração em vez de pela [varinha] condutora. (Fonte)
Algumas respostas falam de capacitância, campos elétricos altos e descarga corona. Como se pode entender o fluxo de energia eletromagnética e partículas carregadas entre os dois corpos conforme o helicóptero se aproxima da linha?
Resposta
Eu entendo que a pergunta é muito antiga, mas acho que é realmente boa pergunta e merece um esclarecimento na forma de outra resposta.
Há outro vídeo que destaca melhor o processo: https://www.youtube.com/watch?v=DPNK7bc2qvM
A sequência de eventos no vídeo é a seguinte:
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O bastão é colocado próximo à linha de força para que um arco seja iniciado. https://www.youtube.com/watch?v=DPNK7bc2qvM & t = 128s
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O arco desaparece apenas quando a varinha é colocada na linha de força, também um fio separado é preso à linha de força enquanto a varinha ainda está na linha de força 1
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Assim que o trabalho estiver concluído, o bastão estará na linha de força 1 e a braçadeira será desconectada.
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Conforme o helicóptero e a varinha deixam a linha de força, a varinha cria um arco novamente! https://www.youtube.com/watch?v=DPNK7bc2qvM & t = 172s
Certos fatos também são claros:
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Linhas de alta tensão são CA, então o potencial na linha de alta está sempre alternando
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Antes do helicóptero se conectar à linha de força, o potencial do helicóptero é constante (qualquer que seja o valor estático).
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O arco está presente em ambos os casos: quando o helicóptero chega e quando o helicóptero sai.
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Trabalhadores usam gaiolas de Faraday
Então, o que está acontecendo é o seguinte:
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Conforme o helicóptero se aproxima da linha de força, há uma diferença de potencial entre os dois (um é AC enquanto o outro é constante).
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Esta tensão induz uma corrente. Ou seja, um grande número de elétrons é sugado para dentro da linha de força do helicóptero em meio ciclo de CA. Então, no segundo meio ciclo de CA, o grande número de elétrons excedentes é empurrado para o helicóptero pela linha de força.
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Esta corrente está sempre lá enquanto o helicóptero está conectado e o trabalho está sendo feito. Não há uma “equalização” verdadeira entre o helicóptero e a linha de força.Essa corrente passa pelo bastão ou pela braçadeira. Isso é óbvio quando o helicóptero está partindo e a pinça é desconectada, já que o mesmo arco é produzido novamente.
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No entanto, o trabalhador usa uma gaiola de Faraday, de modo que essa corrente flui através da gaiola de Faraday em vez de pelo corpo do trabalhador. Em outras palavras, enquanto a linha de força empurra um grande número de elétrons para frente e para trás, o braço esquerdo e o braço direito do trabalhador ainda estão expostos ao mesmo potencial, de modo que os elétrons não se movem realmente através do corpo do trabalhador.
Notas de rodapé:
1 No vídeo, trabalhador faz o máximo esforço para manter a varinha correta na linha de força quando ele está conectando ou desconectando a braçadeira.
Comentários
- > ” Antes do helicóptero se conectar à linha de força, o potencial do helicóptero é constante (qualquer que seja o valor estático) ” Isso não ‘ t. O potencial do helicóptero depende do potencial da linha de força e a situação de condutividade no ar entre os dois. Helicóptero ‘ s potencial isn ‘ t igual a powerline ‘ s, a menos que eles estejam em contato , mas ainda assim o potencial do ‘ helicóptero oscila com a mesma frequência e quase a mesma fase que o potencial da linha de força ‘ faz. Quanto mais próximo um corpo estiver da linha de força (sem conexão condutora), mais próximo será seu potencial daquele da linha de força.
- @J á nLalinsk ý Sim, algo assim: tinyurl.com/uwzmwgw
- @J á nLalinsk ý Concordo em princípio, mas acho que é mais sutil. 1) A tensão de decomposição por ar é de 3 kV por mm. Para 345kV, é cerca de 4 polegadas, ou seja, nenhuma carga está saindo e entrando no helicóptero da linha de força até que ele chegue muito perto (e estenda a varinha); 2) Se falamos sobre acoplamento capacitivo puro a distâncias maiores, então todas as 3 fases da linha de força são acopladas capacitivamente ao helicóptero com todas as 3 delas opostas até que o helicóptero mais uma vez se aproxime de uma delas; Tendo dito isso, acho que você está correto: o helicóptero recebe um pouco de CA mesmo antes da conexão.
Resposta
O o helicóptero e as linhas de força têm potenciais diferentes, a diferença sendo tão grande que faz com que o ar entre eles se torne um condutor. Se você aplicasse essa diferença de potencial em um trabalhador de linha, provavelmente resultaria em morte. Você notará que o operário está segurando uma estaca de metal com uma extremidade “pontuda”. Isso aumenta o campo E induzido ao redor do ponto e, portanto, aumenta as chances de o ar se tornar um condutor ao redor da extremidade pontiaguda.
Você pode pensar no helicóptero como um capacitor (um dispositivo que armazena carga elétrica) cuja capacitância é muito maior do que a de um pássaro e, portanto, é preciso muito mais carga para fazer a voltagem do helicóptero subir do que para o pássaro.
Conforme a carga flui entre a varinha (conectada ao helicóptero por um cabo condutor) e a linha de força, o helicóptero se carrega de modo que seu potencial se move em direção ao da linha de força. Nenhuma carga significativa ao longo da linha funcionou porque parece que estão sendo usadas luvas não condutoras. Enquanto isso estiver acontecendo, quaisquer arestas ou pontas afiadas no helicóptero possivelmente começarão a tornar o ar um condutor. A carga do helicóptero seria lançada a partir dessas bordas e pontos e isso é chamado de corona ou descarga silenciosa. É o que você ouve quando anda sob uma linha de energia e é o que pode produzir interferência no rádio do seu carro.
Eventualmente, a diferença de potencial entre a linha de força e o helicóptero é baixa o suficiente para o helicóptero chegar perto o suficiente para que o operário da linha possa conectar um fio condutor entre o helicóptero e a linha de força para que ele e o operário permaneçam com o mesmo potencial.
Comentários
- Obrigado Farcher, isso ajuda, mas eu ‘ estou um pouco confuso sobre como a descarga é sustentada por tanto tempo. @O Photon apontou que pode haver um grande resistor na varinha, o que tornaria a corrente mais lenta e explicaria pelo menos parcialmente. O fato de a linha estar transportando CA desempenha alguma função? Em outras palavras, é a capacitância do helicóptero sendo alternadamente carregada positiva e depois negativa, com energia e elétrons ” batendo ” para frente e para trás como potência reativa?
- Eu acho que leva muito tempo para equalizar os potenciais, visto que parte da carga estará vazando do helicóptero.
- @Shane Não há ” sloshing ” acontecendo. Isso só acontece quando você tem uma fonte alternativa. Sim, os capacitores armazenam carga, mas isso ‘ é até onde essa analogia pode chegar. O helicóptero está armazenando carga, assim como você faz em um dia seco, quando toca uma maçaneta e percebe a descarga; é ‘ uma carga estática. Mesmo se você pegasse um capacitor carregado e o descarregasse de repente, não haveria ” respingos, ” apenas descarregaria em uma direção até que se foi. Acho que uma resistência na varinha explicaria completamente a longa duração, embora eu não ‘ me saiba se ‘ s em lá.
- @PhilM Mesmo se ‘ é AC?