Чому лінії високої напруги шиплять, коли йде дощ?

Днями я помітив, гуляючи додому, що лінії високої напруги (я вважаю, 200 кВ), що проходять тут, шиплять під дощем. Що викликає їх до шипіння?

Часткові розряди високої напруги через ізолятори.

Мене вчили, що це пов’язано з ефектом Корони. В основному, лінії електропередач іонізують повітря навколо них, викликаючи чутний гул разом із хаосом в ЕМ-спектрі. Ось чому справді лінії високої напруги та трансформатори іноді матимуть незначну ауру навколо них.

Як правило, ефект небажаний, оскільки він позбавляє ліній передачі енергії (гул / світло / тепло розсіює енергію), тому багато обладнання виготовляється для того, щоб спробувати зупинити цей ефект.

Стаття у Вікіпедії зробить цю тему набагато більшою справедливістю, ніж я можу.

Хороший матеріал у відповідях поки що, але я працюю з лініями електропередач і хочу вкласти свої два центи.

Технічно це не частковий розряд; іноді ви можете почути тріск того, що зазвичай називають коронним розрядом. Я визнаю, явище пов'язане, але воно не те саме.

Дивіться, на всіх неізольованих лініях зображена корона. Це просто не велика справа, поки ви не маєте справу з досить високою напругою. Оскільки напруга переходить від дуже великого позитивного до дуже великого негативного, повітря навколо нього стає іонізованим, тому приблизно 50 або 60 разів на секунду воно перемикає напрямок. Це звичайний мережевий гул, про який йде мова в іншій відповіді.

Вода набагато, набагато важча за повітря, і вона іонізується так само легко. Тож у дощовий чи вологий день корона пульсує водою в ній. Це дає йому силу, тому важчі частинки води виїжджають далі. Але вони самі іонізовані, це означає, що вони можуть іонізувати більше повітря, ніж нормально може досягати лінія самостійно, а іонізоване повітря є провідним.

І майже завжди 3 з цих рядків досить близько один до одного. Звук, який ви чуєте, - це мільйон маленьких електростатичних розрядів від усіх заряджених частинок води, що взаємодіють один з одним з довколишніми лініями або заземленими предметами. Це насправді найгірший час бути десь біля них; повітря повинен бути їх ізолятором, і в цей момент він також не працює.

Інколи ви можете побачити повну корону, що скидається неозброєним оком; це схоже на крихітний запал, що повзає по лінії. Якщо вам стає дуже погано, ви побачите миттєву лінію до лінії або коротку лінію до землі, яка виглядає точно як справжній болт освітлення, тільки не з неба.

Вони насправді зроблять це, коли теж не буде дощ. Це називається мережевим гулом . Лінії електропередачі мають напругу змінного струму або 50, або 60 Гц, що знаходиться в нижньому кінці звукового діапазону більшості людей. За наявності електромагнітного поля (наприклад, такого, що генерується від змінного струму), молекули феромагнітних матеріалів (металевих провідників всередині ліній електропередач) не лише намагаються вирівняти себе з полем, але іноді змінюватимуть або спотворювати свою форму, якщо прикладний потенціал досить сильний. Таке вирівнювання / зміна форми може спричинити зіткнення між молекулами, що складаються з ліній електропередач, які при достатній кількості їх можуть почути спостерігач.

Моя дика здогадка, що підвісні краплі води можуть викликати скидання корони. Корона, як правило, найгірша в точках більш різкої кривизни, де градієнт електричного поля найбільш інтенсивний. Більш високі напруги, як 200кВ, які ви згадуєте, зробили б це більш вираженим.

Причин є кілька, але найпоширенішим є розряд високої напруги вздовж поверхневого забруднення на ізоляторах. Це має характерний "шипіючий" шум, тоді як більшість інших фенономів генерують шум переважно на лінійній частоті або 2-й гармонічній.

Під час сухої погоди на ізоляторах накопичується пил, і він завжди містить деяку кількість солі. Коли погода стає вологою, достатня кількість води потрапляє в суміш, щоб вона могла стати струмопровідною, тому невеликі кількості струму починають текти. Як тільки це станеться, будь-яка органіка на поточному шляху швидко стає карбонізованою, а дуга стає більш-менш постійною (сильний дощ вимиє ізолятори чистими, а цикл потім запускається знову)

Пік шуму для шипільних розрядів ультразвуковий, тому виявлення, де знаходиться фактична дуга, здійснюється за допомогою невеликого параболічного мікрофона з видошукачем. (див. для прикладу http://www.arrl.org/files/file/Technology/PLN/Ultrasonic_Pinpointer.pdf )

Шипіння, яке ви чуєте, - це найменше. Радіо забиває дуги HATE, оскільки вони створюють багато радіоперешкод - тому вони, як правило, є найбільш захопливими покупцями / будівельниками ультразвукових локаторів дуги.

Наростання пилу є основною причиною, чому ізолятори високої напруги не є гладкими - типова конструкція «диска» робить дуже важким накопичення достатньої кількості пилу для пропускання струму у вологих умовах, тому дуга на основі пилу зазвичай зустрічається тільки на полюсах напруги 11 кВ або нижчих напруг, де ізолятори значно простішої конструкції.

Коронні ефекти зазвичай виявляються лише на лініях високої напруги (понад 220 кВ)