Warum der Lichtbogen beim Aufkleben bei Hochspannungsreparaturen?

Bei Arbeiten an Hochspannungsleitungen per Hubschrauber wird der Techniker mit einem als Hot-Stick bezeichneten Stahlstab "verklebt". Während dieses Vorgangs wird ein Lichtbogen von der Linie zum Stab geleitet. Nun, da der Hubschrauber sowohl buchstäblich als auch elektrisch schwebt, warum besteht zwischen der Leine und dem Zauberstab ein Potential?

Ich vermute, dass aufgrund des elektrischen Wechselstroms in der Stromleitung in unmittelbarer Nähe des Hubschraubers ein alternierendes expandierendes und kollabierendes Magnetfeld vorhanden ist. Dadurch wird im Rahmen des Hubschraubers eine um 180 Grad gegen den Strom phasenverschobene Ladungspolarisation aufgebaut und es entsteht eine elektrische Anziehungskraft, die ein elektrisches Potential erzeugt.

Wenn dies zutrifft, können sich die Elektronen in einem Vogel zwar nicht frei bewegen (wie im Metallhubschrauberrahmen), sie können sich drehen und dennoch eine Ladungspolarisation aufbauen (ähnlich wie ein geladener Ballon an einer Wand haften bleibt). Und wenn sich ein Vogel an einen Draht "bindet", glauben Sie dann nicht, dass er zuerst ein bisschen kribbelt?

Eine andere Sache. Stimmt es, dass die Hubschrauberschaltung aufgrund der Tatsache, dass sie isoliert ist, an jede Leitung angeschlossen werden kann und diese Leitung die Erdungsreferenz für die Erdung der Hubschrauberschaltung ist?

Diese Frage hat etwas mit Ihrer zu tun.

Das Phänomen hat nichts mit Magnetfeldern zu tun. Um jedes Hochspannungskabel (Wechselstrom oder Gleichstrom) ist ein starkes elektrisches Feld vorhanden, und die Intensität ist umgekehrt proportional zum Abstand vom Kabel. Bei sehr geringen Entfernungen überschreitet die Intensität die Durchschlagsschwelle für die Luft.

Die Anwesenheit des leitfähigen Hubschraubers (und des Mechanikers mit seinem Metallgitteranzug) verzerrt dieses Feld und konzentriert es noch weiter auf den Raum zwischen Draht und Hubschrauber. Wenn der Verbindungsstreifen nahe genug kommt, bildet sich ein Lichtbogen. Der Strom in diesem Lichtbogen wird durch die Gesamtkapazität des Hubschraubers begrenzt.

Sobald die Klebeverbindung hergestellt ist, haben der Hubschrauber und der Netzanzug alle dasselbe Potenzial wie die Leitung selbst. Das elektrische Feld ist immer noch verzerrt, aber jetzt werden die konzentrierten Bereiche vom Mechaniker und der Verbindung zwischen Draht und Hubschrauber entfernt.

Und was die Vögel betrifft, wann haben Sie jemals einen Vogel gesehen, der auf einer dieser Hochspannungsleitungen saß?

Sogar schwebende Objekte haben eine Kapazität. Beispielsweise können Wolken mit großer Kapazität und Ladungsausgleichsstrom (Blitz von Wolke zu Wolke) in Abhängigkeit vom Widerstand des Ionisationspfads >> 10 KA betragen. Aber da Heli ein relativ "großer Vogel" ist, wird eine angemessene Menge Strom fließen, um dasselbe Potential wie die UHV-Leitung zu erreichen, unabhängig davon, ob es sich um Wechselstrom oder Gleichstrom handelt. Einmal "verbunden", schützen die extrem niederfrequenten 50 / 60Hz- und Mesh-Anzüge die Bediener. Abgesehen davon haben hohe elektrische Felder von DC oder ELF (extra niedrig) keine schädlichen Auswirkungen auf den Menschen, im Gegensatz zu HF durch anhaltende Lichtbogenbildung.

* hinzugefügt Ich habe von ABB gelesen, dass es 10.000 bis 20.000 US-Dollar kostet, einen Bediener für die Wartung von stromführenden Kabeln mit einer Erfahrung von zwei Jahren auf niedrigeren Ebenen auszubilden. Informationen sind also nicht frei verfügbar. Sie waren seit 1989 mit einem Faraday-Anzug auf Live-Hand-Verbindungen angewiesen, verwenden jetzt jedoch Glasfaserstäbe mit speziellen Leitern zum Verbinden und Trennen. Sie spezifizieren keine Details oder Unterschiede zwischen Live-Diensten, z. B. 400 kVac-Leitungen gegenüber UHVDC bei 800 kVdc. Ich vermute, dass die Wartung von HGÜ den Vorteil hat, dass nur die anfänglichen Entlade- / Ladeladungs-Lichtbogenströme und die Gleichstromleckage durch Staub und Feuchtigkeit bestimmt werden. Wechselstromleitungen können jedoch aufgrund der Kapazität zum freien Raum des Hubschraubers eine größere Leckage aufweisen. Da die Wellenlängen extrem lang sind, gibt es keinen großen Unterschied bei den elektrischen Feldern. aber wie Dave sagte, hohe Steigungen vor dem Kontakt. da es aufgrund der Reihenkapazität des Stabes zur Körperkapazität des Heli einen Leckstrom gibt.

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Mehr Nebenbei bemerkt ... EMI betrifft Menschen ungefähr proportional zu f, bis Sie Infrarotwellenlängen erreichen. Dann nimmt es wieder zu, beginnend mit UV, und wird für Gammastrahlenwellenlängen noch empfindlicher. Ich habe nicht die neuesten Peer-Review-Journale zu nichtionisierenden Risiken, aber es gibt möglicherweise viele Berichte über Angstzustände. Mikrowelleningenieure sind bei der Konstruktion von Zelltürmen äußerst vorsichtig, um die Risiken für Menschen durch Streuung, Bodenstrahlung im Nahfeld und Abstand zwischen Wohnungen zu minimieren. Kontinuierliche Exposition gegenüber Tesla-Generatoren mit Hochstromlichtbögen ist nicht gut. Niedrigstromplasmakugeln sind dagegen harmlos. Netzbetreiber achten besonders auf die Sauberkeit ihrer Erdungssicherungsstäbe, die die Spannungsfestigkeit verringern können.

Ich erinnere mich an eine Geschichte von Popular Electronics vor Jahrzehnten, in der Menschen vor Wechselstrom-Schalttafeln in der Nähe von Schlafzimmern gewarnt wurden, die Krebs im Haushalt verursachen. Ich erinnere mich, dass ich ungefähr im Jahr 2000 hörte, dass es "Betrug" und der Täter war. "Wissenschaftler" wurde beschuldigt, die Regierung des Zuschusses betrogen zu haben. Ähnliche Studien wurden an Kühen durchgeführt. Die großen EM-Wellenlängen stellen jedoch für den Menschen ein geringes potenzielles Risiko dar. (Wortspiel beabsichtigt) Hochspannungsleitungen sind in den meisten Gebieten aufgrund der extremen Witterungseinflüsse auf die Sicherheit von durch Eis, Tornados oder Hurrikane gefallenen Leitungen von der Grundstückserschließung ausgeschlossen. Es sind nicht die Hochspannungs-ELF-Felder, um die Sie sich Sorgen machen müssen, sondern kontinuierliche Lichtbogenfelder, die Hochfrequenz enthalten, die bei Panzerbetreibern während des Zweiten Weltkriegs rote Augen oder schlechter gebratene Gehirne verursachen können in Sicherheit unter Deck ohnmächtig werden.

Wie viel Strom wird zum Aufladen der Verbindung benötigt? Ich denke, das würde von der Höhe & relativen Luftfeuchtigkeit abhängen und die Kopplungskapazität des Luftdielektrikums an die Oberfläche der schwimmenden "Vogel" -Kapazität ist der andere Faktor. Es ist also nicht wirklich "schwebend", es sei denn, Sie sind ein wirklich kleiner Vogel ohne rotierende "Flügel", die auch triboelektrische Gleichstromladungen erzeugen.

Der Höheneffekt ist relativ zum Boden. Wenn sich der Chopper einer Masse <100 ft nähert, nimmt seine Kapazität von "Freiraum" -Werten schnell zu, so dass die Ladung Q mit steigendem C zu einem schnellen Spannungsabfall führt, wenn V = Q / C. In jedem Fall berühren sich die Landefüße zuerst, um den Vogel zu entladen und ich habe noch nie davon gehört, beim Aufsetzen eine andere Frage zu stellen, aber dieser Effekt verringert das Risiko.

Es geht um akkumulierte Ladung. Während der Hubschrauber selbst Ladung ansammeln kann (Rotoren bewegen sich an Luft vorbei) und die Hochspannungsleitungen selbst möglicherweise eine Gleichspannung haben (Transformatoren passieren keinen Gleichstrom). Es gibt einen zusätzlichen Faktor, den Sie möglicherweise nicht kennen. Die Hochspannungsübertragungsleitungen können Gleichstromleitungen sein.

Aerial Proximity Fuzes in Flugabwehrrunden arbeiten nach diesen Prinzipien. Wenn sich die Hülle dem Flugzeug nähert, ist der im elektrischen Feld ausgedrückte Ladungsunterschied erkennbar. Wenn eine bestimmte Schwelle erreicht ist, geht die Bombe aus.

In Bezug auf Hubschrauber, die beim Aufsetzen entladen werden:

Der Durchtritt der Drehflügel ("Schaufeln") durch Luft reicht aus, um durch Reibung mit Luftmolekülen eine erhebliche statische Aufladung aufzubauen. Wenn ein schwebender Hubschrauber eine Leine fallen lässt, ist es ratsam, ihn aufschlagen zu lassen vor dem Berühren erden.

Es ist bekannt, dass unvorsichtiges Rettungspersonal durch die Entladung von den Füßen gerissen wird, aber dies ist bei nassem Wetter (aus offensichtlichen Gründen) kein so großes Problem.

Dasselbe passiert in Starrflügelflugzeugen, weshalb viele Koronaentladungsdrähte an der Hinterkante ihrer Flügel haben, wenn die Ladungen extrem hoch werden.

Die koronale Entladung im freien Raum ist auch als "St. Elmo's Fire" bekannt und kann für eine Flugzeugzelle ziemlich schädlich sein.

Siehe http://www.google.de/patents/US3260893 , in dem das Phänomen ausführlicher beschrieben und gemildert wird.

Der sichtbare Lichtbogen beim Auskleben ist ein einfacher Gleichstrompotentialausgleich zwischen dem Hubschrauber und der Leitung (normalerweise ist es der Hubschrauber mit höherem Potential, wenn man bedenkt, dass das durchschnittliche Potential der Leitungen bei Wechselstromleitungen "auf Bodenniveau" liegt). Es ist nicht besonders gefährlich (nur ein paar mA beteiligt), aber wenn Sie sich so hoch über dem Boden befinden, möchten Sie nicht, dass etwas passiert, was dazu führen könnte, dass das Linienpersonal loslässt, woran es sich festhält, falls es eine kriegt Ruck.

(Wenn Sie der Meinung sind, dass Hubschrauber wild arbeiten, sind einige britische Wartungsteams darauf spezialisiert, auf Türme zu klettern und dann entlang der Isolatoren auf stromführende Drähte zu klettern !)