¿Por qué el arco cuando se conecta durante las reparaciones de alto voltaje?

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Cuando se trabaja en líneas eléctricas de alto voltaje a través de un helicóptero, el técnico se "conecta" con una varilla de acero llamada hot-stick. Durante este proceso se realiza un arco desde la línea hasta la varita. Ahora, dado que el helicóptero está flotando literal y eléctricamente, ¿por qué hay algún potencial entre la línea y la varita?

Mi conjetura es que, debido a la corriente eléctrica alterna en la línea eléctrica, existe un campo magnético alterno de expansión y colapso presente cerca del helicóptero. Esto establece una polarización de carga en el marco del helicóptero desfasada 180 grados con la corriente y, por lo tanto, se produce una atracción eléctrica que produce un potencial eléctrico.

Si esto es cierto, a pesar de que los electrones no son libres para moverse en un ave (como lo están en el armazón del helicóptero de metal), pueden girar y aún configurar una polarización de carga (como un globo cargado se adhiere a una pared) y, por lo tanto, cuando un ave se "une" a un alambre, ¿no crees que al principio se sienten un poco de cosquilleo?

Otra cosa. ¿Es cierto que, debido al hecho de que el circuito del helicóptero es aislado, pueden unirse a cualquiera de las líneas y esa línea será la referencia de tierra para el suelo del circuito del helicóptero?

    
pregunta Salbando Jones

4 respuestas

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Esta pregunta está relacionada de alguna manera con la suya.

El fenómeno no tiene nada que ver con los campos magnéticos. Hay un campo eléctrico intenso alrededor de cualquier cable de alto voltaje (CA o CC), y la intensidad es inversamente proporcional a la distancia del cable. A distancias muy cercanas, la intensidad supera el umbral de descomposición del aire mismo.

La presencia del helicóptero conductor (y el reparador con su traje de malla metálica) distorsiona este campo, concentrándolo aún más en el espacio entre el cable y el helicóptero. Cuando la correa de unión se acerca lo suficiente, se forma un arco. La corriente en este arco está limitada por la capacidad general del helicóptero.

Una vez que se ha realizado la conexión de enlace, el helicóptero y el traje de malla tienen el mismo potencial que la línea. El campo eléctrico todavía está distorsionado, pero ahora las áreas concentradas se alejan del reparador y la conexión entre el cable y el helicóptero.

Y con respecto a los pájaros, ¿cuándo has visto a un pájaro sentado en una de estas líneas de transmisión de alta tensión?

    
respondido por el Dave Tweed
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Incluso los objetos flotantes tienen capacitancia. Por ejemplo, las nubes que tienen una gran capacidad y la corriente de ecualización de carga (nube a nube) pueden ser > > 10KA en función de la resistencia del camino de ionización. Pero el hecho de que Heli sea un "pájaro grande" es relativamente elevado y conducirá una buena cantidad de corriente para alcanzar el mismo potencial que la línea UHV, ya sea AC o DC. Una vez "adheridos", la frecuencia extremadamente baja 50 / 60Hz y los trajes de malla protegen a los operadores. Además, los campos eléctricos elevados de DC o ELF (extra bajos) no tienen efectos perjudiciales para los seres humanos, a diferencia del RF por arcos eléctricos sostenidos.

* añadido Leí a ABB que cuesta $ 10k ~ 20K capacitar a un operador para el mantenimiento de cableado con experiencia con 2 años de experiencia previa en niveles más bajos. Así que la información no está disponible gratuitamente. Una vez confiaron en las conexiones de mano en vivo desde 1989 con un traje de Faraday, pero ahora usan las varillas de fibra de vidrio con conductores especiales para conectar y desconectar. No especifican detalles o diferencias entre el servicio en vivo, por ejemplo, líneas de 400 kVac vs. UHVDC a 800 kVdc. Sospecho que el servicio HVDC tiene la ventaja de tener solo corrientes de arco de carga de descarga / carga iniciales y fugas de CC determinadas por el polvo y la humedad, por lo que sospecho que el servicio es limitado cuando el riesgo de lluvia es del 0%. Sin embargo, las líneas de CA pueden tener más fugas debido a la capacidad del espacio libre del helicóptero. Dado que las longitudes de onda son extremadamente largas, no hay mucha diferencia en los campos eléctricos, pero, como Dave dijo, los gradientes altos antes del contacto. ya que hay una corriente de fuga debido a la capacitancia en serie de la varilla a la capacitancia del cuerpo del Heli.

finalizar edición

Más notas aparte ... La EMI afecta a los humanos aproximadamente proporcionalmente a f hasta que se llega a las longitudes de onda infrarrojas, luego se recupera comenzando con UV y continúa siendo aún más sensible a las longitudes de onda de los rayos gamma. No tengo las últimas revistas revisadas por pares sobre riesgos no ionizantes, pero puede haber muchos informes de miedo. Los ingenieros de microondas son extremadamente cautelosos con el diseño de torres celulares para minimizar los riesgos para los humanos, desde la dispersión hasta la radiación en el campo cercano y el espacio entre los apartamentos. La exposición continua a los generadores de Tesla con arcos de alta corriente no es buena. Mientras que las bolas de plasma de baja corriente son inofensivas. Los operadores de la línea eléctrica son extremadamente cuidadosos con la limpieza de sus varillas de seguridad de conexión a tierra que pueden reducir la resistencia dieléctrica.

Recuerdo una historia de Popular Electronics hace décadas, que advirtió a las personas sobre los paneles de energía de CA cerca de las habitaciones que causan cáncer en el hogar. Recuerdo haber escuchado alrededor del año 2000 que era "fraude" y el perpetrador. "científico" fue acusado de defraudar al gobierno de otorgar dinero. Se han realizado estudios similares sobre vacas. Pero las enormes longitudes de onda de EM crean poco riesgo potencial para los humanos (las intenciones del juego de palabras) las líneas de alta tensión están restringidas del desarrollo de propiedades en la mayoría de las áreas debido al clima extremo en la seguridad de las líneas caídas de hielo, tornados o huracanes. No tiene que preocuparse por los campos ELF de HV, sino por los campos de arco continuo que contienen RF, que si se mantienen pueden causar ojos rojos o, peor aún, cerebros fritos en el caso de los operadores de tanques durante la Segunda Guerra Mundial con transmisores de alta potencia detrás de su cerebro causándoles pasar a la seguridad debajo de la cubierta.

Entonces, ¿cuánta corriente se necesita para recargar la conexión? Creo que dependería de la altitud & La humedad relativa y la capacidad de acoplamiento del aire dieléctrico a la superficie del flotante "pájaro" capacitancia es el otro factor. Por lo tanto, no es realmente "flotante" a menos que sea un ave realmente diminuta sin "alas" giratorias que creen también cargas de corriente alterna tribo-eléctricas.

El efecto de altitud es relativo al suelo. A medida que el helicóptero se aproxima a tierra < 100 pies su capacitancia aumenta rápidamente a partir de los valores del "espacio libre", por lo tanto, como V = Q / C, la carga Q produce una rápida disminución en el voltaje a medida que C aumenta. En cualquier caso, los pies de aterrizaje se tocan primero para descargar el ave y nunca he oído hablar de un arco en el aterrizaje, pero esta es otra pregunta, pero este efecto reduce el riesgo.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Se trata de carga acumulada. Mientras que el propio helicóptero puede acumular carga (los rotores que se mueven más allá del aire) y los cables de alto voltaje posiblemente tendrán un voltaje de CC (los transformadores no pasan CC). Sin embargo, hay un factor adicional que quizás no conozca, las líneas de transmisión de muy alto voltaje pueden ser de CC.

Los fusibles de proximidad aérea en rondas antiaéreas trabajan en estos principios. Cuando la cáscara se acerca al avión, el diferencial de carga expresado en el campo eléctrico es detectable. Cuando se alcanza un cierto umbral, la bomba dispara.

    
respondido por el placeholder
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Con respecto a los helicópteros que se descargan cuando aterrizan:

El paso de las alas rotativas ("cuchillas") a través del aire es suficiente para que acumulen una carga estática sustancial a través de la fricción con las moléculas de aire y solo por esta razón, si un helicóptero suspendido hace una línea, es recomendable permitirlo. para golpear el suelo antes de tocarlo.

Se sabe que el personal de rescate descuidado ha sido derribado por la descarga, pero no es tanto un problema en clima húmedo (por razones obvias)

Lo mismo sucede en los aviones de ala fija, por lo que muchos tienen cables de descarga de corona en el borde posterior de sus alas, para cuando las cargas llegan a niveles extremos.

La descarga coronal en el espacio libre también se conoce como "Fuego de San Elmo" y puede ser muy dañina para la estructura del avión.

Consulte enlace , que contiene muchos más detalles sobre el fenómeno y cómo mitigarlo.

El arco visible cuando se une es una simple ecualización del potencial de CC entre el helicóptero y la línea (por lo general, es el helicóptero con mayor potencial, teniendo en cuenta que para las líneas de CA, el potencial promedio de las líneas es el "nivel del suelo"). No es particularmente peligroso (solo están involucrados unos pocos mA), pero cuando estás tan lejos del suelo no quieres que pase nada, lo que podría hacer que el personal de la línea deje de lado lo que sea que esté reteniendo, en caso de que obtengan una sacudida.

(Si crees que el trabajo en helicóptero es salvaje, algunos equipos de mantenimiento del Reino Unido se especializan en escalar torres y luego escalar a lo largo de los aisladores en los cables en vivo )

    
respondido por el stoatwblr

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