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

Cuando trabaje en líneas eléctricas de alto voltaje a través de un helicóptero, el técnico se "pegará" con una varita de acero llamada "barra caliente". Durante este proceso, se realiza un arco desde la línea hasta la varita. Ahora, dado que el helicóptero está flotando tanto literal como eléctricamente, ¿por qué hay algún potencial entre la línea y la varita?

Supongo que, debido a la corriente eléctrica alterna en la línea de alimentación, hay un campo magnético alternante en expansión y colapso presente en las proximidades del helicóptero. Esto establece una polarización de carga en el marco del helicóptero 180 grados fuera de fase 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 pueden moverse libremente en un pájaro (como lo están en el marco del helicóptero de metal), pueden rotar y configurar una polarización de carga (como un globo cargado pegado a una pared) y, por lo tanto, cuando un pájaro se "une" a un cable, ¿no crees que se siente un pequeño hormigueo al principio?

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

Esta pregunta está algo relacionada con la tuya.

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 desde el cable. A distancias muy cercanas, la intensidad excede el umbral de descomposición del aire en sí.

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 capacitancia general del helicóptero.

Una vez que se ha realizado la conexión de unión, el helicóptero y el traje de malla tienen el mismo potencial que la línea misma. 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 un pájaro sentado en una de estas líneas de transmisión de alta tensión?

Incluso los objetos flotantes tienen capacitancia. Por ejemplo, las nubes que tienen una capacitancia enorme y la corriente de ecualización de carga (relámpago de nube a nube) pueden ser >> 10KA dependiendo de la resistencia del camino de ionización. Pero el hecho de que Heli sea un "pájaro relativamente grande" conducirá una buena cantidad de corriente para alcanzar el mismo potencial que la línea UHV, ya sea AC o DC. Una vez "unidos", la frecuencia extremadamente baja de 50 / 60Hz y los trajes de malla protegen a los operadores. Como un lado, los campos eléctricos altos de CC o ELF (extra bajo) no tienen efectos perjudiciales en los humanos a diferencia de la RF del arco continuo.

* agregado Leí de ABB que cuesta $ 10k ~ 20K capacitar a un operador para el mantenimiento de cables en vivo con 2 años de experiencia previa en niveles más bajos. Entonces la información no está disponible gratuitamente. Una vez confiaron en conexiones manuales en vivo desde 1989 con un traje 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 frente a UHVDC a 800 kVdc. Sospecho que el servicio de HVDC tiene la ventaja de tener solo corrientes de arco de carga de descarga / carga iniciales y una fuga de CC determinada 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 capacitancia al espacio libre del helicóptero. Como las longitudes de onda son extremadamente largas, no hay mucha diferencia en los campos eléctricos, pero como dijo Dave, gradientes altos antes del contacto. ya que hay corriente de fuga debido a la capacitancia en serie de la varilla a la capacitancia del cuerpo del Heli.

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Más notas aparte ... EMI afecta a los humanos aproximadamente proporcionalmente a f hasta llegar a las longitudes de onda infrarrojas, luego comienza de nuevo con los rayos 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 la torre celular para minimizar los riesgos para los humanos de la dispersión a la radiación del terreno cerca del campo y el espacio entre los apartamentos. La exposición continua a generadores Tesla con arcos de alta corriente no es buena. Mientras que las bolas de plasma de baja corriente son inofensivas. Los operadores de Power Line son extremadamente cuidadosos con la limpieza de sus varillas de seguridad con conexión a tierra que pueden reducir la resistencia dieléctrica.

Recuerdo una historia de Popular Electronics hace décadas, que advertía a las personas sobre los paneles de alimentación de CA cerca de las habitaciones que causan cáncer en el hogar. Recuerdo haber escuchado alrededor de Y2K que se trataba de "fraude" y el perp. El "científico" fue acusado de defraudar al gobierno de subvenciones. Se han realizado estudios similares en vacas. Pero las enormes longitudes de onda EM crean poco riesgo potencial para los humanos (juego de palabras) Las líneas de AT están restringidas del desarrollo de la propiedad en la mayoría de las áreas debido al clima extremo en la seguridad de las líneas caídas de hielo, tornados o huracanes. No debe preocuparse por los campos HV ELF, sino por los campos de arco continuo que contienen RF, que si se mantienen pueden causar ojos rojos o cerebros fritos en el caso de los operadores de tanques durante la Segunda Guerra Mundial con transmisores de alta potencia detrás del cerebro que los provocan. pasar a la seguridad debajo de la cubierta.

Entonces, ¿cuánta corriente se necesita para cargar la conexión? Creo que eso dependería de la altitud y la humedad relativa, y la capacidad de acoplamiento del dieléctrico del aire al área de superficie de la capacidad de "pájaro" flotante es el otro factor. Por lo tanto, no es realmente "flotante" a menos que sea un pájaro realmente pequeño sin "alas" giratorias que creen también cargas de CC triboeléctricas.

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

Se trata de la carga acumulada. Mientras que el helicóptero en sí mismo puede acumular carga (los rotores se mueven más allá del aire) y los cables de alto voltaje pueden tener 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 CC.

Las espoletas de proximidad aérea en rondas antiaéreas funcionan según estos principios. A medida que el proyectil se acerca al avión, se detecta el diferencial de carga expresado en el campo eléctrico. Cuando se alcanza un cierto umbral, la bomba explota.

Con respecto a la descarga de helicópteros cuando aterrizan:

El paso de las alas giratorias ("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 flotante deja caer una línea, es aconsejable permitir que golpee el suelo antes de tocarlo.

Se sabe que el personal de rescate descuidado es golpeado por la descarga, pero no es un gran 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 una célula.

Consulte http://www.google.co.uk/patents/US3260893 , que ofrece muchos más detalles sobre el fenómeno y su mitigación.

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 "nivel del suelo"). No es particularmente peligroso (solo unos pocos mA involucrados), pero cuando estás tan lejos del suelo, no quieres que ocurra nada que pueda hacer que el personal de línea suelte lo que sea que estén agarrando, en caso de que reciban un sacudida.

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