为什么在高压维修过程中粘合时会产生电弧?

电器工程 高压 维修 接地
2022-01-10 23:52:34

当通过直升机在高压输电线上工作时,技术人员将使用称为热棒的钢棒“粘合”。在此过程中,电弧从线传导到魔杖。现在,既然直升机在字面上和电动上都是漂浮的,为什么线和魔杖之间有任何潜力?

我的猜测是,由于电力线中的交流电流,因此在直升机附近存在一个交替的膨胀和塌陷磁场。这在直升飞机的框架中建立了与电流异相 180 度的电荷极化,因此发生了产生电势的电吸引力。

如果这是真的,即使电子不能在鸟体内自由移动(就像它们在金属直升机框架中一样),它们也能够旋转并仍然建立电荷极化(就像带电的气球粘在墙上一样)因此,当一只鸟“粘在”电线上时,你不认为它们一开始会感到有点刺痛吗?

另一件事。由于直升机电路是一个独立的电路,它们可以连接到任何一条线上,并且该线将成为直升机电路接地的接地参考,这是真的吗?

4个回答

这个问题和你的有点相关。

这种现象与磁场无关。任何高压电线(交流或直流)周围都有一个强电场,强度与到电线的距离成反比。在非常近的距离处,强度超过了空气本身的击穿阈值。

导电直升机(以及穿着金属网服的修理工)的存在扭曲了这个场,使其进一步集中在电线和直升机之间的空间中。当粘合带足够靠近时,就会形成弧线。该电弧中的电流受到直升机总电容的限制。

一旦建立了粘合连接,直升机和网状套装都与线路本身处于相同的电位。电场仍然扭曲,但现在集中区域远离维修人员以及电线与直升机之间的连接。

至于鸟类,你什么时候见过一只鸟坐在这些高压输电线路上?

即使是漂浮的物体也有电容。例如,具有巨大电容和电荷均衡电流(云到云闪电)的云可以是 >> 10KA,具体取决于电离路径电阻。但直升机作为一种相对“大鸟”,无论是交流还是直流,都会传导相当数量的电流以达到与特高压线路相同的电位。一旦“粘合”了极低频率的 50/60Hz 和网状防护服,就可以保护操作员。另外,DC 或 ELF(超低)的高电场对人体没有不利影响,这与持续电弧放电的 RF 不同。

*添加 我从 ABB 了解到,培训一名具有 2 年较低级别经验的带电电线维护操作员需要花费 10k 到 20K 美元。所以信息不是免费的。自 1989 年以来,他们曾经使用法拉第套装依靠现场手动连接,但现在使用带有特殊导体的玻璃纤维棒进行连接和断开连接。他们没有具体说明现场服务之间的细节或差异,例如 400 kVac 线路与 800 kVdc 的 UHVDC。我怀疑维修 HVDC 的优点是只有初始放电/充电电弧电流和由灰尘和湿度决定的直流泄漏,所以我怀疑在下雨风险为 0% 时维修受到限制。然而,由于直升机自由空间的电容,AC 线路可能有更多的泄漏。由于波长极长,电场差异不大,但正如戴夫在接触前所说的高梯度。由于杆的串联电容与直升机的体电容之间存在泄漏电流。

结束编辑

更多旁注... EMI 对人体的影响大致与 f 成正比,直到您达到红外波长,然后它从紫外线开始再次上升,并继续对伽马射线波长更加敏感。我没有关于非电离风险的最新同行评审期刊,但可能有很多吓人的报告。微波工程师对蜂窝塔设计极为谨慎,以尽量减少分散到近场地面辐射和公寓间距对人类的风险。连续暴露在带有大电流电弧的特斯拉发电机下是不好的。而低电流等离子球是无害的。电力线运营商非常注意可能降低绝缘强度的接地安全棒的清洁度。

我记得几十年前流行的电子产品故事,它警告人们卧室附近的交流电源板会导致家中的癌症。我记得大约在 Y2K 听到这是“欺诈”和犯罪。“科学家”被指控诈骗政府拨款。对奶牛进行了类似的研究。但巨大的 EM 波长对人类造成的潜在风险很小(双关语),由于极端天气对冰、龙卷风或飓风的坠落线路的安全性,高压线路在大多数地区都受到房地产开发的限制。您需要担心的不是 HV ELF 场,而是包含 RF 的连续电弧场,如果持续存在可能会导致红眼或更严重的烧脑逃到甲板下的安全地带。

那么连接充电需要多少电流呢?我认为这取决于海拔和相对湿度,空气电介质与浮动“鸟”电容表面积的耦合电容是另一个因素。所以它不是真正的“漂浮”,除非你是一只非常小的鸟,没有旋转的“翅膀”,也会产生摩擦电直流电荷。

高度效应是相对于地面的。当斩波器接近接地 < 100 英尺时,它的电容从“自由空间”值迅速增加,因此当 V=Q/C 时,电荷 Q 导致电压随着 C 增加而迅速下降。无论如何,着陆脚首先接触以释放鸟,我从未听说过接地时产生电弧,但这是另一个问题,但这种效果降低了风险。

这是关于累积费用。虽然直升机本身可以积累电荷(转子在空气中移动)并且高压导致自身可能会产生直流电压(变压器不会通过直流)。尽管您可能不知道还有一个额外的因素,即超高压输电线路可以是直流电。

防空炮弹中的空中近炸引信就是根据这些原理工作的。当炮弹接近飞机时,可以检测到以电场表示的电荷差。当达到某个阈值时,炸弹就会爆炸。

关于降落时卸货的直升机:

旋转翼(“叶片”)穿过空气足以使它们通过与空气分子的摩擦产生大量静电荷,仅出于这个原因,如果悬停的斩波器掉线,建议让它击中在接触它之前先接地。

众所周知,粗心的救援人员会因放电而摔倒,但在潮湿的天气里这不是什么大问题(原因很明显)

同样的事情发生在固定翼飞机上,这就是为什么许多飞机的机翼后缘有电晕放电线,当电荷达到极端水平时。

自由空间日冕放电也被称为“圣埃尔莫之火”,可能对机身造成相当大的破坏。

请参阅http://www.google.co.uk/patents/US3260893,其中详细介绍了该现象并减轻了它。

接合时可见的电弧是直升机和线路之间的简单直流电势均衡(通常是直升机处于较高的电势,请记住,对于交流线路,线路的平均电势是“地平面”)。这并不是特别危险(仅涉及几毫安),但是当您离地那么高时,您不希望发生任何可能导致线路工作人员放开他们所持有的任何东西的事情,如果他们得到一个颠簸。

(如果您认为直升机工作很疯狂,一些英国维护团队专门爬塔,然后沿着绝缘体爬到带电的电线上!)