¿Puede conseguir electrocutado un pájaro, en potencial de tierra, aterrizando en una línea eléctrica en tensión bastante alta debido a la inicial de "carga de ecualización"?

Question

En los niveles de tensión de carga típica de las líneas de transmisión en los estados unidos, un pájaro puede aterrizar en uno y estar bien (siempre y cuando no hagas algo de como extender sus alas y el tacto de un árbol o algo diferente al de menor potencial eléctrico).

Sin embargo, ¿qué acerca de un hipotético powerline en mucho mayor tensión (como en decenas de megavoltios). Podría aterrizar en un powerline fatalmente de choque de las aves, aunque no completa un circuito de corriente sostenida? (Suponga que la distancia es lo suficientemente largo que el arco eléctrico ing es imposible.)

NOTA: Mi comprensión de lo que sucede cuando un ave vuela de un objeto de tierra a un powerline (por favor corríjanme si estoy equivocado) es que - al ponerse en contacto con el alambre, de su potencial eléctrico de los cambios de la tierra-el potencial de la red eléctrica del potencial. En orden para que esto suceda, hay una transferencia inicial de energía eléctrica (es decir, el flujo de carga es decir, actual) de la línea eléctrica para el ave, que "iguala" su potencial eléctrico, lo que ocurre casi instantáneamente. Si esto es correcto, entonces mi pregunta se pueden formular de forma más general como "¿Puede una 'carga de compensación", tal como este resultado en un fatal choque, si la diferencia de potencial que es de igualdades es lo suficientemente alto?"

Answer 1

Suponiendo que el pájaro todavía está al potencial de tierra al entrar en contacto con el cable (es decir, se lanzó a la derecha desde el polo).

Hay un montón de incógnitas en este problema, pero vamos a tratar de cubrir algunas lagunas con los datos que podemos conocer en los seres humanos. Así hasta que un EE stackexchanger que es un ornitólogo muestra con datos interesantes, vamos a asumir que los seres humanos pueden volar y te gusta el chill out colgado de un cable de alta tensión.

Todos los objetos y seres vivos tienen un equivalente de la capacidad eléctrica. El Cuerpo Humano es un Modelo de convenio que dicta los seres humanos son equivalentes en ese aspecto a un 100pF condensador (supongamos que no reducen mucho desde el suelo hasta 23meters alta, y llamarlo un escenario de peor caso). Ahora, vamos a suponer que la resistencia de contacto entre el cable y donde el centro geométrico de que el condensador, es 3000Ohm - tomado de la "Mano que sostiene el alambre" caso de la tabla en otro hilo dividida en dos por una dos manos de contacto. A continuación, la duración total del equilibrio actual, tomado como 5 veces la constante de tiempo equivalente a RC, es de 0,75 microsegundos.

Efectos de las corrientes a través de los seres vivos dependen de la magnitud de la corriente y la duración. Nunca he visto ningún estudio que muestra ningún dato por debajo de 10 ms (por ejemplo, el mismo estudio citado anteriormente), lo cual no es sorprendente, ya que al parecer el tiempo de respuesta del tejido cardiaco es 3ms. Por 10ms, la corriente que genera efectos irreversibles es de 0,5 A, y parece que se han asentado en ese punto (poco dependiente de la duración), ciertamente abajo a 3ms. Vamos a suponer que más allá de ese punto, el tejido cardíaco se comporta como un ineficaz sistema de primer orden, la atenuación de 20 db/década. La corriente necesaria para efectos similares sería de 20*4.25=90 db superior, o 15811A. Para una resistencia de contacto de 1500Ohms como se usa arriba, significa que la tensión en el cable tiene que ser 23GV!

Quemaduras sólo depende de la energía que se transfiere, por lo que, teóricamente, de un alto voltaje podría quemar durante un pequeño tiempo. Pero, ¿cómo de alto? Así, "lesiones por electricidad: ingeniería, medicina, y aspectos legales", página 72, dice:

El estimado más bajo de la corriente que puede producir notables en primer o segundo grado quemaduras en un área pequeña de la piel es 100 por 1s

Edit: se Nota que 100A es bastante alto, no está claro cómo el autor define "las quemaduras de primer grado en la pequeña área de la piel", pero me imagino que sería para un área más grande de una pulgada, la quema de todos epidermis y algunos de la dermis, las células que se desprenden.

Así que para 750nanoseconds, que 133MA necesario! Si usamos de nuevo el 1500Ohms resistencia de arriba, eso significa que el cable tendría que ser en 199GV, que es una locura. Las posibilidades son que habrá otros efectos desagradables antes de que esas quemaduras aparecen, pero ni 23GV ni 199GV sonido probable que en el futuro cercano. Nota de lado, como J... planteadas en los comentarios, un 23GV cable espontáneamente arco con nada en el potencial de Tierra dentro de 7,6 km y por lo tanto requieren una cantidad increíble de aislamiento.

Como si no fuera suficiente, usted puede haber notado que los anteriores asumen que la corriente máxima que se aplica para toda la duración del equilibrio actual, mientras que en realidad es una exponencial decreciente... El promedio actual a lo largo de esta duración está en el hecho de 0.2 veces el máximo, por lo que estos valores deben ser realmente 115GV y 995GV!

Advertencia: Esto no significa que es seguro para saltar y colgarse de las líneas de alta tensión, este es un análisis rápido con áspero estimaciones de los datos y la modelización y no deberá ser considerada como justificación para sus acciones.

Answer 2

La mayoría está de acuerdo con Andy Aka explicación. Voy a dar una información más detallada de la teoría, aunque (por supuesto que me podría estar pasando por alto algo).

Un cuerpo no tiene una capacitancia por sí mismo, ya que siempre tiene el "segundo plato" del condensador. Los seres humanos relativa a tierra tendrá un capacitancia cuando se está de pie (aislados) sobre el suelo, y una diferente de la capacitancia cuando el avión (si se puede) porque entonces la tierra está más lejos.

Un modelo simple de que el ave podría ser el uno en el siguiente diagrama:

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

Como el pájaro que se aproxima a la línea C1 de aumentar y C2 disminuirá. Este es un condensador de divisor y el potencial de las aves se acercará a la de Alta Tensión (HV) de la línea uno.

Supongamos, sólo para dar algunas cifras, que C1 es 100 veces C2 justo antes de que el pájaro de los pies, toca la línea, la diferencia de potencial entre el pájaro y el HV línea, a continuación, sólo el 1% de HV. Finalmente, el pájaro de los pies toca la línea: C1 es "corto" y el único de la capacitancia a llenar sería C2 (capacitancia entre el pájaro y la tierra, que es muy pequeño como la tierra es mucho). Debido a que el cuerpo potencial ya está en el 99% de HV, y es la capacitancia a tierra es muy pequeña, la corriente a través de el pájaro sería muy pequeño.

Answer 3

NOTA: Mi comprensión de lo que sucede cuando un ave vuela de una tierra objeto a una línea eléctrica (por favor corríjanme si estoy equivocado) es que - al ponerse en contacto con el alambre, de su potencial eléctrico cambios de la tierra-el potencial de la red eléctrica del potencial

Aquí está el quid de la cuestión. Como el pájaro que abandona el terreno de rumbo en la dirección del alambre adquiere un gradual cambio en el potencial. Este no es un cambio instantáneo porque si lo fuera, el pájaro que la experiencia actual de la sacudida que en ese instante cayó.

Así que, no, no sucede de forma instantánea y, el más grande de alambre de voltajes = distancia mayor, por tanto, un período de tiempo más largo para alcanzar dicho alambre y, sin entrar en las matemáticas, la pequeña imperceptible corriente que el pájaro experiencias será el mismo.

EDITAR - aquí es una imagen digna de la forma en que el nivel de voltaje cambia con la distancia entre la tierra y un "caliente" hilo: -

Esto es bastante clásica campo eléctrico de análisis. Que emana desde el centro (que se supone ser un punto de alta tensión) son de color negro las líneas de campo eléctrico. Estos salida en todas direcciones desde el alambre y el hit "suelo" en ángulos rectos. Si tú también alguna de estas líneas de campo E-y "viajado" a lo largo de ella desde el nivel del suelo por (por ejemplo) 10% de su longitud, que podría alcanzar un voltaje que es el 10% del alambre caliente.

Si usted hizo este experimento para todos los E-líneas de campo en diferentes porcentajes de la longitud que usted sería capaz de trazar todas las líneas equipotenciales y que es lo que las líneas rojas son.

Como usted debe ser capaz de ver el potencial de que un objeto pequeño puede lograr el aumento de gound a la "caliente" de alambre es muy lineal.

Answer 4

Es una lástima ver tantos desinformados, de alto rango de las respuestas a esta pregunta - así que he decidido finalmente abrir una cuenta y contribuir, después de años de al acecho :)

Una forma de ver la transmisión de energía es la corriente que pasa a través del alambre modelado como energía cinética de las partículas (electrones) en su interior. Sin embargo, especialmente en los CA de las instalaciones, si uno de los modelos de energía electromagnética (a través de las ecuaciones de Maxwell), uno ve el poder transportarse en el espacio entre y alrededor de los conductores.

Así que hay EM peligro para nada ni siquiera cerca de las líneas. Su nivel depende, por un dado de aves de la línea de sistema, en el conjunto de su poder a través de la tensión y de la intensidad!

Este cuantitativa de la respuesta que he encontrado en https://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1341 se aplica:

Q: ¿por Qué no las aves se sienten un static shock? Entiendo que las aves no proporcionar una ruta de acceso a la tierra, así que no llevar a un estado estacionario actual. Pero sin duda la primera vez que la tierra no es una carga hasta el pájaro de la capacitancia? He leído que la estática de las crisis dolorosas en alrededor de 10 kV. Estas líneas de poder llevar a cientos de kV, así que no la choque estático de una línea de alimentación de ser muy doloroso? Gracias, Ted - Ted (26 años) de Stanford, CA, Estados Unidos

R: Sí, no es estrictamente cierto que no habrá ninguna corriente en todo. Hay corrientes, pero que son muy pequeñas, y esto no se limita a la de aterrizaje sólo. Tal vez la mayoría de los insignificante de todos, el aire húmedo no es un perfecto aislante, por lo que hay serán las pérdidas del cuerpo de las aves. Pero como también señalar, una pájaro puede ser considerado un (aproximadamente esférica) con condensador de segunda shell infinitamente lejos y en 0 potencial. Por lo tanto, el pájaro se ser cargadas y descargadas en f=60 hz (50 Hz en Europa), porque la líneas de poder llevar a AC, DC no.

Permite hacer un cálculo aproximado teniendo en cuenta que el ave como una esfera con 20 cm de diámetro, la capacitancia C se debe entonces ~10pF. La corriente rms es entonces 2nfVrmsC f. Dicen que hay 100kV de los cables, estos parámetros alrededor de 400 µA para la corriente rms. Para la comparación, para un ser humano ser CA corrientes de alrededor de 10 mA empezar a ser peligroso.(https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_shock) Para un pájaro, algo más bajas corrientes, presumiblemente, puede ser peligroso. Suena como incluso para la línea de alta tensión, sin embargo, la puramente capacitiva actual no es un problema.

Tunc + Mike W.

Answer 5

mi entendimiento es que desde la línea de alto voltaje es una línea de CA, el potencial original del ave no tiene sentido debido a que el potencial del cable es alterno sobre el potencial a tierra y por debajo del potencial de tierra cada 1/100 de segundo en una situación de 50hz. Hay una oportunidad igual de probable que el potencial concerniente a potencial de tierra en el momento de contacto del pie de pájaro podría ser muy cercano de tierra potencial 1/100 de cada segundo también.