Почему птиц на проводах не бьет током
Во время наблюдения за тем, как разбрелись по проводам стаи птиц, возникает невольный вопрос: а как так получается, что людям притрагиваться к проводам нельзя, а птицы спокойно ходят по проводам, находящимся под напряжением? В чем здесь секрет — мы и попытаемся разобраться в нашей статье.
Как получается, что птиц не бьет током на проводах
Для того, чтобы разобраться в этом вопросе, нам необходимо знание элементарных основ физики и электротехники. Поэтому без краткого экскурса в теорию не обойтись, но мы постараемся сделать его максимально простым и понятным.
Краткий экскурс в физику
Электроэнергия характеризуется множеством величин, но для ответа на вопрос: почему птицу не бьет током на проводах? — нам важны две из них – это напряжение и ток. Ведь ответ на вопрос кроется в самом вопросе. А если ток?
Для начала определимся, что такое электрический ток. Ток — это направленное движение заряженных частиц. Для того, чтобы эти заряженные частицы пришли в движение, нам необходимо создать разность потенциалов.
Как известно, разностью потенциалов между двумя точками называют электрическое напряжение. Упрощенно можно сказать, что напряжение — это разность между двумя точками, в одной из которых заряженных частиц много, а в другой мало.
Закон природы требует уравнять количество заряженных частиц в этих двух точках. Именно процесс перемещения заряженных частиц из одной точки в другую и называют эклектическим током.
Подытоживая все вышесказанное, приходим к выводу, что ток возникает между двумя точками с разным напряжением. Обычно этими точками выступают либо два провода, либо провод и земля. Ведь землю принято считать идеальной точкой с потенциалом в «0».
Что происходит с птицами на проводах
Для ответа на вопрос: почему птиц не убивает током на проводах, давайте рассмотрим весь процесс поэтапно:
У нас имеется провод под напряжением. В нашем случае величина этого напряжения не столь существенна. И у нас имеется птица, которая парит в воздухе. Воздух считается диэлектриком, то есть материалом, не проводящим электрические заряды.
Птица садится на провод! И ничего не происходит. А не происходит потому, что у нас нет электрического тока между проводом и птицей. Сев на провод под напряжением (или потенциалом), птица сама приобрела потенциал. Но для возникновения тока необходима другая точка с меньшим потенциалом, а птицу окружает воздух, который является диэлектриком.
Если же к вопросу подойти чисто теоретически, то птицу может ударить током на проводах. Только это должна быть очень большая птица, которая сядет не на провод, а на изоляторы, которые прикрепляют провод к опоре. При этом большая птица должна не просто сесть, а расправить крылья и лечь на изоляторы. Тогда, возможно, на линиях с высоким классом напряжения 330, 500, или 750кВ сможет образоваться электрическая цепь, которая убьет птицу.
Не очень часто птицы становятся причиной отключения линий электропередач. Порывшись в сети интернет, вы наверняка найдете видео, где птицы, несущие в клюве куски проволоки или другие проводящие материалы, вызывали короткие замыкания на линиях. В этом случае проволока, которую держит в клюве птица, выступает в роли мостика. При ее соприкосновении с одним из проводов и другим проводом или опорой, начинается протекание тока, которое часто называют коротким замыканием.
Человек на проводах
По тем же причинам, почему птиц на проводах не убивает током, и человек может прикасаться к проводам. Только в отличие от птиц мы не можем подлететь к проводу, поэтому используется специальная техника.
Такие работы очень опасны, поэтому на каждом энергопредприятии есть отдельная инструкция выполнения работ под напряжением.
Обратите внимание! Для человека считается смертельным ток в 0,1А. Для сравнения, в электрической лампочке на 100Вт протекает ток примерно 0,5А. Протекание такого тока более чем 0,5 секунды может привести к нарушению действия сердечных мышц и смерти.
В сети интернет вы могли видеть множество роликов о приземлении парашютистов на провода линий электропередач. При правильном поведении их не било током, и дождавшись отключения линии, они могли спокойно спуститься на землю.
Данное правило распространяется не только на провода линий электропередач. Выполняя ремонт домашней проводки, тоже иногда используют метод выполнения работ под напряжением. Своими руками делать этого не следует, а вот специалисты иногда его используют.
Зная, почему птиц не бьет током на проводах, у вас может появиться предвзятое отношение к электричеству. Действительно, теоретически, изолировав себя от земли, можно выполнять работы практически под любым классом напряжения.
Но даже специалисты, много лет проработавшие в области энергетики, не решаются чинить проводку дома под напряжением. Ведь цена ошибки велика, а преимущества такого ремонта весьма сомнительны.
Почему птицы не погибают, когда садятся на линии электропередач без резиновой изоляции
Несмотря на то, что провода на высоковольтных линиях электропередач по всему миру не защищены резиновой изоляцией (так как в этом просто нет необходимости), получить удар тока от них птицам и другим существам не так просто, как может показаться на первый взгляд. Особенно человеку, не знающему особенности физики и работы напряжения.
Птицы садятся на оголенные провода линий электропередач и прекрасно себя там чувствуют, хотя по проводам проходит огромное напряжение. Кроме того, в сети есть фото, на которых видно, как на оголенных проводах линий электропередач сидят целые стаи птиц. А все дело в обычной физики из школьной программы: когда птицы садятся на провод, создается параллельное соединение проводников.
Таким образом, птицы сами служат одним проводником, а другим — участок провода под их лапками. Получается, что сопротивление птиц во много раз больше сопротивления провода, поэтому по ним протекает очень маленький ток, который не может навредить даже такому маленькому существу.
Стоит сделать оговорку на то, что птицы все же могут погибнуть на линиях электропередач и такие случае не редки. Это произойдет в том случае, если они сядут «по-особенному», а именно: сидя на проводе птица должна коснуться металлической части одной из опор, которые удерживают сами провода. Опоры имеют заземление, поэтому у птиц будет намного меньше итогового сопротивления, а сила тока, которая пройдет через существо, будет огромной.
Почему птиц не бьет током, когда они сидят на проводах
Наблюдая птиц, сидящих на линиях электропередач, каждый из нас хоть раз задавался вопросом, почему на пернатых летунов ток не действует. При этом более внимательные наблюдатели отмечают, что ЛЭП с классом напряжения от 220 кВ и более птицы не используют в качестве насеста. Чтобы объяснить причины этого мы напомним школьный курс физики, а за одно и основы электробезопасности. Это поможет понять, почему птиц не бьет током на проводах.
Теория
В первую очередь сделаем краткий экскурс в школьный курс физики, чтобы вспомнить, что такое электрический ток, напряжение и сопротивление. Электроток (принятое обозначение — I) это не что иное, как движение заряженных частиц (электронов, ионов и т.д.). Важным условием для их направленного движения зарядов является разность потенциалов (напряжение, принятое обозначение U) между двумя точками электрической цепи.
Теперь рассмотрим такую физическую величину, как сопротивление (принятое обозначение R). Под ним подразумевается препятствование проводника к протеканию через него электрического тока. Обратным понятием к сопротивлению является проводимость. Она зависит от таких критериев, как длина, проводника, его сечения, а также удельного сопротивления материала. Рассчитать сопротивление проводника можно по формуле: R = ( l * p ) / S, l – длина, S – сечение, p – удельное сопротивление (табличная величина).
Этих теоретических выкладок будет достаточно для понимания, почему птиц не бьет током на проводах ЛЭП. Если возникли вопросы по теоретической части, получить более подробную информацию, можно с других публикаций на нашем сайте. Мы же перейдем, непосредственно, к рассмотрению феномена.
Что происходит с птицами на проводах?
Для решения задачи необходимо рассмотреть вводные условия. В данном случае они следующие:
- Провод ЛЭП, по которому происходит протекание электричества высокого напряжения.
- Диэлектрик в виде воздуха, окружающего высоковольтные провода и кабели.
- Птицы, спокойно сидящие на проводах и судя по всему, не ощущающие никакого дискомфорта.
Чтобы объяснить это, достаточно вспомнить, что электроток распространяется по пути наименьшего сопротивления. Птицу, сидящую на проводе, можно представить в качестве резистора, зашунтированного проводником. В результате внутреннее сопротивление тела птицы будет выше, чем у проводника, на который она опирается обеими лапами. Помимо этого на лапках летунов имеется слой ороговевших чешуек, играющих роль изоляторов в точках соприкосновения с проводами.
Сопротивление бесполезно
В результате, мы имеем резистор, сопротивление которого значительно выше, чем у шунтирующего проводника. Это не позволяет проходить электрическому току через тельце птицы, но при этом на нем образуется потенциал равный напряжению в линии электропередач.
Обратим внимание, что пернатые облетают стороной ЛЭП с классом напряжения 220,0 кВ и более, а в сырую погоду и линии 110,0 кВ. Это объясняется образованием электромагнитных полей высокой интенсивности и коронных разрядов на проводах воздушных линий. Исключение составляют некоторые хищные птицы, их можно наблюдать и на линиях 330,0 кВ. По мнению орнитологов, это объясняется наличием определенной устойчивости к воздействию интенсивных электромагнитных полей.
Образование коронных разрядов на высоковольтной ЛЭП.
Условия, при которых птицу ударит током и она погибнет
Как уже говорилось в теоретической части, для образования электротока необходима разность потенциалов. Поэтому, чтобы пернатого «дернуло» током, он должен прикоснуться к соседнему проводу (например, крыльями или клювом, поскольку птичьими лапками это будет сделать проблематично), что приведет к межфазному замыканию или КЗ на линию грозозащиты или нуля.
Естественно, такой «трюк» доступен только для крупных птиц, размаха крыльев которых будет достаточно, чтобы задеть соседний кабель. У воробья это вряд ли получится, но если на провод сядет ворона она вполне может дотянуться до другой фазы. В результате через ее тело станет течь ток, что приведет к гибели птицы.
Естественно, если в ВЛ используются изолированные провода, то не возникает разницы напряжений, а, следовательно, и ток разряда не проходит через тело птицы. Это связано с большим сопротивлением изоляции, которая является диэлектриком, не пропускающим как постоянный ток, так и переменное напряжение.
Проблема «птичьих» отключений
Пока большинство людей считает, что птицы не подвержены ударам тока на ВЛ, данные статистики говорят о других результатах. В частности, большинство электрокомпаний США (если быть точным около 87%) связывают многие отключения распредсетей с птицами. Заметим, что подобные проблемы в той или иной мере характерны и для России, причем в определенных регионах «птичьи» отключения требуют принятия радикальных мер.
Исследования, проведенные в Подмосковье, показали, что в среднем на каждые 10,0 км ЛЭП приходится около 150 обгорелых останков птиц. То есть их убивает током, так что рассказы о неуязвимости пернатых несколько преувеличены.
Следует заметить, что больший вред электрохозяйству приносят не сами птицы, а их экскременты. Попадая на изоляторы, и другое электрохозяйство, они могут вызвать короткое замыкание. Причем так отличиться могут и некрупные птицы, если соберутся в достаточном количестве.
Коллективные сидки опасны также тем, что вес стаи может сильно оттянуть силовые линии ЛЭП. Когда пернатые одновременно покинут ВЛ, ее провода могут при выпрямлении перехлестнуться, что спровоцирует КЗ. Избежать этого можно усилив ВЛ путем установки двойного провода.
Не так часто встречаются и более экзотические причины «птичьих» отключений, например, дятлы, разрушающие деревянные опоры или пернатые, поедающие ребра изоляторов, изготовленных на полимерной основе.
Не меньшую проблему создают попытки гнездования на опорах. При постройке гнезд птицам попадаются не только ветки, а и куски провода, которые принесенные в гнездо могут зашунтировать изоляторы или вызвать межфазное замыкание.
Гнездо на опоре
Даже если в гнездах не будет проводов или других токопроводящих элементов, такая конструкция, намокнув во время дождя, может создать угрозу замыкания.
Борьба с «птичьими» отключениями
В ПУЭ есть пункт, посвященный данной проблеме (п.5.7.10). В нем сказано, что в местах большого скопления птиц, образующих интенсивные загрязнения пометом изоляторов, а также в зонах гнездовий необходимо производить установку специальных отпугивающих устройств, не наносящих урон пернатым. Поскольку более подробная информация в Правилах об отпугивающих устройствах отсутствует, обратимся к опыту других стран.
В частности, в США, чтобы не допустить задевания крупными птицами фазных проводов, увеличивают размеры верхних стоек опор. Их высота увеличена по сравнению со стандартными моделями на 40,0 см, а длина со стороны траверсы на 30,0 см.
Что касается проблемы массовых гнездований на электроопорах, то единственным эффективным решением остается установка специальной площадки, где имеется «заготовка» гнезда. Сбрасывание гнезд (в период их покидания) не дает результатов, на следующий год гнезда будут восстановлены. Попытки лишить пернатых материала для постройки, также оказались бесполезными.
Одно время в местах посадки и гнездований устанавливались специальные стальные «ежи». Способ оказался эффективным, но был запрещен экологами ввиду высокой вероятности ранения птицы при попытке посадки. Замена стальных прутьев на пластиковые дала обратный эффект, птицы стали перекусывать прутья и использовать их в качестве материалов для гнезд. По итогу электрокомпаниям пришлось вернуться к установке специальных площадок для гнезд.
Заметим, что гнездованием можно бороться путем установки, генерирующей в течение ночи световые вспышки в случайном порядке.
Для защиты от птичьего помета помогает установка специального «зонтика» над гирляндой изоляторов. Сейчас многие производители выпускают различные модели полимерных изоляторов, у которых верхнее ребро существенно больше, чем у остальных изоляторов.
Полимерные изоляторы: 1) – обычный; 2) с защитным зонтиком
Диаметр такого верхнего ребра около 45,0-50,0 см, что является отличной защитой, как от дождевых капель, так и помета.
Заметим, что попытки отпугивания птиц при помощи специальных устройств и макетов, имитирующих хищные виды, нужный эффект оказывался непродолжительное время. Через несколько недель пернатые привыкли к репеллентам и перестали их замечать.
Почему птиц, сидящих на проводах, не убивает током
Всем известно, что линии электропередач находятся под напряжением, и прикасаться к ним не стоит ни в коем случае. Но вот птиц, сидящих на проводах, это обстоятельство совершенно не волнует. Провода для птиц — это удобное место для отдыха и общения, и к тому же недосягаемое для кошек. Как же пернатым удается оставаться целыми и невредимыми?
Оказывается, для того, чтобы ответить на этот вопрос, необходимо вспомнить школьный курс физики, а точнее ту его часть, что связана с электродинамикой. Линии электропередач служат для передачи электроэнергии в виде электрического тока. Электрический ток, передаваемый по проводам, бывает переменным и постоянным. Но в подавляющем большинстве случаев по линиям электропередач протекает именно переменный ток.
Как происходит удар током или электрошок? Подобная неприятность случается во время прохождения электрического тока через тело. А происходит это по причине большой разницы напряжения в точках соприкосновения с проводниками, в нашем случае с проводом.
Теперь посмотрим, что происходит с небольшой птичкой, садящейся отдохнуть на провод. Во время приземления птица касается двумя лапами только одного провода, поэтому напряжение в двух точках касания одинаково. Другого контакта ни с какими другими предметами (проводниками тока) птица не имеет. При этом разница напряжения отсутствует, и пернатые в полном здравии продолжают сидеть на проводах. Но стоит птице покрупнее совершить неловкое движение, например, задеть крылом столб-опору ЛЭП, соседний провод или ветку дерева, нависающую над линией, как тут же возникает разница потенциалов, ведущая к печальным последствиям.
Вторым немаловажным моментом является размер тела. Птица выступает в роли конденсатора, то есть в ней накапливается некоторый заряд тока и происходит его разрядка. Поскольку размеры тела невелики, то и емкость конденсатора будет мала. Но с животными покрупнее в подобном случае, может также произойти неприятность — емкость их тел окажется выше. Вследствие чего также может произойти удар током.
В случае с более крупными живыми существами, в том числе и с человеком, контакт с линиями электропередач неизменно приводит к трагедии. Человек всегда на чем-то стоит, он не может держаться на проводах и больше ничего не касаться. А в случае соприкосновения с другими предметами, как мы уже выяснили выше, возникает разница напряжения, которая и приводит к удару током. Таким образом, получается, что секрет птиц, сидящих на проводах, заключается в их малых размерах и в том, что они способны сидеть на проводе без соприкосновения с другими предметами.
Материал является авторским, при копировании ссылка на статью или сайт travelask.ru обязательна
Присоединяйся к нашему сообществу в телеграмме, нас уже более 1 млн человек ��