ก่อนหน้านี้นกที่มีศักยภาพบนโลกสามารถรับกระแสไฟฟ้าได้โดยการลงจอดบนสายไฟฟ้าที่แรงดันไฟฟ้าสูงพอเนื่องจากค่าประจุอีควอไลเซอร์เริ่มต้นหรือไม่?

ที่ระดับแรงดันไฟฟ้าของสายส่งค่าใช้จ่ายทั่วไปในสหรัฐอเมริกานกสามารถลงจอดได้และทำได้ดี (ตราบใดที่มันไม่ทำอะไรอย่างเช่นกางปีกและสัมผัสต้นไม้หรือสิ่งอื่นใดที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่า)

อย่างไรก็ตามสิ่งที่เกี่ยวกับสายไฟฟ้าสมมุติที่แรงดันสูงกว่ามาก (เช่นในหลายสิบ megavolts) สามารถลงจอดบนสายไฟฟ้าดังกล่าวทำให้ตกใจ - ถึงแม้ว่ามันจะไม่สมบูรณ์วงจรสำหรับกระแสไฟฟ้าที่ยั่งยืน? (สมมติว่าระยะทางนั้นนานพอที่การอาร์คไฟฟ้าเป็นไปไม่ได้)

หมายเหตุ:ความเข้าใจของฉันเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อนกบินจากวัตถุโลกไปสู่สายไฟฟ้า (โปรดแก้ไขให้ฉันด้วยถ้าฉันผิด) คือ - เมื่อต้องติดต่อสายไฟ - การเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าจากศักยภาพของโลกเป็นศักยภาพของสายไฟฟ้า เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้นมีการถ่ายโอนเริ่มต้นของพลังงานไฟฟ้า (เช่นการไหลของประจุเช่นกระแส) จาก powerline ไปยังนกซึ่ง "ทำให้เท่าเทียมกัน" ศักย์ไฟฟ้าของพวกมันซึ่งเกิดขึ้นเกือบจะในทันที หากสิ่งนี้ถูกต้องคำถามของฉันจะสามารถแก้ไขได้โดยทั่วไปว่า "การเรียกเก็บเงินจากอีควอไลเซอร์" เช่นนี้ส่งผลให้เกิดการช็อกที่ร้ายแรงหรือไม่หากความแตกต่างที่เป็นไปได้ที่ว่า

สมมติว่านกยังคงมีศักยภาพในโลกเมื่อสัมผัสกับลวด (พูดว่ามันกระโดดลงมาจากเสา)

มีปัญหาที่ไม่ทราบจำนวนมากในปัญหานี้ แต่ให้ลองเติมช่องว่างที่มีข้อมูลที่เรารู้จักในมนุษย์ ดังนั้นจนกว่า EE stackexchanger ที่เป็นวิทยาจะปรากฏขึ้นพร้อมกับข้อมูลที่น่าสนใจให้สมมติว่ามนุษย์สามารถบินได้และชอบที่จะทำใจให้สบายห้อยลงจากสายไฟฟ้าแรงสูง

วัตถุและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีกำลังการผลิตไฟฟ้าเทียบเท่า แบบจำลองร่างกายมนุษย์เป็นแบบแผนที่กำหนดมนุษย์ให้เทียบเท่ากับตัวเก็บประจุ 100pF (สมมติว่ามันไม่ลดลงมากจากพื้นถึง 23 เมตรสูงและเรียกว่าเป็นสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด) ทีนี้สมมติว่าความต้านทานสัมผัสระหว่างสายเคเบิลและที่ใดก็ตามที่ศูนย์กลางทางเรขาคณิตของตัวเก็บประจุนั้นคือ 3000Ohm - นำมาจากกรณี "ลวดจับมือ" ของตารางในเธรดอื่น - หารด้วยสองสำหรับการสัมผัสสองมือ จากนั้นระยะเวลารวมของกระแสดุลยภาพซึ่งดำเนินการเป็น 5 เท่าของค่าคงที่เวลาของ RC ที่เทียบเท่ากันคือ 0.75 ไมโครวินาที

ผลของกระแสผ่านสิ่งมีชีวิตขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสและระยะเวลา ฉันไม่เคยเห็นการศึกษาใด ๆ ที่แสดงข้อมูลใด ๆ ดังต่อไปนี้ 10ms (เช่นการศึกษาเดียวกันดังกล่าวข้างต้น) ซึ่งไม่น่าแปลกใจที่เห็นได้ชัดเป็นเวลาตอบสนองของเนื้อเยื่อหัวใจเป็น3 มิลลิวินาที สำหรับ 10ms กระแสที่สร้างเอฟเฟ็กต์ที่กลับคืนไม่ได้คือ 0.5A และดูเหมือนว่าจะตกลงกันที่จุดนั้น (ขึ้นอยู่กับระยะเวลา) น้อยลงถึง 3 มิลลิวินาทีอย่างแน่นอน สมมติว่าในอดีตจุดนั้นเนื้อเยื่อหัวใจทำงานเหมือนระบบการสั่งซื้อครั้งแรกที่ไม่มีประสิทธิภาพลดทอน 20dB / ทศวรรษ กระแสที่ต้องการสำหรับเอฟเฟกต์ที่คล้ายกันจะสูงกว่า 20 * 4.25 = 90dB หรือ 15811A สำหรับความต้านทานต่อการสัมผัส 1500Ohms ตามที่ใช้ข้างต้นหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าของสายเคเบิลต้องเป็น 23GV!

การเผาไหม้จะขึ้นอยู่กับพลังงานที่ถูกถ่ายโอนเท่านั้นดังนั้นในทางทฤษฎีแล้วไฟฟ้าแรงสูงสามารถเผาไหม้ได้ในเวลาเพียงเล็กน้อย แต่สูงแค่ไหน? เอ่อ"การบาดเจ็บทางไฟฟ้า: วิศวกรรม, การแพทย์, และแง่มุมทางกฎหมาย", หน้า 72 , รัฐ:

กระแสไฟฟ้าต่ำสุดโดยประมาณที่สามารถสร้างรอยไหม้ระดับแรกหรือระดับที่สองที่เห็นได้ชัดเจนในพื้นที่เล็ก ๆ ของผิวหนังคือ 100A สำหรับ 1 วินาที

แก้ไข: โปรดทราบว่า 100A ค่อนข้างสูงไม่มีความชัดเจนว่าผู้เขียนกำหนด "ระดับแรกไหม้บนพื้นที่เล็ก ๆ ของผิวหนัง" แต่ฉันคิดว่ามันจะเป็นพื้นที่ที่ใหญ่กว่าหนึ่งนิ้วเผาผิวหนังชั้นนอกและหนังแท้บางส่วน เซลล์เช่นที่พวกเขาลอกออกไป

ดังนั้นสำหรับ 750nanoseconds นั่นคือ 133MA ที่ต้องใช้! หากเราใช้ความต้านทาน 1500Ohms อีกครั้งจากด้านบนนั่นหมายความว่าลวดจะต้องอยู่ที่ 199GV ซึ่งไม่ได้สติ โอกาสที่จะมีผลข้างเคียงที่น่ารังเกียจอื่น ๆ ก่อนที่การเผาไหม้จะปรากฏ แต่ไม่มีเสียง 23GV หรือ 199GV ในอนาคตอันใกล้ ในขณะที่เจ ...แสดงความคิดเห็นสายเคเบิล 23GV จะอาร์คตามธรรมชาติกับทุกสิ่งที่ศักยภาพของโลกภายในระยะทาง 7.6 กม. ดังนั้นจึงต้องมีการแยกอย่างไม่น่าเชื่อ

ราวกับว่ามันไม่เพียงพอคุณอาจสังเกตเห็นว่าข้างต้นถือว่ากระแสสูงสุดถูกนำมาใช้สำหรับระยะเวลาทั้งหมดของกระแสดุลในขณะที่ในความเป็นจริงมันเป็นเลขชี้กำลังเน่าเปื่อย ... ค่าเฉลี่ยปัจจุบันของช่วงเวลานี้เป็นจริง 0.2 คูณสูงสุดดังนั้นค่าเหล่านี้ควรเป็น 115GV และ 995GV!

คำเตือน: นี่ไม่ได้หมายความว่าจะปลอดภัยที่จะกระโดดขึ้นและแขวนจากสายไฟฟ้าแรงสูงนี่คือการวิเคราะห์อย่างรวดเร็วด้วยการประมาณข้อมูลคร่าวๆและการสร้างแบบจำลองและจะไม่ถือว่าเป็นเหตุผลสำหรับการกระทำของคุณ

ฉันเห็นด้วยกับคำอธิบายของ Andy Aka เป็นส่วนใหญ่ ฉันจะให้ทฤษฎีที่มีรายละเอียดมากกว่านี้ (แน่นอนว่าฉันอาจมองข้ามบางสิ่ง)

ร่างกายไม่ได้มีความจุด้วยตัวมันเองเพราะมันต้องการ "แผ่นที่สอง" ของตัวเก็บประจุเสมอ มนุษย์ที่สัมพันธ์กับพื้นจะได้รับความจุเมื่อยืน (ฉนวน) เหนือพื้นดินและความสามารถที่แตกต่างกันเมื่อบิน (ถ้าทำได้) เพราะพื้นดินนั้นไกลออกไป

รูปแบบที่เรียบง่ายของนกอาจเป็นหนึ่งในแผนภาพถัดไป:

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

เมื่อนกเข้าใกล้ C1 จะเพิ่มขึ้นและ C2 จะลดลง นี่คือตัวแบ่งตัวเก็บประจุและศักยภาพของนกจะเข้าใกล้สายไฟฟ้าแรงสูง (HV) สายหนึ่ง

สมมติว่าเพื่อให้ได้ตัวเลขอย่างรวดเร็วนั่นคือ C1 เท่ากับ 100 คูณ C2 ก่อนที่ลูกนกจะสัมผัสกับเส้นความแตกต่างของศักยภาพระหว่างนกกับสาย HV จะเท่ากับ 1% ของ HV ในที่สุดขนมของนกแตะที่เส้น: C1 คือ "shorted" และความจุเพียงอย่างเดียวที่จะเติมได้คือ C2 (ความจุระหว่างนกกับดินซึ่งเล็กมากตามพื้นดินไกล) เนื่องจากศักยภาพของร่างกายนั้นอยู่ที่ 99% ของ HV และความสามารถในการกราวด์ของมันมีขนาดเล็กมากกระแสที่ไหลผ่านนกจะมีขนาดเล็กมาก

หมายเหตุ: ความเข้าใจของฉันเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อนกบินจากวัตถุโลกไปสู่สายไฟฟ้า (โปรดแก้ไขให้ฉันด้วยถ้าฉันผิด) คือ - เมื่อต้องติดต่อสายไฟ - การเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าจากศักยภาพของโลกเป็นศักยภาพของสายไฟฟ้า

ที่นี่ปมของเรื่องอยู่ ในขณะที่นกออกจากพื้นมุ่งหน้าไปในทิศทางของลวดมันจะได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปในศักยภาพ นี่ไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงทันทีเพราะถ้าเป็นเช่นนั้นนกจะได้สัมผัสกับการกระทุ้งในปัจจุบันในทันทีที่มันตกลงสู่พื้น

ดังนั้นไม่มันจะไม่เกิดขึ้นทันทีและแรงดันไฟฟ้าของลวดที่ใหญ่กว่า = ระยะทางที่มากขึ้นดังนั้นระยะเวลาที่นานกว่าในการเข้าถึงลวดดังกล่าวและโดยไม่ต้องเข้าสู่คณิตศาสตร์

แก้ไข - นี่คือภาพที่ดีของวิธีการที่ระดับแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงตามระยะห่างระหว่างพื้นดินและลวด "ร้อน": -

นี่เป็นการวิเคราะห์สนามไฟฟ้าแบบดั้งเดิม เล็ดลอดออกมาจากจุดศูนย์กลาง (สันนิษฐานว่าเป็นจุดไฟฟ้าแรงสูง) เป็นเส้นสนามไฟฟ้าสีดำ ทางออกเหล่านี้ในทุกทิศทางจากลวดแล้วกด "กราวด์" ที่มุมฉาก หากคุณมีเส้น E-field ใด ๆ เหล่านี้และ "เดินทาง" ไปตามระดับพื้นดินด้วย (พูด) 10% ของความยาวของมันคุณจะได้แรงดันไฟฟ้าที่ 10% ของลวดร้อน

หากคุณทำการทดลองทางความคิดสำหรับ E-field ทุกเส้นในอัตราร้อยละที่แตกต่างกันของความยาวคุณจะสามารถพล็อตบรรทัดทั้งหมดของ equipotential และนั่นคือสิ่งที่เส้นสีแดงคือ

ในขณะที่คุณควรเห็นความเป็นไปได้ว่าวัตถุขนาดเล็กสามารถเพิ่มขึ้นจาก gound ไปยังสาย "ร้อน" เป็นเส้นตรงอย่างน่าทึ่ง

เป็นเรื่องน่าเสียดายที่เห็นคำตอบที่ผิดจำนวนมากและมีอันดับสูงในคำถามนี้ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจเปิดบัญชีและมีส่วนร่วมในที่สุดหลังจากผ่านไปหลายปีที่ซุ่มซ่อน :)

วิธีหนึ่งที่จะเห็นการส่งกำลังคือกระแสที่ผ่านเส้นลวดซึ่งเป็นพลังงานจลน์ของอนุภาค (อิเล็กตรอน) ภายใน อย่างไรก็ตามโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการติดตั้ง AC หากหนึ่งรุ่นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า (ผ่านสมการของ Maxwell) หนึ่งเห็นพลังงานดำเนินการในช่องว่างระหว่างและรอบ ๆ ตัวนำ

ดังนั้นจึงมีความเป็นอันตรายต่อ EM สำหรับทุกสิ่งแม้แต่ใกล้กับเส้น ระดับของมันขึ้นอยู่กับระบบสายนกที่ให้กับกำลังโดยรวมที่ผ่าน - ความตึงเครียดและความรุนแรง!

คำตอบเชิงปริมาณนี้ฉันพบในhttps://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1341 มีผลบังคับใช้:

Q: ทำไมไม่นกรู้สึกแบบคงที่ช็อต? ฉันเข้าใจว่านกไม่มีเส้นทางสู่พื้นดินดังนั้นพวกเขาจะไม่พกกระแสคงที่ แต่แน่นอนว่าเมื่อพวกเขาลงจอดครั้งแรกมีกระแสที่จะเรียกเก็บเงินจากความสามารถของนก? ฉันได้อ่านแล้วว่าแรงกระแทกแบบคงที่มีความเจ็บปวดประมาณ 10 kV สายไฟเหล่านี้มีหลายร้อยกิโลโวลต์ดังนั้นช็อกไฟฟ้าสถิตย์จากสายไฟจะไม่เจ็บปวดมากหรือไม่? ขอบคุณ Ted - Ted (อายุ 26 ปี) Stanford, CA, USA

ตอบ: ใช่มันไม่ได้เป็นความจริงอย่างแน่นอนว่าจะไม่มีกระแสใด ๆ เลย มีกระแสลม แต่มีขนาดเล็กมากและไม่ จำกัด เพียงการลงจอดเท่านั้น บางทีสิ่งเล็กน้อยที่สุดของทั้งหมดอากาศชื้นไม่ใช่ฉนวนที่สมบูรณ์แบบดังนั้นจะมีการสูญเสียจากร่างกายของนก แต่ในขณะที่คุณยังชี้ให้เห็นนกสามารถพิจารณาตัวเก็บประจุ (ทรงกลมประมาณ) กับเปลือกที่สองอย่างไม่สิ้นสุดและที่ 0 ดังนั้นนกจะถูกชาร์จและคายประจุที่ f = 60Hz (50 เฮิร์ตซ์ในยุโรป) เนื่องจากสายไฟฟ้ามี AC ไม่ใช่ DC

ให้คำนวณอย่างคร่าวๆโดยพิจารณาว่านกเป็นทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ซม. ความจุ C ควรเป็น ~ 10pF กระแส rms นั้นเป็น2πfVrmsC f สมมติว่ามีสายไฟ 100kV พารามิเตอร์เหล่านี้ให้ประมาณ 400 µA สำหรับกระแส rms สำหรับการเปรียบเทียบสำหรับมนุษย์กระแส AC ประมาณ 10 mA เริ่มเป็นอันตราย ( https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_shock ) สำหรับนกกระแสค่อนข้างต่ำอาจเป็นอันตรายได้ ดูเหมือนว่าแม้จะเป็นสายไฟฟ้าแรงสูง แต่กระแสไฟฟ้าประจุล้วนๆไม่เป็นปัญหา

Tunc + Mike W.

ความเข้าใจของฉันคือว่าเนื่องจากสาย HV เป็นสาย AC ศักยภาพดั้งเดิมของนกนั้นไม่มีความหมายเนื่องจากความจริงที่ว่าศักยภาพของสายไฟกำลังสลับเหนือศักย์ไฟฟ้าของพื้นดิน สถานการณ์. มีโอกาสที่เท่าเทียมกันที่ศักยภาพที่สัมพันธ์กับศักยภาพของพื้นดินในขณะที่เท้าของนกสามารถอยู่ใกล้กับพื้นดินที่มีศักยภาพ 1/100 ของทุก ๆ วินาทีเช่นกัน

ฉันไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญ แต่ฉันคิดว่านี่ถูกต้อง: ลวดเป็นตัวนำ กระแสไฟฟ้าไหลผ่านมัน นกจะไม่ได้รับอันตราย กระแสจะไหลขึ้นขาข้างหนึ่งและลงอีกขาหนึ่ง แต่ลวดเป็นตัวนำที่ดีกว่ามากดังนั้นกระแสจะลดลง (ในทางกลับกันถ้านกลงบนแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแรงสูงมากโดยไม่มีกระแสไหลเช่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า Van Der Graaf ขนาดใหญ่แรงขับไฟฟ้าสถิตจะระเบิดขนออก)

สมมุติว่าไม่มีสาย HV ฉนวนอากาศที่ 10s ของ megavolts เพราะแรงดันไฟฟ้าเหล่านั้นพลังงานที่สูญเสียไปกับการปล่อยโคโรนานั้นมากกว่าพลังงานที่สูญเสียต่อความต้านทานของลวด เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นกระแสไฟฟ้าจะลดลงตามสัดส่วน แต่เมื่อผ่านจุดหนึ่งการสูญเสียพลังงานโคโรนาจะสูงกว่าการสูญเสีย R กำลังสองของฉัน

"จุดที่แน่นอน" นั้นขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ตัวนำไฟฟ้าแรงสูงทั้งหมด (และอนุภาคที่ 1KV +) มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่สูงเกินจริง: ปริมาตรของ "ตัวนำ" นั้นไม่ได้เป็นตัวนำเลย: มันเป็นเหล็ก

การปล่อยโคโรนาเกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าลาดมากกว่าแรงดันพังทลายของแรงดันพังทลายของอากาศ ขึ้นอยู่กับความชื้นและอากาศ preasure (และมลพิษ) และความเรียบผิวของเส้นลวด

เส้นที่มีศักยภาพเท่ากันที่แสดงในคำตอบอื่นนั้นทำให้เข้าใจผิด พวกเขาควรอยู่ใกล้กันมากขึ้นใกล้กับลวดมากห่างจากพื้นดินมาก นี่คือตัวอย่างที่วัดได้จริง: https://www.nms.org/Portals/0/Docs/FreeLessons/PHYS_Equipotential%20Lines%20 และ%20Electric%20Fields.pdf

สังเกตความแตกต่างระหว่างช่องว่าง 8V-10V และช่องว่าง 4V-2V ใกล้กับเส้นลวดแคบการกระจายของสนามจะคล้ายกับรอบจุดประจุที่แยกได้ซึ่งการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าจะเข้าใกล้ "อินฟินิตี้" อย่างรวดเร็วสำหรับลวด "เส้นเล็กบาง ๆ "

ฉันไม่สามารถหาตัวเลขจริงสำหรับการไล่ระดับสนามไฟฟ้าใกล้กับสาย HV ฉันคาดหวังว่ามันจะน้อยกว่า 3.4MV / m ภายใต้เงื่อนไขกรณีที่แย่กว่านั้นหรืออาจมีความล้มเหลว สำหรับการเปรียบเทียบมนุษย์จะล้มเหลวที่ประมาณ 0.01MV / m และผิวหนังมนุษย์จะล้มเหลวที่ประมาณ 500V สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าไม่มีปัจจัยด้านความปลอดภัยมากมายสำหรับมนุษย์ที่ห้อยลงมาจากสาย HV: คุณจะเข้าใกล้ศักยภาพไอออนไนซ์ของคุณมากพอที่จะเริ่มกังวล

นกทั่วไปมีขนาดเล็กกว่า / สั้นกว่ามนุษย์มากและจะต้องเผชิญกับแรงดันไฟฟ้าที่เล็กกว่ามากเมื่อลงจอดบนสายไฟ นกขนาดใหญ่อาจเปรียบเทียบได้กับขนาดมนุษย์ แต่โดยทั่วไปจะไม่เกาะอยู่บนสายไฟ โดยปกติแล้วนกตัวใหญ่ ๆ จะเกาะอยู่บนเสาส่งสัญญาณไม่ใช่สายเพราะเสามักจะสูงกว่าสายเสมอ: ฉันไม่มีข้อมูลว่านกตัวใหญ่รู้สึกว่ามีแรงดันไฟฟ้าแบบไล่ระดับเมื่อรู้สึกไม่สบายเมื่อพยายามลงจอดบนสาย HV

ฉันอยู่นอกพื้นที่ประสบการณ์ของฉันและยินดีต้อนรับการแก้ไขใด ๆ

มันน่าสนใจที่จะดู powerlines และนกและดูว่าเกิดอะไรขึ้น

นกมีแนวโน้มที่จะเกาะอยู่บน powerlines แรงดันไฟฟ้าต่ำโดยทั่วไปจะย่อย -100kV

นกมีแนวโน้มที่จะไม่เกาะอยู่บนสายส่งไฟฟ้าแรงสูงโดยทั่วไป> 200kV

การเก็งกำไร (ซึ่งฉันพบว่าเป็นไปได้ทั้งหมด) ก็คือมันเกิดจากโคโรนาซึ่งเกิดขึ้นกับ powerlines ไฟฟ้าแรงสูง นี่คือเหตุผลที่พวกเขามักจะใช้มัดลวดมากกว่าตัวนำเดี่ยวเพื่อลดการไล่ระดับของสนามไฟฟ้ารอบพวกเขา สิ่งใดก็ตามที่ยื่นออกมาจากตัวนำที่ราบรื่นจะเพิ่มการสูญเสียโคโรนา

นกบนสายไฟฟ้าทำหน้าที่เหมือน 'ยื่นออกมาเล็กน้อย' ซึ่งเลวร้ายยิ่งกว่าการปล่อยโคโรนา เหนือกระแสน้ำที่สำคัญบางตัวนกพบว่ามันอึดอัดและทิ้งไว้ นี่จะรู้สึกได้ว่านกกำลังบินอยู่ใกล้กับเส้นก่อนที่มันจะลงสู่พื้นดินนกจะบิดเบือนสนามไฟฟ้าและรับกระแสโคโรนา