Птицы не пострадают, а люди без света остаться могут. Пернатых называют главной причиной осложнений в работе подстанций. Учтено мнение специалистов почти 90% сетевых предприятий США.
Опрос проводился IEEE. Так в Америке называется Институт инженерии по электротехнике и электронике. Подобные опросы проводились и в , в частности, учеными из МГУ. Отечественные специи дополнительно обследовали 10 километров электролиний в Талдомском районе .
Вывод ученых: - массовые сидки птиц на проводах с последующим одновременным взлетом приводят к раскачиванию линий, их схлестыванию и, как следствие, межфазовым замыканиям. же, зачастую, не страдают. Почему?
Законы физики и птицы на проводах
Для понимания «безнаказанности» птиц на проводах, нужно вспомнить закон Ома:
- Его первая часть гласит: - Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах. То есть, показатель зависит от разности потенциалов. Садясь на кабель, птица как бы шунтирует его, то есть соединяет точки схемы электросети. Этими точками становятся места сцепки с лапами. Пернатое берется за провод обоими конечностями, причем, на малом расстоянии. Соответственно, и разница потенциалов получается малой. Вот почему птиц не бьет током на проводах .
- Вторая часть закона Ома гласит: - сила тока обратно пропорциональная сопротивлению проводника. Показатель между металлами высок. А вот сопротивление меж проводом и птицей мало. Поток электронов проходит через тело пернатого, устремляясь дальше по цепи. Разницы напряжений меж кабелем и птицей не возникает, поскольку животное держится за один провод, не касаясь земли. Току некуда уходить, кроме как в птицу.
Сидя на ЛЭП, животное является не потребителем энергии, а проводником, перенимая фиксированный заряд. Вот и получается, что разницы напряжений меж птицей и кабелем нет.
В каких случаях птиц на проводах может ударить током?
Почему птиц не бьют током провода , когда бьют, - задают некоторые ответный вопрос тем, кто удивляется устойчивости пернатых к току. Физики из МГУ, к примеру, обследуя ЛЭП в Талдомском районе Подмосковья, нашли на 10-ти обследуемых километрах линий 150 погибших животных. Как же они умерли, если не создают с проводами разность потенциалов и напряжений?
Ответы кроются все в том же законе Ома и прочих правилах физики. Итак:
- расстояние меж лап севшей на кабель птицы минимально, если это воробей, а вот крупные пернатые ставят конечности дальше друг от друга, увеличивая тем самым разность потенциалов
- птица перенимает напряжение кабеля, на котором сидит, и рискует погибнуть, задев соседний провод с иным напряжением, что возможно при раскачивании на ветру, близком расположении линий
- пернатые загрязняют пометом деревянные опоры ЛЭП, что приводит к утечке токов и возгоранию столбов, на которых птицы иногда устраивают гнезда
- есть риск посадки животного на участок провода, где повреждена изоляция
Учитывая риски для жизни пернатых и возможные неполадки на линиях по их вине, ученые придумали схемы отпугивания животных от ЛЭП. Самой эффективной считается монтаж репеллентного провода внутри металлической опоры линии электропередач.
Кабель встраивается изолированно от так называемого тела опоры. В проводе - направленное напряжение. Направлено оно на птиц, не смертельно, но неприятно. Ощутив это, пернатые снимаются с кабелей, улетая прочь.
Что вынуждает птиц садиться на провода
Садиться на провода, несмотря на риски, птиц заставляет инстинкт:
- Большинство пернатых безопаснее чувствуют себя в воздухе. Поэтому животные стараются искать для отдыха или выслеживания добычи возвышенности.
- Если единственная возвышенность в окружающем ландшафте ЛЭП, они предпочтительнее, чем земля.
Тоже касается постройки гнезд. Большинство пернатых обустраивают их на высоте. Когда нет других возвышенностей кроме опор ЛЭП, на них и селятся.
Все мы знаем, что провод в высоковольтной линии электропередач не оснащен изоляцией и крепятся на опоре благодаря изолятору. Тем не менее, мы очень часто наблюдаем, как пернатые садятся на провод и их не бьёт током. Почему же ток в проводах не убивает птиц практически мгновенно? Если мы это сделаем, то можно гарантировать, что нас сразу либо убьёт током или же мы получим тяжелейшие ожоги по всему телу, от которых скорее всего тоже умрем.
Почему птиц не бьет током
Когда птицы сидят на проводах, таким образом возникает параллельное соединение проводников. Птица служит проводником, и часть провода под ней тоже. Так как ее сопротивление намного сильнее чем сопротивление куска провода, то ток, который по ней проходит очень небольшой. Поэтому он не причиняет ей никакого вреда и не убивает ее.
Тем не менее пернатые иногда гибнут. Если птица, сидя на проводе касается части опоры, то она создает параллельное соединение и ток с огромной силой проходит через нее. Естественно он практически сразу же убивает ее.
Такие пернатые, если они коснулись сразу проводов и опоры гибнут, так как провод в высоковольтной линии не изолирован полностью. Несмотря на то, что птица погибает, никаких последствий для передачи электричества это не имеет. Ток идет, как и ранее. По этой причине такие провода не изолируется, потому что этот процесс занял бы очень много времени и финансовых затрат.
Необходимо сказать о том, что находящиеся на больших опорах линии электропередачи никоим образом не являются изолированными от окружающей среды. В отличии от них, провода, расходящиеся к жилым кварталам от электрических станций, расположенных в черте города оснащены изоляционным покрытием по всей своей длине.
В них ток не имеет такой силы как в высоковольтных линиях, да и находятся они также на небольшой высоте. Из-за того, что такие провода изолированы, птицы могут на них спокойно садиться. Понятно, что это не значит, что человеку можно к ним прикасаться, они для того и оснащены изоляцией, чтобы нас не ударило током. Его мощности будет вполне достаточно, чтобы привести к тяжелому поражению организма, или даже к летальному исходу.
Так, что в отличие от нас, птицы могут себе позволить долгими часами сидеть на проводах, не опасаясь того, что их убьёт током.
Прикосновение к проводу высокого напряжения смертельно опасно для человека и животных. Почему же птицы спокойно садятся на высоковольтные провода?
Ответ
Когда птица сидит на высоковольтном проводе, то представляет собой параллельное ответвление электрической цепи: часть тока идёт по проводу, а часть - через тело птицы. Но так как сопротивление тела птицы намного больше сопротивления малого участка провода между её лапками, то и ток, идущий через неё, ничтожно мал и безвреден (можно сказать, что весь ток идёт по проводу, не воспринимая птицу как проводник). Кроме того, лапки птицы расположены на малом расстоянии друг от друга, разность потенциалов между ними очень мала - не десятки тысяч вольт (напряжение между проводом и землёй или проводом и вторым проводом), а милливольты, что, учитывая большое сопротивление, даёт очень малый ток. Как известно, для живого организма опасно не высокое напряжение, а большая сила тока. (Убивает ток, а не напряжение. На этом основаны разные занимательные трюки с высоким напряжением, когда у человека встают дыбом волосы, когда его "эффектно" бьёт током и пр.) Чтобы уменьшить потери энергии при передаче по проводам, силу тока в них делают маленькой, но напряжение - высоким (поэтому у нас провода высоковольтные, но не "высокоамперные").
Если бы птица, сидя на проводе, коснулась земли (вспомните короткометражный мультик "For the Birds" / "О птичках" студии Pixar), то возникло бы замыкание на землю, высокое напряжение дало большую силу тока (закон Ома) и убило птицу.
Провода к столбам прикрепляют через изоляторы, но если птица крупная и может, сидя на проводе, коснуться своим крылом или клювом заземлённой опоры или даже деревянного мокрого столба в дождь, то произойдёт мгновенное замыкание на землю и судьба птицы печальна - тяжелейшие ожоги, паралич и смерть. То же самое при касании другого провода крылом или в результате замыкания проводов струёй фекалий (бывает и такое).
Таких случаев происходит много, особенно с птицами крупного размера. В октябре 2000 года было обследовано 11 километров линии среднего напряжения в заповеднике на озере Тенгиз в Казахстане. Было зарегистрировано множество погибших от удара током птиц: 200 пустельг, 48 степных орлов, два испанских орла-могильника, один орлан-белохвост и один черный гриф. Такие же нерадостные данные получены в результате исследований в странах Европы. Некоторым видам птиц уже грозит полное уничтожение именно из-за гибели от линий электропередач. Поэтому стремятся мачты воздушных линий электропередач конструировать менее опасными для птиц, хотя для таких мачт нужно больше средств, ведь необходимо изоляторы делать большего размера (лучше всего подвесные изоляторы), расстояние между проводами увеличивать, покрывать изоляцией провода на участках вблизи мачт, делать специальные насесты для птиц. Союзы охраны природы разных стран выдвигают перед политиками задачу законодательно обязать строить только безопасные для птиц мачты линий электпропередач, а существующие дополнительно обезопасить, ЛЭП среднего напряжения по возможности прокладывать как подземный кабель, а территории с большим потоком перелётных птиц по возможности освободить от воздушных линий электропередач.
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.
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?
Итак:
- 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.
Полезный совет! Если вы проверили отсутствие напряжения на проводе индикатором, то перед тем, как браться за оголенный конец, проверти его еще рукой. Только делать это нужно тыльной стороной ладони. Ведь в случае, если индикатор сломался и напряжение присутствует, при протекании через тело тока более 0,01А, мышцы сжимаются. Поэтому, взяв провод ладонью, вы крепко сожмете его, а отпустить уже будет сложно. А при проверке тыльной стороной ладони сжавшиеся мышцы отдернут вас от провода.
Вывод
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.