Perché le linee elettriche ad alta tensione sibilano quando piove?

Ho notato mentre tornavo a casa l'altro giorno che le linee ad alta tensione (200kv credo) che scorrevano qui sibilavano sotto la pioggia. Che cosa li sta facendo sibilare?

Scariche parziali ad alta tensione attraverso gli isolanti.

Mi è stato insegnato che ciò è dovuto all'effetto Corona. Fondamentalmente, le linee elettriche ionizzano l'aria attorno a loro, causando ronzii udibili, insieme al caos nello spettro EM. Questo è il motivo per cui le linee e i trasformatori ad alta tensione a volte hanno una leggera aura intorno a loro.

In generale, l'effetto è indesiderato, perché ruba le linee di trasmissione di energia (il ronzio / luce / calore dissipa energia), quindi molte apparecchiature sono prodotte per cercare di fermare questo effetto.

L' articolo di Wikipedia renderà questo argomento molto più giustizia di me.

Roba buona nelle risposte finora, ma lavoro con linee elettriche e voglio mettere i miei due centesimi.

Questo non è tecnicamente uno scarico parziale; di tanto in tanto potresti sentire il crepitio di quello che di solito viene chiamato scarica corona. Ammetto che il fenomeno è correlato, ma non è lo stesso.

Vedi, tutte le linee non isolate mostrano corona. Non è un grosso problema fino a quando non hai a che fare con una tensione piuttosto alta. Mentre la tensione passa da un positivo molto grande a un negativo molto grande, l'aria intorno ad essa viene ionizzata, quindi circa 50 o 60 volte al secondo, cambia direzione. Questo è il normale ronzio di rete discusso in un'altra risposta.

L'acqua è molto, molto più pesante dell'aria e si ionizza altrettanto facilmente. Quindi in una giornata piovosa o umida, la corona pulsa di acqua. Questo dà slancio, quindi le particelle d'acqua più pesanti viaggiano più lontano. Ma essi stessi sono ionizzati, il che significa che possono ionizzare più aria di quella che la linea potrebbe normalmente raggiungere da sola, e l'aria ionizzata è conduttiva.

E ci sono quasi sempre 3 di queste linee abbastanza vicine tra loro. Il suono che senti è un milione di piccole scariche elettrostatiche da tutte le particelle di acqua carica che interagiscono tra loro con linee vicine o oggetti collegati a terra. Questo è in realtà il momento peggiore per essere ovunque vicino a loro; si suppone che l'aria sia il loro isolante, e in quel momento non funziona altrettanto.

Occasionalmente potresti vedere una corona piena che si scarica a occhio nudo; sembra un po 'di luce che striscia lungo la linea. Se diventa davvero brutto, vedrai una linea momentanea da linea a linea o linea a terra corta, che assomiglia esattamente a un vero fulmine, non solo dal cielo.

Lo faranno davvero anche quando non piove. Si chiama ronzio di rete . Le linee elettriche portano una tensione CA a 50 o 60 Hz, che si trova all'estremità inferiore della gamma udibile della maggior parte degli umani. In presenza di un campo elettromagnetico (come quello generato dalla corrente alternata), le molecole dei materiali ferromagnetici (i conduttori metallici all'interno delle linee elettriche) non solo tenteranno di allinearsi con il campo ma a volte cambiano o distorcono la loro forma se il il potenziale applicato è abbastanza forte. Questo allineamento / cambiamento di forma può causare collisioni tra le molecole che comprendono le linee elettriche che, se ne hanno abbastanza, possono essere ascoltate da un osservatore.

La mia ipotesi selvaggia sarebbe che le goccioline d'acqua sospese potessero causare scariche di corona. La corona di solito è la peggiore intorno ai punti di curvatura più acuta, dove il gradiente del campo elettrico è più intenso. Tensioni più elevate, come i 200kV che menzionate, renderebbero questo più pronunciato.

Esistono diverse cause, ma la più comune è la scarica ad alta tensione lungo la contaminazione superficiale degli isolanti. Questo ha un caratteristico rumore "sibilante", mentre la maggior parte degli altri fenonomoni genera rumore principalmente alla frequenza della linea o seconda armonica.

Durante la stagione secca la polvere si accumula sugli isolanti e contiene sempre una certa quantità di sale. Quando il tempo diventa umido, abbastanza acqua entra nella miscela per permetterle di diventare conduttiva, quindi iniziano a scorrere piccole quantità di corrente. Una volta che ciò accade, qualsiasi sostanza organica nel percorso attuale si carbonizza rapidamente e l'arco diventa più o meno permanente (una forte pioggia laverà gli isolanti e il ciclo ricomincerà)

Il picco di rumore per le scariche sibilanti è ad ultrasuoni, quindi il rilevamento della posizione dell'arco effettivo viene effettuato utilizzando un piccolo microfono parabolico con un mirino. (vedi http://www.arrl.org/files/file/Technology/PLN/Ultrasonic_Pinpointer.pdf per un esempio)

Il sibilo che senti è il minimo. I radio odiano gli archi perché generano molte interferenze radio, quindi tendono ad essere i più entusiasti acquirenti / costruttori di localizzatori ad arco ad ultrasuoni.

L'accumulo di polvere è il motivo principale per cui gli isolanti ad alta tensione non sono lisci: il tipico design a "pila di dischi" rende molto difficile l'accumulo di polvere sufficiente per far fluire la corrente in condizioni di umidità, quindi di solito si trova solo l'arco a base di polvere su pali a 11 kV o con tensione inferiore, in cui gli isolanti sono molto più semplici.

Gli effetti corona si trovano di solito solo su linee ad altissima tensione (oltre 220kV)