Почему высоковольтные линии шипят, когда идет дождь?

По дороге домой я заметил, что проходящие здесь линии высокого напряжения (я думаю, 200 кВ) шипели под дождем. Что заставляет их шипеть?

Высоковольтные частичные разряды на изоляторах.

Меня учили, что это связано с эффектом Короны. В основном, линии электропередачи ионизируют воздух вокруг себя, вызывая слышимый гул наряду с хаосом в электромагнитном спектре. Вот почему действительно линии высокого напряжения и трансформаторы иногда имеют небольшую ауру вокруг них.

Как правило, этот эффект нежелателен, поскольку он отнимает линии передачи энергии (гул / свет / тепло рассеивает энергию), поэтому изготавливается большое количество оборудования, чтобы попытаться остановить этот эффект.

Статья Википедии будет делать этот предмет гораздо больше справедливости , чем я могу.

Пока хорошие ответы в ответах, но я работаю с линиями электропередач и хочу поставить свои два цента.

Технически это не частичная разрядка; иногда вы можете услышать треск того, что обычно называют коронным разрядом. Я признаю, что феномен связан, но это не то же самое.

Видите, все неизолированные линии показывают корону. Это не имеет большого значения, пока вы не имеете дело с довольно высоким напряжением. Когда напряжение изменяется от очень большого положительного до очень большого отрицательного, воздух вокруг него ионизируется, поэтому примерно 50 или 60 раз в секунду он меняет направление. Это нормальный сетевой шум, который обсуждается в другом ответе.

Вода намного, намного тяжелее воздуха, и она так же легко ионизируется. Итак, в дождливый или влажный день корона пульсирует в воде. Это дает ему импульс, поэтому более тяжелые частицы воды уходят дальше. Но они сами ионизированы, что означает, что они могут ионизировать больше воздуха, чем обычно может достичь линия, и ионизированный воздух является проводящим.

И почти всегда эти три линии довольно близко друг к другу. Звук, который вы слышите, представляет собой миллион крошечных электростатических разрядов от всех заряженных частиц воды, взаимодействующих друг с другом с соседними линиями или заземленными объектами. Это на самом деле худшее время, чтобы быть рядом с ними; воздух должен быть их изолятором, и в этот момент он тоже не работает.

Иногда вы можете увидеть полную корону, разряжающуюся невооруженным глазом; это похоже на крошечное освещение, ползущее по линии. Если это будет действительно плохо, вы увидите кратковременную линию на линию или линию на землю, которая выглядит точно как настоящий световой разряд, но не с неба.

Они действительно сделают это, когда не будет дождя. Это называется сетевой шум . Линии электропередачи несут переменное напряжение с частотой 50 или 60 Гц, которая находится на нижнем уровне слышимого диапазона большинства людей. В присутствии электромагнитного поля (наподобие того, которое генерируется энергией переменного тока), молекулы ферромагнитных материалов (металлические проводники внутри линий электропередачи) будут не только пытаться совмещаться с полем, но иногда изменять или искажать свою форму, если прикладной потенциал достаточно силен. Такое выравнивание / изменение формы может вызвать столкновения между молекулами, составляющими линии электропередачи, которые, при достаточном их количестве, могут быть услышаны наблюдателем.

Мое дикое предположение могло бы состоять в том, что висящие капли воды могут вызывать выбросы короны. Корона обычно хуже всего в точках с более острой кривизной, где градиент электрического поля наиболее интенсивен. Более высокие напряжения, такие как 200 кВ, которые вы упомянули, сделали бы это более выраженным.

Есть несколько причин, но наиболее распространенной является высоковольтный разряд вдоль поверхностного загрязнения на изоляторах. Это имеет характерный "шипящий" шум, тогда как большинство других фенономонов генерируют шум в основном на частоте линии или 2-й гармонике.

В сухую погоду пыль накапливается на изоляторах и всегда содержит некоторое количество соли. Когда погода становится влажной, в смесь попадает достаточно воды, чтобы она стала проводящей, поэтому начинает протекать небольшое количество тока. Как только это происходит, любая органика на пути тока быстро обугливается, и дуга становится более или менее постоянной (сильный дождь очистит изоляторы, и цикл снова начнется)

Пик шума для шипящих разрядов является ультразвуковым, поэтому определение места фактической дуги выполняется с помощью небольшого параболического микрофона с видоискателем. (см. http://www.arrl.org/files/file/Technology/PLN/Ultrasonic_Pinpointer.pdf )

Шипение, которое ты слышишь, - наименьшее из этого. Радиолюбители ненавидят дуги, потому что они генерируют много радиопомех - поэтому они, как правило, являются самыми восторженными покупателями / создателями ультразвуковых локаторов.

Накопление пыли является основной причиной, по которой высоковольтные изоляторы не являются гладкими - типичная конструкция «стопки дисков» очень сильно затрудняет накопление достаточного количества пыли, чтобы позволить току протекать во влажных условиях, поэтому искрение на основе пыли обычно обнаруживается только на опорах напряжением 11 кВ или ниже, где изоляторы имеют гораздо более простую конструкцию.

Эффекты короны обычно обнаруживаются только на линиях очень высокого напряжения (более 220 кВ)