Почему гудят провода высоковольтных линий электропередачи
В тихий день, проходя мимо высоковольтных линий электропередачи, или попросту ЛЭП, можно услышать характерное гудение, которое, кажется, исходит от самих проводов.
На самом деле источником этого акустического «феномена» является не сам провод, а воздух, окружающий его. Вокруг поверхности высоковольтного провода образуется мощное электрическое поле. Это поле взаимодействует с частицами воздуха, создавая условия для возникновения того самого гудящего звука.
В воздухе всегда присутствует небольшое количество свободных электронов. Под влиянием сильного электрического поля вблизи провода эти электроны начинают активно двигаться, набирая скорость. По мере ускорения они сталкиваются с молекулами воздуха, выбивая из них новые электроны. Этот процесс приводит к образованию «лавины» электронов, известной как коронный разряд.
Коронный разряд вокруг проводов ЛЭП — это не «постоянное» явление, а циклический процесс. В системах электроснабжения напряжение меняется с частотой пятьдесят герц, что говорит о ста циклах нарастания и спада напряжения в сети каждую секунду. Поэтому коронный разряд «вспыхивает» и «гаснет» с той же периодичностью, следуя за максимальными и минимальными значениями напряжения сети и, соответственно, в проводах.
Каждый такой микроразряд сопровождается нагревом и расширением воздуха вокруг провода. Затем, в промежутке между разрядами, воздух остывает и сжимается. Это периодическое расширение и сжатие воздуха создает акустические волны, которые мы и воспринимаем как непрерывное гудение.
Однако коронный разряд — не единственный источник звука, связанный с высоковольтными линиями. Существует еще одно явление — звуковой резонанс. Он возникает, когда колебания от проводов с частотой пятьдесят герц передаются на опоры линий электропередачи. Эти массивные конструкции могут войти в резонанс и тоже начать вибрировать, усиливая звук и создавая дополнительный гул.
Кроме того, сами провода могут являться источником звука при определенных погодных условиях. Ветер, обтекающий провода, может вызывать их вибрацию. Этот эффект аналогичен звучанию струн музыкальных инструментов. В этом случае высота звука издаваемого вибрирующими проводами не постоянна, а зависит от скорости ветра и диаметра проводов. Чем сильнее ветер и тоньше провод, тем выше будет издаваемый звук.
«Интенсивность» гудения высоковольтных линий может изменяться в зависимости от нескольких факторов. Влажность воздуха, атмосферное давление, загрязнение поверхности проводов — все это влияет на характер и силу звука. В сухую погоду гудение обычно тише, тогда как при большой влажности оно может усиливаться из-за более интенсивного коронного разряда.
Поэтому гудение высоковольтных является, к сожалению, неотъемлемой частью работы высоковольтных линий электропередачи. Инженеры и ученые работают над методами минимизации этого эффекта, создавая новые конструкции и их элементы, которые помогут снизить уровень гула без ущерба для эффективности передачи электроэнергии по ЛЭП.
Посетите наш канал TechnoMix в телеграм. Техника, технологии, бытовая техника, домашние лайфхаки и много другой познавательной и интересной информации для расширения кругозора и не только!