Почему птиц не бьет током, когда они сидят на проводах

Теория

В первую очередь сделаем краткий экскурс в школьный курс физики, чтобы вспомнить, что такое электрический ток, напряжение и сопротивление. Электроток (принятое обозначение — I) это не что иное, как движение заряженных частиц (электронов, ионов и т.д.). Важным условием для их направленного движения зарядов является разность потенциалов (напряжение, принятое обозначение U) между двумя точками электрической цепи.

Теперь рассмотрим такую физическую величину, как сопротивление (принятое обозначение R). Под ним подразумевается препятствование проводника к протеканию через него электрического тока. Обратным понятием к сопротивлению является проводимость. Она зависит от таких критериев, как длина, проводника, его сечения, а также удельного сопротивления материала. Рассчитать сопротивление проводника можно по формуле: R = ( l * p ) / S, l – длина, S – сечение, p – удельное сопротивление (табличная величина).

Этих теоретических выкладок будет достаточно для понимания, почему птиц не бьет током на проводах ЛЭП. Если возникли вопросы по теоретической части, получить более подробную информацию, можно с других публикаций на нашем сайте. Мы же перейдем, непосредственно, к рассмотрению феномена.

Как уберечь людей и птиц от поражения током?

Электрический ток – опасный «враг», с которым не следует шутить. Чтобы обезопасить вас и объяснить, как можно предостеречь птиц от беды, дам несколько дельных советов в этом направлении.

Птицезащитные устройства на проводах

Важно: электрический ток величиной 0,1 А способен нанести человеку неисправимый вред – работа сердца может быть нарушена, что приведет к летальному исходу. Чтобы не получить поражение током, всегда следуйте правилам безопасности, и не рискуйте. Даже если вы думаете, что, стоя не на земле, а на чем-то другом у вас есть шанс избежать удара, помните, что эта вероятность ничтожна.

Объяснение, почему птиц на проводах не ударяет током:

Что происходит с птицами на проводах?

Для решения задачи необходимо рассмотреть вводные условия. В данном случае они следующие:

• Провод ЛЭП, по которому происходит протекание электричества высокого напряжения.
• Диэлектрик в виде воздуха, окружающего высоковольтные провода и кабели.
• Птицы, спокойно сидящие на проводах и судя по всему, не ощущающие никакого дискомфорта.

Птицы, облюбовавшие провода
Чтобы объяснить это, достаточно вспомнить, что электроток распространяется по пути наименьшего сопротивления. Птицу, сидящую на проводе, можно представить в качестве резистора, зашунтированного проводником. В результате внутреннее сопротивление тела птицы будет выше, чем у проводника, на который она опирается обеими лапами. Помимо этого на лапках летунов имеется слой ороговевших чешуек, играющих роль изоляторов в точках соприкосновения с проводами.

Сопротивление бесполезно

В результате, мы имеем резистор, сопротивление которого значительно выше, чем у шунтирующего проводника. Это не позволяет проходить электрическому току через тельце птицы, но при этом на нем образуется потенциал равный напряжению в линии электропередач.

Обратим внимание, что пернатые облетают стороной ЛЭП с классом напряжения 220,0 кВ и более, а в сырую погоду и линии 110,0 кВ. Это объясняется образованием электромагнитных полей высокой интенсивности и коронных разрядов на проводах воздушных линий. Исключение составляют некоторые хищные птицы, их можно наблюдать и на линиях 330,0 кВ. По мнению орнитологов, это объясняется наличием определенной устойчивости к воздействию интенсивных электромагнитных полей.

Образование коронных разрядов на высоковольтной ЛЭП.

Почему пернатые так любят сидеть на проводах?

Раз птицам может грозить удар током, а то и смерть, то почему же их так тянет посидеть на линиях электропередач? Этому есть простые и очевидные объяснения.

1. Они, в отличие от людей, попросту не знают о том, что провода — не самое безопасное место.
2. Птицы в воздухе чувствуют себя в большей безопасности, чем на земле. Здесь их не смогут достать кошки и другие наземные хищники.
3. Пернатые часто вьют гнёзда на проводах. Причина во многом перекликается с предыдущей: чтобы защитить своё потомство от врагов, птицы вьют гнёзда подальше от земли.

При этом пернатые хорошо ощущают электромагнитные поля. Они никогда не сядут на высоковольтные линии напряжением свыше 200 киловольт из-за возникающих вокруг них магнитных полей. Птицы способны улавливать так называемые коронные разряды, возникающие при ионизации воздуха под воздействием электромагнитных полей вдоль ЛЭП. Благодаря такой уникальной особенности птицы разумно подходят к выбору насеста.

Условия, при которых птицу ударит током и она погибнет

Как уже говорилось в теоретической части, для образования электротока необходима разность потенциалов. Поэтому, чтобы пернатого «дернуло» током, он должен прикоснуться к соседнему проводу (например, крыльями или клювом, поскольку птичьими лапками это будет сделать проблематично), что приведет к межфазному замыканию или КЗ на линию грозозащиты или нуля.

Естественно, такой «трюк» доступен только для крупных птиц, размаха крыльев которых будет достаточно, чтобы задеть соседний кабель. У воробья это вряд ли получится, но если на провод сядет ворона она вполне может дотянуться до другой фазы. В результате через ее тело станет течь ток, что приведет к гибели птицы.

Естественно, если в ВЛ используются изолированные провода, то не возникает разницы напряжений, а, следовательно, и ток разряда не проходит через тело птицы. Это связано с большим сопротивлением изоляции, которая является диэлектриком, не пропускающим как постоянный ток, так и переменное напряжение.

Что произойдет, если человек повиснет на проводах?

Люди, так же как и птицы могут прикасаться к проводу под напряжением, но в отличие от наших пернатых друзей, подлететь человек до кабеля не может. Для работы с проводами на высоте используется спецтехника.

Сегодня работу с высоковольтными проводами проводят специальные электромонтеры. Их прямой обязанностью является обслуживание линий электропередач на высоте. Работать в таких условиях можно, если используется специальное снаряжение и оборудование, обеспечивающее безопасность.

Работа с высоким электрическим напряжением очень опасна, именно поэтому каждое предприятие имеет определенные инструкции, обеспечивающие безопасные условия труда.

Сегодня в интернете можно увидеть множество видеоматериала, в котором показывают, как парашютисты приземляются на высоковольтные линии передач. При правильном поведении в подвешенном состоянии, можно остаться живым и дождавшись отключения питания спуститься на землю.

Очень часто в домашних условиях происходят ситуации, когда необходимо исправить проводку под напряжением. Если не иметь определенных знаний и опыта, то лучше доверить данные работы профессионалам, которые знают и могут выполнять даже соединение проводов под напряжением.

Если пропал свет, то проверить напряжение, можно специальным индикатором. Однако не стоит после такой проверки сразу же хвататься за оголенные провода, ведь возможно индикатор просто не работает, и тогда есть вероятность получить удар током. Для предотвращения такой неприятности можно проверить напряжение рукой, но только наружной частью ладони.

Если за провод под напряжением взяться ладонью, то под воздействием тока, рука сжимается и отцепиться от кабеля будет проблематично. Пользуясь наружной частью ладони, вы почувствуете воздействие напряжения на руку, но при этом можно оторвать руку, тем самым избежав больших неприятностей.

Проблема «птичьих» отключений

Пока большинство людей считает, что птицы не подвержены ударам тока на ВЛ, данные статистики говорят о других результатах. В частности, большинство электрокомпаний США (если быть точным около 87%) связывают многие отключения распредсетей с птицами. Заметим, что подобные проблемы в той или иной мере характерны и для России, причем в определенных регионах «птичьи» отключения требуют принятия радикальных мер.

Исследования, проведенные в Подмосковье, показали, что в среднем на каждые 10,0 км ЛЭП приходится около 150 обгорелых останков птиц. То есть их убивает током, так что рассказы о неуязвимости пернатых несколько преувеличены.

Следует заметить, что больший вред электрохозяйству приносят не сами птицы, а их экскременты. Попадая на изоляторы, и другое электрохозяйство, они могут вызвать короткое замыкание. Причем так отличиться могут и некрупные птицы, если соберутся в достаточном количестве.

Коллективные сидки опасны также тем, что вес стаи может сильно оттянуть силовые линии ЛЭП. Когда пернатые одновременно покинут ВЛ, ее провода могут при выпрямлении перехлестнуться, что спровоцирует КЗ. Избежать этого можно усилив ВЛ путем установки двойного провода.

Не так часто встречаются и более экзотические причины «птичьих» отключений, например, дятлы, разрушающие деревянные опоры или пернатые, поедающие ребра изоляторов, изготовленных на полимерной основе.

Не меньшую проблему создают попытки гнездования на опорах. При постройке гнезд птицам попадаются не только ветки, а и куски провода, которые принесенные в гнездо могут зашунтировать изоляторы или вызвать межфазное замыкание.

Гнездо на опоре

Даже если в гнездах не будет проводов или других токопроводящих элементов, такая конструкция, намокнув во время дождя, может создать угрозу замыкания.

Объяснение ученых, почему птиц не бьёт током на проводах

Итак, мы выяснили, что приводит в действие электрический ток. Для его прохождения необходим потенциал, количество заряженных частиц в котором больше или меньше.

Предположим, у нас есть провод и есть птица. Провод является потенциалом с определенным количеством заряженных частиц. Для того, чтобы он ударил током, ему нужно соприкоснуться с другим потенциалом.

Теперь представляем, что на провод села птица. Ее током не ударило. Почему? Потому что птица не является другим потенциалом. Она ведь не провод, она не содержит в себе большее или меньшее количество заряженных частиц.

Даже наоборот, из-за того, что она села обеими лапками на один провод, а ее лапки находятся на одном уровне и на небольшом расстоянии, птица сама становится потенциалом. Но не с другим количеством частиц, а дополнительным потенциалом провода.

А если потенциалы одинаковы, то есть, количество заряженных частиц в них одинаково, то ток не «пойдет». Таким образом и птицу током провод не ударит.

В такой ситуации, когда птица садится на провод и становится его потенциалом, электрический круг не замыкается, электрический ток не проходит, птица остается жива-здорова.

К тому же, есть и другие сопутствующие факторы, которые препятствуют удару током.

Первое – это воздух, который окружает птицу и провод. Воздух, как известно, диэлектрик, поэтому он не может вызвать реакцию тока.

Второе – лапки птицы. Они настолько малы и защищены специальным отталкивающим покрытием, что попросту препятствуют навредить невинной птичке.

В итоге получаем следующую картину.

Выходит, что объяснение такой странности более, чем банально. Это совсем не чудо, как кажется многим, это всего лишь законы физики и природы.

Борьба с «птичьими» отключениями

В ПУЭ есть пункт, посвященный данной проблеме (п.5.7.10). В нем сказано, что в местах большого скопления птиц, образующих интенсивные загрязнения пометом изоляторов, а также в зонах гнездовий необходимо производить установку специальных отпугивающих устройств, не наносящих урон пернатым. Поскольку более подробная информация в Правилах об отпугивающих устройствах отсутствует, обратимся к опыту других стран.

В частности, в США, чтобы не допустить задевания крупными птицами фазных проводов, увеличивают размеры верхних стоек опор. Их высота увеличена по сравнению со стандартными моделями на 40,0 см, а длина со стороны траверсы на 30,0 см.

Что касается проблемы массовых гнездований на электроопорах, то единственным эффективным решением остается установка специальной площадки, где имеется «заготовка» гнезда. Сбрасывание гнезд (в период их покидания) не дает результатов, на следующий год гнезда будут восстановлены. Попытки лишить пернатых материала для постройки, также оказались бесполезными.

Одно время в местах посадки и гнездований устанавливались специальные стальные «ежи». Способ оказался эффективным, но был запрещен экологами ввиду высокой вероятности ранения птицы при попытке посадки. Замена стальных прутьев на пластиковые дала обратный эффект, птицы стали перекусывать прутья и использовать их в качестве материалов для гнезд. По итогу электрокомпаниям пришлось вернуться к установке специальных площадок для гнезд.

Заметим, что гнездованием можно бороться путем установки, генерирующей в течение ночи световые вспышки в случайном порядке.

Для защиты от птичьего помета помогает установка специального «зонтика» над гирляндой изоляторов. Сейчас многие производители выпускают различные модели полимерных изоляторов, у которых верхнее ребро существенно больше, чем у остальных изоляторов.

Полимерные изоляторы: 1) – обычный; 2) с защитным зонтиком

Диаметр такого верхнего ребра около 45,0-50,0 см, что является отличной защитой, как от дождевых капель, так и помета. Заметим, что попытки отпугивания птиц при помощи специальных устройств и макетов, имитирующих хищные виды, нужный эффект оказывался непродолжительное время. Через несколько недель пернатые привыкли к репеллентам и перестали их замечать.

«Личная защита»

Есть несколько факторов, объясняющих, почему не бьет током птиц на проводах. Сначала рассмотрим биологические, хотя они и менее существенны. Во-первых, на лапках летунов есть слой ороговевших чешуек. В некоторой степени они исполняют роль изоляторов, хотя и довольно слабых. Во-вторых, птицы способны ощущать силу электромагнитного поля. Если провод ЛЭП выдает напряжение в 500 кВ, то пернатые просто избегают на него садиться.

Любопытно то, что птицы при посадке преимущественно выбирают изолированные провода. Трудно сказать, является ли это еще одной причиной, почему не бьет током птиц на проводах: возможно, им просто приятнее и удобнее фиксироваться лапками на изоляции. Хотя у некоторых ученых существует мнение, что это тоже срабатывает защитная чувствительность летунов.