Почему птиц не бьет током, когда они сидят на проводах?

Условия для поражения электрическим током

Начнем с отсылки к урокам физики школьной программы, раздел электричество и магнетизм. Там сказано, что электрическим током является направленное движение зарядов. Он возникает между точками с разными электрическими потенциалами. В свою очередь поражение электрическим током возникает при протекании тока через тело (пернатого, животного, человека). Протекание электричества, как было сказано, возможно между двумя точками между которыми есть напряжение.

Если прикоснуться к одному из проводов при этом, не касаясь другими частями тела земли и других проводящих предметов ток через него течь не будет.

Важно знать: Ток силой в 0,1А, протекающий через тело в течение одной секунды является смертельным для человека. Пернатые сидят на линиях электропередач, обеими лапами держась за один и тот же провод

По длине провода напряжение на его участках практически одинаково. Условий для протекания тока через тело птицы нет. Тело имеет достаточное больше сопротивление и емкость. Емкость это еще один фактор, способствующий протеканию электричества. Аналогом емкости является конденсатор, постоянный ток заряжает конденсатор, после чего перестает протекать через него, переменный же успешно протекает, с определенным реактивным сопротивлением. На одной части полуволны синусоидального переменного напряжения конденсатор заряжается, на второй — разряжается и перезаряжается

Пернатые сидят на линиях электропередач, обеими лапами держась за один и тот же провод. По длине провода напряжение на его участках практически одинаково. Условий для протекания тока через тело птицы нет. Тело имеет достаточное больше сопротивление и емкость. Емкость это еще один фактор, способствующий протеканию электричества. Аналогом емкости является конденсатор, постоянный ток заряжает конденсатор, после чего перестает протекать через него, переменный же успешно протекает, с определенным реактивным сопротивлением. На одной части полуволны синусоидального переменного напряжения конденсатор заряжается, на второй — разряжается и перезаряжается.

Вернёмся к нашим птицам, их тело имеет малые линейные размеры, держась лапами за провод, птица краями своего тела находится на удалении от него, соприкасаясь с воздухом, который является диэлектриком. Если потенциал в точке, удаленной от провода, будет отличаться от места касания лап, то птица может быть рассмотрена в виде конденсатора в цепи переменного напряжения. Однако ёмкость тела из-за его малых размеров маленькая соответственно и ток будет мизерный. На лапах птиц есть слой грубой кожи с высоким сопротивлением, который служит дополнительным изолятором.

Еще важно знать, что птицы чувствуют электромагнитное поле, поэтому не садятся на высоковольтные линии, которые находятся под напряжением порядка 500 кВ. Это чутье обеспечивает им дополнительную защиту от поражения

Поэтому птицы могут безопасно сидеть на высоковольтных линиях.

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.

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.

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.

Электрическое напряжение и электрический ток: краткое определение основных физических величин

Для того, чтобы выяснить, как птицам удается без вреда для собственного здоровья долгое время находиться на проводах, необходимо вспомнить школьную программу по физике.

Но не всю, разумеется. В данном контексте нас интересуют исключительно два термина – электрическое напряжение и электрический ток.

Начнем с первой величины.

Известно, что электрическое напряжение – это разность численности заряженных частиц (потенциалов) между двумя пунктами. При этом в одном пункте этих частиц больше, а в другом – меньше или вовсе нет.

Так как мы имеем две точки с разным количеством частиц, значит, для работы «системы» нам эти точки нужно уравнять.

В момент, когда заряженные частицы начинают свое движение, направленное на уравнивание потенциалов, образуется электрический ток.

Выходит, что ток – это «ориентированное» движение заряженных частиц, которое способствует уравновешиванию их количества между двумя точками.

Теперь представим ситуацию с птицей: она летит, затем садится на линию электропередач, и по логике вещей ее должно было бы «замкнуть» и ударить током, но этого не случается. Почему? Давайте разбираться.

Почему на человека элементарные законы физики не распространяются?

человека бьет током

Представим ту же картину, только уже с человеком. Итак, человек стоит на земле и рукой касается провода. Что произойдет? Правильно, его ударит током. Но почему?

Потому, что человек стоит на земле, а значит становится проводником электрического тока от одного потенциала к другому. Ведь земля – это потенциал с минимумом заряженных частиц, а провод – с максимумом. Вот и выходит, что при касании человека, стоящего на земле, круг замыкается и проходит электрический ток.

Уловили в чем разница между птицей и человеком? Верно, птица летает и не касается другого потенциала, кроме провода. А человек стоит, и одновременно связан с двумя потенциалами.

Но что бы было, если бы человек имел крылья и летал, как птица? Вполне вероятно, что реакция была бы, как и в случае с птицей – ее бы не было. Человек в таком случае тоже стал бы потенциалом, как и птица.

Но человек не может летать, поэтому смысла думать над этой теорией нет. Благо человечество придумало массу техники, которая способна позволить человеку дотрагиваться до электричества без вреда для здоровья.

Как получается, что птиц не бьет током на проводах

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».

В каких случаях человека может ударить током

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.

На фото пример большой птицы, которую убило на проводах

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

<?php if ( ! is_single ( array(883, 15772, 33900, 37506) ) ) { ?>

<?php } ?>
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.

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.