Велосипед и ЛЭП (небольшое открытие)
Вчера вечером катался на велосипеде. Проезжал участок, над которым тянутся провода высоковольтной линии. Чувствую, что меня дергает электричеством. Пальцы частично касались руля, било довольно ощутимо. Я вожу с собой powerbank, начал грешить на него. Но в нем на выходе 5 вольт. Потом дошло, что от ЛЭП идет поле, которое я пересек и получил удар от наведенного электричества. Нарыл статью на эту тему.
Почему под ЛЭП бьет током
Время от времени на просторах интернета можно встретить сообщения о том, как кого-нибудь из велосипедистов больно ударило током от собственного велосипеда, когда он проезжал под высоковольтной ЛЭП с напряжением 100кВ и более. Точных и внятных ответов на подобные запросы никто дать не может: на форумах то и дело возникают споры по этому вопросу, однако догадки на данный счет имеются у многих пользователей сети.
Одно дело, когда речь идет о шаговом напряжении, это было бы вполне понятно если бы оторвавшийся от ЛЭП провод контактировал бы с грунтом, и тогда стоя на земле кто-нибудь мог бы, случайно оказавшись не в то время не в том месте, попасть под опасное напряжение шага.
Это известный феномен, по его причине в 1928 году на ленинградской мостовой в один день погибли три лошади. Но в приводимых велосипедистами сообщениях речи о шаговом напряжении, кажется, не идет. Давайте же поразмыслим над данной проблемой более вдумчиво, и постараемся найти четкий ответ.
Почему под ЛЭП бьет током
Итак, велосипед на резиновых шинах изолирован от поверхности земли, следовательно ток с земли на велосипед попасть не может, и даже если бы по воле несчастного случая велосипедист оказался бы на месте аварии, где по поверхности земли был бы распределен какой-то реально измеряемый потенциал, его бы и в этом случае не ударило бы током.
Кроме того, согласно сообщениям, велосипедист не спускается на землю, и специально не хватается ни за какие провода, значит ни от ЛЭП, ни от других проводов ток к велосипеду напрямую не подводится. Таким образом, прямое поражение током от ЛЭП однозначно исключается. Следовательно не остается другого соображения, как принять, что напряжение на велосипеде является индуцированным. Остается понять, наведено ли оно от ЛЭП магнитной составляющей или электрической составляющей.
Если предположить, что напряжение наводится на велосипед магнитной составляющей, то вспомнив закон Био-Савара-Лапласа, мы тут же обнаружим, что даже если в момент, когда велосипедист проезжал под проводом, по высоковольтной линии тек переменный ток максимальной величиной, скажем, в 2000А, то уже на расстоянии 5 метров от провода длиной 5 метров, магнитная индукция в своей амплитуде составила бы всего лишь около 40 мкТл, этого хватит разве что на то, чтобы слегка дезориентировать стрелку магнитного компаса. А уж о способности навести напрямую без трансформации сколь-нибудь ощутимое напряжение на велосипедную раму длиной 1 метр… об этом даже говорить уже не приходится. Вариант с электромагнитной индукцией отбрасывается как невозможный.
Велосипедист под ЛЭП
Остается электростатическая индукция. А вот для этого все возможности есть. Если предположить, что высоковольтная линия с напряжением 220000 вольт проходит над поверхностью земли на высоте 8 метров, надежно изолирована от нее, значит между проводом и землей есть переменное электрическое поле, напряженность которого распределена примерно линейно по высоте, и в амплитуде может достигать 27500 вольт на метр, то есть 275 вольт на сантиметр.
И хотя велосипед не контактирует с землей — это как раз то условие, когда от него велосипедиста все равно будет дергать током. Велосипед здесь выступает нижней обкладкой конденсатора, а велосипедист — верхней обкладкой. Этот конденсатор, с диэлектриком в виде воздуха и одежды велосипедиста, внесен в переменное электрическое поле и все время этим полем перезаряжается. И стоит велосипедисту случайно в момент, когда этот конденсатор заряжен, соприкоснуться с велосипедом, как он почувствует разряд. Убить — не убьет, но неприятные ощущения однозначно будут.
Если бы человек стоял под ЛЭП голыми ногами на земле, то он бы ничего похожего не почувствовал, так как все его тело приобрело бы нулевой потенциал земли. А стоя на земле под ЛЭП на тонком резиновом коврике, он бы получил похожий удар, коснувшись пальцем земли возле коврика. Так и с велосипедом, где слой диэлектрика (читай — костюм велосипедиста) довольно тонок, следовательно электроемкость получившегося конденсатора не так мала, как может показаться с первого взгляда.
