Kāpēc elektropārvades līnijas rada troksni?
Mūsdienās elektrība ir tikpat neatņemama dzīves sastāvdaļa kā gaiss vai ūdens. Elektropārvades līnijas klāj mūsu pilsētas, stiepjas gar ceļiem, šķērso laukus un mežus. Un, ejot zem augstsprieguma vadiem, daudzi ir pamanījuši raksturīgo dūkoņu vai sīcošu skaņu. Šī parādība nav tikai tehnisks blakusefekts – tajā slēpjas interesanta fizika un arī potenciāli riski. Bet kāpēc šis troksnis rodas, vai tas ir bīstams un, vai no tā var atbrīvoties?
No kurienes rodas šis troksnis?
Kad dzirdam augstsprieguma līniju dūkoņu, patiesībā vērojam koronizācijas efektu – īpašu elektrisko izlādi gaisā. Tā parasti rodas, kad spriegums vados pārsniedz 110 kV un sāk “lauzt” apkārtējo gaisu. Lai gan gaiss ir izolators, augsta sprieguma ietekmē tas var jonizēties, veidojot brīvos elektronus. Šie elektroni, saduroties ar gaisa molekulām, izraisa sīkus izlādes impulsus, kas rada pazīstamo dūkoņu vai sprakšķus.
Kāpēc troksnis pastiprinās mitrā laikā?
Droši vien esat pamanījuši, ka lietus laikā vai mitros apstākļos šis troksnis kļūst izteiktāks. Tas notiek tāpēc, ka:
- ūdens pilieni darbojas kā strāvu vadoši elementi, pastiprinot jonizāciju;
- mitrs gaiss sliktāk izolē elektrību, veicinot izlādes;
- uz vadiem veidojas ūdens pilieni, kas izkropļo elektrisko lauku.
Īpaši miglainā vai apledojušā laikā koronizlāde var kļūt redzama kā zilgana vai violetīga gaisma. Šī parādība līdzinās Svētā Elma ugunīm un īpaši bieži novērojama aukstos, mitros reģionos, piemēram, Sibīrijā vai Tālajos Austrumos.
Vai šis troksnis ir bīstams?
Troksnis nav tikai traucējošs – ilgtermiņā tas var radīt problēmas gan elektroiekārtām, gan veselībai. No tehniskā viedokļa- koronizācija izraisa elektroenerģijas zudumus (līdz 2–5% augstsprieguma tīklos), paātrina izolācijas nolietošanos, kā arī traucē radioviļņus, ietekmējot radiosakaru kvalitāti un elektronikas darbību.
Veselības ziņā galvenā problēma ir ozons (O₃), kas rodas šī procesa laikā. Nelielā daudzumā ozons ir noderīgs, jo iznīcina baktērijas, taču augstās koncentrācijās tas var būt kaitīgs – rada klepu, galvassāpes un elpceļu kairinājumu. To var atpazīt pēc specifiska metāliska aromāta, kas līdzinās gaisam pēc negaisa.
Smagos gadījumos koronizlāde var izraisīt vadu pārkaršanu, dzirksteļošanu un pat īssavienojumus, kas var kļūt par ugunsgrēka cēloni, īpaši mežainos apvidos.
Kā inženieri cenšas samazināt šo efektu?
Lai mazinātu koronizāciju un ar to saistītās negatīvās sekas, elektrotīkli tiek aprīkoti ar dažādiem risinājumiem:
- Koronas gredzeni – īpaši metāla elementi uz izolatoriem, kas palīdz vienmērīgi sadalīt elektrisko lauku;
- Biezāka izolācija – samazina izlādes iespēju, lai gan bojājuma gadījumā tas var radīt vēl lielākus riskus;
- Vadu dalīšana – viens biezs vads tiek aizstāts ar vairākiem mazākiem, samazinot lauka intensitāti;
- Antikoronizācijas pārklājumi – īpaši materiāli, kas samazina izlādi;
- Mainīta vadu izkārtojuma ģeometrija – lielāki attālumi starp vadiem, horizontāls fāzu izvietojums samazina traucējumus.
Vai var pilnībā atbrīvoties no šī trokšņa?
Diemžēl ne – koronizācija ir dabiska parādība augstsprieguma elektropārvadēs. Tomēr tiek veikti pasākumi, lai to samazinātu:
✔ Jaunu, kompozītmateriālu izolatoru izmantošana;
✔ Sensori un monitoringa sistēmas korona izlādēm;
✔ Hibrīdās elektropārvades līnijas (gaisa + pazemes, lai gan tas ir dārgs risinājums).
