在城市的钢铁森林中、乡村的田野小道上,我们时常能看到高耸的高压电线塔和错综复杂的电线网络。然而,你是否注意过高压电线塔顶常常悬挂着两根比下方输电线要细得多的金属线?它们究竟是做什么的?不负责传输电流又为何如此重要?
高压输电系统是现代社会电力供应网络的重要组成部分,它通过高压电线将电能从发电厂输送到远离发电厂的用电区域。由于电能的输送需要消耗能量,为了减少这种能量损失,人们采用高压输电的方式,即在输电过程中提高电压,在输出能量不变的情况下,从而降低电流,减少在电线中因电线电阻而产生的热量损失。
我国大力发展特高压传输就是这个目的,要远距离输送电力,普通的电线杆肯定不行,必须上电线塔。
高压电线塔是这一系统中的重要支撑结构,它们高大坚固,能够承载高压电线的重量,并将其固定在特定的位置,确保电网的稳定性和安全性。在高压电线塔最上方的这两根线,通常被称之为“避雷线”专业一点的叫法是“架空地线”。
避雷线的主要作用是防止雷电直接击中高压输电线,从而保护整个输电系统的安全。
雷电是一种自然现象,它瞬间产生的强大电流和电压能够摧毁任何与之接触的物体。如果雷电直接击中高压输电线,不仅会损坏电线和输电设备,还可能引发火灾、停电等严重后果。
避雷线架设在被保护的导线和设备的上方,当线路上方出现雷云对地面放电时,雷闪通道容易击中避雷线,被雷劈中后,雷电的电流会被导入大地。而不是下方的输电线,从而保护输电线路。避雷线还可以降低线路附近雷云放电时,在输电导线上引起的雷电感应电压,进一步保护输电线路的安全。
避雷线通常由铜、铝或钢绞线等金属材料制成,这些材料具有优异的导电性能和机械强度,能够承受雷电冲击时产生的巨大电流和机械应力。我国的一般是铝包钢绞线,或者是镀锌钢丝绞线,价格便宜且强度高。
高压输电的电塔距离通常很远,如果使用铜线,碾展性虽然好,电阻也更加低,但是价格太贵,强度太低。最重要的是,中国铜矿比较稀少,国外有的发达国家会用铜线,现在世界上大部分国家用的都是铝和铁,把电流通过横截面积做的大一些,导线做粗一些一样是可行的。
现在在避雷线的中间一般还会加一个光纤,这个光纤是用来干什么的?
当避雷线受到雷击或电磁干扰时,光纤中的光信号会发生变化,这种变化可以通过光纤传感器进行实时监测,从而及时发现并处理潜在的安全隐患,战时这个作用非常大。
光纤还可以传输数据,因为外面有金属保护,在面对电磁脉冲的时候,依旧能传输数据不会被干扰。
在某些地区,由于地形复杂或通讯设施匮乏,人们会利用避雷线来传输通讯信号,从而实现信息的传递和交流。
此外,避雷线还可以作为电力线路的保护屏障。在电力线路附近存在其他建筑物或设施时,为了避免电力线路对这些建筑物或设施产生电磁干扰或影响,人们会在其周围设置避雷线。这样,当电力线路产生电磁场时,避雷线就能起到屏蔽作用,保护周围的设施免受电磁干扰的影响。当然了,如果你家周围有高压线也不要慌,电磁辐射一般对人体是无害的,有害的是电离辐射。
为什么鸟可以站在高压线上,它们不会被电死吗?
触电的前提是要产生一定的电流,而产生电流需要有一个完整的回路,包括火线、零线、导电体形成。鸟站在单根电线上,无法形成回路,因此电流不会通过鸟的身体。
鸟的体积小,两脚之间的距离近,使得之间的电压差几乎可以忽略不计。根据欧姆定律,电压差小,电流就小,因此鸟身上流过的电流极小,不足以造成伤害。两足动物更难形成跨步电压,如果是牛站在高压线上那就不一定了。
而且,鸟的爪子有一层厚厚的角质,这层角质也是绝缘的。总而言之,鸟想要在高压线上被电死是很难的,除非它们自己作死。
为什么高压线外面不加绝缘层?
实际上,加了绝缘层对于这么高的电压而言毫无意义,而空气就是最好的绝缘层。