Pourquoi les lignes électriques à haute tension sifflent-elles quand il pleut?

L'autre jour, j'ai remarqué en rentrant chez moi que les lignes à haute tension (200 kv je crois) qui passaient ici sifflaient sous la pluie. Qu'est-ce qui les fait siffler?

Décharges partielles à haute tension à travers les isolateurs.

On m'a appris que cela est dû à l'effet Corona. Fondamentalement, les lignes électriques ionisent l'air autour d'elles, provoquant un bourdonnement audible, ainsi que des ravages dans le spectre EM. C'est pourquoi les lignes et transformateurs à très haute tension auront parfois une légère aura autour d'eux.

Généralement, l'effet est indésirable, car il prive les lignes de transmission d'énergie (le bourdonnement / la lumière / la chaleur dissipe l'énergie), donc beaucoup d'équipement est fabriqué pour essayer d'arrêter cet effet.

L' article de Wikipédia rendra ce sujet beaucoup plus juste que moi.

De bonnes choses dans les réponses jusqu'à présent, mais je travaille avec des lignes électriques et je veux mettre mes deux cents.

Ce n'est pas techniquement une décharge partielle; Parfois, vous pouvez entendre le crépitement de ce qu'on appelle habituellement une décharge corona. J'avoue que le phénomène est lié, mais ce n'est pas pareil.

Vous voyez, toutes les lignes non isolées montrent une couronne. Ce n'est tout simplement pas un gros problème jusqu'à ce que vous ayez affaire à une tension assez élevée. Lorsque la tension passe d'un très grand positif à un très grand négatif, l'air qui l'entoure est ionisé, donc environ 50 ou 60 fois par seconde, il change de direction. C'est le bourdonnement principal normal discuté dans une autre réponse.

L'eau est beaucoup, beaucoup plus lourde que l'air, et elle s'ionise tout aussi facilement. Ainsi, un jour pluvieux ou humide, la couronne vibre avec de l'eau. Cela lui donne un élan, de sorte que les particules d'eau plus lourdes voyagent plus loin. Mais ils sont eux-mêmes ionisés, ce qui signifie qu'ils peuvent ioniser plus d'air que la ligne ne pourrait normalement atteindre seule, et l'air ionisé est conducteur.

Et il y a presque toujours 3 de ces lignes assez proches les unes des autres. Le son que vous entendez est un million de minuscules décharges électrostatiques de toutes les particules d'eau chargées interagissant les unes avec les autres avec des lignes à proximité ou des objets mis à la terre. C'est en fait le pire moment pour être près d'eux; l'air est censé être leur isolant, et à ce moment il ne fonctionne pas aussi bien.

Parfois, vous pourriez voir une couronne complète se décharger à l'œil nu; cela ressemble à un tout petit peu d'éclairage sur toute la ligne. Si cela devient vraiment mauvais, vous verrez une ligne momentanée ligne à ligne ou une ligne au sol courte, qui ressemble exactement à un vrai boulon d'éclairage, mais pas du ciel.

Ils le feront en fait quand il ne pleut pas trop. C'est ce qu'on appelle le bourdonnement principal . Les lignes électriques transportent une tension alternative à 50 ou 60 Hz, ce qui est à l'extrémité inférieure de la plage audible de la plupart des humains. En présence d'un champ électromagnétique (comme celui généré par le courant alternatif), les molécules de matériaux ferromagnétiques (les conducteurs métalliques à l'intérieur des lignes électriques) vont non seulement essayer de s'aligner avec le champ mais parfois changer ou déformer leur forme si le le potentiel appliqué est suffisamment fort. Cet alignement / changement de forme peut provoquer des collisions entre les molécules composant les lignes électriques qui, étant données en nombre suffisant, peuvent être entendues par un observateur.

Je suppose que les gouttelettes d'eau suspendues pourraient provoquer des décharges corona. La couronne est généralement pire autour des points de courbure plus nette, où le gradient de champ électrique est le plus intense. Des tensions plus élevées, comme le 200 kV que vous mentionnez, rendraient cela plus prononcé.

Il existe plusieurs causes, mais la plus courante est la décharge à haute tension le long de la contamination de surface des isolateurs. Celui-ci a un bruit de "sifflement" caractéristique, alors que la plupart des autres phénonomons génèrent du bruit principalement à la fréquence de ligne ou à la 2e harmonique.

Par temps sec, la poussière s'accumule sur les isolants et contient toujours une certaine quantité de sel. Lorsque le temps est humide, suffisamment d'eau pénètre dans le mélange pour lui permettre de devenir conducteur, de sorte que de petites quantités de courant commencent à circuler. Une fois que cela se produit, les matières organiques dans le chemin actuel se carbonisent rapidement et l'arc devient plus ou moins permanent (de fortes pluies laveront les isolateurs et le cycle recommencera ensuite)

Le pic de bruit pour les décharges sifflantes est ultrasonique, donc la détection de l'emplacement de l'arc se fait à l'aide d'un petit microphone parabolique avec un viseur. (voir http://www.arrl.org/files/file/Technology/PLN/Ultrasonic_Pinpointer.pdf pour un exemple)

Le sifflement que vous entendez est le moindre. La radio hame les arcs HATE parce qu'ils génèrent beaucoup d'interférences radio - ils sont donc généralement les acheteurs / constructeurs les plus enthousiastes de localisateurs d'arc à ultrasons.

L'accumulation de poussière est la principale raison pour laquelle les isolateurs haute tension ne sont pas lisses - la conception typique de "pile de disques" rend très difficile la formation d'une quantité suffisante de poussière pour laisser le courant circuler dans des conditions humides, de sorte qu'un arc à base de poussière se trouve généralement uniquement sur des pôles de 11 kV ou de tension inférieure, où les isolateurs sont d'une conception beaucoup plus simple.

Les effets Corona ne se trouvent généralement que sur les lignes à très haute tension (plus de 220kV)