چه چیز باعث می‌شود که خط انتقال برق با ولتاژ بالا زمانی که با زمین تماس پیدا می‌کند، جرقه بکشد؟

هنگامی که خطوط برق با فشار بالا با زمین تماس می‌پیداکنند، شعله‌هایی به دلیل پدیده رهاش که توسط اختلاف پتانسیل ایجاد می‌شود، تولید می‌شوند. در ادامه توضیح دقیقی ارائه می‌شود:

اختلاف پتانسیل

خطوط برق با فشار بالا معمولاً هزاران ولت یا حتی بیشتر حمل می‌کنند. زمین به عنوان نقطه مرجع با پتانسیل صفر در نظر گرفته می‌شود. هنگامی که یک خط برق با فشار بالا با زمین یا یک شیء دیگری که به زمین متصل است، تماس می‌پیداکند، اختلاف پتانسیل (اختلاف ولتاژ) قابل توجه بین آنها منجر به جریان سریع الکتریسیته از طریق هوا یا مedium دیگری از خط برق به زمین می‌شود.

پدیده رهاش

• خرابی هوا: در شرایط عادی، هوا به عنوان یک عایق عمل می‌کند. اما وقتی شدت میدان الکتریکی کافی است، مولکول‌های هوا یونیزه می‌شوند و کانال‌های رسانا تشکیل می‌دهند—این فرآیند به "خرابی هوا" معروف است. هنگامی که یک خط برق با فشار بالا با زمین تماس می‌پیداکند، اختلاف پتانسیل کافی برای یونیزه کردن مولکول‌های هوا وجود دارد و بنابراین یک مسیر رسانا ایجاد می‌کند.

• تشکیل قوس الکتریکی: پس از خرابی هوا، یک قوس الکتریکی تشکیل می‌شود. قوس الکتریکی یک جریان قوی است که از طریق یک محیط گازی عبور می‌کند و همراه با آزادسازی نور و گرما است که آنچه ما به عنوان شعله‌ها مشاهده می‌کنیم.

فرآیند فیزیکی

• یونیزه شدن: ولتاژ بالا باعث می‌شود که مولکول‌های گاز در هوا الکترون‌های خود را از دست بدهند و یون‌های مثبت تشکیل دهند.

• تشکیل مسیر رسانا: با افزایش درجه یونیزه شدن، رسانایی در منطقه محلی بهبود یافته و یک مسیر ایجاد می‌شود که از طریق آن جریان می‌تواند حرکت کند.

• رهاش قوسی: هنگامی که جریان از طریق این مسیر عبور می‌کند، مقدار زیادی گرما تولید می‌شود که باعث یونیزه شدن بیشتر هوا و تشکیل یک قوس روشن می‌شود.

خطرات ایمنی

هنگامی که خطوط برق با فشار بالا با زمین تماس می‌پیداکند، نه تنها شعله‌هایی تولید می‌کنند بلکه مقدار قابل توجهی انرژی آزاد می‌کنند که خطراتی را به همراه دارد. این پدیده می‌تواند منجر به آتش‌سوزی‌ها، انفجارها و حتی مجروحیت یا مرگ شود. بنابراین در مهندسی برق ضروری است که خطوط برق با فشار بالا به طور ایمن جدا شوند.

اصلاحات پیشگیرانه

برای جلوگیری از خطرات ناشی از شعله‌های تولید شده وقتی خطوط برق با فشار بالا با زمین تماس می‌پیداکند، شرکت‌های برق معمولاً تدابیر مختلفی را اجرا می‌کنند تا ایمنی خطوط انتقال را تضمین کنند، مانند بازرسی‌های منظم، تقویت اقدامات عایق‌بندی و نصب نشانی‌های هشداردهنده.

به طور خلاصه، دلیل اساسی شعله‌های تولید شده وقتی خطوط برق با فشار بالا با زمین تماس می‌پیداکند، رهاش ناشی از اختلاف پتانسیل قابل توجه است که منجر به خرابی هوا و تشکیل قوس الکتریکی می‌شود. این فرآیند شامل آزادسازی انرژی است که تهدیدی پتانسیل برای محیط اطراف ایجاد می‌کند.