Γιατί οι γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος και οι πύργοι δεν βραχυκυκλώνονται κατά τη διάρκεια βροχών;

Το νερό δεν είναι ηλεκτρικά αγώγιμο. Ωστόσο, το νερό που συνήθως έρχεται σε επαφή με ηλεκτρικά κυκλώματα είναι σπάνια καθαρό νερό, δηλαδή συνήθως είναι γεμάτο με ακαθαρσίες. Αυτές οι ακαθαρσίες είναι που κάνουν το νερό ηλεκτρικά αγώγιμο, και επομένως αποτελεί κίνδυνο όταν έρχεται σε άμεση επαφή με ηλεκτρικά κυκλώματα.

Όλοι μας είχαμε ορισμένες εμπειρίες που μας έχουν διδάξει το ένα ή το άλλο για το πώς λειτουργεί ο κόσμος. Υπάρχουν πολλά, στην πραγματικότητα, αμέτρητα παραδείγματα τέτοιων εμπειριών, αλλά προς το παρόν, θα πάρω αυτό που περιλαμβάνει ηλεκτρική ενέργεια.

Έχω χτυπηθεί περισσότερες από μία φορές από ηλεκτροπληξία χαμηλής έντασης (βασικά αβλαβής) ενώ προσπαθούσα να συνδέσω ένα καλώδιο (που δεν ήταν εντελώς στεγνώσει) σε μια πρίζα. Το μάθημα που έμαθα αφού βίωσα μερικά από αυτά τα μικρά, αλλά εκπληκτικά ηλεκτροσόκ είναι ότι το νερό και το ηλεκτρικό ρεύμα δεν πρέπει να «συνδυάζονται», ειδικά αν σας αρέσει να παραμένετε ζωντανοί.

Να βεβαιώνεστε πάντα ότι τα χέρια σας, το καλώδιο και ακόμη και οι πρίζες είναι εντελώς στεγνά ενώ κάνετε οτιδήποτε περιλαμβάνει όλα αυτά τα πράγματα ταυτόχρονα. (Φωτογραφία:Pixbay)

Έτσι, μπορεί να ειπωθεί οπωσδήποτε ότι το νερό έχει την τάση να κάνει τον ηλεκτρισμό να συμπεριφέρεται «ασυνήθιστα», δηλαδή με τρόπο που δεν είναι ιδιαίτερα ασφαλής για εμάς. Ωστόσο, εάν συμβαίνει αυτό, γιατί τα καλώδια ηλεκτρικού ρεύματος και οι πύργοι μεταφοράς δεν βραχυκυκλώνονται κατά τη διάρκεια καταιγίδων όταν είναι σχεδόν βουτηγμένα στο νερό;

Πριν φτάσουμε σε αυτό, θα πρέπει να προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τα βασικά.

Τι είναι το βραχυκύκλωμα;

Ένα βραχυκύκλωμα είναι μια σύνδεση χαμηλής αντίστασης μεταξύ δύο αγωγών που παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια σε οποιοδήποτε κύκλωμα. Με άλλα λόγια, ένα βραχυκύκλωμα προκαλεί τη ροή ρεύματος μέσω μιας ακούσιας διαδρομής, η οποία δεν έχει καθόλου ή έχει πολύ μικρή ηλεκτρική αντίσταση. Με απλά λόγια, ένα βραχυκύκλωμα είναι μια ακούσια σύνδεση μεταξύ δύο τμημάτων ενός κυκλώματος που δεν είναι καλό για το κύκλωμά σας και κατ' επέκταση δεν είναι καλό ούτε για εσάς!

Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν συχνά τον όρο «βραχυκύκλωμα» για να αναφερθούν σε οποιαδήποτε ηλεκτρική δυσλειτουργία, αλλά στην πραγματικότητα, ηλεκτρικές δυσλειτουργίες μπορεί να προκύψουν για πολλούς λόγους και ένα βραχυκύκλωμα είναι μόνο ένας από αυτούς. (Φωτογραφία:RTimages / Shutterstock)

Γιατί το νερό προκαλεί βραχυκυκλώματα;

Τα περισσότερα υγρά που έρχονται σε επαφή με ηλεκτρικά κυκλώματα είναι με βάση το νερό, επομένως είναι σημαντικό να κατανοήσουμε γιατί το νερό και ο ηλεκτρισμός δεν είναι ένας εξαιρετικός συνδυασμός.

Μπορεί να θυμάστε από το μάθημά σας στο γυμνάσιο ότι το νερό είναι αγώγιμο. Η αλήθεια είναι ότι το καθαρό νερό δεν είναι στην πραγματικότητα τόσο αγώγιμο. Στην πραγματικότητα, δεν είναι καθόλου αγώγιμο!

Ναι αυτό είναι αλήθεια. Το καθαρό νερό δεν είναι ηλεκτρικά αγώγιμο.

Ωστόσο, το νερό που συνήθως έρχεται σε επαφή με ηλεκτρικά κυκλώματα σπάνια είναι καθαρό νερό, δηλαδή συνήθως είναι γεμάτο με ακαθαρσίες. Αυτές οι ακαθαρσίες είναι που κάνουν το νερό ηλεκτρικά αγώγιμο, και επομένως αποτελεί κίνδυνο όταν έρχεται σε άμεση επαφή με ηλεκτρικά κυκλώματα.

Δεδομένου ότι το νερό είναι αγώγιμο, θα μπορούσε ενδεχομένως να κάνει (ηλεκτρικές) συνδέσεις σε σημεία (εντός του κυκλώματος) όπου δεν τις θέλετε. Αυτό μπορεί στη συνέχεια να οδηγήσει στη ροή του ρεύματος μέσω μιας ακούσιας διαδρομής και boom! Έχετε βραχυκύκλωμα!

Πώς οι πύργοι μετάδοσης ισχύος προστατεύουν από βραχυκυκλώματα

Υπάρχουν διάφοροι λόγοι που διασφαλίζουν ότι οι πύργοι μετάδοσης ισχύος δεν κανονικά βραχυκύκλωμα.

Πρώτον, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το καθαρό νερό δεν είναι τόσο αγώγιμο, και το νερό που πέφτει απευθείας από τον ουρανό είναι πολύ κοντά στο καθαρό (όσον αφορά την αγωγιμότητά του). Χρειάζεστε ιόντα στο νερό για το τελευταίο να μεταφέρει ηλεκτρισμό, το οποίο στερείται γενικά από το νερό της βροχής, επομένως το νερό της βροχής που προκαλεί βραχυκυκλώματα είναι ένα σπάνιο φαινόμενο για αρχή.

Το νερό της βροχής συνήθως δεν προκαλεί βραχυκύκλωμα. (Φωτογραφία:RomanM82 / Wikimedia Commons)

Επιπλέον, τοποθετούνται ηλεκτρικοί μονωτές για να διατηρούν τα κυκλώματα διαχωρισμένα, δηλαδή να αποτρέπουν την επαφή τους. Αυτοί οι ηλεκτρικοί μονωτές είναι υλικά που επιτρέπουν καθόλου ή πολύ λίγο ηλεκτρικό ρεύμα να ρέει μέσω αυτών όταν τίθενται υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου. Οι μονωτές που χρησιμοποιούν στους πύργους μεταφοράς ισχύος είναι κατασκευασμένοι από κεραμικό, το οποίο είναι κακός αγωγός του ηλεκτρισμού. Σε άλλα συστήματα υψηλής ισχύος, χρησιμοποιούν επίσης άλλα μονωτικά υλικά, όπως υποδοχές από γυάλινο σύρμα, κενό, αέριο κ.λπ.

Αυτοί οι μονωτές δεν αποτρέπουν απλώς τα βραχυκυκλώματα, αλλά προσφέρουν και ένα άλλο πλεονέκτημα. Έχουν πολλαπλές αυλακώσεις σε σχήμα καμπάνας, οι οποίες εμποδίζουν το νερό της βροχής να φτάσει στις εσωτερικές επιφάνειες και επομένως μπορούν να αποτρέψουν το σχηματισμό πλήρους στρώματος νερού (μια πλήρης στρώση νερού θα μπορούσε ενδεχομένως να παρέχει μια ακούσια διαδρομή σε ένα κύκλωμα).

Έτσι μοιάζει ένας κεραμικός μονωτήρας. Παρατηρήστε τις αυλακώσεις σε σχήμα καμπάνας. (Φωτογραφία:Thermos / Wikimedia Commons)

Ένα άλλο πράγμα που κάνουν οι εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας είναι να τοποθετούν τις γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος σε μεγάλη απόσταση, έτσι ώστε το νερό της βροχής να μην μπορεί να προκαλέσει τόξο μεταξύ των φάσεων. Τέλος, οι εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας εκτελούν τακτικές δραστηριότητες συντήρησης σε αυτούς τους πύργους:καθαρίζουν αυτούς τους ηλεκτρικούς μονωτές ψεκάζοντάς τους με απιονισμένο νερό, το οποίο διασφαλίζει ότι παραμένουν ηλεκτρικά μη αγώγιμοι.

Αυτοί είναι οι κύριοι λόγοι για τους οποίους δεν βλέπετε τους πύργους μετάδοσης ισχύος να αποτυγχάνουν (δόξα τω Θεώ γι' αυτό!) λόγω βραχυκυκλωμάτων κάθε φορά που βρέχει.