以前はアース電位であった鳥は、最初の「イコライゼーションチャージ」により、十分な電圧の電力線に着陸して感電死する可能性がありますか？

米国の典型的な架空送電線の電圧レベルでは、鳥はその上に着陸して元気になります（翼を広げて木や他の低い電位に触れるようなことをしない限り）。

しかし、はるかに高い電圧（数十メガボルトなど）での架空の電力線についてはどうでしょう。そのような電力線に着陸すると、持続的な電流のための回路を完成しなくても、鳥に致命的な衝撃を与えることができますか？（距離が十分に長く、電気アークが不可能であると仮定します。）

注：鳥が地球の物体から電力線に飛んだときに何が起こるかについての私の理解（間違っている場合は私を修正してください）は、ワイヤに接触すると、その電位が接地電位から電力線の電位に変化することです これを実現するために、電力線から鳥への電気エネルギー（つまり、電荷の流れ、つまり電流）の初期移動があり、ほぼ瞬時に電位を「均等化」します。これが正しい場合、私の質問はより一般的に「イコライジングの潜在的な差が十分に大きい場合、このような「イコライジングチャージ」は致命的なショックにつながる可能性があります」と言い換えることができます。

鳥がワイヤと接触して入るとき、まだ接地電位にあると仮定します（たとえば、鳥から鳥に飛びついた）。

この問題には多くの未知のものがありますが、人間で知っているデータでいくつかのギャップを埋めようとします。そのため、鳥類学者であるEEスタック交換機が興味深いデータで現れるまで、人間が飛んで、高電圧ケーブルからぶら下がってリラックスできると仮定しましょう。

すべてのオブジェクトと生物には、同等の電気容量があります。人体モデルは、人間がその側面で100pFのコンデンサと同等であることを規定する慣習です（地上から23メートルの高さまであまり減少しないと仮定し、最悪の場合のシナリオと呼びます）。ここで、ケーブルとそのコンデンサの幾何学的中心がどこであっても、接触抵抗は3000Ωであると仮定しましょう。これは、別のスレッドのテーブルの「手保持ワイヤ」ケースから取られます。その場合、平衡電流の合計期間は、等価RCの時定数の5倍として0.75マイクロ秒になります。

生物を流れる電流の影響は、電流の大きさと持続時間に依存します。心臓組織の応答時間が明らかに3msであるため、 10ms未満のデータを示す研究（たとえば、上記で引用した同じ研究）は見たことがありません。10msの間、不可逆的効果を生成する電流は0.5Aであり、その時点で（持続時間にほとんど依存しない）確かに3msまで落ち着いたようです。その時点を過ぎると、心臓組織は無効な一次システムのように振る舞い、20dB /ディケードを減衰すると仮定しましょう。同様の効果に必要な電流は、20 * 4.25 = 90dB、つまり15811Aです。上記で使用されている1500Ohmsの接触抵抗の場合、ケーブルの電圧は23GVである必要があります。

火傷は、伝達されるエネルギーにのみ依存するため、理論的には、高電圧がこのような短い時間で燃えることがあります。しかし、どのくらいですか？さて、「電気的損傷：エンジニアリング、医療、および法的側面」、72ページ、

皮膚の小さな領域で顕著な第1度または第2度の火傷を引き起こす可能性がある推定最低電流は、1秒間100Aです

編集：100Aは非常に高いことに注意してください、著者が「皮膚の小さな領域での第1度の火傷」をどのように定義するかは不明ですが、1インチよりも大きい領域で、すべての表皮と真皮のいくつかを燃やすと思います剥がれるような細胞。

750ナノ秒の場合、133MAが必要です！上から1500Ohmsの抵抗を再び使用する場合、それはワイヤが199GVである必要があることを意味し、これは非常識です。これらの火傷が現れる前に他の厄介な効果がある可能性がありますが、近い将来には23GVも199GVも聞こえないでしょう。サイドノートで、J ...コメントに上げ、23GVケーブルは自発的に7.6キロ以内にアース電位で何もアークなり、したがって、孤立の信じられないほどの量を必要とします。

十分ではないかのように、上記では最大電流が平衡電流の持続時間全体に適用されるのに対し、実際には減衰する指数関数的であることに気づいたかもしれません...この持続時間にわたる平均電流は実際には0.2です最大値の倍になるので、これらの値は実際には115GVと995GVになります！

警告：これは、高電圧線に飛びついても安全であるという意味ではありません。これは、大まかなデータ推定とモデリングによる迅速な分析であり、アクションの正当化とはみなされません。

Andy Akaの説明にはほぼ同意します。ただし、より詳細な理論を説明します（もちろん、何かを見落としているかもしれません）。

ボディには常にコンデンサの「第2プレート」が必要であるため、ボディ自体にはキャパシタンスがありません。地面に対して人間は、地面の上に立つ（絶縁される）ときは所定の静電容量を持ち、地面から遠く離れているので（できる場合）飛行するときは異なる静電容量を持ちます。

鳥の単純なモデルは、次の図のようになります。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

鳥が近づくと、線C1は増加し、C2は減少します。これはコンデンサ分割器であり、鳥の電位は高電圧（HV）ライン1に近づきます。

簡単な数字を示すために、鳥の足がラインに触れる直前のC1はC2の100倍であると仮定しましょう。鳥とHVラインの電位差はHVの1％に過ぎません。最後に、鳥の足がラインに接触します。C1は「短絡」しており、充填する容量はC2のみです（鳥と地面の間の静電容量は、地面が遠いため非常に小さい）。身体電位はすでにHVの99％であり、対地静電容量は非常に小さいため、鳥を流れる電流は非常に小さくなります。

注：鳥が地球のオブジェクトから電力線に飛んだときに起こることについての私の理解（間違っている場合は私を修正してください）-ワイヤに接触すると、その電位が接地電位から電力線の電位に変化します

ここに問題の核心があります。鳥がワイヤーの方向に向かって地面を離れると、徐々に電位が変化します。これが瞬間的な変化ではない場合、鳥は着陸した瞬間に現在の衝撃を経験するでしょう。

そのため、瞬時に発生することはありません。より大きなワイヤ電圧=より大きな距離です。したがって、ワイヤに到達するまでの時間が長くなります。

編集-これは、アースと「ホット」ワイヤの間の距離に応じて電圧レベルが変化する方法のまともな画像です：-

これはかなり古典的な電界分析です。中心から発するもの（高電圧の点と想定される）は黒い電界線です。これらはワイヤーからすべての方向に出て、直角に「地面」に当たります。これらの電界線のいずれかが、その長さの10％だけ（たとえば）地上レベルからそれに沿って「移動」した場合、熱線の10％の電圧が得られます。

長さの異なる割合ですべての電界線に対してこの思考実験を行った場合、すべての等電位線をプロットできます。それが赤い線です。

小さな物体が地面から「ホット」ワイヤーまで上昇する可能性を確認できるはずなので、非常に直線的です。

この質問に関する多くの誤った情報を与えられた高ランクの回答を見るのは残念です-だから私は最終的にアカウントを開設し、長年の潜伏の後に貢献することにしました:)

電力伝送を確認する1つの方法は、ワイヤを流れる電流です。内部の粒子（電子）の運動エネルギーとしてモデル化されます。ただし、特にAC設備では、電磁気エネルギーをモデル化する場合（マクスウェルの方程式を使用）、導体間の空間および周囲の空間で伝達される電力が表示されます。

そのため、ラインに近いものでもEMの危険があります。そのレベルは、与えられたバードラインシステムに対して、通過する全体的なパワー-緊張と強度に依存します！

https://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1341で見つけたこの定量的な答えは次のとおりです。

Q：鳥はなぜ静的な衝撃を感じないのですか？私は、鳥は地面への道を提供しないので、定常電流を流さないことを理解しています。しかし、確かに彼らが最初に着陸したとき、鳥の静電容量を充電する電流がありますか？静的ショックは約10 kVで痛みを伴うことを読みました。これらの電力線は数百kVを運ぶので、電力線からの静的な衝撃は非常に苦痛ではないでしょうか？ありがとう、テッド-テッド（26歳）米国カリフォルニア州スタンフォード

A：はい、まったく電流が流れないということは厳密には真実ではありません。流れがありますが、それらは本当に小さく、これは着陸のみに限定されません。おそらく最も無視できるのは、湿った空気が完全な断熱材ではないため、鳥の体からの損失があることです。しかし、あなたが指摘しているように、鳥は無限に遠く、電位が0の2番目のシェルを持つ（ほぼ球形の）コンデンサーと考えることができます。したがって、送電線にはDCではなくACが流れるため、鳥はf = 60Hz（ヨーロッパでは50 Hz）で充電および放電されます。

鳥を直径20cmの球体と見なして大まかな計算を行ってみましょう。その場合、静電容量Cは約10pFになります。rms電流は2πfVrmsCfです。ワイヤに100kVがあるとすると、これらのパラメーターはrms電流に対して約400 µAを与えます。比較のために、人間の場合、約10 mAのAC電流は危険になり始めます。高電圧ラインでも聞こえますが、純粋に容量性の電流はそれほど問題ではありません。

Tunc +マイクW

私の理解では、HVラインはACラインであるため、50hzで1/100秒ごとにワイヤの電位がグランド電位を上回ってグランド電位を下回っているため、鳥の元の電位は無意味です状況。鳥の足が接触した瞬間の接地電位に対する電位も、毎秒1/100の接地電位に非常に近い可能性があります。

私は専門家ではありませんが、これは正しいと思います。ワイヤーは導体です。電流が流れています。鳥は害を受けません。電流は片方の足を流れ、もう片方の足を流れますが、ワイヤははるかに優れた導体であるため、電流はわずかです。（一方、巨大なファンデルグラーフジェネレーターのように、鳥が電流を流さずに非常に高い電圧源に着地した場合、静電反発力が羽を吹き飛ばす可能性があります）。

これらの電圧では、コロナ放電で失われる電力がワイヤ抵抗で失われる電力よりも大きいため、数十メガボルトの仮想の空気絶縁HVラインは存在しません。電圧が上がると、電流は比例して減少しますが、特定のポイントを過ぎると、コロナ放電の電力損失はIの2乗R損失より大きくなります。

「特定のポイント」は導体の直径に依存します。これは、すべての高電圧導体（特に1KV +で）が人為的に膨張した直径の1つの理由です。

電圧勾配が空気の絶縁破壊電圧勾配よりも大きい場合、コロナ放電が発生します。これは、湿度と空気の事前測定（および汚染）、およびワイヤの表面の滑らかさに依存します。

他の回答に示されている等電位線は誤解を招く恐れがあります。それらは、ワイヤーの近くで互いにずっと近く、地面の近くではるかに離れている必要があります。実際の測定例を次に示します。https : //www.nms.org/Portals/0/Docs/FreeLessons/PHYS_Equipotential%20Lines%20and%20Electric%20Fields.pdf

8V-10Vギャップと4V-2Vギャップの違いに注意してください。細いワイヤの近くでは、電界分布は孤立したポイントチャージの周囲の分布に似ており、「無限に細い」ワイヤの場合、電圧勾配は急速に「無限」に近づきます。

HVライン付近の電界勾配の実際の数値を見つけることができません。最悪の状況では3.4MV / m未満になると予想されます。そうでない場合、障害が発生します。比較のために、人間は約0.01MV / mで故障し、人間の皮膚は約500Vで故障します。これは、HVラインにぶら下がっている人間には多くの安全係数がないことを示唆しています。あなたは、イオン化の可能性に十分に近づいて心配し始めるでしょう。

典型的な鳥は人間よりもはるかに小さい/短いので、電線に着陸するとき、はるかに小さい電圧ストレスにさらされます。大きな鳥は、人間と同程度の大きさかもしれませんが、通常はワイヤーにとまることはありません。大きい鳥は通常、送電線ではなく送電鉄塔にとどまります。これは、鉄塔が常に電線よりも高いためです。大型の鳥がHV電線に着陸しようとしたときに電圧勾配の不快感を感じるかどうかについては情報がありません。

私は経験の範囲外であり、修正を歓迎します。

送電線と鳥を見て、何が起こるかを見るのは面白いです。

鳥は、通常100kV未満の低電圧送電線にとまる傾向があります。

鳥は、通常200kVを超える高電圧送電線にとまることはありません。

推測（私は完全にもっともらしいと思う）は、それが高電圧送電線で発生するコロナによるものだということです。そのため、単一の導体ではなく、ワイヤーの束を使用して、それらの周りの電界の勾配を小さくする傾向があります。滑らかな導体から突き出た尖ったものは、コロナ損失を増加させます。

送電線上の鳥は、「ビットが飛び出す」ように動作し、コロナ放電を悪化させます。いくつかの重大なコロナ電流の上で、鳥はこれを不快に感じ、去ります。これは、鳥が着陸する前であっても、ラインの近くを飛んでいる鳥によって感じられます。鳥は電界を歪め、コロナ電流を受け取ります。