Nhìn lên vào một buổi chiều hè oi ả. Bạn thấy gì? Các đường dây tải điện cao thế treo giữa các cột trông lỏng lẻo, nặng nề và thấp.
Bây giờ, hãy nhớ lại một ngày đông giá rét. Các đường dây tương tự trông căng, chặt và cao khỏi mặt đất.
Các cột không di chuyển. Các dây không được thay thế. Vậy tại sao độ cao của dây lại thay đổi theo mùa?
Nếu bạn từng tự hỏi liệu những dây điện bị võng vào mùa hè có phải là dấu hiệu nguy hiểm không, thì đây là sự thật kỹ thuật đằng sau một trong những cảnh tượng phổ biến nhất trong ngành điện:Vật lý của độ võng.
1. Không chỉ là nhiệt, mà còn là dòng điện
Độ "võng" nhìn thấy được của dây về mặt kỹ thuật được gọi làĐộ võng (hoặc đường dây xích).Mặc dù đúng là kim loại giãn nở khi nóng và co lại khi lạnh, nhưng có một yếu tố thứ hai, mạnh mẽ hơn đang tác động vào mùa hè: Tải trọng.
- Vật liệu: Hầu hết các đường dây trên không là ACSR (Dây dẫn nhôm lõi thép).Nhôm dẫn điện, trong khi lõi thép cung cấp sức mạnh vật lý. Giống như tất cả các kim loại, khi bị nóng, chúng giãn nở.
- Cú đấm kép: Vào mùa hè, nhiệt độ môi trường xung quanh cao (nắng + không khí nóng). Nhưng bên trong dây, hàng triệu ngôi nhà đang chạy máy điều hòa của họ. Dòng điện lớn này tạo ra Tổn thất nhiệt điện trở (tổn thất I²R)..
Dây nóng lên từ bên ngoài và nóng lên từ bên trong. Khi nhiệt độ tăng lên, kim loại giãn nở. Vì khoảng cách giữa hai cột là cố định, phần chiều dài tăng thêm đó không đi đâu khác ngoài việc chảy xuống - vào giữa nhịp.
2. Cơ học: Mất độ căng
Bạn có thể coi đường dây tải điện như một dây chun.
- Mùa đông: Lạnh làm dây co lại. Nó trở nên căng và "đàn hồi". Độ võng tối thiểu.
- Mùa hè: Nóng làm dây dài ra. Nó mất độ căng (trở nên "mềm" hơn). Với ít độ căng kéo chặt, trọng lực kéo dây kim loại nặng xuống sâu hơn.
Điều này tạo ra vẻ ngoài "mệt mỏi" hoặc "rũ rượi" mà bạn thấy vào tháng 7 và tháng 8. Đó không phải là sự cố; đó là một phản ứng vật lý được kiểm soát với sự giãn nở vì nhiệt.
3. Có nguy hiểm không?
Không, nó không nguy hiểm - nếu đường dây được thiết kế đúng cách.
Các kỹ sư lưới điện không ngạc nhiên trước độ võng mùa hè. Trên thực tế, họ đã lên kế hoạch cho điều đó. Trong giai đoạn thiết kế, các kỹ sư tính toán Độ võng tối đa trong điều kiện mùa hè tồi tệ nhất có thể (nhiệt độ cao nhất + dòng điện tối đa).
Họ đảm bảo rằng ngay cả ở điểm thấp nhất trong đợt nắng nóng, dây vẫn đủ cao so với mặt đất, cây cối và các tòa nhà để đảm bảo an toàn.
4. Rủi ro thực sự vào mùa hè: Cây cối
Nếu dây điện bị võng không phải là nguy hiểm, thì cái gì là?
Nguy hiểm nằm ở những gì xảy ra bên dưới dây điện. Mùa hè là mùa sinh trưởng. Cây cối phát triển nhanh chóng. Trong khi đó, dây điện lại hạ thấp do sức nóng.
Sự "thu hẹp khoảng cách" này là mối đe dọa thực sự. Nếu một cành cây tiến quá gần một dây điện bị võng thấp, nó có thể gây ra hồ quang (ngắn mạch), dẫn đến mất điện. Đó là lý do tại sao bạn thấy các đội tiện ích mang theo cưa máy vào mùa hè - họ đang quản lý "Quyền ưu tiên" để bù đắp cho độ võng.
5. Bất ngờ mùa đông: Băng giá
Chúng ta đã nói dây mùa đông thì căng, nhưng có một ngoại lệ: Bão băng.
Khi mưa đóng băng phủ lên dây, trọng lượng tăng lên đáng kể. Mặc dù dây lạnh (và co lại), trọng lượng khổng lồ của băng có thể kéo dây xuống thấp hơn so với độ võng vào mùa hè.
Các kỹ sư thiết kế đường dây để chịu được cả hai thái cực: Độ võng do nhiệt mùa hè và Tải trọng băng mùa đông.
Tóm tắt
Lần tới khi bạn nhìn lên và thấy những đường dây rũ xuống vào một ngày nóng bức, đừng lo lắng. Chúng sẽ không rơi xuống. Chúng chỉ đơn giản là "thở" - giãn nở và thư giãn dưới sức nóng của mùa và áp lực giữ cho máy điều hòa của bạn hoạt động.
"Một sợi dây bị võng vào tháng Tám là một sợi dây hạnh phúc. Nó có nghĩa là vật lý đang hoạt động đúng như ý muốn của các kỹ sư."
Câu hỏi quan sát: Bạn có nhận thấy dây điện ở khu phố của mình bị võng nhiều như thế nào trong đợt nắng nóng so với mùa đông không? Lần tới khi bạn lái xe dưới đường dây điện, hãy nhìn xem - chỉ cần nhớ nhìn, đừng chạm!
