Чому не б'є струмом птахів, які сидять на дротах?
Кожна доросла людина розуміє, що електрика – це не тільки елемент комфорту, який забезпечує гарне освітлення та живлення побутових приладів, але й джерело потенційної небезпеки при неправильному поводженні. При ураженні електричним струмом імпульсу досить мілісекунди, щоб досягти серця та вплинути на його роботу, викликати судоми кінцівок, нашкодити внутрішнім органам або спровокувати опіки на шкірі у місці контакту. У той самий час птахи в усі сезони можуть безтурботно сидіти на високовольтних лініях проводів і залишатися живими. У чому ж секрет такого явища? Давайте розбиратися.
Перш за усе, слід сказати, що справа не у якійсь особливій будові тіла пернатих або електропровідності їхніх організмів. Дані параметри у цілому можна порівняти з людськими й вони не грають жодної ролі у контексті взаємодії з електрикою. Разом з тим, ми знаємо, що, якщо за дріт ЛЕП схопиться людина, шкоди її здоров'ю буде колосальною, аж до летального результату. Виявляється, у більшості випадків справа лише в умовах, які потрібні птаху та людині, щоб доторкнутися до дротів!
Науковий бік питання
З точки зору фізики описана нами раніше картина легко пояснювана, й для цього не обов'язково бути академіком: обсягу знань, отриманих ще у школі повинно цілком вистачити. Перш за усе, до уваги варто взяти супроводжуючі обставини: між стовпами на вулиці часто протягнуті дроти без ізоляції або з мінімальним захисним шаром – так дешевше. При цьому у домашніх умовах навіть прихована у стінах проводка, яка живить люстри та світильники, добре захищена. Екранування потрібно через саму природу електричного струму: по суті, це рухомий потік електронів, які спрямовані з однієї точки до іншої. При цьому найважливішим фактором є причина, яка спонукала електрони до руху – різниця потенціалів. Грубо кажучи, це означає, що, якщо у точці «В» число заряджених частинок менше, туди спрямовуються носії енергії з точки «А». При цьому кількісне вираження цієї різниці у зарядах називається електричною напругою.
Якщо дуже коротко відповісти на основне питання статті, то формулювання буде таким: птахи не отримують електроудар, оскільки знаходяться у положенні, при якому різниця потенціалів відсутня. Безумовно, це не означає, що протягнуті над дорогою кабелі та дроти так само безпечні для інших істот – усе залежить від того, з якими середовищами вони контактують при дотику до ЛЕП. Уявімо ситуацію: птах знаходиться у польоті та направляється до дротів. Повітря є гарним діелектриком, а тому між ним, дротами та пернатим не виникає електричного потенціалу ані при прольоті мимо, ані у момент дотику.
Варто птахові сісти на дріт, електрична картина у його тілі змінюється, але він цього не відчуває. Перебуваючи обома лапками на одному дроті, він стає рядовим провідником електрики – невеликим за розміром та з малим електричним опором. На рівні молекулярної фізики у дійсності на птах впливає електричний струм, але ця величина є надзвичайно малою. Різниця потенціалів виникає якраз між двома лапками, які торкаються провідника. Напруга у лініях електричних проводів практично однакова по довжині: безумовно вона відрізняється на кінцях – на підстанції та біля входу до великого розподільного щита – проте у масштабах декількох сантиметрів її можна вважати незмінною. Якраз стільки й становить відстань між лапками пернатих, які сидять на дроті.
Птах, який знаходиться на провіднику, пропускає через себе транзитом неймовірно малий струм, який до того ж повністю нейтралізується опором тіла пернатого, а тому його життю та здоров'ю нічого не загрожує. Згідно класичних наукових уявлень струм через тварину взагалі не протікає, й вона у даному випадку є баластним навантаженням на систему, однак на мікромолекулярному рівні якийсь ледь помітний рух частинок усе ж таки присутній. Чим більшим є птах за розміром, тим більше за рахунок його маси не тільки відстань між лапами, але й внутрішній опір, тож ані горобець, ані ворон, ані орел не постраждають від електрики, перебуваючи у статичному положенні. Небезпеки починаються лише у русі: щоб між точками дотику виник струм, необхідно доторкнутися до об'єктів з різним електричним потенціалом.
Саме зі збільшенням розмірів тіла збільшується ймовірність ураження електричним струмом. Наприклад, це може статися при посадці птиці на дріт біля опорного стовпа. Якщо він стикнеться крилом з конструкцією, оснащеною заземленням, створиться смертельна різниця потенціалів. Тобто, теоретично такі ситуації можливі, але у реальності зустрічаються не так часто. Крім того, важливо пам'ятати, що пернаті мають чутливість до електромагнітних полів, якої немає у людини. Не тільки дитина, але й дорослий цілком усвідомлено може доторкнутися до електроприладу, вимикача або розетки, частини яких виявилися під напругою, не передчуваючи біди. У свою чергу, птахи досить вибагливі щодо місця для відпочинку й завжди обирають дроти з найменшою напругою у найближчому радіусі. Фахівці стверджують, що для більшості пернатих поріг «припустимих» величин починається з 300 кВ, а на дроти з напругою понад 350 кВ вони взагалі не сідають без крайньої необхідності. Створюване навколо таких провідників електричне поле буквально відштовхує їх.
Чому струмом б'є людину?
Здавалося б, у схожих умовах електрика не повинна загрожувати й людині, однак небезпека для неї усе ж залишається, й вона велика. У чому різниця? Відповідь проста: у способі транспортування до тієї самої ЛЕП. Птах може спокійно підлетіти до дроту, контактуючи тільки з повітрям перед торканням до струмоведучих частин, а людині для доступу до кабелів потрібно використовувати спецтехніку. Якщо ж вона десантується з повітря, для неї контакт також буде безпечним. Наприклад, нерідкими є випадки, коли парашутистів здуває у бік ліній електропередач і вони зависають таким чином, що вдало торкаються лише одного дроту з усіх паралельних. У подібній ситуації електричної небезпеки для них немає – головне мати сили та терпіння дочекатися рятувальників.
Звичайно, людство давно винайшло заходи, за допомогою яких можна працювати з високовольтними лініями, обслуговувати їх та монтувати. Для цього винайдено особливе спорядження, а майстри володіють спеціальними навичками. Щоб оцінити рівень небезпеки електричного струму для людини, наведемо такі дані. Наш організм більш, ніж на 70% складається з води, а вона є ефективним провідником струму – це означає, що дотик будь-якою частиною тіла дозволить імпульсу миттєво поширитися усіма кінцівками та внутрішніми органами. Доведена мінімальна смертельна сила струму становить усього 0,1 А, що сміховинно мало, якщо розуміти, скільки ампер пропускають через себе побутові прилади. Наприклад, через звичайну лампочку на 100 Вт проходить струм 0,5 А, тобто, у п'ять разів вище. Для летального результату може бути досить менше секунди впливу.У світлодіодних лампочках сила струму трохи менше, але мінімальне значення вони точно так само багаторазово перевершують.
Періодично електрикам навіть у побутових умовах доводиться здійснювати роботи під напругою. Причин цьому може бути багато, але підсумок один – це небезпечно, а тому майстер повинен вживати максимальних запобіжних заходів, бути уважним, працювати у рукавичках та при гарному освітленні. Проводку, про підключення якої до живлення невідомо, завжди необхідно продзвонити тестером. Коли його немає, краще взагалі не починати роботи, а у аварійній ситуації необхідно вміти правильно перевіряти напругу. Замість того, щоб доторкнутися пальцями, слід легенько доторкнутися до оголених проводів тильною стороною руки. Якщо по дроту йде струм, він спровокує неконтрольоване стиснення м'язів: у разі перевірки пальцями людина б тільки міцніше схопилася за дріт, а при умілих діях вона навпаки швидше відсмикне руку.
Повернемося до того, чому птахи страждають набагато менше, ніж людина. Однією з найважливіших умов є саме той факт, що обидві лапи тварини розташовані на одному дроті. Вандали та екстремали, які нерідко хочуть підкорити високі опори ЛЕП заради металу або ефектних знімків, підіймаються на конструкції, як по сходах, розміщуючи кінцівки у шаховому порядку. Коли вони дістаюються до верхньої частини, то нерідко інстинктивно хапаються за дроти, як за поручні – правою рукою за один кабель, а лівою – за інший. А це вже різні потенціали, між якими починає проходити струм неймовірно великої величини. Часом таке трапляється зі втомленими птахами, які мають значний розмах крил. Одночасне торкання до різних потенціалів не обіцяє їм нічого доброго. Якщо миттєва смерть не настає,у пернатих хоча б є можливість розкрити при падінні крила, проте людина позбавлена подібної переваги.
Крім того, й для птахів існують трохи більше екзотичні небезпеки. За аналогією з тим, як дітям забороняють пхати до розеток виделки та цвяхи, для птахів може становити небезпеку будь-який довгий об'єкт у дзьобі. При приземленні на дріт зі шматочком металевої фольги або навіть просто вологою гілкою, які торкнуться провідника раніше лап, інколи можливе серйозне ураження струмом. Деяку загрозу представляють і кліматичні умови: наприклад, вранці, у туман або просто дуже вологу погоду повітря навколо високовольтних ліній стає струмопровідним, іонізованим. Смертельної величини сили струму воно зазвичай не має, однак «ущипнути» пернатих, що підлетіли, може добряче.
Замість висновків
Ще з радянських часів відомі випадки, коли птахи страждали від електрики на, здавалося б, захищених ділянках. Наприклад, пернаті сідали зверху на гірлянду керамічних ізоляторів, але усе одно отримували смертельний удар струмом. Так відбувалося через те, що у подібних місцях птахи відчували себе захищеними й залишалися відпочити надовго. За цей час вони встигали декілька разів спорожнити свій шлунок, рідина стікала по ізоляторах та торкалася струмоведучої лінії. З огляду на те, що самі ізолятори закріплені до несучої конструкції через металевий підвіс, струм прокладав собі дорогу таким чином: дріт–рідина–тіло птаха–підвіс–металева опора–земля. Різниця потенціалів на кінцях є настільки великою, що шансів вижити у подібній ситуації у птахів просто не залишалося. Через масову загибель пернатих фахівці почали шукати ефективне рішення та досить швидко знайшли його. Так з'явився пристрій ППЗ, «протиптаховий загороджувач» – набір з шипів, які стирчать у різні боки, що розміщується на кінцях опор ЛЕП. Птахи більше не могли сідати на потенційно небезпечні для себе місця, а тому проблема виявилася вирішеною. Разом з тим, необхідність виготовляти та монтувати ППЗ на десятки тисяч опор значно підвищила експлуатаційні витрати електроенергетичної галузі.
За статистикою найпоширенішою причиною ураження струмом серед птахів є їхній «вантаж». Несучи до гнізда у своєму дзьобі відрізки дроту, ключі або фрагменти дитячих іграшок з металу, вони часто стають причиною короткого замикання між різними дротами, що призводить не тільки до їхньої загибелі, але й до пошкодження самих ліній. З цим явищем боротися практично неможливо, оскільки воно є абсолютно непередбачуваним. Відлякувати пернатих повсюдно немає жодної можливості, тож залишається тільки сподіватися на їхню кмітливість та вроджені інстинкти.
На підставі сказаного вище читачам може здатися, що електрика насправді не така небезпечна, як вважалося раніше. Суто теоретично дійсно можна безпечно проводити комутацію дротів під будь-якою напругою, не перебуваючи у контакті з землею, однак на практиці навіть вельми досвідчені електрики не ризикують підключати світильник або розетку, не знеструмивши мережу цілком. Переваг у такого підходу дуже мало або немає зовсім, однак ризик, пов'язаний з роботою, є надзвичайно великим.
