高壓電的分閘與合閘

生活科學趣談

一、高壓電纜在有負荷電流情況下拉刀閘:

集電弓下降時也會拉出電弧

這就像是雅各天梯的電弧會加熱空氣,因而密度變小而上升,形成電弧逐漸往上爬升的現象

二、在高電壓情況下推刀閘:

三、斷路器(Circuit Breaker):
俗稱刀閘的隔離開關(Disconnector)並無滅弧能力,高壓電在有負荷電流的情況下分、合電路時就會產生電弧。檢修高壓設備而須與帶電設備斷開時,隔離開關常與斷路器配合以保證檢修工作的安全,比如使用內部充填具有滅弧功能的 六氟化硫 SF6氣體斷路器。這是因為六氟化硫具有很強的電負度,因此六氟化硫分子很容易俘獲自由電子而形成負離子,而質量大的負離子在電場中加速緩慢,使得其與中性分子碰撞後發生電離的難度增加,從而削弱了放電的發展過程。加上六氟化硫的吸熱作用大,導熱係數也大,對電弧的冷卻效果極強,因此電弧在六氟化硫氣體中會變得非常細而很快消失

下則影片是配合SF6斷路器將刀閘閉合

順便聊一下六氟化硫的另一項特性,由於其密度約為空氣的5倍,因此有人會這麼玩↓

上則新聞提及”音調降低八度”,也就是發聲頻率減半,現在來算算看是否正確。由於氣體中的聲速正比於

式中的 γ 是絕熱指數,ρ是氣體密度(註:同溫同壓同體積下正比於分子量)。由於以正常方式講話時,口腔與喉腔的共振模式沒變,這表示同一種共振模式的波長沒變,因此聲速比= 頻率比,也就是使用六氟化硫講話時,頻率將變為0.4倍。依十二平均律,每個半音之間的公比是2的12次方根(註:所以升高12個半音,音調升高八度,頻率變為二倍),0.4倍是低16個半音,也就是音調降低了十度(八度 + 大三度)^^

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