过去几个小时,媒体和日常对话中都出现了一个引发共鸣的问题:大气诱发振动到底是什么?为什么它会成为新闻焦点? 这一切的根源在于28年2025月XNUMX日发生的大规模停电,导致西班牙和葡萄牙数百万人断电,这是一场史无前例的事件,让专家和普通民众都感到困惑。
大气振动导致电场崩溃的假设已经引发了大量的数字墨水。 然而,这种说法在多大程度上是合理的?这种物理现象究竟由什么组成?科学界又是如何看待的呢?下面,我们将对这一概念及其与伊比利亚大停电事件的可能关系进行严格而详细的研究,以了解我们所知道的一切以及尚待解决的问题。
停电背景:电力运营商的版本
28 年 2025 月 XNUMX 日,一场突然的停电导致伊比利亚半岛大部分地区陷入黑暗。 两国电力运营商——葡萄牙电力公司 (REN) 和西班牙电力公司 (REE)——立即启动危机协议,试图查明原因并尽快恢复服务。
负责电力传输网的葡萄牙公共公司 REN 在与路透社和 BBC 等媒体的初步沟通中指出,这可能与西班牙发生的“罕见大气现象”有关。 据他们说,剧烈的温度变化会导致 超高压线路(400 kV)的异常振荡,这一过程在技术上被称为 诱发大气振动.
与此同时,西班牙政府在等待调查结果期间没有发表任何明确的声明。 文中提到了网络攻击理论,但没有确凿的证据。葡萄牙总理路易斯·蒙特内格罗本人排除了故意为之的可能性,并强调了自然且非常不寻常的触发因素的想法。
什么是大气诱发振动?
大气引起的振动这一术语描述的是一种主要影响高压和超高压输电线路的物理现象。 它由电导体(我们在大塔上看到的高架电缆)中出现的振荡运动组成,这种运动是由电气因素和外部大气条件相互作用产生的。
当某些气象情况发生时,例如持续风、温度突然变化或高湿度,该过程就开始了。 这会导致电气工程中所谓的电晕放电现象的出现,即导体周围的空气电离并在金属和大气之间产生小电流。
由此产生的带电粒子与高压线的强电场相互作用,从而产生电流体动力学 (EHD) 性质的周期性力。这些力不是严格意义上的机械力,而是电与大气相互作用的结果。
结果, 周围空气中产生的压力波直接影响电缆本身。。当这些交变力的频率接近或与导体的固有振动频率重合时,就会发生共振现象。
这种共振状态可以大大放大电缆的振动。,即使风或温度条件在肉眼看来正常,也会引起相当大的振动。
风和极端温度如何影响这种现象?
当两种因素同时出现时,尤其容易引发大气振动:持续的风(没有突然的阵风或强烈的湍流)和异常的温度(既高又低)。
风能产生压力涡旋 在电缆环境中,迫使其从一侧移动到另一侧。如果这些涡流的速度与电缆的固有振动频率(取决于电缆的长度、质量和张力)相匹配,就会发生剧烈的振动。
极端温度会改变导体的机械行为。。热量会导致电缆膨胀并变松,而寒冷会导致电缆收缩并变紧。这两种效应都会影响它们的共振频率,使得它们在很多情况下更容易受到风引起的振动的影响。
除此之外,在高湿度或存在悬浮颗粒的情况下还会发生电晕放电。,这有助于产生前面提到的 EHD 力。
与电力线其他类型振动的区别
在电气工程领域,高压架空线路会经历各种类型和来源的振动。 必须将诱发的大气振动与通常研究的其他类似现象区分开来。
- 经典风振动: 由于风的通过而产生中频振荡。它通常更可预测,尤其影响较长、电压较低的导体。
- 驰骋: 电缆上因冰或雪的积累而伴随风产生的现象。它会产生高振幅、低频率的振动。
- 诱发大气振动: 它的特点是在 0,1 到 10 Hz 之间的频率下振荡,其主要触发因素是特定电气条件和大气因素的结合,而不仅仅是风。
这种起源和机制的差异是理解为什么诱发的大气振动如此难以预测和缓解的关键。.
对电力系统的直接和间接影响
大气振动的后果可能多种多样,取决于现象的强度和持续时间。 尽管在许多情况下,它们的影响仅限于可听见的噪音或轻微的电缆位移,但在极端条件下,它们可能会导致真正的大规模问题。
从长远来看,反复暴露于振动中(即使振幅很小)也会导致材料疲劳。 它们构成了导体、绝缘体以及支撑整个系统的硬件。
这意味着出现以下情况的可能性更高: 接触点出现裂纹、连接松动和加速磨损 不同元素之间。
在某些情况下 特别强烈的大气振动自动保护系统可以判断存在严重异常,并断开整条线路以避免进一步损坏。
另外, 如果振动改变了互连电气系统的同步,可能会引发连锁反应,造成级联断电或停电,就像 2025 年 XNUMX 月的大停电一样,故障会蔓延到起点之外。
官方的解释为何引起如此大的争议?
将 2025 年 XNUMX 月的停电归咎于大气振动这一观点并非没有争议。 从一开始,物理学、气象学和电网专家就对这种罕见现象可能造成如此毁灭性的影响表示谨慎。
一些科学家,例如物理学家马里奥·皮卡佐,强调需要相当大的风或极端的热变化 触发电网中观察到的共振。尽管温度变化很大(夜晚气温几乎达到零度,随后最高气温达到 20-25°C),但大多数人认为,仅凭这一因素不足以导致坍塌。
其他专家,例如安达卢西亚天体物理研究所的天体物理学家何塞·玛丽亚·马迪耶多 (José María Madiedo) 则更进一步,排除了由某些罕见大气现象引发的诱发大气振动是充分解释的可能性。。马迪多提出了另一种假设,即太阳事件(卡林顿型)可能造成影响,但由于近期没有发生太阳风暴或同时发生的全球影响,因此排除了这一假设。
与此同时,网络运营商和当局仍保持谨慎。:尽管他们承认事件的复杂性和特殊性,但他们坚持认为,对于确切原因,仍然没有确凿的证据。调查仍在进行中,透明度是防止欺诈和猜测的关键。
恢复过程和相关困难
28 年 2025 月 XNUMX 日停电之后恢复供电既不简单,也不快捷。。主要的复杂之处在于,由于这是一个国际互联的网络(西班牙、葡萄牙、法国和摩洛哥),任何恢复尝试都必须是渐进的并且极其协调。
所遵循的程序包括逐步激活每个国家的密钥生成器 使电力生产与用户实际消费相一致。这种“逐步重新连接”对于避免可能扰乱恢复过程的进一步过载或不同步至关重要。
例如,法国通过北部边境向西班牙系统提供能源,从而开展合作。。与此同时,葡萄牙已将其电网与西班牙电网断开,以利用自身资源恢复正常,避免进一步的多米诺骨牌效应。
在这个阶段 太空声音研究 以及振动如何影响不同的系统与了解停电的可能原因有关。
在这个阶段 运营商和政府之间的弹性和协调发挥着根本性的作用 在极端事件发生后恢复欧洲能源系统的稳定。
经验教训和未来的新挑战
该事件凸显了当前电网固有的几个弱点。。通过多国家、多系统互联来追求效率最大化,使得危机管理和重大事件的恢复变得复杂。
此外,极端自然现象(无论是温度变化、风还是太阳效应)的作用在气候变化的背景下似乎越来越重要。。专家警告称,如果不更新安全协议、基础设施维护以及监控和预警系统,像最近伊比利亚半岛大停电这样的事件可能会重演。
REN 和西班牙电力公司展开的调查旨在了解诱发的大气振动是否真的是停电的“导火索”。 或者仅仅是特别微妙的网络环境中的加重情节。