Российские ученые нашли применение полярным сияниям: помогут предотвращать аварии ЛЭП

Полярные сияния помогут прогнозировать аварии на ЛЭП

Неожиданный способ прогнозирования опасных токов в линиях электропередачи нашли специалисты Геофизического центра РАН и Уфимского университета науки и технологий. Как сообщили в пресс-службе РАН, они определили взаимосвязь между их силой и типом полярных сияний. Результаты работы опубликованы в журнале «Солнечно-земная физика».

Фото: George Zakharchuk/Russian Look/Global Look Press

Известно, что выбросы солнечной массы и высокоскоростные потоки солнечного ветра могут вызывать рост так называемых геомагнитно-индуцированных токов (ГИТ). Это электрические токи, возникающие в поверхностных слоях Земли под влиянием изменений геомагнитного поля. По словам ученых, в протяженных сооружениях, таких, как ЛЭП или трубопроводы, эти токи выводят из строя силовые автотрансформаторы и приводят к масштабным отключениям электричества. Сильные токи становятся причиной перегрева и повреждения оборудования, так как могут усиливать коррозию в трубопроводах, а в железнодорожной автоматике приводить к сбоям в системе управления.

Известны и случаи катастрофических последствий, связанных с ГИТ. Например, в 1989 году в канадском Квебеке произошла масштабная авария в энергосистеме, вызванная сильной геомагнитной бурей, а в 2003 году в большей части южной Швеции и восточной Дании по той же причине произошло отключение электричества.

Для того чтобы прогнозировать такие последствия, специалисты используют специальные датчики, которые включают в высоковольтную систему, просчитывают рост ГИТ по данным магнитометрических станций, оценивают вариации промышленного тока.

Однако есть районы, к примеру, в Арктике, где сеть магнитных датчиков отсутствует. Для таких мест российские ученые предложили прогнозирование опасных токов при помощи полярных сияний.

Данные для своей работы специалисты собирали в обсерватории «Ловозеро» Полярного геофизического института с 2011 по 2024 годы, проанализировав порядка 100 тысяч эпизодов синхронных наблюдений неба и токов.

В итоге ими была показана устойчивая взаимосвязь между областью наблюдения сияний, их структурой и уровнем ГИТ. В частности, было установлено, что при дискретных сияниях, то есть, отчетливых, с прерывистой структурой в виде спирали или небесного вихря, превышающих яркость фоновых звезд, уровень ГИТ зашкаливает выше 10 А (ампер) c вероятностью свыше 7,5%. Это означает риск аварийного отключения сетей. В то же время при сияниях диффузного типа (когда на небе видны крупные участки свечения с размытыми краями) вероятность достижения такого значения составляет всего 0,31%.

Данный подход, безусловно, уступает в точности инструментальным спутниковым или наземным методам, отмечают авторы работы, но в условиях отсутствия или отказа тех и других могут быть использованы в районах крайнего Севера.