¿Por qué las líneas eléctricas de alto voltaje silban cuando llueve?

Descargas parciales de alta tensión a través de los aisladores.

Me enseñaron que esto se debe al efecto Corona. Básicamente, las líneas eléctricas ionizan el aire a su alrededor, provocando un zumbido audible, junto con estragos en el espectro EM. Esta es la razón por la cual las líneas y los transformadores de alto voltaje a veces tienen una ligera aura a su alrededor.

En general, el efecto no es deseado, porque roba energía a las líneas de transmisión (el zumbido/la luz/el calor disipa la energía), por lo que se fabrican muchos equipos para tratar de detener este efecto.

El artículo de Wikipedia le hará mucha más justicia a este tema que yo.

Buenas cosas en las respuestas hasta ahora, pero trabajo con líneas eléctricas y quiero poner mi granito de arena.

Esto no es técnicamente una descarga parcial; de vez en cuando puede escuchar el crujido de lo que generalmente se llama una descarga de corona. Admito que el fenómeno está relacionado, pero no es lo mismo.

Mira, todas las líneas no aisladas muestran corona. Simplemente no es un gran problema hasta que estés lidiando con un voltaje bastante alto. A medida que el voltaje pasa de un positivo muy grande a un negativo muy grande, el aire que lo rodea se ioniza, por lo que unas 50 o 60 veces por segundo cambia de dirección. Este es el zumbido normal de la red eléctrica discutido en otra respuesta.

El agua es mucho, mucho más pesada que el aire, y se ioniza con la misma facilidad. Entonces, en un día lluvioso o húmedo, la corona pulsa con agua. Esto le da impulso, por lo que las partículas de agua más pesadas viajan más lejos. Pero ellos mismos están ionizados, lo que significa que pueden ionizar más aire del que la línea normalmente podría alcanzar por sí sola, y el aire ionizado es conductor.

Y casi siempre hay 3 de estas líneas bastante juntas. El sonido que está escuchando es un millón de diminutas descargas electrostáticas de todas las partículas de agua cargadas que interactúan entre sí con líneas cercanas u objetos conectados a tierra. Este es en realidad el peor momento para estar cerca de ellos; se supone que el aire es su aislante, y en ese momento no funciona tan bien.

Ocasionalmente, es posible que vea una corona completa descargándose a simple vista; parece un poco de luz arrastrándose por la línea. Si se pone realmente mal, verá un corto momentáneo de línea a línea o de línea a tierra, que se ve exactamente como un rayo real, solo que no desde el cielo.

De hecho, lo harán cuando no esté lloviendo también. Se llama zumbido de red . Las líneas eléctricas transportan voltaje de CA a 50 o 60 Hz, que se encuentra en el extremo inferior del rango audible de la mayoría de los humanos. En presencia de un campo electromagnético (como el generado por la alimentación de CA), las moléculas de materiales ferromagnéticos (los conductores metálicos dentro de las líneas eléctricas) no solo intentarán alinearse con el campo, sino que a veces cambiarán o distorsionarán su forma si el potencial aplicado es lo suficientemente fuerte. Esta alineación/cambio de forma puede causar colisiones entre las moléculas que componen las líneas eléctricas que, si hay suficientes, pueden ser escuchadas por un observador.

Mi suposición descabellada sería que las gotas de agua colgantes podrían estar causando descargas de corona. La corona suele ser peor alrededor de los puntos de curvatura más pronunciada, donde el gradiente del campo eléctrico es más intenso. Voltajes más altos, como los 200 kV que mencionas, harían esto más pronunciado.

Hay varias causas, pero la más común es la descarga de alto voltaje junto con la contaminación de la superficie de los aisladores. Esto tiene un ruido característico de "silbido", mientras que la mayoría de los otros fenómenos generan ruido principalmente en la frecuencia de línea o en el segundo armónico.

Durante el tiempo seco se acumula polvo en los aisladores y siempre contiene alguna cantidad de sal. Cuando el clima se vuelve húmedo, entra suficiente agua en la mezcla para permitir que se vuelva conductora, por lo que comienzan a fluir pequeñas cantidades de corriente. Una vez que eso sucede, cualquier materia orgánica en el camino de la corriente se carboniza rápidamente y el arco se vuelve más o menos permanente (la lluvia fuerte lavará los aisladores y el ciclo comenzará de nuevo)

El pico de ruido de las descargas silbantes es ultrasónico, por lo que la detección de dónde se encuentra el arco real se realiza mediante un pequeño micrófono parabólico con un visor. (ver http://www.arrl.org/files/file/Technology/PLN/Ultrasonic_Pinpointer.pdf para ver un ejemplo)

El silbido que escuchas es lo de menos. Los radioaficionados ODIAN los arcos porque generan muchas interferencias de radio, por lo que tienden a ser los compradores/constructores más entusiastas de los localizadores de arcos ultrasónicos.

La acumulación de polvo es la razón principal por la que los aisladores de alto voltaje no son uniformes: el diseño típico de "pila de discos" hace que sea muy difícil que se acumule suficiente polvo para permitir que la corriente fluya en condiciones húmedas, por lo que el arco basado en polvo generalmente se encuentra solo en postes de 11kV o de menor tensión, donde los aisladores tienen un diseño mucho más simple.

Los efectos corona generalmente solo se encuentran en líneas de muy alto voltaje (más de 220 kV)