เหตุใดสายไฟเหนือศีรษะแรงดันสูงที่มีศักยภาพเท่ากันจึงถูกแยกได้


29

ชาวโปแลนด์
ภาพถ่าย # 1

สายส่ง
รูปภาพ # 2

จุดเชื่อมต่อที่ซูม
ภาพถ่าย # 3 - การซูมของภาพถ่าย # 1

จุดแยกซูม
ภาพถ่าย # 4 - การซูมของภาพถ่าย # 2


ฉันถ่ายภาพเหล่านี้ขณะเดินทางบนทางหลวง ในแต่ละกลุ่มบรรทัดมีสามบรรทัดแยกกัน ฉันคิดว่าสามบรรทัดในแต่ละกลุ่มมีศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน (ถ้าไม่พวกมันอยู่ใกล้กันมากหรือไม่)

เหตุใดจึงมีสามบรรทัดในแต่ละกลุ่มแยกจากกัน
มีเหตุผลทางไฟฟ้าสำหรับสิ่งนี้หรือไม่?


เท่าไหร่ความสูงของแบบสำรวจความตึงเครียดสูงสาย 132kv?

คำตอบ:


36

ทำไมเส้นสามเส้นในแต่ละกลุ่มแยกจากกัน?
มีเหตุผลทางไฟฟ้าสำหรับสิ่งนี้หรือไม่?

  • อิมพีแดนซ์, ตัวประกอบกำลัง, การปล่อยโคโรนาและผลการสูญเสียความต้านทานได้รับการปรับปรุงโดยเว้นระยะของตัวนำหลาย ๆ อันออกมาเพื่อสร้างตัวนำเดี่ยวที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

  • การรวมกันของหลายสายในลักษณะนี้มักจะเรียกว่า "มัด"


วิกิพีเดียบันทึก

  • ตัวนำแบบมัด ถูกนำมาใช้เพื่อลดการสูญเสียของโคโรนาและเสียงรบกวน

    ตัวนำ Bundle ประกอบด้วยสายเคเบิลตัวนำหลายเส้นที่เชื่อมต่อโดย spacers ที่ไม่นำไฟฟ้า *

    สำหรับสาย 220 kV มักจะใช้ชุดตัวนำสองตัวนำ
    สำหรับสาย 380 kV มักจะสามหรือสี่
    American Electric Power [4] กำลังสร้างสาย 765 kV โดยใช้ตัวนำหกตัวต่อเฟสในชุด
    Spacers ต้องต้านทานแรงเนื่องจากลมและแรงแม่เหล็กในระหว่างการลัดวงจร

    ตัวนำแบบมัดถูกใช้เพื่อเพิ่มปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่อาจนำมาเป็นเส้น
    เนื่องจากเอฟเฟกต์ผิวความหนาแน่นของตัวนำไม่ได้เป็นสัดส่วนตามขวางสำหรับขนาดที่ใหญ่ขึ้น
    ดังนั้นตัวนำแบบมัดอาจนำกระแสมากขึ้นสำหรับน้ำหนักที่กำหนด

    ตัวนำตัวนำแบบมัดทำให้เกิดค่ารีแอกแตนซ์ที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับตัวนำเดี่ยว ลดการสูญเสียการปล่อยโคโรนาที่แรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษ (EHV) และการรบกวนกับระบบสื่อสาร
    นอกจากนี้ยังลดความลาดชันของแรงดันไฟฟ้าในช่วงแรงดันไฟฟ้านั้น

    ข้อเสียของตัวนำตัวนำที่มัดจะมีแรงลมมากขึ้น

* เว้นวรรคแบบไม่มีฉนวน / ไม่หุ้มฉนวน:โปรดทราบว่าข้อมูลอ้างอิงด้านบนระบุว่า "ไม่มีตัวเว้นวรรค" ในความเป็นจริงบางคนและบางคนไม่ ไม่มีประโยชน์ที่ชัดเจนจากการเป็นฉนวนระหว่างสายแม้ว่าตัวเว้นวรรคที่ดำเนินการอาจจะนำกระแสบางอย่างที่มีศักยภาพสำหรับการสูญเสียเพิ่มเติมที่ข้อต่อหนีบ ในขณะที่ศักยภาพของสายไฟทั้งหมดในชุดมีความเหมือนกัน แต่ขนาดของสนามไฟฟ้าที่ผลิตและความไม่สมดุลเนื่องจากสายเส้นพื้นสายและสายทาวเวอร์หมายถึงความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าอาจมีขนาดเล็ก แต่อาจมากกว่า ชัดเจนโดยสังหรณ์ใจ spacers จำนวนมากใช้บุชอีลาสโตเมอร์ที่จุดรองรับลวด - มุ่งเน้นไปที่การลดการสั่นของ Aeolian ในสายไฟเป็นหลัก เนื่องจากความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าต่ำดังนั้นพุ่มไม้เหล่านี้อาจทำหน้าที่เป็นฉนวน


การอภิปรายที่ดีที่นี่

สรุปความคิดเห็นของพวกเขา:

  • ตัวนำที่ให้มาส่วนใหญ่ใช้เพื่อลดการสูญเสียโคโรนาและการรบกวนทางวิทยุ อย่างไรก็ตามพวกเขามีข้อดีหลายประการ:

  • ตัวนำที่ให้มาต่อเฟสจะลดการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าในบริเวณใกล้เคียงของเส้น จึงช่วยลดความเป็นไปได้ของการปลดปล่อยโคโรนา

  • การปรับปรุงประสิทธิภาพการส่งสัญญาณเมื่อสูญเสียเนื่องจากผลกระทบของโคโรนาถูกตอบโต้ สายตัวนำแบบบันเดิลจะมีความจุสูงกว่าถึงเป็นกลางเมื่อเปรียบเทียบกับสายเดี่ยว ดังนั้นพวกเขาจะมีกระแสชาร์จสูงขึ้นซึ่งจะช่วยในการปรับปรุงตัวประกอบกำลัง

  • สายตัวนำแบบบันเดิลจะมีความจุสูงกว่าและเหนี่ยวนำต่ำกว่าเส้นแบบธรรมดาพวกมันจะมีความต้านทานไฟกระชากสูงกว่า (Z = (L / C) 1/2) การโหลดความต้านทานต่อไฟกระชากที่สูงขึ้น (SIL) จะมีความสามารถในการถ่ายโอนพลังงานสูงสุดที่สูงขึ้น

  • ด้วยการเพิ่มการเหนี่ยวนำตัวเอง GMD หรือ GMR ต่อเฟสจะลดลงเมื่อเทียบกับสายตัวนำเดี่ยว ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยารีแอกแตนซ์น้อยกว่าต่อเฟสเมื่อเปรียบเทียบกับบรรทัดเดียวทั่วไป ดังนั้นการสูญเสียน้อยลงเนื่องจากปฏิกิริยาลดลง

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


กรณีที่รุนแรง: {จากที่นี่}

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ของเล่นการคำนวณที่ดี Power_lineparam ที่นี่รวมถึงเอฟเฟกต์ของบันเดิล

  • ฟังก์ชัน power_lineparam คำนวณเมทริกซ์ความต้านทานการเหนี่ยวนำและความจุของการจัดเรียงตัวนำของสายส่งค่าใช้จ่ายโดยพลการ สำหรับบรรทัดสามเฟสค่า RLC ขององค์ประกอบแบบสมมาตรจะถูกคำนวณเช่นกัน

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

3 :


2
ใครโหวตคำตอบนี้ลง ??
Rocketmagnet

3
@ รัสเซล: คุณพูดว่าผู้ดำเนินรายการเว้นวรรคสามารถดำเนินการบางอย่างในปัจจุบันและดังนั้นการสูญเสียเพิ่มเติมที่จุดหนีบ สิ่งเหล่านี้จะชดเชยได้มากกว่าความสูญเสียที่ไม่ได้เกิดขึ้นกับสายเคเบิลที่กระแสไฟฟ้านั้นไม่ได้ใช้งาน การเพิ่มตัวนำสามารถทำให้ค่าความต้านทานรวมลดลงซึ่งทำให้การสูญเสียโดยรวมลดลง คำแถลงของคุณแสดงถึงเหตุผลที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งซึ่งก็คือยานอวกาศและที่หนีบของพวกเขาไม่พร้อมที่จะรับมือกับกระแสที่อาจเกิดขึ้นได้หากสิ่งต่าง ๆ หลุดลอยไปเล็กน้อยทำให้เกิดความร้อนในท้องถิ่นและอาจกัดกร่อน คาดเดาเป็นที่ยอมรับ
Olin Lathrop

2
ฉันได้รับความมั่นใจจากเพื่อนที่ทำงานบนเครือข่าย HV ว่าโดยปกติแล้วตัวเว้นวรรคเหล่านี้เรียกว่าตัวหน่วงแบบตัวเว้นวรรคและจุดประสงค์หลักของพวกมันคือกลไกแทนที่จะเป็นทางไฟฟ้า พวกเขาไม่ได้แบ่งออกเป็นฉนวนและไม่ใช่ฉนวน - เขาไม่เคยเห็นคนที่เป็นฉนวนไฟฟ้าจริง ๆ เพียงคนที่มีบูชแบบนีโอพรีน
Cybergibbons

@Cybergibbons: แม้ว่าใครจะพยายามใช้ฉนวน spacers, ศักยภาพสูงสุดที่สามารถอยู่ระหว่างสายไฟในชุดโดยไม่ต้องมีอะไรจะเกิดขึ้นจะค่อนข้าง จำกัด ฉันคาดหวังว่าการออกแบบตัวเว้นวรรคจะไม่เกี่ยวข้องกับการป้องกันการแยกไดอิเล็กทริก แต่ด้วยการรับรองว่ากระแสภายในตัวนำที่ไหลสามารถทำได้โดยไม่ทำให้เกิดความเสียหาย หากมีตัวนำตัวนำ A และ B สองตัวในชุดรวมและตัวเว้นวรรคแบ่งออกเป็นส่วน A1, B1, A2, B2 และหากการแปรผันของวัสดุทำให้ความต้านทานของ A1 สูงกว่า B1 และ B2 เกิน A2 ...
supercat

... นั่นจะบอกเป็นนัยว่าหากตัวเว้นวรรคมีความต้านทานเป็นศูนย์กระแสจะไหลผ่านได้และถ้ามันไม่มีความต้านทานเป็นศูนย์ศักยภาพก็จะมีอยู่ ตัวนำไฟฟ้าในชุดรัดรูปมีความสมบูรณ์แบบอย่างไร
supercat

6

ที่จริงพวกเขาจะถูกเชื่อมต่อกัน จุดประสงค์ของสิ่งที่อยู่ในรูปถ่าย 4 คือเพื่อรักษาระยะห่างเชิงกลที่ต้องการระหว่างบรรทัดไม่ใช่เพื่อป้องกัน

เหตุผลของการรวมกัน 3 บรรทัดเพื่อเพิ่มกำลังการผลิตในปัจจุบันและเพื่อลดการสูญเสียโคโรนา

คุณสามารถทำให้สายเคเบิลหนาขึ้นเพื่อให้ได้ความจุกระแสที่สูงขึ้น แต่เนื่องจากเอฟเฟกต์ผิวที่คุณได้รับจะส่งคืนเมื่อเทียบกับรากที่สองของปริมาณโลหะที่ใช้ไม่ใช่เชิงเส้นกับปริมาณของโลหะ สายหนาก็ยากที่จะจัดการ สายเคเบิลขนาดเล็กสามสายมีผลกระทบต่อผิวหนังน้อยกว่าเมื่อเทียบกับปริมาณโลหะที่ใช้

เหตุผลอื่นคือเพื่อหลีกเลี่ยงความแรงของสนามไฟฟ้าที่สูงในอากาศ ลองนึกถึงสายเคเบิลเส้นเล็กเส้นเดียวที่แรงดันสูง ความแรงของสนามไฟฟ้ารอบ ๆ สายเคเบิลจะสูงมากทันที สิ่งนี้จะลดลงตามขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของสายเคเบิล สายเคเบิลทั้งสามที่จัดขึ้นที่การแยกเชิงกลที่ถูกต้อง (ดังนั้นตัวเว้นวรรคในรูปที่ 4) ดูเหมือนสายเคเบิลที่หนามาก ๆ หนึ่งไปยังด้านนอกเพื่อจุดประสงค์ของสนามไฟฟ้า เหตุผลที่ทำให้สนามไฟฟ้าหยุดลงก็คืออากาศจะแตกตัวในระดับความแรงของสนาม นี่เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดอิออนเล็กน้อยและใช้พลังงานซึ่งเป็นการสูญเสียจากมุมมองของการพยายามส่งพลังงานจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง บางครั้งคุณสามารถได้ยินเสียงสายไฟประทุโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีความชื้นสูง นั่นเป็นเพราะเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นเล็กน้อย การสูญเสียบางอย่างเป็นที่ยอมรับเนื่องจากต้นทุนโดยรวมน้อยกว่าโครงสร้างที่มีราคาแพงกว่าเพื่อหลีกเลี่ยง บริษัท ไฟฟ้าเล่นกลการค้าเหล่านี้อย่างระมัดระวังเพราะมีเงินเป็นจำนวนมาก


1
ตัวนำแต่ละตัวในชุดจะถูกแยกข้ามช่วง - spacers เป็นฉนวน สิ่งนี้จะให้ผลของอิมพีแดนซ์ที่จะไม่มีอยู่หากใช้สเปคเตอร์นำไฟฟ้า
รัสเซลแม็คมาฮอน

@ รัสเซล: คุณแน่ใจเกี่ยวกับเรื่องนี้จริงๆเหรอ? ในภาพแรกของคุณโดยเฉพาะตัวเว้นวรรคดูเหมือนจะทำจากโลหะ ในวินาทีแผ่นดิสก์อาจเป็นเซรามิค คุณเคยเห็นหนึ่งในยานอวกาศเหล่านี้อยู่ใกล้ไหม? นอกจากนี้อิมพีแดนซ์มีผลอย่างไร? หาก ballanced อย่างถูกต้องไม่ควรมี spacers ปัจจุบันผ่าน
Olin Lathrop

แลง - ฉนวนกันความร้อนดูเหมือนจะเกิดขึ้นบ่อยครั้งและอาจมีผลในเชิงบวก แต่ก็ไม่ใช่ปัจจัยสำคัญ ดูเพิ่ม "spacers ฉนวน / ไม่หุ้มฉนวน:" ในคำตอบของฉัน
รัสเซลแม็คมาฮอน

4

กระแส AC จะแสดงเอฟเฟกต์ของผิวหนังที่มีกระแสต่อพื้นผิวของตัวนำมากขึ้น ความถี่ที่สูงขึ้นจะทำให้เลเยอร์ที่มีกระแสไฟฟ้ายิ่งบางลง แม้ว่าจะอยู่ที่ 50 หรือ 60 Hz สำหรับตัวนำข้ามส่วนที่ 3 เดียวกันมีครั้งใหญ่กว่า3

เหตุผลอีกประการหนึ่งอาจเป็นเชิงกล ฉันเดาว่าพวกเขายังทำหน้าที่ปกป้องสายเคเบิลจากการชนซึ่งกันและกันเนื่องจากลมกระโชก

พวกเขามีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน


1
ตัวนำแต่ละตัวในชุดจะถูกแยกข้ามช่วง - spacers เป็นฉนวน สิ่งนี้จะให้ผลของอิมพีแดนซ์ที่จะไม่มีอยู่หากใช้สเปคเตอร์นำไฟฟ้า || ความคิดเห็นของคุณเกี่ยวกับ sqrt (3) ถูกต้อง แต่ผลกระทบต่อเอฟเฟกต์ผิวค่อนข้างซับซ้อนเนื่องจากความลึกของผิวอาจมีนัยสำคัญดังนั้นจึงต้องปรับเปลี่ยนอัตราส่วนสัมพัทธ์ของพื้นที่แบกกระแสไฟฟ้าเมื่อเทียบกับอัตราส่วนของพื้นที่วัสดุตัวนำ
รัสเซลแม็คมาฮอน

@Russell -เป็นตัวบ่งชี้ ฉันพูดถึงพื้นผิวอย่างชัดเจนเพราะฉันรู้ว่าคุณไม่สามารถใช้ตัวเลขนั้นเป็นตัวประกอบสเกลสำหรับอิมพิแดนซ์ได้ 3
stevenvh

@stevenvh - ลองอีกครั้ง ถ้าเรามีตัวนำขนาดเล็ก 3 ตัว dia = d และหนึ่งใหญ่หนึ่ง D และ 3.d ^ 2 = D ^ 2 ดังนั้นถ้าความลึกของผิวมีขนาดเล็ก wrt d แล้วความลึกของผิว x เส้นรอบวง = พื้นที่ถือครอง แต่ถ้าความลึกของผิวไม่เล็ก wrt d แล้ว "ด้านล่าง" หรือด้านในของ "เลเยอร์ผิว" จะเริ่มรบกวนตัวเองเป็นศูนย์กลางลวดถูกเข้าหาดังนั้นสายเล็ก 3 จะมีพื้นที่ผิวที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าลวดขนาดใหญ่ อะไรก็ตาม :-)
รัสเซลแม็คมาฮอน

0

การอภิปรายนี้พาฉันกลับไปที่ทฤษฎีเสาอากาศ EE ในวิทยาลัยและการอภิปรายของเครื่องปรับอากาศ "ผิวผล" หากคุณดูที่รูปถ่ายของเสาอากาศสายกลับมาในยุคแรก ๆ ของไร้สายคุณมักจะเห็นพวกเขาประกอบด้วย "มัด" เช่นกันซึ่งทำหน้าที่ลด "Q" ของเสาอากาศและเพิ่มแบนด์วิดท์ เครื่องส่งสัญญาณต้องการใช้สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ - ลองคิดว่าช่างเชื่อมอาร์ค)

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.