EN
Може да забележите, че електропроводите за пренос на енергия, окачени на електрическите стълбове, са провиснали. Може би сте се чудили: Защо проводите не са затегнати плътно към стълбовете?
Нека разберем защо електропроводите са провиснали на електрическите стълбове и защо е необходимо провисването (саг) при разпределителните и предавателните линии. Но преди да навлезем в това, нека погледнем няколко важни указания, които ще ни помогнат по-добре да разберем.
Предаване на мощност
Мощност е скоростта, с която се извършва работа. Работа се извършва, когато електрическата енергия изминава разстояние. Оттук можем да заключим, че мощността е количеството енергия, доставено за единица време. Електричеството може да се пренася на големи разстояния чрез електропроводи, които служат като средство за неговото пренасяне.
Активната мощност обикновено се измерва в ватове. При пренасянето на мощност се предпочита високоволтовото пренасяне, за да се спести енергия. Електрическият ток генерира топлина, която може да бъде вредна, тъй като предизвиква износване и повреда на електрическите линии. За да се запази пренасяната мощност, електрическият ток, който предизвиква топлина и допринася за износването на линиите, трябва да се пренася в по-малки количества, докато напрежението се пренася в по-големи количества. Този подход е известен като високоволтова мощностна трансмисия.
Кондукция и свързване
По време на предаването на електрическа енергия част от нея се губи в околната среда, тъй като електропроводните линии не са изолирани. Според закона на Ом съпротивлението (R) е право пропорционално на дължината на проводника (L), което означава, че при увеличаване на дължината на проводника неговото съпротивление също се увеличава. Въздухът не е добър проводник, затова не може ефективно да разсейва топлината, генерирана от електропроводните линии.
Затова електропроводните линии се проектират с по-голям диаметър, което намалява съпротивлението им към протичането на електрически ток. Съпротивлението (R) е обратно пропорционално на напречното сечение на проводника, така че колкото по-голям е диаметърът на проводника, толкова по-малко е съпротивлението и обратното.
Електрически жици и кабели
Електрическите кабели и жици са проводници, най-често изработени от медни жици, чрез които се предава електричество. Тези жици обаче не се състоят изключително от месинг. За да се придадат механични свойства, проводниците се легират с друг елемент. Проводимостта на проводника не се влияе от добавянето на този друг елемент. Вместо това другият елемент подобрява механичните свойства на медта, без да засегне нейната проводимост.
Закон на Джоул за електрическото загряване
Няма такова нещо като чист метал. Степента на чистота на всеки метал никога не е 100 % и като резултат от това те притежават вътрешно съпротивление. Енергията, изразходвана или топлината, генерирана при протичане на ток през проводника, се изчислява чрез закона на Джоул за електрическото загряване по следния начин:
- P = VI·t
- P = I 2R·t.
Други форми на закона на Джоул
- P = I²·R·t
- P = VI·t … (R = V/I)
- P = W·t … (P = W = VI)
- P = V²t/R …. (I = V/R), използвайки закона на Ом
Както може да се види от горното уравнение, топлината (P), генерирана от движещите се електрони, е пропорционална на R, t и I². Когато през проводник тече електричен ток, той разсейва електрическата си енергия в заобикалящата среда под формата на топлина при преодоляване на съпротивлението, което действа като бариера за дрейфуващите електрони.
Влияние на времето и температурата върху електрическите линии
Съпротивлението на проводника нараства с повишаване на температурата. Това се дължи на това, че когато температурата на проводника се повиши, електроните в него получават повече енергия и започват да се движат по-случайно, което води до сблъсквания с други атоми и в крайна сметка — към генериране на топлина.
Излишната топлина, произведена от проводника, може потенциално да предизвика неговото стопяване. При горещо време жиците имат тенденция да се отпуснат, тъй като проводникът се разширява, докато при студено време жиците се свиват.
Напрежение в линиите
Напрежението е сила, която възниква в една нишка, когато тя е подложена на действие на две сили в противоположни посоки. Следователно, жица, окачена на стълб, е под напрежение и би изпитала още по-голямо напрежение, ако жиците бъдат опънати, което може да доведе до лесно прерязване на жиците при незначително свиване или разширение.
Защо е необходимо провисването в разпределителните и предавателните линии?
Провисването в предавателните линии се отнася до надолу насоченото провисване или кривина на кабелите между опорните конструкции (стълбове или кули), причинено от гравитационното въздействие. То възниква като естествено следствие от теглото на жицата и действащото в нея напрежение.
По време на предаването и разпределението на електричество по дълги жици се отделя топлина. Топлината, генерирана от проводника, се минимизира чрез предаване при високо напрежение. Метеорологичните условия и вътрешната температура на жицата правят необходимо жиците да се оставят относително слабо опънати.
Ако електрическите кабели бъдат опънати и времето стане студено, това може да доведе до свиване на предавателните линии, което от своя страна увеличава напрежението в кабелите и може да предизвика повреди. Затова кабелите се оставят нарочно провиснали, така че дори при свиване напрежението да не достигне излишно високи стойности, които биха могли да причинят повреди на кабелите и жиците.
Провисването е задължително за проводниците на предавателните линии, за да се предотврати прегряването и да се намали напрежението. То осигурява безопасността, надеждността и дългия срок на експлоатация на електрическата предавателна система. То играе ключова роля за поддържане на правилното функциониране на системата и за предотвратяване на инциденти и повреди.