EN
Észreveheti, hogy az elektromos oszlopokra függesztett távvezetékek lazan lógnak. Talán már meg is lepődött: miért nincsenek szorosan rögzítve az oszlopokhoz?
Derítsük fel, miért lógnak lazan a távvezetékek az elektromos oszlopokon, és miért szükséges a lehajlás (sag) az elosztó- és távvezetékekben. De mielőtt ebben mélyebbre mennénk, nézzünk meg néhány fontos tippet, amely segít jobban megérteni a kérdést.
Erőátvitel
Teljesítmény a munkavégzés sebessége. A munka akkor végbemegy, amikor az elektromos energia távolságot tesz meg. Ebből következően a teljesítmény az időegységre jutó energiamennyiség. Az elektromos áramot hosszú távolságra is szállíthatjuk villamosvezetékek segítségével, amelyek az áram szállításának közvetítői.
Az aktív teljesítményt általában wattban mérik. A teljesítmény szállításakor az energiatakarékosság érdekében előnyösebb a nagyfeszültségű távvezeték használata. Az elektromos áram hőt termel, ami káros hatású lehet, mivel az áramvezetékek kopását és meghibásodását okozza. A szállított teljesítmény megőrzése érdekében az áramot – amely hőt termel és hozzájárul a vezetékek kopásához – kisebb mennyiségben, míg a feszültséget nagyobb mennyiségben kell szállítani. Ezt a megközelítést nagyfeszültségű teljesítményszállításnak nevezik.
Vezetés és kapcsolódás
A teljesítményátvitel során a villamosenergia egy része elveszik környezetünkbe, mivel az átviteli vezetékek nem szigetelték. Az Ohm-törvény szerint az ellenállás (R) közvetlenül arányos a vezető hosszával (L), azaz a vezető hosszának növekedésével az ellenállása is növekszik. A levegő nem jó vezető, ezért nem tudja hatékonyan elvezetni az elektromos vezetékek által termelt hőt.
Ezért tervezik az elektromos vezetékeket nagyobb átmérőjűre, ami csökkenti az elektromos áram áramlásával szembeni ellenállásukat. Az ellenállás (R) fordítottan arányos a vezető keresztmetszetével, tehát minél nagyobb a vezető átmérője, annál kisebb az ellenállása, és fordítva.
Elektromos vezetékek és kábelek
Az elektromos kábelek és vezetékek vezetők, amelyek legtöbbször rézdrótból készülnek, és amelyeken keresztül az áram áramlik. Ezek a vezetékek azonban nem csupán rézből állnak. A mechanikai tulajdonságok biztosítása érdekében a vezetőket egy másik elemmel ötvözik. A vezető vezetőképességét nem befolyásolja ennek a másik elemnek a hozzáadása. Ehelyett a másik elem javítja a réz mechanikai tulajdonságait anélkül, hogy befolyásolná annak vezetőképességét.
Joule-féle törvény a villamos fűtésről
Nincs olyan tiszta fém, amelynek tisztasága 100%-os lenne; ezért minden fém belső ellenállással rendelkezik. Az áramvezetőn átfolyó áram által felhasznált energia vagy termelt hő mennyisége a villamos fűtés Joule-törvénye alapján számítható ki az alábbiak szerint:
- P = VI·t
- P = I 2R·t.
A Joule-törvény további alakjai
- P = I²·R·t
- P = VI·t … (R = V/I)
- P = W·t … (P = W = VI)
- P = V²t/R …. (I = V/R) az Ohm-törvény alkalmazásával
Ahogyan a fenti egyenletből látható, a mozgó elektronok által termelt hő (P) arányos az R ellenállással, a t idővel és az I² áramerősséggel. Amikor elektromos áram folyik át egy vezetőn, az áram a vezető ellenállásának leküzdése során hő formájában disszipálódik a környező térbe, mivel az ellenállás akadályt jelent a driftelő elektronok számára.
Az időjárás és a hőmérséklet hatása az elektromos vezetékekre
Egy vezető ellenállása növekszik a hőmérséklet emelkedésével. Ez azért következik be, mert a vezető hőmérsékletének emelkedésével a vezetőben lévő elektronok több energiát nyernek, és véletlenszerűen mozognak, ami ütközéseket eredményez más atomokkal, és végül hőtermeléshez vezet.
A vezető által termelt túlzott hő potenciálisan olvadáshoz vezethet. Meleg időjárásban a vezetékek lazulnak, mivel a vezető kitágul, míg hideg időjárásban a vezeték összehúzódik.
Feszültség a vezetékekben
A feszültség egy erő, amely akkor lép fel egy kötélben, amikor két ellentétes irányú erő hat rá. Ezért egy oszlopra függesztett vezeték feszültség alatt áll, és még nagyobb feszültség érné el, ha a vezetékeket megfeszítenénk, ami azt eredményezheti, hogy a vezetékek könnyen elszakadnak, ha kis mértékű összehúzódásra vagy kitágulásra kerül sor.
Miért szükséges a lelógás a villamosenergia-elosztó és -átviteli vonalakon?
A villamosenergia-átviteli vonalak lelógása a támaszok (oszlopok vagy tornyok) közötti kábelek lefelé ívelő görbületét vagy lehajlását jelenti a gravitációs erő hatására. Ez a vezeték saját súlya és feszültsége természetes következményeként jön létre.
Hosszú vezetékeken keresztül történő villamosenergia-átvitel és -elosztás során hő keletkezik. A vezető által termelt hő mennyiségét a nagyfeszültségű átvitel segítségével minimalizálják. Az időjárási viszonyok és a vezeték belső hőmérséklete miatt szükséges, hogy a vezetékvonalakat kissé lazan hagyják.
Ha a távvezetékek meghúzásra kerültek, és hideg időjárás alakult ki, az vezethet a vezetékek összehúzódásához, ami további feszültséget okozhat a vezetékekben, és károsodáshoz vezethet. Ezért a vezetékeket szándékosan lazán hagyják, hogy még az összehúzódás esetén se keletkezzen túlzott feszültség, amely károsíthatná a vezetékeket és kábeleket.
A vezetékek lehajlása (sag) kötelező a távvezetékek vezetőiben, hogy megelőzzék a túlmelegedést és csökkentsék a feszültséget. Ez biztosítja az elektromos átviteli rendszer biztonságát, megbízhatóságát és élettartamát. Kulcsszerepet játszik a rendszer megfelelő működésének fenntartásában, valamint balesetek és károk megelőzésében.