Zašto su zračne prijenosne linije za električnu energiju neizolirane

Zašto nisu visokonaponski vodovi izolirani?

Nadzemne prenosne linije često ostaju neizolirane, i ova praksa temelji se na nekoliko uvjetnih razloga:

Učinkovitost u pogledu troškova

Izolacija nadzemnih prenosnih linija na velike udaljenosti predstavlja prohodno skupu poduhvatu. Ove linije često se protežu na stotine milja, a pokrivanje ih konvencionalnim izolacijskim materijalima bi stvorilo neverovatne finansijske terete. Samo ljudski obim infrastrukture čini izolaciju ne samo logističkim izazovom, već i ekonomskim neispunjenim. Odustajanjem od izolacije, kompanije za prijenos i distribuciju struje mogu realizirati značajne uštede, koje se mogu usmjeriti prema drugim ključnim aspektima razvoja i održavanja mreže.

Upravljanje težinom

Debljina izolacije potrebna za prenosne linije direktno je proporcionalna razini napona. U slučaju linija ekstremno visokog napona (EHV), koje rade na izuzetno visokim električnim potencijalima, izolacija bi morala biti odgovarajuće debla. Ova dodana težina pretvara se u značajan porast ukupne težine linija. Takav težak opterećenje ne samo komplicira proces instalacije, već i povećava stres na nosačne strukture, uključujući stupove, toranj i povezanu opremu. Eliminacijom izolacije, težina linija smanjuje se, što olakšava instalaciju i smanjuje opterećenje na infrastrukturu.

Simplifikacija materijala i infrastrukture

Za EHV linije, nužnost deblje izolacije ima lančan učinak na cijeli prenosni sustav. Dodatna težina zahtijeva jače nosače, robustnije izolatore i čvrstije temelje za stupove i toranje. To ne samo povećava ukupnu cijenu infrastrukture, već i dodaje složenost procesu dizajna i građevine. U suprotnosti, goli žici nude jednostavnije i više izravno rješenje za prijenos struje, postižući iste funkcionalne ciljeve bez potrebe za elaborativnim i skupim dodatnim materijalima i infrastrukturama.

Poboljšanje provodnosti

Kako se nivoe napona povećavaju, dielektrička snaga izolatora pada. Za primjene ekstremno visokog napona, poput onih koji rade u rasponu od 450 kV do 600 kV, izolacija bi morala biti izuzetno debla kako bi se održala električna integritet. Međutim, ova debla izolacija djeluje kao prepreka efikasnom disipiranju toplote generirane tijekom prijenosa struje. Nakupljanje toplote može dovesti do povećanja električnog otpora i smanjenja provodnosti, što završi s gubitcima energije. Goli provodnici, s druge strane, omogućuju nerazbijeno transferiranje toplote, osiguravajući optimalnu provodnost i minimizirajući gubitke energije u procesu prijenosa.

Lakša održavanje

Održavanje izoliranih linija predstavlja teži i skupiji izazov u usporedbi s golim linijama. Izolirane linije zahtijevaju redovite, pažljive inspekcije kako bi se osiguralo da izolacija ostane cjelovita i slobodna od oštećenja ili degeneracije. Čak i manje defekte u izolaciji mogu predstavljati značajne sigurnosne rizike i prekinuti prijenos struje. U suprotnosti, goli provodnici mogu se lakše vizualno pregledati na znakove izgore, oštećenja ili drugih problema. Ova jednostavnost u održavanju smanjuje frekvenciju i složenost inspekcija, smanjujući ukupne troškove održavanja i osiguravajući pouzdan rad prenosnog sustava.

Dissipacija toplote

Nadzemne prenosne linije nose značajne električne struje, koje unaprijed generiraju značajne količine toplote. Izolacija ovih linija bi spriječila prirodnu dissipaciju ove toplote, efektivno ju zatvarajući unutar sustava. Ova zatakovala toplina bi mogla dovesti do pretopljenja, stanja koje predstavlja ozbiljan prijetnji pouzdanosti i dugotrajnosti prenosne infrastrukture. Prekomjerna toplina može degenerirati materijale provodnika, povećati električni otpor i čak uzrokovati mehaničke propade, sve to može prekidati isporuku struje i potencijalno dovesti do propada šireg sustava.

Sigurnost

Iako su provodnici nadzemnih prenosnih linija goli i nedostaju im kontinuirana izolacija, sustav je inženjirani s robustnim sigurnosnim značajkama. Ove linije su strategijski instalirane na značajne visine, čime se čini izuzetno teško ljudima, vozilima ili divljoj fauni da dođu u kontakt s njima. Obilne vertikalne i horizontalne razmaci između strujnih linija i okruženja djeluju kao prirodna forma izolacije, smanjujući vjerojatnost električnih grešaka uzrokovanih slučajnim kontaktom. Ovaj prostorni razmak je ključna zaštita, minimalizirajući rizik od elektrokucanja i zaštitom i javnosti i integriteta sustava prijenosa struje.

Umjesto da se oslanjaju na kontinuiranu izolaciju provodnika, nadzemne prenosne linije uključuju sofisticirani dizajn koji naglašava pravilno razdvajanje između faznih vodova i zadovoljavajuće razmaci prema tlu. Ovaj pristup dizajna učinkovito sprečava prebacivanja i električne ispitivanja, koja bi inače mogla nastati zbog električnih lukova između provodnika ili prema tlu. Na specifičnim točkama spoja, poput onih gdje se linije pričvršćuju na nosačne strukture, koriste se izolatori i preslenice izrađeni od visokokvalitetnih izolacijskih materijala. 

Ovi komponenti igraju ključnu ulogu u sprječavanju električnog curenja, osiguravajući da električni tok ostane unutar namijenjenog puta i održavajući siguran i učinkovit rad cijelog prenosnog sustava. Kroz ove kompleksne razmatranja dizajna, nadzemne prenosne linije mogu dostavljati električnu energiju na velike udaljenosti s visokim stupnjem sigurnosti i pouzdanosti.