ทำไมสายส่งไฟฟ้าทางอากาศจึงไม่ได้ฉนวนกัน

ทำไมสายไฟแรงสูงไม่ได้หุ้มฉนวน?

สายส่งไฟฟ้าทางอากาศที่วางอยู่เหนือพื้นดินโดยทั่วไปจะไม่ได้หุ้มฉนวน และการปฏิบัตินี้มีเหตุผลที่น่าสนใจหลายประการ:

ประสิทธิภาพด้านค่าใช้จ่าย

การหุ้มฉนวนให้กับสายส่งไฟฟ้าทางอากาศที่ทอดยาวเป็นระยะทางหลายร้อยไมล์ถือเป็นงานที่มีค่าใช้จ่ายสูงเกินไป การหุ้มฉนวนด้วยวัสดุทั่วไปจะทำให้เกิดภาระทางการเงินที่สูงมาก ขนาดของโครงสร้างเหล่านี้ทำให้การหุ้มฉนวนไม่เพียงแต่เป็นความท้าทายทางการจัดการเท่านั้น แต่ยังเป็นเรื่องที่ไม่สามารถเริ่มต้นได้ในทางเศรษฐกิจ ด้วยการไม่หุ้มฉนวน บริษัทส่งและกระจายไฟฟ้าสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายอย่างมาก ซึ่งสามารถนำไปใช้ในด้านอื่น ๆ ที่สำคัญของการพัฒนาและการบำรุงรักษาระบบไฟฟ้า

การจัดการน้ำหนัก

ความหนาของฉนวนที่จำเป็นสำหรับสายส่งไฟฟ้าขึ้นอยู่กับระดับแรงดัน ในกรณีของสายส่งไฟฟ้าแรงดันสูงมาก (EHV) ซึ่งทำงานที่ศักย์ไฟฟ้าสูงมาก ฉนวนที่จำเป็นจะต้องหนาตามไปด้วย น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้น้ำหนักรวมของสายส่งไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมาก น้ำหนักที่มากเช่นนี้ไม่เพียงแต่ทำให้การติดตั้งยากขึ้นเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความเครียดให้กับโครงสร้างที่รองรับ รวมถึงเสา ทาวเวอร์ และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง ด้วยการไม่หุ้มฉนวน น้ำหนักของสายส่งไฟฟ้าจะลดลง ทำให้การติดตั้งง่ายขึ้นและลดความเครียดให้กับโครงสร้าง

การลดความซับซ้อนของวัสดุและโครงสร้าง

สำหรับสายส่งไฟฟ้าแรงดันสูงมาก (EHV) ความจำเป็นในการใช้ฉนวนหนามากมีผลกระทบต่อระบบส่งไฟฟ้าทั้งหมด น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นจำเป็นต้องใช้โครงสร้างที่แข็งแรงขึ้น อุปกรณ์ฉนวนที่ทนทานขึ้น และฐานที่แข็งแกร่งขึ้นสำหรับเสาและทาวเวอร์ ไม่เพียงแต่ทำให้ค่าใช้จ่ายของโครงสร้างทั้งหมดสูงขึ้นเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความซับซ้อนในการออกแบบและก่อสร้าง ในทางตรงกันข้าม สายไฟเปลือยนำเสนอวิธีการที่ง่ายและตรงไปตรงมาสำหรับการส่งไฟฟ้า โดยสามารถบรรลุวัตถุประสงค์เชิงฟังก์ชันเดียวกันโดยไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุและโครงสร้างเพิ่มเติมที่ซับซ้อนและมีราคาแพง

การเพิ่มประสิทธิภาพการนำไฟฟ้า

เมื่อระดับแรงดันเพิ่มขึ้น ความต้านทานด้านไฟฟ้าของฉนวนจะลดลง สำหรับการใช้งานที่แรงดันสูงมาก เช่น ที่ทำงานในช่วง 450 kV ถึง 600 kV ฉนวนจะต้องหนามากเพื่อรักษาความสมบูรณ์ทางไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ฉนวนหนามากจะเป็นอุปสรรคต่อการกระจายความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการส่งไฟฟ้า การสะสมความร้อนสามารถทำให้ความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นและลดประสิทธิภาพการนำไฟฟ้า ส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงาน ในทางตรงกันข้าม สายนำไฟฟ้าเปลือยช่วยให้การถ่ายเทความร้อนไม่มีข้อจำกัด ทำให้มั่นใจได้ว่ามีประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าที่เหมาะสมและลดการสูญเสียพลังงานในการส่งไฟฟ้า

ความสะดวกในการบำรุงรักษา

การบำรุงรักษาสายส่งไฟฟ้าที่หุ้มฉนวนเป็นงานที่ยากและมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าสายส่งไฟฟ้าเปลือย สายส่งไฟฟ้าที่หุ้มฉนวนต้องได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าฉนวนยังคงอยู่ในสภาพดีและไม่มีความเสียหายหรือเสื่อมสภาพ แม้แต่ความเสียหายเล็กน้อยในฉนวนก็สามารถก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยและทำให้การส่งไฟฟ้าหยุดชะงัก ในทางตรงกันข้าม สายนำไฟฟ้าเปลือยสามารถตรวจสอบได้ง่ายขึ้นด้วยสายตา เพื่อหาสัญญาณของความเสื่อมสภาพ ความเสียหาย หรือปัญหาอื่น ๆ ความง่ายในการบำรุงรักษานี้ลดความถี่และความซับซ้อนของการตรวจสอบ ทำให้ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาลดลงและมั่นใจได้ว่าระบบส่งไฟฟ้าทำงานได้อย่างเชื่อถือได้

การกระจายความร้อน

สายส่งไฟฟ้าทางอากาศขนส่งกระแสไฟฟ้าที่มาก ซึ่งโดยธรรมชาติจะสร้างความร้อนอย่างมาก การหุ้มฉนวนให้กับสายส่งไฟฟ้าเหล่านี้จะขัดขวางการกระจายความร้อนอย่างธรรมชาติ ทำให้ความร้อนถูกกักไว้ภายในระบบ ความร้อนที่ถูกกักไว้นี้สามารถทำให้เกิดภาวะความร้อนสูงเกินไป ซึ่งเป็นภัยคุกคามที่ร้ายแรงต่อความเชื่อถือได้และความทนทานของโครงสร้างส่งไฟฟ้า ความร้อนสูงเกินไปสามารถทำให้วัสดุนำไฟฟ้าเสื่อมสภาพ ความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และอาจทำให้เกิดความเสียหายทางกลไก ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถทำให้การส่งไฟฟ้าหยุดชะงักและอาจทำให้เกิดการขาดแคลนพลังงานทั่วระบบ

ความปลอดภัย

แม้ว่าสายนำไฟฟ้าของสายส่งไฟฟ้าทางอากาศจะเปลือยและไม่มีฉนวนหุ้มอย่างต่อเนื่อง ระบบได้รับการออกแบบด้วยคุณสมบัติความปลอดภัยที่แข็งแกร่ง สายส่งไฟฟ้าเหล่านี้ติดตั้งอยู่ในระดับความสูงที่มาก ทำให้คน ยานพาหนะ หรือสัตว์ป่ามีโอกาสสัมผัสกับสายส่งไฟฟ้าเหล่านี้น้อยมาก ระยะห่างแนวตั้งและแนวนอนระหว่างสายส่งไฟฟ้าและสภาพแวดล้อมรอบข้างทำหน้าที่เป็นฉนวนธรรมชาติ ลดโอกาสของความผิดปกติทางไฟฟ้าที่เกิดจากสัมผัสโดยไม่ตั้งใจ การแยกทางพื้นที่นี้เป็นการป้องกันที่สำคัญ ลดความเสี่ยงของการช็อกไฟฟ้าและปกป้องทั้งประชาชนและโครงสร้างส่งไฟฟ้า

แทนที่จะพึ่งพาฉนวนหุ้มสายนำไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง สายส่งไฟฟ้าทางอากาศได้รวมการออกแบบที่ซับซ้อนที่เน้นการกำหนดระยะห่างระหว่างสายเฟสและระยะห่างจากพื้นที่เหมาะสม การออกแบบนี้ช่วยป้องกันการเกิดไฟฟ้ากระชากและไฟฟ้าหลุด ซึ่งอาจเกิดขึ้นจากการอาร์คไฟฟ้าระหว่างสายนำหรือกับพื้นที่ ในจุดเชื่อมต่อเฉพาะ เช่น ที่สายส่งไฟฟ้าติดตั้งกับโครงสร้างที่รองรับ อุปกรณ์ฉนวนและปลอกหุ้มที่ทำจากวัสดุฉนวนคุณภาพสูงถูกนำมาใช้

ส่วนประกอบเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการป้องกันการรั่วไหลของไฟฟ้า ทำให้กระแสไฟฟ้าอยู่ในเส้นทางที่ต้องการและรักษาการทำงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพของระบบส่งไฟฟ้าทั้งหมด ผ่านการพิจารณาการออกแบบอย่างครอบคลุม สายส่งไฟฟ้าทางอากาศสามารถส่งไฟฟ้าผ่านระยะทางไกลด้วยระดับความปลอดภัยและเชื่อถือได้สูง