Wir können oft Übertragungsleitungen sehen, bei denen anstelle eines einzelnen Leiters pro Phase mehrere Leiter pro Phase verwendet werden. Eine metallische Struktur, genannt Abstandhalter, gruppieren die Leiter einer Phase. Diese Abstandhalter helfen, den konstanten Abstand zwischen den Leitern entlang ihrer Länge zu halten, das Zusammenstoßen der Leiter untereinander zu vermeiden und es ihnen ermöglichen, parallel geschaltet zu werden. Jede Phase kann zwei, drei oder vier Leiter haben. Die folgenden Abbildungen zeigen gebündelte Leiter mit Abstandhaltern für die drei Konfigurationen.
Jeder durch den Abstandhalter verbundene Leiter gehört zur gleichen Phase, und wir haben in einer Einzelstromkreisübertragung drei solche Gruppen von Leitern oder sechs solche Gruppen in einer Doppelstromkreisübertragung.
Wir verwenden solch eine Konfiguration normalerweise, wenn eine große Menge an Energie über lange Distanzen bei sehr hohem Spannungsniveau übertragen wird.
Nun werden wir sehen, welche besonderen Vorteile gebündelter Leiter gegenüber einem einzelnen Leiter haben.
Das Bündeln von Leitern führt zu einer Reduzierung der Leitunginduktivität.
Wir wissen, dass die Induktivität einer Leitung gegeben ist durch
Wobei GMD = geometrischer Mittelabstand
GMR = geometrischer Mittelradius
Für einen einzelnen Leiter mit Radius r
GMR = 0,7788r
Für ein Bündel aus zwei Leitern, wie in der Abbildung gezeigt
Für ein Bündel aus drei Leitern
Für ein Bündel aus vier Leitern
Je mehr Leiter wir also hinzufügen, desto größer wird der GMR und daher verringert sich L. Nun gibt es viele Vorteile der Reduzierung der Induktivität der Leitung, wie zum Beispiel-
Wobei X = wL …Reaktanz der Leitung
Die Spannungsregelung der Leitung wird ebenfalls erhöht, da die Reaktanz der Leitung reduziert wird.
Die maximale Leistungsovertragungsfähigkeit der Leitung erhöht sich, da
Auf ähnliche Weise, wie die Induktivität der Leitung abnimmt, können wir sagen, dass die Kapazität der Leitung zunimmt, da die Kapazität der Leitung zum Neutralpunkt gegeben ist durch
Da nun L abnimmt und C zunimmt, nimmt auch die netto SIL (Stromimpedanzbelastung) der Leitung automatisch zu, und damit auch die Leistungsovertragungsfähigkeit. Daher ist die Verwendung gebündelter Leiter eine effektive Methode, um die SIL, d.h. die Stromimpedanzbelastung, zu erhöhen.
Der wichtigste Vorteil gebündelter Leiter besteht in der Fähigkeit, die Koronaentladung zu reduzieren. Wenn Energie bei sehr hohen Spannungen über einen einzelnen Leiter übertragen wird, ist das Spannungsgefälle um ihn herum hoch, und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Koronaeffekt auftritt – insbesondere bei schlechten Wetterbedingungen. Durch die Verwendung mehrerer benachbarter Leiter anstelle eines einzelnen Leiters, die ein gebündelter Leiter bilden, wird das Spannungsgefälle reduziert und somit die Möglichkeit der Koronaentstehung verringert.
Die Erhöhung der kritischen Koronagespannung hängt von folgenden Faktoren ab:
Es wurde festgestellt, dass der optimale Abstand zwischen den Leitern in einer Gruppe etwa 8-10 Mal dem Durchmesser jedes Leiters beträgt, unabhängig von der Anzahl der Leiter im Bündel.
Anzahl der Leiter in der Gruppe,
Abstand zwischen ihnen und
der Abstand zwischen den Gruppen, die separate Phasen bilden.
Die Reduzierung der Koronaentladung führt zu geringeren Verlusten und somit zu einer verbesserten Übertragungseffizienz der Leitung.
Reduzierung der Störungen in Kommunikationsleitungen aufgrund der Reduzierung der Koronaentladung.
Die Stromtragfähigkeit, d.h. die Stromtragfähigkeit gebündelter Leiter ist im Vergleich zu einem einzigen großen Leiter aufgrund der reduzierten Hautwirkung erheblich erhöht.
Da die gebündelten Leiter eine größere effektive Oberfläche zur Luft haben, haben sie eine bessere und effizientere Kühlung und daher eine bessere Leistung im Vergleich zu einem einzelnen Leiter.
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