Spesso possiamo vedere le linee di trasmissione in cui, invece di un singolo conduttore per fase, vengono utilizzati più conduttori per fase. Una struttura metallica chiamata separatore raggruppa i conduttori di una fase. Questi separatori aiutano a mantenere una distanza costante tra i conduttori lungo tutta la loro lunghezza, evitano il contatto tra i conduttori e permettono anche di connetterli in parallelo. Ogni fase può avere due, tre o quattro conduttori. Le figure sottostanti mostrano i conduttori raggruppati con separatori per le tre configurazioni.
Ogni conduttore collegato dal separatore appartiene alla stessa fase, e avremo tre tali gruppi di conduttori in una linea di trasmissione a circuito singolo o sei tali gruppi in una linea di trasmissione a doppio circuito.
Utilizziamo generalmente tale configurazione quando viene trasmessa una grande quantità di energia su lunghe distanze a livelli di tensione molto elevati.
Ora vedremo quali sono i particolari vantaggi dei conduttori raggruppati rispetto a un singolo conduttore.
Il raggruppamento dei conduttori porta a una riduzione dell'induttanza della linea.
Sappiamo che l'induttanza di una linea è data da
Dove, GMD = Distanza media geometrica
GMR = Raggio medio geometrico
Per un singolo conduttore di raggio r
GMR = 0,7788r
Per un fascio di due conduttori come mostrato nella figura
Per un fascio di tre conduttori
Per un fascio di quattro conduttori
Quindi, aumentando il numero di conduttori, il GMR aumenta e quindi L diminuisce. Ora, ci sono molti vantaggi nella riduzione dell'induttanza della linea, come ad esempio-
Dove X = wL ... reattanza della linea
La regolazione della tensione della linea aumenta in quanto si riduce la reattanza della linea.
La capacità di trasferimento massimo di potenza della linea aumenta poiché
Con un argomento simile per la riduzione dell'induttanza della linea, possiamo dire che la capacità della linea aumenta, in quanto la capacità della linea al neutro è data da
Ora, poiché abbiamo L diminuita e C aumentata, la SIL netta della linea aumenta automaticamente, e quindi anche la capacità di trasferimento di potenza. Pertanto, l'uso di conduttori raggruppati è un modo efficace per aumentare la SIL, cioè il carico di impedenza di sovraccarica.
Il vantaggio più importante dei conduttori raggruppati è la sua capacità di ridurre il discharge corona. Quando l'energia viene trasferita a tensioni molto elevate utilizzando un singolo conduttore, il gradiente di tensione intorno ad esso è elevato, e c'è una alta probabilità che si verifichi l'effetto corona - specialmente in condizioni meteorologiche avverse. Tuttavia, utilizzando diversi conduttori vicini invece di uno solo, formando un fascio di conduttori, si riduce il gradiente di tensione e quindi la possibilità di formazione di corona.
L'aumento della tensione critica per la corona dipende da quanto segue-
Si è scoperto che lo spazio ottimale tra i conduttori in un gruppo è dell'ordine di 8-10 volte il diametro di ciascun conduttore, indipendentemente dal numero di conduttori nel fascio.
Numero di conduttori nel gruppo,
Distanza tra di loro, e
La distanza tra i gruppi che formano fasi separate.
La riduzione della formazione del discharge corona porta a minori perdite di potenza e quindi a un miglioramento dell'efficienza di trasmissione della linea.
Riduzione dell'interferenza sulle linee di comunicazione a causa della riduzione della corona.
L'ampiezza, cioè la corrente portante dei conduttori raggruppati, è notevolmente aumentata rispetto a un singolo conduttore di grandi dimensioni a causa della riduzione dell'effetto pelle.
Poiché i conduttori raggruppati hanno una superficie effettiva maggiore esposta all'aria, hanno un raffreddamento migliore ed efficiente e quindi una performance superiore rispetto a un singolo conduttore.
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