ما هو السبب وراء امتلاك خطوط الجهد العالي قطرًا أكبر من خطوط الجهد المنخفض؟

تحليل الأسباب التي تجعل قطر خطوط الجهد العالي أكبر من خطوط الجهد المنخفض

يكون قطر خط الجهد العالي أكبر من قطر خط الجهد المنخفض، وذلك أساساً للأسباب التالية:

حفظ الطاقة وتوفيق القوى

وفقًا لقانون حفظ الطاقة، يحافظ المحول على ثبات القوة أثناء تحويل الجهد. حتى عند مستويات جهد مختلفة، فإن القوة الكلية للإدخال والإخراج هي نفسها 1. بما أن الجهد الأعلى يؤدي إلى تيار أصغر (وفقًا للمعادلة P = V * I، عندما تكون القوة ثابتة، يكون الجهد عكسياً نسبياً للتيار)، فإن تيار خط الجهد العالي يكون أصغر، ويمكن بالتالي تقليل قطر الخط بشكل طبيعي. بالمقارنة، تكون خطوط الجهد المنخفض قطرها أكبر لأنها تحتاج إلى نقل تيار أكبر لتلبية متطلبات القوة نفسها.

اعتبارات خسارة الخط

يؤثر قطر الخط ليس فقط على قدرته على نقل التيار، بل أيضاً على خسارة الخط. سلك بقطر أكبر له مقاومة أقل، مما يقلل من خسارة الطاقة أثناء النقل 2. بسبب أن مسافة نقل خطوط الجهد العالي طويلة، تكون خسارة الخط صغيرة نسبياً، وبالتالي يمكن تقليل قطر الخط بشكل مناسب. بينما خطوط الجهد المنخفض بسبب قصر المسافة، تكون خسارة الخط كبيرة نسبياً، ويحتاج إلى قطر أكبر لتقليل خسارة الطاقة.

فئات الجهد ومتطلبات السلامة

مستوى الجهد في خطوط الجهد العالي أعلى، وعادة ما يستخدم للنقل على مسافات طويلة، والمتطلبات العازلة للأسلاك تكون أعلى أيضًا. من أجل ضمان التشغيل الآمن للخط ومنع تأثير المجال الكهربائي على العالم الخارجي، رغم أن قطر خط الجهد العالي صغير، إلا أن مواد العزل والهيكل قد يكون أكثر تعقيداً.

القوة الميكانيكية والمتانة

رغم أن تيار خط الجهد العالي صغير، فإن النظر في التشغيل طويل الأمد والأحوال الجوية المتطرفة مثل الرياح والعواصف الثلجية يتطلب أن يكون قطر خط الجهد العالي كافياً من حيث القوة الميكانيكية لتحمل هذه الأحمال.6

بشكل عام، السبب الرئيسي الذي يجعل قطر خط الجهد العالي أكبر من قطر خط الجهد المنخفض هو الفرق في التيار الناجم عن مبدأ حفظ الطاقة، وتحكم في خسارة الخط، ومتطلبات السلامة والقوة الميكانيكية. هذه العوامل مجتمعة تحدد الاختيار المختلفة لقطر الخط في تصميم خطوط الجهد العالي والمنخفض.