Mikä on syy siihen, että korkean jännitteen johtojen halkaisija on suurempi kuin matalan jännitteen johtojen?
Syyt siihen, miksi korkean jännitteen kaapelin halkaisija on suurempi kuin alhaisen jännitteen kaapelin
Korkean jännitteen kaapelin halkaisija on suurempi kuin alhaisen jännitteen kaapelin halkaisija pääasiassa seuraavista syistä:
Energian säästö ja tehojen yhteensopivuus
Energian säilymislain mukaan muuntaja pitää tehon vakiona muuttaessaan jännitettä. Vaikka eri jänniteasteilla, syötteen ja ulostulon kokonaisteho on sama 1. Koska mitä korkeampi jännite, sitä pienempi virta (kaavan P = V * I mukaan, kun teho pysyy muuttumattomana, jännite on kääntäproportionaalinen virtaan), korkean jännitteen kaapelissa oleva virta on pienempi, ja kaapelin halkaisijaa voidaan luonnollisesti pienentää. Toisaalta, alhaisen jännitteen kaapelien halkaisija on suurempi, koska ne tarvitsevat suuremman virran samojen tehovaatimusten täyttämiseksi.
Kaapelihäviön huomio
Kaapelin halkaisija vaikuttaa paitsi virran siirtokykyyn myös kaapelihäviölle. Suuremmalla halkaisijalla varaus on pienempi vastus, mikä vähentää energiahäviötä siirrossa 2. Koska korkean jännitteen siirtokaapelien siirtomatka on pitkä, kaapelihäviö on suhteellisen pieni, joten kaapelin halkaisijaa voidaan asianmukaisesti pienentää. Alhaisen jännitteen kaapeli lyhyemmällä matkalla aiheuttaa suurempia kaapelihäviöitä, joten sen halkaisijan tulee olla paksumpi energiahäviön vähentämiseksi.
Jänniteasteet ja turvallisuusvaatimukset
Korkean jännitteen kaapelien jänniteaste on korkeampi, ja ne käytetään yleensä pitkän matkan siirtoon, ja niiden vaatimukset sähköjohtojen eristyksen osalta ovat myös korkeammat. Jotta varmistetaan kaapelien turvallinen toiminta ja estetään sähkökentän vaikutukset ulkoiseen maailmaan, vaikka korkean jännitteen kaapelin halkaisija on pieni, sen eristysmateriaalit ja -rakenteet voivat olla monimutkaisempia.
Mekaaninen vahvuus ja kestävyys
Vaikka korkean jännitteen kaapelissa kulkeva virta on pieni, pitkäaikaisen toiminnan ja mahdollisten äärimmäisten sääolosuhteiden, kuten tuulen ja jäätä, huomioon ottaen, korkean jännitteen kaapelin halkaisijan tulee olla riittävä mekaaninen vahvuus kestää nämä kuormat.6
Yhteenvetona, pääasiallinen syy siihen, miksi korkean jännitteen kaapelin halkaisija on suurempi kuin alhaisen jännitteen kaapelin, on virtaerot, jotka johtuvat energiansäästön periaatteesta, kaapelihäviön hallinnasta, turvallisuus- ja mekaanisten vahvuusvaatimusten. Nämä tekijät yhdessä määräävät erilaisen valinnan kaapelin halkaisijalle korkean ja alhaisen jännitteen kaapelien suunnittelussa.
