Qual è il motivo per cui i cavi ad alta tensione hanno un diametro maggiore rispetto a quelli a bassa tensione

Analisi delle ragioni per cui il diametro della linea ad alta tensione è maggiore di quello della linea a bassa tensione

Il diametro della linea ad alta tensione è maggiore di quello della linea a bassa tensione, principalmente a causa dei seguenti motivi:

Risparmio energetico e abbinamento della potenza

Secondo la legge di conservazione dell'energia, il trasformatore mantiene costante la potenza durante la conversione del voltaggio. Anche a livelli di tensione diversi, la potenza totale in ingresso e in uscita è la stessa 1. Poiché, quanto più alto è il voltaggio, tanto minore è la corrente (secondo la formula P = V * I, quando la potenza è costante, il voltaggio è inversamente proporzionale alla corrente), la corrente della linea ad alta tensione è minore, e il diametro della linea può essere naturalmente ridotto. Al contrario, le linee a bassa tensione hanno un diametro maggiore perché devono trasmettere una corrente maggiore per soddisfare le stesse esigenze di potenza.

Considerazioni sulle perdite di linea

Il diametro di una linea influenza non solo la capacità di trasmettere corrente, ma anche le perdite di linea. Un filo con un diametro maggiore ha una resistenza inferiore, che riduce le perdite di energia durante la trasmissione 2. Poiché la distanza di trasmissione delle linee ad alta tensione è lunga, le perdite di linea sono relativamente piccole, quindi il diametro della linea può essere opportunamente ridotto. Le linee a bassa tensione, a causa della breve distanza, presentano perdite di linea relativamente maggiori, necessitando quindi di un diametro di linea più spesso per ridurre le perdite di energia.

Classi di tensione e requisiti di sicurezza

Il livello di tensione delle linee ad alta tensione è più elevato, solitamente utilizzato per la trasmissione a lunga distanza, e i requisiti di isolamento per i cavi sono anche più elevati. Per garantire l'operatività sicura della linea e prevenire l'influenza del campo elettrico sull'esterno, sebbene il diametro della linea ad alta tensione sia piccolo, i materiali e la struttura isolanti possono essere più complessi.

Resistenza meccanica e durata

Anche se la corrente della linea ad alta tensione è piccola, considerando l'operazione a lungo termine e le possibili condizioni meteorologiche estreme, come vento e ghiaccio pesante, il diametro della linea ad alta tensione deve avere una sufficiente resistenza meccanica per sopportare questi carichi.6

In sintesi, la principale ragione per cui il diametro della linea ad alta tensione è maggiore di quello della linea a bassa tensione è la differenza di corrente causata dal principio di conservazione dell'energia, il controllo delle perdite di linea, i requisiti di sicurezza e di resistenza meccanica. Questi fattori insieme determinano la scelta differente del diametro della linea nel progetto delle linee ad alta e a bassa tensione.