Электр қуатын беру желілерінің құрылысы мен таратылуы

Кіріспе

Электр қуатын бұқаралық беру және таратуға арналған жер үсті құрылымдары – электр қуатын жалпы таратуға арналған электр желілері.

Әуе электр желісі – электр қуатын ұзақ қашықтықтарға беру және тарату үшін қолданылатын құрылым. Ол мұнаралар немесе тіреулерге ілінген бір немесе бірнеше өткізгіштерден (көбінесе үштің еселенгенінен) тұрады. Қоршаған ауа жақсы салқындатуды қамтамасыз етеді, ұзақ бойында оқшаулауға мүмкіндік береді және оптикалық тексеруді жеңілдетеді, сондықтан әуе электр желілері электр энергиясының үлкен көлемін берудің ең тиімді әдісі болып табылады.

Құрылыс

Желілерді ұстауға арналған мұнаралар ағаштан (өсірілген немесе ламинатталған), болаттан немесе алюминийден (торлы құрылымдар немесе түтікшелі тіректер), бетоннан және кейде нығайтылған пластиктен жасалады. Желідегі жалаңаш сымдар әдетте алюминийден (жай немесе болатпен нығайтылған, немесе көміртегі және шыны талшығы сияқты композиттік материалдардан) жасалады, бірақ орташа кернеуді таратуда және тұтынушыларға төмен кернеуді қосуда кейбір мыс сымдар қолданылады. Әуе электр желісін жобалаудың басты мақсаты – желіге қауіпті тиісуді болдырмау үшін, қуатты өткізгіштер мен жер арасындағы қажетті аралықты сақтау, сондай-ақ өткізгіштерге сенімді тіреу, дауылдарға, мұзға, жер сілкінісіне және басқа да зақымдану мүмкіндіктеріне төзімділікті қамтамасыз ету болып табылады. Бүгінде кейбір әуе желілері өткізгіштер арасында 765 000 вольттан жоғары кернеумен жұмыс істейді, ал кейбір жағдайларда одан да жоғары кернеулерге қол жеткізілуі мүмкін.

Құрылыстар

Ауа желілерінің тіреу құрылымдары желі түріне қарай әртүрлі пішіндерде болады. Бұл құрылымдар қарапайым ағаш бағаналар түрінде болуы мүмкін, олар тікелей жерге орнатылып, өткізгіштерді ұстап тұру үшін бір немесе бірнеше көлденең тіреулерді немесе бағананың қабырғасына бекітілген изоляторларға ілінген өткізгіштермен "қолсыз" конструкцияны қолдайды. Құбырлы болат бағаналар көбінесе қалалық аймақтарда қолданылады. Жоғары кернеулі желілер жиі торлы болат мұнаралар немесе пилондарда орнатылады. Алшақ аудандарда алюминий мұнараларды тікұшақтармен орнату мүмкін. Бетон бағаналар да пайдаланылған. Кейбір белгілерге түнгі уақытта ескерту үшін жыпылықтайтын шамдар кіреді.

Сұлбалар

Бір контурлы беріліс желісі тек бір контурға арналған өткізгіштерді тасымалдайды. Үш фазалық жүйе үшін бұл әрбір тіреуші мұнара үш өткізгішті ұстайтынын білдіреді. Қос контурлы беріліс желісінде екі контур болады. Үш фазалық жүйелерде әрбір тіреуші мұнара алты өткізгішті ұстап, оқшаулайды. Тракциялық токқа арналған бір фазалық айнымалы ток желілері екі контур үшін төрт өткізгіштен тұрады. Әдетте, екі контур да бірдей кернеуде жұмыс істейді. HVDC жүйелерінде әдетте бір желіге екі өткізгіш орнатылады, бірақ сирек жағдайларда жүйенің бір полюсі ғана тіреуші мұнаралар жиынтығында орнатылады. Германия сияқты кейбір елдерде 100 кВ-тан жоғары кернеулі электр желілерінің көпшілігі қос, төрт, ал сирек жағдайларда тіпті алты контурлы желілер түрінде жүзеге асырылады, себебі құқықтар шектеулі. Кейде барлық өткізгіштер тіреушілерді орнатумен бірге орнатылады, ал көбінесе кейбір контурлар кейін орнатылады. Қос контурлы беріліс желілерінің кемшілігі – оларды күтіп-жөндеу қиын болуы мүмкін, себебі жоғары кернеуге жақын жұмыс істеу немесе екі контурды өшіру қажет. Егер ақаулық туындаса, екі жүйе де зардап шегуі мүмкін. Ең ірі қос контурлы беріліс желісі – Кита Иваки электр желісі.

Изоляторлар

Изоляторлар өткізгіштерді ұстап тұрып, қалыпты жұмыс кернеуіне және коммутация мен молниядан туындайтын импульстік кернеулерге төтеп беруі керек. Изоляторлар негізінен штыбтық типке, ол өткізгішті құрылымның үстінде ұстайды, немесе аспа типке жіктеледі, онда өткізгіш құрылымның астында ілінеді. Кернеу изоляторының ойлап табуы жоғары кернеуді пайдалануға мүмкіндік берген маңызды фактор болды. 19 ғасырдың соңында телеграфтық типтегі штыбтық изоляторлардың шектеулі электрлік беріктігі кернеуді 69 000 вольттан аспауға шектеді. 33 кВ-қа дейін (Солтүстік Америкада 69 кВ) екі тип те жиі қолданылады. Қытай 1100 кВ ең жоғары жүйелік кернеуі бар полимер изоляторларды жасады, ал Үндістан қазіргі уақытта 1200 кВ (ең жоғары жүйелік кернеу) желісін әзірлеп жатыр, ол бастапқыда 400 кВ-қа дейін зарядталатын болып, кейін 1200 кВ желісіне дейін жаңартылады. Аспа изоляторлар бірнеше бөліктерден тұрады, жоғары кернеуде изоляторлық дисктердің саны артады. Дискілердің саны желі кернеуіне, молнияға төзімділік талаптарына, биіктікке және тұман, ластану немесе тұзды шашырату сияқты қоршаған орта факторларына байланысты таңдалады. Егер бұл жағдайлар оңтайлы болмаса, ұзын изоляторлар қолданылуы тиіс. Мұндай жағдайларда, ағып кету үшін ұзын сырғу қашықтығы бар ұзын изоляторлар қажет. Кернеу изоляторлар өткізгіштің толық салмағын, сондай-ақ мұздың жиналуынан және желден туындайтын жүктемелерді көтеруге механикалық тұрғыдан жеткілікті берік болуы керек. Порцелин изоляторлар жартылай өткізгіш глазурьмен жабылған болуы мүмкін, сондықтан оқшаулағыш арқылы шағын ток (бірнеше миллиампер) өтеді. Бұл бетін сәл жылытады және тұман мен лас жиналудың әсерін азайтады. Жартылай өткізгіш глазурь сонымен қатар изолятор бірліктерінің тізбегінің бойымен кернеуді тегіс бөлуді қамтамасыз етеді. Полимер изоляторлар табиғаты бойынша гидрофобтық қасиеттерге ие, бұл ылғал жағдайында жұмыс істеу қабілетін жақсартады. Сонымен қатар, зерттеулер көрсеткендей, полимер изоляторларда қажетті сырғу қашықтығы фарфор немесе шыныдан қажеттіге қарағанда әлдеқайда төмен. Бұған қоса, полимер изоляторлардың массасы (әсіресе жоғары кернеуде) салыстырмалы фарфор немесе шыны тізбегінен шамамен 50%-қа дейін 30%-ға дейін аз. Ластануға және ылғалға қарсы жақсы көрсеткіштер осындай изоляторларды қолдануды арттыруда. 200 кВ-тан жоғары кернеуге арналған изоляторлардың қосқыштарына сыныптау сақиналары орнатылуы мүмкін. Бұл изолятордың айналасындағы электр өрісінің таралуын жақсартады және кернеудің өсуі кезінде жарылуға қарсы тұру қабілетін арттырады.

Insulators must support the conductors and withstand both the normal operating voltage and surges due to switching and lightning. Insulators are broadly classified as either pin type, which support the conductor above the structure, or suspension type, where the conductor hangs below the structure. The invention of the strain insulator was a critical factor in allowing higher voltages to be used. At the end of the 19th century, the limited electrical strength of telegraph style pin insulators limited the voltage to no more than 69,000 volts. Up to about 33 kV (69 kV in North America) both types are commonly used. China has already developed polymer insulators having a highest system voltage of 1100 kV and India is currently developing a 1200 kV (highest system voltage) line which will initially be charged with 400 kV to be upgraded to a 1200 kV line. Suspension insulators are made of multiple units, with the number of unit insulator disks increasing at higher voltages. The number of disks is chosen based on line voltage, lightning withstand requirement, altitude, and environmental factors such as fog, pollution, or salt spray. In cases where these conditions are suboptimal, longer insulators must be used. Longer insulators with longer creepage distance for leakage current, are required in these cases. Strain insulators must be strong enough mechanically to support the full weight of the span of conductor, as well as loads due to ice accumulation, and wind. Porcelain insulators may have a semi conductive glaze finish, so that a small current (a few milliamperes) passes through the insulator. This warms the surface slightly and reduces the effect of fog and dirt accumulation. The semiconducting glaze also ensures a more even distribution of voltage along the length of the chain of insulator units. Polymer insulators by nature have hydrophobic characteristics providing for improved wet performance. Also, studies have shown that the specific creepage distance required in polymer insulators is much lower than that required in porcelain or glass. Additionally, the mass of polymer insulators (especially in higher voltages) is approximately 50% to 30% less than that of a comparative porcelain or glass string. Better pollution and wet performance is leading to the increased use of such insulators. Insulators for very high voltages, exceeding 200 kV, may have grading rings installed at their terminals. This improves the electric field distribution around the insulator and makes it more resistant to flash over during voltage surges.

Кондукторлар

Бүгінде беріліс үшін қолданылатын ең көп таралған өткізгіш – алюминий өткізгіш, болатпен күшейтілген (ACSR). Сондай-ақ, толық алюминий қорытпасы өткізгіштері (AAAC) да кеңінен қолданылады. Алюминийдің қолданылу себебі – оның салмағы, бірдей кедергіге ие мыс кабельдің салмағынан шамамен екі есе жеңіл (бірақ арнайы өткізгіштігі төмен болғандықтан диаметрі үлкен), сонымен қатар ол арзан. Өткізгіш – бірлік ұзындығындағы салмағы бірдей болатын иілгіш нысан болғандықтан, екі тіреу арасында тартылған өткізгіштің пішіні катенаға ұқсас. Өткізгіштің көтерілуі (экватордың ең жоғары және ең төменгі нүктелері арасындағы тік қашықтық) температураға және мұз қаптамасы сияқты қосымша жүктемеге байланысты өзгереді. Қауіпсіздік үшін ең төменгі биіктік сақталуы тиіс. Өткізгіштің температурасы, демек ұзындығы ток күші ұлғайған сайын артатындықтан, кейде өткізгіштерді төмен жылулық кеңею коэффициентіне немесе жоғары рұқсат етілген жұмыс температурасына ие түрлеріне ауыстыру арқылы қуатты қабылдау мүмкіндігін (опрайт) арттыруға болады. Мұндай жылулық көтерілуді азайтатын екі өткізгіш – композиттік өзекті өткізгіштер (ACCR және ACCC өткізгіш) деп аталады. ACCC өткізгіші, өткізгіштің жалпы беріктігін арттыру үшін жиі қолданылатын болат өзекті сымдардың орнына, көміртек және шыны талшықтан жасалған өзекті пайдаланады, оның жылулық кеңею коэффициенті болаттың шамамен 1/10 бөлігін құрайды. Композиттік өзектің өзі өткізгіш болмаса да, болаттан әлдеқайда жеңіл және мықты, бұл диаметрі мен салмағын өзгертпестен 28% көбірек алюминийді (төртбұрышты пішіндес сымдарды пайдалану арқылы) енгізуге мүмкіндік береді. Қосылған алюминий мөлшері, электр тогына байланысты, бірдей диаметрлі және салмақты басқа өткізгіштермен салыстырғанда желідегі шығындарды 25-40% дейін азайтуға көмектеседі. Көміртекті өзекті өткізгіштің төмендеу жылулық көтерілуі, оған толық алюминий өткізгішке (AAC) немесе ACSR-ге қарағанда екі есе көп ток (“амперлік сыйымдылық”) тасымалдауға мүмкіндік береді. Электр желілерін және олардың айналасын желілік шеберлер күтіп ұстауы керек, кейде оларға қысыммен жуу құралдары немесе үш есе жылдам жұмыс істейтін дөңгелек аралары бар тікұшақтар көмектеседі. Алайда, бұл жұмыс көбінесе тікұшақтың биіктігі мен жылдамдығы диаграммасындағы қауіпті аймақтарда жүргізіледі, ал ұшқыш осы “сыртқы жүк” әдісіне білікті болуы керек.

The most common conductor in use for transmission today is aluminum conductor steel reinforced (ACSR). Also seeing much use is all aluminum alloy conductor (AAAC). Aluminum is used because it has about half the weight of a comparable resistance copper cable (though larger diameter due to lower specific conductivity), as well as being cheaper. Since a conductor is a flexible object with uniform weight per unit length, the shape of a conductor strung between two towers approximates that of a catenary. The sag of the conductor (vertical distance between the highest and lowest point of the curve) varies depending on the temperature and additional load such as ice cover. A minimum overhead clearance must be maintained for safety. Since the temperature and therefore length of the conductor increase with increasing current through it, it is sometimes possible to increase the power handling capacity (uprate) by changing the conductors for a type with a lower coefficient of thermal expansion or a higher allowable operating temperature. Two such conductors that offer reduced thermal sag are known as composite core conductors (ACCR and ACCC conductor). In lieu of steel core strands that are often used to increase overall conductor strength, the ACCC conductor uses a carbon and glass fiber core that offers a coefficient of thermal expansion about 1/10 of that of steel. While the composite core is nonconductive, it is substantially lighter and stronger than steel, which allows the incorporation of 28% more aluminum (using compact trapezoidal shaped strands) without any diameter or weight penalty. The added aluminum content helps reduce line losses by 25 to 40% compared to other conductors of the same diameter and weight, depending upon electric current. The carbon core conductor's reduced thermal sag allows it to carry up to twice the current ("ampacity") compared to all aluminum conductor (AAC) or ACSR. The power lines and their surroundings must be maintained by linemen, sometimes assisted by helicopters with pressure washers or circular saws which may work three times faster. However this work often occurs in the dangerous areas of the Helicopter height–velocity diagram, and the pilot must be qualified for this "human external cargo" method.

Топтық өткізгіштер

Электр қуатын ұзақ қашықтыққа жеткізу үшін жоғары кернеу қолданылады. 132 кВ-тан жоғары кернеуде короналық разряд пайда болады, ол қуаттың айтарлықтай жоғалуына және байланыс желілеріне кедергі келтіреді. Осы корона әсерін азайту үшін бір фазаға бірнеше өткізгіш немесе жинақы өткізгіштер қолдану ұсынылады. Жинақы өткізгіштер бірнеше параллель кабельдерден тұрады, олар аралықтарда аралықтармен, көбінесе цилиндрлік конфигурацияда біріктірілген. Өткізгіштердің оптималды саны жүктемеге байланысты, бірақ әдетте жоғары кернеулі желілерде ток деңгейі де жоғары болады. American Electric Power компаниясы 765 кВ желілерін бір фазаға алты өткізгіштен тұратын жинақы өткізгіштерді пайдаланып салып жатыр. Аралықтар желдің және қысқа тұйықталу кезіндегі магниттік күштерге төтеп беруі керек. Жинақы өткізгіштер желі маңындағы кернеу градиентін азайтады, бұл короналық разряд мүмкіндігін төмендетеді. Өте жоғары кернеуде бір өткізгіш бетіндегі электр өрісінің градиенті ауаны иондауға жеткілікті, бұл қуатты ысыраптап, қажетсіз дыбыс пен байланыс жүйелеріне кедергі келтіреді. Жинақы өткізгіштерді қоршаған өріс, бір ғана үлкен өткізгішті қоршаған өріске ұқсас, бұл жоғары өріс күшіне байланысты туындайтын мәселелерді азайтатын төмен градиенттерді тудырады. Корона әсерінен туындайтын шығындарды жою арқылы қуат беру тиімділігі артады. Жинақы өткізгіштердің үлкен беті салқындатуды тиімдірек етеді, бұл желідегі шығындарды одан әрі азайтады. Айнымалы ток тасығанда жинақы өткізгіштер тері әсерінен туындайтын бір үлкен өткізгіштің ток өткізу қабілетінің төмендеуіне де жол бермейді. Жинақы өткізгіштің реактивтілігі бір өткізгіштің реактивтілігінен төмен. Желге қарсылығы жоғары болғанымен, желдің әсерінен туындайтын тербеліс жинақы аралықтарда демпферленеді. Жинақы өткізгіштерге түсетін мұз бен жел жүктемесі бірдей көлденең қимасы бар бір өткізгіштен артық болады, сондай-ақ жинақы өткізгіштерді орнату бір өткізгіштерге қарағанда қиын.

For transmission of power across long distances, high voltage transmission is employed. Transmission higher than 132 kV poses the problem of corona discharge, which causes significant power loss and interference with communication circuits. To reduce this corona effect, it is preferable to use more than one conductor per phase, or bundled conductors. Bundle conductors consist of several parallel cables connected at intervals by spacers, often in a cylindrical configuration. The optimum number of conductors depends on the current rating, but typically higher voltage lines also have higher current. American Electric Power is building 765 kV lines using six conductors per phase in a bundle. Spacers must resist the forces due to wind, and magnetic forces during a short circuit. Bundled conductors reduce the voltage gradient in the vicinity of the line. This reduces the possibility of corona discharge. At extra high voltage, the electric field gradient at the surface of a single conductor is high enough to ionize air, which wastes power, generates unwanted audible noise and interferes with communication systems. The field surrounding a bundle of conductors is similar to the field that would surround a single, very large conductor—this produces lower gradients which mitigates issues associated with high field strength. The transmission efficiency is improved as loss due to corona effect is countered. Bundled conductors cool themselves more efficiently due to the increased surface area of the conductors, further reducing line losses. When transmitting alternating current, bundle conductors also avoid the reduction in ampacity of a single large conductor due to the skin effect. A bundle conductor also has lower reactance, compared to a single conductor. While wind resistance is higher, wind induced oscillation can be damped at bundle spacers. The ice and wind loading of bundled conductors will be greater than a single conductor of the same total cross section, and bundled conductors are more difficult to install than single conductors.

Жерге қапталған сымдар

Ауа электр желілері көбінесе жер өткізгішімен (қақпақ сым, статикалық сым немесе жер үсті сымы) жабдықталады. Жер өткізгіші әдетте, фазалық өткізгіштерге тікелей найзағай соғу ықтималдығын азайту үшін тірек құрылымының жоғарғы жағында жерге (жерге) орналастырылады. Жерге тұйықталған бейтарап схемаларында ол ақау тоқтары үшін жермен қатар жүретін қосымша жол ретінде де қызмет етеді. Өте жоғары кернеулі беріліс желілерінде екі жер өткізгіші болуы мүмкін. Олар ең жоғары көлденең арқалықтың шеткі шеттерінде, екі V пішінді тіреу нүктелерінде немесе жеке көлденең қолдарда орналасады. Ескі желілерде қалқан сымының орнына кейбір аралықтарда ток шектегіштері қолданылуы мүмкін; мұндай конфигурация көбінесе АҚШ-тың ауылдық аймақтарында кездеседі. Желіні найзағайдан қорғау арқасында, подстанциялардағы аппараттардың конструкциясы оқшаулауға түсетін жүктеме азайғандықтан жеңілдетіледі. Беріліс желілеріндегі қалқан сымдарына оптикалық талшықтар (оптикалық жер сымдары/OPGW) енгізілуі мүмкін, олар қуат жүйесін басқару және байланыс үшін қолданылады. Кейбір HVDC түрлендіргіш станцияларында жер сымы алыс жерге қосылған электродқа қосылу үшін электрод желісі ретінде де пайдаланылады. Бұл HVDC жүйесіне жерді бір өткізгіш ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Жер өткізгіші фазалық өткізгіштердің үстінде орналасқан кішкентай изоляторларға бекітіледі, олар найзағайдан қорғайтын құрылғылармен байланыстырылған. Изоляция пилонның электрохимиялық коррозиясына жол бермейді. Орта кернеулі тарату желілері бір немесе екі қалқан сымын пайдалана алады, немесе жоғары кернеулі жүйелерде бейтарап сымын қамтамасыз ету және биік көліктердің немесе жабдықтың тоқ өткізгіш сымға тиюінен қорғану үшін фазалық өткізгіштердің астына жерге қосылған өткізгішпен жабдылуы мүмкін. Бұрынғы Кеңес Одағындағы кейбір жоғары кернеулі электр желілерінде жер сымы ПЛК жүйелері үшін қолданылады және тіреулердегі изоляторларға орнатылады.

Оқшауланған өткізгіштер мен кабельдер

Үстіне оқшауланған кабельдер сирек қолданылады, әдетте қысқа қашықтықтарда (бір километрден кем) қолданылады. Оқшауланған кабельдерді оқшаулағыш тіректерсіз тікелей құрылымдарға бекітуге болады. Ауамен оқшауланған жалаңаш өткізгіштерден тұратын әуе желісі, әдетте, оқшауланған өткізгіштерден тұратын кабельге қарағанда арзан. Көбірек қолданылатын тәсіл – "жабық" желілік сым. Ол жалаңаш кабель ретінде қарастырылады, бірақ көбінесе жануарлар үшін қауіпсіз болады, себебі кабельдердегі оқшаулау үлкен қанатты жыртқыштардың сымдарға тиіп кеткен жағдайда аман қалу ықтималдығын арттырады және сымдардың жалпы қауіптілігін азайтады. Мұндай сымдар көбінесе АҚШ-тың шығысында және ағаштар көп орманды аймақтарда кездеседі, онда сымдарға ағаштардың тиюі мүмкін. Бір ғана кемшілігі – құны, себебі оқшауланған сым көбінесе оның жалаңаш әріптесінен қымбат. Көптеген коммуналдық компаниялар жабық желілік сымды соқпақ материал ретінде қолданады, мысалы, жер астындағы тік көтеріліс/құдықтарда, қайта қосылатын құрылғыларда, ажыратқыштарда және т.б., онда сымдар бағанда бір-біріне жақын орналасқан.

Дамперлер

Электр желілері желдің әсерінен аэроэластикалық дірілге ұшырауы мүмкін болғандықтан, дірілді азайту үшін желілерге көбінесе Стокбридж демпферлері орнатылады.

Төмен кернеу

Төмен кернеулі әуе желілері шыны немесе керамикалық оқшаулағыштарда орналасқан жалаңаш сымдарды немесе әуеде жиналған кабельдік жүйені пайдалануы мүмкін. Сымдардың саны екіден (көбінесе фазалық және бейтарап сым) алтыға дейін (үш фазалық сым, бөлек бейтарап және жер сымы, сондай-ақ ортақ қосқыштан қуат алатын көше жарығы) болуы мүмкін; ең көп кездесетін жағдай – төрт сым (үш фазалық және бейтарап сым, мұнда бейтарап сым қорғаныш жерге қосу сымы ретінде де қолданылуы мүмкін).

Пойыздың қуаты

Аэрожелілер немесе әуе сымдары трамвайларға, троллейбустарға немесе пойыздарға электр энергиясын жеткізу үшін қолданылады. Аэрожелі бір немесе бірнеше әуе сымынан тұрады, олар рельс жолдарының үстінде орналасқан. Аэрожелі бойымен белгілі бір аралықта орналасқан қоректендіру станциялары жоғары кернеулі желіден қуат алады. Кейбір жағдайларда төмен жиілікті айнымалы ток қолданылады және арнайы көліктік ток желісі арқылы таратылады.

Қосымша қолдану

Ауа желілері кейде, әсіресе ұзақ, орта және қысқа толқындарды тиімді тарату үшін, таратушы антенналарды қуатпен жабдықтауға да қолданылады. Осы мақсатта көлденең орналасқан массивтік желі жиі пайдаланылады. Көлденең орналасқан массивтік желі бойында таратушы антеннаның жер желісіне қуат жеткізуге арналған өткізгіш кабельдер сақинаның сыртына бекітіледі, ал сақинаның ішіндегі өткізгіш антеннаның жоғары кернеулі тұрақты қоректендіргішіне жалғанатын изоляторларға бекітіледі.

Аэроэлектр желілерінің астындағы аумақты пайдалану

Электр желісінің астындағы аумақты пайдалану шектеулі, себебі заттар қуатты өткізгіштерге тым жақын болмауы керек. Электр желілері мен тіректері мұз түсіріп, қауіпті жағдай тудыруы мүмкін. Электр желісі астында радио қабылдауы нашарлауы мүмкін, себебі қабылдағыш антеннасы жоғарыдағы өткізгіштермен қоршалғандықтан, сондай-ақ өткізгіштердің оқшаулағыштарындағы және ұштардағы ішінара разрядталудан радио шу туындайды. Электр желілерін қоршаған аумақта қауіпті кедергілер болуы мүмкін, мысалы, желкендермен немесе ауа шарларымен ұшу, баспалдақтарды қолдану немесе техниканы пайдалану. Әуежайлар маңындағы тарату және беру желілері карталарда көрсетіледі, ал желілердің өзінде пилоттарды өткізгіштердің бар екендігі туралы ескерту үшін айқын пластикалық шағылыстырғыштар орнатылады. Электр желілерін салу, әсіресе жабайы жерлерде, қоршаған ортаға елеулі әсер етуі мүмкін. Мұндай жобаларға қатысты экологиялық зерттеулерде бұталарды кесудің әсері, көшпенді жануарлардың қозғалыс бағыттарының өзгеруі, жыртқыштар мен адамдардың желі бойымен кіру мүмкіндігі, өзендерді кесіп өтетін жерлерде балықтардың мекендеу ортасының бұзылуы және басқа да факторлар қарастырылуы мүмкін.

Авиациялық апаттар

Жалпы авиация, дельтапланерлік, парапланерлік, парашют спорты, әуе шарымен ұшу және желкен қанатын ұшыру электр желілерімен кездейсоқ жанасудан сақтануы керек. Көптеген желкендерді сатушылар пайдаланушыларды электр желілерінен алыс болуға ескертеді. Ұшақтар электр желілеріне шағылысқанда адам өліміне оқиғалар болады. Кейбір электр желілері кедергі белгілерімен белгіленген, әсіресе әуежайлардың жанында немесе су астына қондырылатын ұшақтарға арналған су жолдарының үстінде. Электр желілерін орналастыру кейде дельтапланерлер пайдаланатын жерлерді алып жатады.

Тарих

Электр импульстарын ұзақ қашықтыққа жеткізуді алғаш рет 1729 жылдың 14 шілдесінде физик Стивен Грей көрсетті. Демонстрация кезінде жібек жіптермен ілінген ылғалды қанап арқандары қолданылды (сол кезде металл өткізгіштердің төмен кедергісі бағаланбаған). Дегенмен, әуе желілерін алғашқы практикалық қолданысы телеграф саласында болды. 1837 жылға қарай коммерциялық телеграф жүйелері 20 км (13 миль) қашықтыққа дейін жұмыс істеді. Электр қуатын беру 1882 жылы Мюнхен мен Мисбах арасында (60 км) алғашқы жоғары кернеулік беру арқылы іске асырылды. 1891 жылы Франкфурттағы Халықаралық электр көрмесінде Лауфен мен Франкфурт арасында алғашқы үш фазалы айнымалы ток желісі салынды. 1912 жылы 110 кВ әуе электр желісі пайдалануға берілді, ал 1923 жылы 220 кВ әуе электр желісі пайдалануға берілді. 1920 жылдары RWE AG осы кернеуге арналған алғашқы әуе желісін салды және 1926 жылы 138 метрлік екі тірегі бар Voerde пилондарымен Рейн арқылы өтуді салды. 1953 жылы АҚШ-тағы American Electric Power компаниясы алғашқы 345 кВ желісін пайдалануға берді. 1957 жылы Германияда алғашқы 380 кВ әуе электр желісі іске қосылды (трансформаторлық станция мен Rommerskirchen арасында). Сол жылы Италияда Мессина бұғазы арқылы өтетін әуе желісі пайдалануға берілді, оның пилондары Эльба арқылы өтуге қызмет етті. Бұл 1970 жылдардың екінші жартысында Эльба өткелінің 2-ші құрылысының үлгісі ретінде пайдаланылды, онда әлемдегі ең биік әуе желілерінің пилондары салынды. Одан бұрын, 1952 жылы, Швецияда алғашқы 380 кВ желісі пайдалануға берілді, оңтүстіктегі халық көп шоғырланған аймақтар мен солтүстіктегі ең ірі су электр станциялары арасындағы 1000 км (625 миль) қашықтықта. 1967 жылдан бастап Ресейде, сондай-ақ АҚШ және Канадада 765 кВ кернеулі әуе желілері салынды. 1985 жылы Көкшетау мен Екібастұз электр станциясы арасында КСРО-да әуе электр желісі салынды, бұл 1150 кВ үш фазалы айнымалы ток желісі болды. 1999 жылы Жапонияда 1000 кВ-қа арналған алғашқы электр желісі 2 тізбекпен, Кита Иваки электр желісі салынды. 2003 жылы Қытайда Янцзы өзенінің ең биік көпірінің құрылысы басталды.

The first transmission of electrical impulses over an extended distance was demonstrated on July 14, 1729 by the physicist Stephen Gray. The demonstration used damp hemp cords suspended by silk threads (the low resistance of metallic conductors not being appreciated at the time). However the first practical use of overhead lines was in the context of telegraphy. By 1837 experimental commercial telegraph systems ran as far as 20 km (13 miles). Electric power transmission was accomplished in 1882 with the first high voltage transmission between Munich and Miesbach (60 km). 1891 saw the construction of the first three phase alternating current overhead line on the occasion of the International Electricity Exhibition in Frankfurt, between Lauffen and Frankfurt. In 1912 the first 110 kV overhead power line entered service followed by the first 220 kV overhead power line in 1923. In the 1920s RWE AG built the first overhead line for this voltage and in 1926 built a Rhine crossing with the pylons of Voerde, two masts 138 meters high. In 1953, the first 345 kV line was put into service by American Electric Power in the United States. In Germany in 1957 the first 380 kV overhead power line was commissioned (between the transformer station and Rommerskirchen). In the same year the overhead line traversing of the Strait of Messina went into service in Italy, whose pylons served the Elbe crossing 1. This was used as the model for the building of the Elbe crossing 2 in the second half of the 1970s which saw the construction of the highest overhead line pylons of the world. Earlier, in 1952, the first 380 kV line was put into service in Sweden, in 1000 km (625 miles) between the more populated areas in the south and the largest hydroelectric power stations in the north. Starting from 1967 in Russia, and also in the USA and Canada, overhead lines for voltage of 765 kV were built. In 1985 overhead power line was built in Soviet Union between Kokshetau and the power station at Ekibastuz, this was a three phase alternating current line at 1150 kV. In 1999, in Japan the first powerline designed for 1000 kV with 2 circuits were built, the Kita Iwaki Powerline. In 2003 the building of the highest overhead line commenced in China, the Yangtze River Crossing.

Математикалық талдау

Аэроэлектр желісі – беріліс желісінің бір мысалы. Электр жүйелерінің жиіліктерінде, қалыпты ұзындықтағы желілер үшін көптеген пайдалы жеңілдетулер жасау мүмкін. Электр жүйелерін талдау үшін таратылған кедергі, тізбекті индуктивтілік, параллель ағып кету кедергісі және параллель сыйымдылық тиісті жиынтық мәндермен немесе оңайлатылған схемалармен алмастырылуы мүмкін.