Напряжение электрической сети, в чем секрет передачи огромной энергии с минимальными потерями?

1887 год, именно тогда гений Теслы дал о себе знать, когда он открыл основы генерации и передачи переменного напряжения, его неуклонные действия привели к созданию первой электростанции переменного тока, а затем и линии электропередач. Следствием этого открытия являются линии высокого, среднего и низкого напряжения, которые отвечают за распределение энергии по всему миру.

Генезис открытия электричества, откуда исходит первичный спрос на энергию

Начало истории электротехники, как и большинство преимуществ сегодняшней техники, следует искать во временах древней цивилизации. Греки задолго до вспышки первой лампочки Томаса Эдисона узнали о явлениях в области электростатики, потирая кусочком янтаря о шерсть животных, благодаря чему камень приобрел способность притягивать тонкую пыльцу и мелкие осколки металлы.

Затем, в средневековье Европы, эта тема потеряла интерес изобретателей до открытия версориума Уильямом Гилбертом. Этот прибор был предшественником современных измерительных приборов и положил начало области науки, известной сегодня как электрическая метрология, а именно он позволил обнаружить присутствие статически заряженных тел.

Бенджамин Франклин, один из отцов-основателей США, также внес свой вклад в развитие энергетической отрасли. Он провел ряд экспериментов с воздушными змеями, ставшими прообразом современных молниеотводов и создателем защиты от электрических разрядов через заземление.

С другой стороны, наиболее выдающимися деятелями, широко популяризировавшими электротехнику и создавшими технические решения, которые до сих пор используются в промышленности, являются, несомненно, Томас Эдисон, автор генераторов постоянного тока , энергия которых используется и сегодня, например, на железных дорогах, и Никола Тесла, создатель первого  асинхронного двигателя и многофазной системы, без которой невозможно представить сегодняшний мир.

Создание надежных унифицированных конструкций жестких поперечин имеет важную роль в электрификации ж/д транспорта. В настоящее время надежность и долговечность ригелей жестких поперечин контактной сети достигается повышением коррозионной стойкости деталей и изменением их конструкции, в частности, увеличением сечения элементов решетки, увеличением количества поперечных диагоналей.
На сегодняшний день подвеска деталей контактной сети в условиях многопутных перегонов и на станциях осуществляется с использованием ригелей контактной сети.

Что такое высокое, среднее и низкое напряжение?

Первый вопрос, на который нужно ответить, будет «Что такое напряжение?». Физики определяют это явление как разницу в электростатическом потенциале, если это вам мало что говорит, то ничего страшного, не все отличники в электротехнике, и трудно себе представить разницу потенциалов невидимых зарядов порядка двух к три фемтометра. Чаще всего для объяснения самого явления напряжения для сравнения используют гидравлическую систему, где текущая вода является эквивалентом электрического тока, являющегося результатом форсирования, вызванного напряжением, и тока, с которым вода потоки в трубе являются результатом принудительного давления воды, протекающей по трубе.

Интересно и то, что за годы развития в области производства, распределения и приема электроэнергии, а также машин и устройств, берущих эту энергию из сети, в энергетике произошло разделение напряжений на следующие:

Высокое напряжение – это напряжение в цепях переменного тока величиной, превышающей одну тысячу вольт для частоты равной или меньшей шестидесяти герц, в случае цепей постоянного тока превышающее значение одной тысячи пятисот вольт.

Однако если говорить об интересующих нас вопросах энергетики, то под высоким напряжением будет пониматься напряжение свыше шестидесяти тысяч вольт, но не более четырехсот тысяч вольт, выше этого предела бывает только самое высокое напряжение.

Среднее напряжение – так можно назвать любое напряжение, номинальное значение которого превышает тысячу вольт и равно или меньше шестидесяти тысяч вольт.

Низкое напряжение – это напряжение, значение которого для систем переменного тока не превышает одной тысячи вольт, а для систем постоянного тока меньше значения одной тысячи пятисот вольт. Также стоит упомянуть о длительном контактном напряжении , в остальном приемлемом в качестве безопасного напряжения.которое при нормальных условиях окружающей среды не должно превышать значения пятидесяти вольт для цепей переменного тока и ста двадцати вольт для систем постоянного тока. Несколько иначе обстоит дело с безопасным напряжением в так называемых неблагоприятных условиях, то есть, например, во влажных помещениях, где величина напряжения для цепей переменного тока не может превышать двадцати пяти вольт, а для систем постоянного тока – шестидесяти вольт. Однако самые низкие значения безопасного напряжения будут иметь место в особо неблагоприятных условиях, это условия, в которых мы не сможем избежать контакта с высокопроводящими материалами, например, в бассейне или сауне.

Какие приложения в передаче энергии найдут высокое, среднее и низкое напряжение

Чтобы понять роль вышеупомянутых напряжений в распределении электроэнергии, следует сначала понять понятие потерь при передаче этой энергии. Потеря энергии всегда происходит, когда мы собираемся ее послать, это зависит от величины текущего напряжения и сопротивления энергоносителя. Основные потери, возникающие при распределении энергии, происходят от сопротивления линий электропередачи, где потери равны произведению этого сопротивления на квадрат значения тока, также будет полезен принцип сохранения энергии, согласно которому равнодействующая сопротивления и тока, протекающего через него, будет тепло, т. е. энергия, которая останется потерянной из-за нарастания высокой температуры на линиях электропередачи, что также может оказать негативное влияние на механические характеристики этих линий.

Поэтому исключить потери такого рода можно только за счет уменьшения сопротивления распределительных линий или тока, протекающего по этим линиям, а возможности изменения сопротивления ничтожны из-за огромных затрат на такое обновление сети, изменение текущее значение – детская игра. Достаточно знать, что энергия, передаваемая по данной линии, равна произведению напряжения на силу тока, человек, вооруженный этими знаниями, может легко заключить, что, повышая напряжение сети, оно вызывает уменьшение значения тока и , следовательно, снижает тепловые потери в линии передачи. Стоит отметить, что двукратное увеличение значения напряжения уменьшит потери в четыре раза.

Потери во всех возможных распределительных сетях напряжения также во многом связаны с неправильным обслуживанием устройств, поддерживающих данную сеть, поэтому стоит позаботиться об устранении возможной небрежности в этом вопросе. Если мы говорим об обслуживании данного вида оборудования, нельзя забывать о компании АРМ Энергия, которая предлагает комплексные услуги в области очистки и обслуживания приборов и машин напряжением до ста десяти тысяч вольт. Он также выполняет все необходимые электрические измерения.

Поэтому применение указанных выше напряжений в качестве распределительных сетей имеет следующее распространение:

Сеть передачи высшего напряжения – это сеть ячеистой структуры с многочисленными узлами. Он используется для соединения электростанций, производящих электроэнергию, с трансформаторами, в которых ток наивысшего напряжения распределяется и направляется поставщиками энергии в высоком или среднем напряжении.

Распределительная сеть высокого напряжения – это сеть, в которую подается энергия из сети наивысшего напряжения, несмотря на более низкое значение напряжения этой сети, она не используется как сеть, от которой получатель энергии может получать эту энергию напрямую.

Распределительная сеть среднего напряжения. Трансформаторы этой распределительной сети преобразуют ток высокого напряжения в среднее. Стоит отметить, что трансформаторы среднего напряжения могут использоваться для энергоснабжения потребителей с высоким спросом, например производственных предприятий или складов большой площади.

Сети низкого напряжения – это последний сегмент электроснабжения конечных потребителей, в том числе населения. Окончательная поставка – низковольтная, однофазная, то есть двести тридцать вольт, и трехфазная, четыреста вольт.