Розділ 4. Провідникові матеріали.

Залежно від щільності струму в проводах втрати можуть сильно різнитися. Ясно, що при пропущенні певної потужності по лінії електропередач, наприклад для трифазної лінії Р = 3UaI, чим більше напруга мережі, тим більше потужність при тому ж значенні струму. Оскільки втрати визначаються струмом, а передана потужність добутком струму на напругу, то вигідніше переходити на більш високі класи напруги. Тому переходять на усе більш високі напруги, щоб відносно менша частка енергії губилася в проводах. Однак, як буде розказано в лекції по діелектричних характеристиках повітря, неможливо нескінченно підвищувати напруга.

Ясно також, що чим більше струм, тим більше потужність, причому залежність лінійна. Однак з ростом струму втрати енергії ростуть квадратично, тобто набагато сильніше, чим ріст переданої потужності. Збільшення площі перетину проведення послабляє проблему, але, з іншого боку, відбувається збільшення вартості будівництва лінії електропередач, тому що вартість кольорового металу проводів значна. Крім того, збільшення ваги проводів тягне збільшення маси опор, ускладнення монтажу й т.п. У результаті компромісу між збільшенням втрат і збільшенням вартості будівництва домовилися розраховувати проведення лінії на певну компромісну щільність струму, т.зв. економічну щільність струму. Згідно із Правилами пристрою електроустановок (ПУЕ), для міді вона становить 2,5 А/мм² у випадку відкритих проводів при експлуатації 1000-3000 годин у рік, і знижується до 1.8 А/мм² при експлуатації понад 5000 години в рік. Для алюмінію всі цифри приблизно у два рази нижче. Для кабелів усе визначається умовами тепловідводу через ізоляцію й оболонку кабелів, у ПУЕ припустима щільність струму нормується для кожного виду кабелів окремо, як правило, припустима щільність струму ще нижче.