Come funzionano le torri di trasposizione nelle linee di trasmissione?

Ci sono cose come le torri di trasposizione nelle linee elettriche di distribuzione dell'energia. L'idea è che ad esempio ci siano tre conduttori che corrono in parallelo alla stessa altezza e il più a sinistra di essi è la fase A e dopo la trasposizione quello centrale è la fase A e quello più a sinistra nella fase C e B che ora era il mezzo il conduttore ora è quello più a destra. Wikipedia dice che è necessario perché

Il recepimento è necessario in quanto vi è capacità tra conduttori, nonché tra conduttori e terra. Questo in genere non è simmetrico tra le fasi. Trasponendo, la capacità complessiva per l'intera linea è approssimativamente bilanciata.

Non capisco Sono tre fili in parallelo prima della trasposizione e tre fili in parallelo dopo la trasposizione e le distanze tra i fili sono le stesse prima e dopo la trasposizione (e la distanza tra i fili e la terra non può nemmeno essere controllata perché la superficie del terreno è irregolare e cambia nel tempo).

In che modo trasporre tre fili paralleli in tre fili paralleli aiuta a bilanciare la capacità della linea?

Modifica: sepolto nei commenti di una risposta è un collegamento a un'immagine che evidenzia la disposizione delle fasi sulla torre di trasposizione nell'articolo di Wikipedia collegato sopra. L'immagine merita di essere mostrata qui ...

L'immagine mostra tre disposizioni comuni di fili. Ho aggiunto i simboli del condensatore filo-filo, nota che hai anche una capacità filo-terra per ciascun filo. I valori del condensatore diminuiscono all'aumentare della distanza tra i fili.

L'immagine è opera propria, CC BY-SA 3.0

Caso 1, tre fili in un livello (distanze uguali a terra, ma distanze filo-filo diverse):

La capacità dal filo intermedio ai due fili sui lati è maggiore della capacità tra i due fili all'esterno del sistema.

Nel complesso, si desidera avere una capacità approssimativamente uguale da ciascun filo agli altri due fili. Pertanto, mediante la trasposizione dei fili, si crea, in media, una distanza uguale (e capacità) tra tutti i fili l'uno rispetto all'altro.

Caso 2, tre fili disposti a triangolo (pari distanza filo-filo, ma diverse distanze da terra):

Su tutta la lunghezza del sistema, le distanze e i valori di capacità dei tre fili l'uno rispetto all'altro sono uguali, ma la capacità filo-terra è maggiore per i fili più vicini alla terra.

Facendo scambiare i tre fili usando la trasposizione, ogni filo spende una distanza media uguale a terra. Pertanto, i valori di capacità filo-terra corrispondono per il sistema trifase.

Caso 3, I cavi non sono distanziati equamente l'uno rispetto all'altro né a terra

Ora, si finiscono con due motivi per il recepimento lungo la corsa totale della linea.

Questo è lo stesso concetto di fili a doppino intrecciato. Due fili paralleli si accoppiano in modo diverso all'ambiente perché si trovano su lati diversi. Torcendoli, si calcola la media del giunto esterno in modo che sia approssimativamente lo stesso da ciascun filo all'ambiente.

È un po 'più complicato quando hai 3 fili perché vuoi anche bilanciare l'accoppiamento tra i fili. Torcendo periodicamente i tre fili, ciascuno dei fili viene trattato allo stesso modo rispetto all'accoppiamento con terra, gli altri fili e qualsiasi altra cosa intorno. Anche le radiazioni nello spazio sono un problema con grandi linee elettriche. Ancora una volta, vuoi che tutti gli effetti siano uguali tra i tre conduttori.

Le linee elettriche non sembrano attorcigliate a prima vista perché il passo della torsione è miglia. Volete che il passo del twist sia una piccola frazione di lunghezza d'onda e che ci siano ancora dei colpi di scena in una linea in modo che le cose si uniformino bene. A 60 Hz, pochi chilometri è ancora una distanza "breve".

Da BM Weedy's Electric Power Systems 3e (sottolineatura mia):

La spaziatura asimmetrica del conduttore provoca induttanze diverse per ogni fase che causano una caduta di tensione non bilanciata, anche quando le correnti di carico sono bilanciate. La tensione o corrente residua o risultante induce tensioni indesiderate nelle linee di comunicazione vicine. Ciò può essere superato dallo scambio di posizioni dei conduttori: intervalli regolari lungo il percorso, una pratica nota come trasposizione .

Ho visto progetti di linee di trasmissione che richiedevano una spaziatura irregolare dei conduttori (cioè a + 1200mm, + 375mm e -1200mm lungo il braccio trasversale di un palo di legno a forma di T.

Supponiamo di avere tre fili su un piano orizzontale:. . .

Il filo intermedio è adiacente ad altri due fili. Pertanto, sarà influenzato in modo diverso rispetto ai fili all'estremità. Quindi vuoi che ogni filo sia nel mezzo per una certa distanza, in modo che gli effetti si bilancino.

È anche comune avere tre fili in verticale:

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In questo caso, uno dei fili sarà più vicino al suolo rispetto agli altri due, oltre al fatto che uno dei fili si trova tra due fili e gli altri due no.