ما مقدار الجهد في خطوط الكهرباء؟

الإجابة المباشرة على مقدار الجهد الموجود في خطوط الكهرباء

تحمل خطوط الكهرباء جهدًا يتراوح من منخفض إلى 120 فولت داخل المنزل إلى ما يصل إلى 765.000 فولت على أكبر أبراج الإرسال لمسافات طويلة. يعتمد العدد الدقيق كليًا على المرحلة التي ينتمي إليها الخط في الشبكة. عادةً ما تنقل خطوط النقل التي تنقل الكهرباء من محطة توليد الطاقة عبر المنطقة بينهما 69.000 و 765.000 فولت ، في حين أن خطوط التوزيع التي توصل الطاقة إلى الأحياء عادة ما تكون بينهما 4000 و 35000 فولت . بمجرد وصول الطاقة إلى المبنى، تقوم المحولات بخفض الجهد إلى 120 أو 240 فولت التي تستخدمها المنافذ المنزلية.

يوجد هذا النطاق الواسع لأنه يتم اختيار الجهد على أساس المسافة والحمل والتكلفة. يسمح الجهد العالي للكهرباء بالانتقال لمسافات أبعد مع فقدان أقل للطاقة، في حين أن الجهد المنخفض أكثر أمانًا وعمليًا للاستخدام اليومي داخل المنازل والشركات.

مستويات الجهد عبر الشبكة

يشرح الجدول أدناه نطاقات الجهد النموذجية في كل مرحلة من مراحل الشبكة الكهربائية، بناءً على معايير هندسة المرافق العامة المستخدمة في جميع أنحاء أمريكا الشمالية ومعظم آسيا وأوروبا.

يتراوح الجهد النموذجي حسب قطاع الشبكة، بناءً على معايير المرافق العامة
شريحة الشبكة	نطاق الجهد النموذجي	الاستخدام الشائع
مخرجات الجيل	11.000 إلى 25.000 فولت	الجهد المنتج مباشرة في محطة توليد الكهرباء
خطوط النقل السائبة	230.000 إلى 765.000 فولت	الحركة لمسافات طويلة عبر الولايات أو المناطق
خطوط النقل الفرعية	69.000 إلى 138.000 فولت	نقل الطاقة إلى المحطات الفرعية المحلية
خطوط التوزيع الأولية	4000 إلى 35000 فولت	تغذية الأحياء والمناطق التجارية
خطوط التوزيع الثانوية	120 إلى 480 فولت	اتصال مباشر بالمنازل والمباني الصغيرة

خطوط النقل مقابل خطوط التوزيع

ما يميزهم

تبدو خطوط النقل وخطوط التوزيع مختلفة وتخدم وظائف مختلفة. تعمل خطوط النقل على أبراج شبكية فولاذية عالية، وغالباً ما تتجاوز ارتفاع 100 قدم وتحمل الكهرباء عبر مساحات طويلة من الأراضي المفتوحة. تعمل خطوط التوزيع على أعمدة خشبية أو خرسانية أقصر موجودة على طول الشوارع، وتنقل الكهرباء في الأميال القليلة الأخيرة إلى المنازل والشركات.

تعمل خطوط النقل على تقليل فقد الطاقة عبر مسافات طويلة باستخدام الجهد العالي جدًا
تعمل خطوط التوزيع بجهد منخفض لأنها تغطي مسافات أقصر داخل المدينة أو البلدة
عادة ما تكون أبراج النقل متباعدة بمئات الأقدام مع وجود مساحة واسعة في الأسفل
أعمدة التوزيع متباعدة كثيرًا عن بعضها البعض وهي أكثر شيوعًا في المناطق السكنية

دور معدات توزيع الجهد العالي

قبل أن تصل الكهرباء إلى المنزل، فإنها تمر عبر عدة قطع من معدات توزيع الجهد العالي التي تدير الانتقال من جهد مستوى النقل إلى المستوى الذي يمكن للمنازل والشركات استخدامه بأمان. تشكل هذه المعدات العمود الفقري للشبكة المحلية وتتضمن المكونات التالية.

المحطات الفرعية التنحي

تعمل المحطات الفرعية على تقليل جهد النقل وصولاً إلى جهد التوزيع، مما يؤدي غالبًا إلى خفض مئات الآلاف من الفولتات إلى نطاق قريب من 12000 فولت.

محولات التوزيع

يتم تركيب هذه الوحدات على أعمدة أو وضعها على منصات على مستوى الأرض، وتقوم بإجراء التخفيض النهائي من جهد التوزيع الأولي وصولاً إلى 120 أو 240 فولت المستخدم في الداخل.

أجهزة الاسترداد والمفاتيح

تكتشف هذه الأجهزة الأخطاء الموجودة في الخط وتقوم بمقاطعة الطاقة تلقائيًا، ثم تحاول استعادتها، مما يقلل من مدة انقطاع التيار الكهربائي.

منظمات الجهد

يتم وضع المنظمين على طول مغذيات التوزيع الأطول، ويحافظون على ثبات الجهد مع ارتفاع الطلب وانخفاضه على مدار اليوم.

العوامل التي تحدد مقدار الجهد الذي يحمله الخط

المسافة المقطوعة

كلما زادت الحاجة إلى انتقال الكهرباء، كلما زاد الجهد الكهربي. إن نقل الطاقة لمئات الأميال بجهد منخفض من شأنه أن يهدر كميات هائلة من الطاقة على شكل حرارة، لذا تقوم المرافق برفع الجهد لفترات طويلة وخفضه مرة أخرى بالقرب من نقطة الاستخدام.

الكثافة السكانية والحمولة

غالبًا ما تستخدم المناطق ذات الكثافة السكانية العالية والطلب التجاري أو الصناعي الثقيل جهود توزيع أعلى، مثل 25000 أو 35000 فولت، مقارنة بالمناطق السكنية الأخف التي قد تستخدم 4000 إلى 13000 فولت.

معايير المرافق المحلية

تحدد كل شركة مرافق فئات الجهد المفضلة الخاصة بها بناءً على تاريخ المعدات والتضاريس الإقليمية وتخطيط التكلفة. ولهذا السبب يمكن أن يختلف الجهد الكهربائي على خط التوزيع في مدينة ما عن مدينة مجاورة على الرغم من أن كلاهما يشعران بالتشابه مع السكان.

يأخذ مسار الجهد من المصنع إلى التوصيل

تخرج الكهرباء من محطة توليد الكهرباء بحوالي 11000 إلى 25000 فولت
يقوم محول تصاعدي برفعه إلى مستوى الإرسال، غالبًا 230.000 فولت أو أعلى
ينتقل الخط عبر المنطقة باتجاه محطة فرعية إقليمية
تعمل المحطة الفرعية المتدرجة على خفض الجهد إلى مستوى النقل الفرعي، بالقرب من 69000 إلى 138000 فولت
تعمل محطة فرعية محلية على تقليل الجهد إلى جهد التوزيع الأساسي، والذي يتراوح عادة من 4000 إلى 35000 فولت
يقوم المحول المثبت على عمود أو المثبت على الوسادة بعمل الانخفاض النهائي إلى 120 أو 240 فولت للاستخدام الداخلي

لماذا يؤثر مستوى الجهد على مسافة الأمان

تتطلب خطوط الجهد العالي مزيدًا من الخلوص من المباني والأشجار والأشخاص لأن خطر الانحناء يزداد مع ارتفاع الجهد. يمكن أن يمتد الخط الذي يحمل 500000 فولت عبر عدة أقدام في الهواء الطلق دون اتصال مباشر، في حين يشكل خط الخدمة منخفض الجهد خطرًا أقل بكثير من مسافة قصيرة.

إرشادات عامة للتخليص مرتبطة بفئات الجهد المختلفة
فئة الجهد	الحد الأدنى النموذجي للتخليص
أقل من 50.000 فولت	حوالي 10 أقدام
50.000 إلى 200.000 فولت	حوالي 15 قدم
200.000 إلى 350.000 فولت	حوالي 20 قدم
فوق 350.000 فولت	25 قدمًا أو أكثر

هذه الأرقام هي إرشادات عامة وليست قواعد ثابتة، نظرًا لأن التخليص الدقيق يعتمد على المعدات والتضاريس المحيطة وممارسات المرافق المحلية.

الأسئلة المتداولة حول جهد خط الكهرباء

ما هو مقدار الجهد في خط كهرباء حي عادي

وتنقل معظم خطوط التوزيع السكنية الممتدة على طول الشوارع بينهما 4000 و 13000 فولت ، مع كون 12000 فولت أحد المستويات الأكثر شيوعًا التي تستخدمها المرافق.

ما هو مقدار الجهد الكهربائي في الأبراج الكبيرة على طول الطريق السريع؟

عادةً ما تحمل الأبراج الشبكية الفولاذية الطويلة جهد نقل كبير، والذي يقع عادة بين 230.000 و 500.000 فولت بالرغم من أن بعض الممرات الرئيسية يصل جهدها إلى 765.000 فولت.

كيف ينخفض التيار الكهربائي قبل وصوله إلى المنزل؟

يقوم محول صغير، إما مثبت على عمود مجاور أو موضوع على وسادة بالقرب من الأرض، بإجراء التخفيض النهائي من جهد التوزيع وصولاً إلى 120 أو 240 فولت التي تستخدمها الدوائر المنزلية.

هل خط الجهد العالي دائما أكثر خطورة

يزيد الجهد العالي عمومًا من خطر الانحناء عبر الهواء الطلق، ولهذا السبب تنمو مسافات الخلوص مع ارتفاع الجهد. حتى خطوط الجهد المنخفض تظل خطرة عند الاتصال المباشر، لذا تستحق جميع خطوط الكهرباء الحذر بغض النظر عن فئة الجهد الخاصة بها.

لماذا تحمل بعض خطوط التوزيع جهدا أعلى من غيرها؟

تحدد المرافق جهد التوزيع بناءً على مقدار الحمل الذي تحتاجه المنطقة والمدى الذي يجب أن ينتقل إليه الخط. غالبًا ما تستخدم المناطق ذات الطلب الأكبر 25000 أو 35000 فولت، بينما قد تظل المناطق السكنية الأخف بالقرب من 4000 إلى 13000 فولت.