До ліній надвисокої напруги (СВН) слід відносити лінії, що працюють під напругою від 330 до 1150 кВ, такі лінії, як правило, називають системоутворюючими. Сукупність міжсистемних ліній надвисокої напруги являє собою Єдину Енергосистему країни, а також зв'язок з енергосистемами суміжних держав.
Необхідність застосування високих рівнів напруги обумовлена необхідністю зниження втрат, які знаходяться в обернено пропорційній залежності від величини напруги. Лінії СВН розраховані на передачу значних величин потужностей, тому вихід з ладу хоча б однієї системоутворюючою лінії, призводить до важких аварій в енергосистемі.
З вищесказаного випливає, що до надійності таких ліній пред'являються найвищі вимоги. Деякі конструкційні рішення дозволяють підвищити надійність і економічну ефективність ліній надвисоких напруг.
Однією з відмінних рис ліній СВН є застосування розщепленої фази. Кожна фаза являє собою конструкцію, що складається з декількох проводів, розташованих в просторі по вершинах правильних багатокутників.
Протягом прольоту фазного проводу між опорами правильне розташування проводів в просторі досягається установкою металевих розпірок.
Кількість проводів у фазі визначається розрахунковим шляхом, на підставі порівняння декількох варіантів. Виходячи з досвіду, встановлено оптимальну кількість проводів для ліній СВН:
Причини використання розщепленої фази
Застосування обумовлено тут декількома факторами: збільшенням пропускної спроможності, зниженням втрат на «корону», зниженням напруженості і як наслідок зменшенням генерації перешкод для високочастотного зв'язку.
Виготовлення такого проводу, вимагає спеціальної технології. До того ж, транспортування і монтаж проводу такого перетину, представляється вельми не зручним і витратним. До всього вище сказаного можна додати, що застосування одного проводу великого перерізу вкрай неефективне через поверхневого ефекту.
Це означає, що щільність струму буде зміщена до поверхні проводу, а середня частина перетину використовуватися не буде. Застосовуючи технологію розщепленої фази, загальне перетин набирають підсумовуванням перетинів окремих проводів.
Другою причиною застосування технології розщепленої фази є необхідність зниження напруженості, яка в свою чергу призводить до додаткових втрат на «корону», і генерації радіоперешкод для високочастотного зв'язку.
Надвисокі рівні напруг в системоутворюючих лініях електропередач призводять до утворення навколо проводів електричного поля високої напруженості, при якій виникає коронний розряд на проводах, що знаходиться в прямій пропорційній залежності від діаметра фазного проводу.
Чим вище показник рівня напруженості, при якій починається коронний розряд, тим менше втрати на корону. Якщо поодинокі проводу невеликого перерізу розмістити в вершинах правильного багатокутника, то таку систему можна розглядати як один еквівалентний провід.
При визначенні кількості проводів в розщепленої фази повинні бути враховані і механічні показники фазного проводу. За механічної міцності, повинні бути дотримані нижні можливі межі діапазону сумарного перетину проводів фази:
- для ПЛ 330 кВ - не менше 500 мм 2,
- 500 кВ - 900 мм 2,
- 750 кВ - 1200 мм 2,
- 1150 кВ - 4000 мм 2.
Верхня межа діапазону сумарного перетину фази:
Однак, розрахунок кількості проводів в фазі не зводиться тільки до умов коронного розряду і зниження радіоперешкод. При розрахунках повинні враховуватися такі фактори, як: збільшення ємності лінії, при збільшенні перерізу фазного проводу, збільшення витрат на компенсацію реактивної потужності.
При збільшенні ємності фази зростає і напруженість електричного поля під проводами ПЛ, а значить для зниження впливу цього поля на навколишнє середовище, необхідно збільшити габарити лінії, за рахунок збільшення висоти опор, що також впливає на капіталовкладення в будівництво ЛЕП.
Слід враховувати, що з ростом рівнів напруги, з'являється розбіжність розрахунків перетину з економічної щільності струму і за умовами корони. Застосування розщепленої фази є лише однією з особливостей, що відрізняє лінії СВН від ліній з більш низькими рівнями напруг.