خطوط انتقال برق بخش مهمی از شبکه برق است, انتقال برق از نیروگاه ها به پست ها قبل از رفتن به خانه ها, کسب و کار, و سایر کاربران. علوم و مهندسی زیادی در طراحی و عملیات آنها دخیل است. در اینجا نحوه کار آنها آمده است:
- تولید برق: در ابتدا, نیروگاه ها برق تولید می کنند, معمولاً با تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی. این امر از طریق روش های مختلف اتفاق می افتد, مانند سوزاندن سوخت های فسیلی, واکنش های هسته ای, یا استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی باد یا خورشیدی.
- ترانسفورماتورهای استپ آپ: بعد از نسل, برق معمولاً در ولتاژ نسبتاً کم است. سپس از طریق ترانسفورماتور در نیروگاه عبور می کند, که 'پله می کند’ ولتاژ. این کار به این دلیل انجام می شود که انتقال ولتاژ بالاتر کارآمدتر است – اتلاف برق ناشی از مقاومت در سیم ها را کاهش می دهد (تلفات I^2R).
- انتقال ولتاژ بالا: سپس برق از طریق خطوط انتقال ارسال می شود. این خطوط معمولاً از آلومینیوم یا مس ساخته می شوند, که رسانای خوبی برای الکتریسیته هستند. آنها در بالای سطح زمین روی دکل های انتقال نگه داشته می شوند تا از هرگونه تماس خطرناک با زمین یا چیزهای روی زمین جلوگیری شود, و کاهش اتلاف توان ناشی از ظرفیت خازنی.
- مقره: سیم ها از طریق مقره ها به برج ها متصل می شوند, اغلب از چینی یا شیشه ساخته می شود. عایق ها بسیار مهم هستند زیرا از جریان الکتریسیته به پایین برج ها و داخل زمین جلوگیری می کنند.
- ترانسفورماتورهای گام به گام: وقتی برق به مقصد رسید (معمولا یک پست), از یک ترانسفورماتور دیگر عبور می کند, که پایین می آید’ ولتاژ به سطح ایمن تر برای توزیع در خانه ها و مشاغل.
- توزیع: مرحله نهایی فرآیند، توزیع برق به کاربران نهایی است. این اغلب از طریق خطوط برق کوچکتر انجام می شود, که مجدداً از ترانسفورماتورها برای پایین آوردن ولتاژ به سطحی استفاده می کنند که برای استفاده در خانه ها و مشاغل ایمن است.
در طراحی و ساخت خطوط انتقال و دکل ها, مهندسان باید تعدادی از عوامل را در نظر بگیرند. اینها شامل بار الکتریکی است که خطوط باید حمل کنند, زمینی که خطوط باید از روی آن عبور کنند, شرایط آب و هوایی, نگرانی های ایمنی, و بیشتر. خطوط باید در برابر باد مقاومت کنند, باران, برف, و یخ, و برج ها باید به اندازه کافی قوی باشند تا وزن خطوط را در دهانه های طولانی تحمل کنند. ارتفاع, طرح, و مواد برج ها نیز باید برای اطمینان در نظر گرفته شود عملکرد بهینه و دوام.