สายส่งไฟฟ้าเป็นส่วนสำคัญของโครงข่ายไฟฟ้า, การลำเลียงไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าไปยังสถานีไฟฟ้าย่อยก่อนส่งถึงบ้าน, ธุรกิจ, และผู้ใช้รายอื่น. มีวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์มากมายที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและการดำเนินงาน. นี่คือวิธีการทำงาน:
- การผลิตพลังงานไฟฟ้า: เริ่มแรก, โรงไฟฟ้าผลิตกระแสไฟฟ้า, โดยปกติโดยการแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า. สิ่งนี้เกิดขึ้นด้วยวิธีการต่างๆ, เหมือนการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล, ปฏิกิริยานิวเคลียร์, หรือใช้ทรัพยากรหมุนเวียนเช่นพลังงานลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์.
- หม้อแปลงไฟฟ้าแบบสเต็ปอัพ: หลังรุ่น, โดยปกติแล้วไฟฟ้าจะมีแรงดันไฟฟ้าค่อนข้างต่ำ. จากนั้นจะถูกส่งผ่านหม้อแปลงไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้า, ซึ่ง 'ก้าวขึ้นไป’ แรงดันไฟฟ้า. ซึ่งทำได้เนื่องจากการส่งแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่า – จะช่วยลดการสูญเสียพลังงานเนื่องจากความต้านทานในสายไฟ (I^2R สูญเสีย).
- ระบบส่งไฟฟ้าแรงสูง: จากนั้นไฟฟ้าจะถูกส่งผ่านสายส่ง. เส้นเหล่านี้มักทำจากอลูมิเนียมหรือทองแดง, ซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี. เสาส่งสัญญาณจะถูกยกให้สูงเหนือพื้นดินเพื่อป้องกันอันตรายจากการสัมผัสกับพื้นดินหรือสิ่งของที่อยู่บนพื้น, และเพื่อลดการสูญเสียพลังงานเนื่องจากความจุไฟฟ้า.
- อินซูเลเตอร์: สายไฟติดอยู่กับหอคอยผ่านฉนวน, มักทำจากพอร์ซเลนหรือแก้ว. ฉนวนมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากจะป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลลงมาจากหอคอยและลงสู่ดิน.
- หม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์: เมื่อไฟฟ้าถึงที่หมายแล้ว (มักจะเป็นสถานีย่อย), มันต้องผ่านหม้อแปลงอีกตัวหนึ่ง, ซึ่ง 'ก้าวลง'’ แรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นเพื่อจำหน่ายให้กับบ้านเรือนและสถานประกอบการ.
- การกระจาย: ขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการคือการจ่ายไฟฟ้าให้กับผู้ใช้ปลายทาง. ซึ่งมักทำผ่านสายไฟขนาดเล็ก, โดยนำหม้อแปลงกลับมาใช้เพื่อลดแรงดันไฟให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยสำหรับใช้ในบ้านและสถานประกอบการ.
ในการออกแบบและก่อสร้างสายส่งและเสา, วิศวกรต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ. ซึ่งรวมถึงภาระทางไฟฟ้าที่สายไฟต้องแบกด้วย, ภูมิประเทศที่เส้นต้องผ่าน, สภาพอากาศ, ข้อกังวลด้านความปลอดภัย, และอื่น ๆ. เส้นต้องสามารถทนต่อลมได้, ฝน, หิมะ, และน้ำแข็ง, และหอคอยต้องแข็งแรงพอที่จะรับน้ำหนักของเส้นได้ในระยะยาว. ความสูง, ออกแบบ, และต้องคำนึงถึงวัสดุของหอคอยด้วยเพื่อให้มั่นใจ ประสิทธิภาพสูงสุด และความทนทาน.