Przewody napowietrzne gołe do przesyłu i dystrybucji energii w sieciach energetycznych

Charakterystyczną cechą wyróżniającą napowietrzne przewody gołe spośród innych nośników energii jest wykorzystanie powietrza jako naturalnej izolacji dla wiszących w linii przewodów, specjalnie zaprojektowane izolatory instaluje się jedynie w miejscach podwieszenia przewodów na słupach. Brak konieczności stosowania dodatkowych materiałów izolacyjnych oraz stosunkowo prosta i tania konstrukcja w połączeniu z dobrze opanowanymi technikami montażu składają się na relatywnie niskie koszty budowy napowietrznej sieci elektrycznej. Z tego powodu, przewody gołe są do tej pory najchętniej wybieranym środkiem transportu energii, szczególnie w przypadku linii elektroenergetycznych wysokich i średnich napięć.
Najpowszechniej obecnie stosowane, tradycyjne przewody gołe można podzielić na trzy zasadnicze typy, różniące się między sobą w głównej mierze materiałami wykorzystanymi do ich produkcji.

Przewody aluminiowe, typu AL wg PN-EN 50182.

Wykonane są ze skręconych ze sobą współosiowo twardych drutów z aluminium w gatunku EN AW-1350 lub  EN AW-1370. Z uwagi na relatywnie słaby stosunek wytrzymałości do masy, ich zastosowanie jest  silnie ograniczone  maksymalną odległością między słupami. Stąd też przewody te spotyka się najczęściej w obszarach zurbanizowanych, gdzie występują małe odległości między konstrukcjami wsporczymi, a pożądane jest natomiast wysokie przewodnictwo. Dużą zaletą tych wyrobów jest  dobra odporność na korozję i z tego powodu są wieszane w rejonach narażonych na oddziaływanie czynników atmosferycznych, np. w obszarach przybrzeżnych.
Przewody aluminiowe wzmacniane stalą, typu AFL wg PN-EN 50182.

Składają się ze stalowego rdzenia w postaci jednego lub więcej skręconych ze sobą drutów stalowych, który otoczony jest jedną lub więcej warstwami twardych drutów aluminiowych EN AW-1350 lub EN AW-1370. Dla ochrony przed korozją druty rdzenia pokryte są zabezpieczającą powłoką, najczęściej w postaci warstwy naniesionego w sposób galwaniczny cynku. Dodatkowo, w celu przeciwdziałania korozji, w sytuacji gdy przewód może być narażony na oddziaływanie czynników atmosferycznych, przestrzenie między drutami wypełnia się specjalnym, odpornym na podwyższone temperatury smarem. W pracujących przewodach stalowo-aluminiowych obciążenia mechaniczne przenoszą zarówno stalowe druty rdzenia, jak i przewodzące warstwy aluminiowe. Stąd  też wytrzymałość tych przewodów przy utrzymaniu dostatecznie niskiego ciężaru pozwala rozwieszać je między daleko oddalonymi od siebie (nawet o kilka kilometrów) słupami, co z kolei pozwala na znaczne ograniczenie ilości niezbędnych konstrukcji wsporczych.
Bardzo interesującym przykładem przewodu stalowo aluminiowego o zoptymalizowanej pod kątem strat energetycznych konstrukcji jest wykonywany wg standardów Polskich Sieci Energetycznych przewód fazowy linii 400kV o oznaczeniu 408-AL1F_34-UHST PSE-SF.Linia400kV.4PL-2013v2 MT-22-12-15. Przewód ten składa się z rdzenia wykonanego z 7 drutów stalowych u ultra wysokiej wytrzymałości ocynkowanych, na który nałożone są 3 warstwy drutów twardych aluminiowymi, przy czym ostatnia warstwa wykonana jest z drutów trapezoidalnych.

Przewody z wysokowytrzymałego stopu aluminiowego, typu AAL wg PN-EN 50182.

Zbudowane są ze skręconych ze sobą drutów stopu AlMgSi w gatunku EN AW-6101. Zastosowany stop aluminium, o zawartości ok. 0,55% magnezu i 0,55% krzemu, po odkształceniu plastycznym i dalszej obróbce cieplnej uzyskuje znakomite własności mechaniczne przy zachowaniu dobrej przewodności. Z tego powodu przewody stopowe stanowią znakomitą alternatywę dla popularnych AFL-ek, gdyż posiadając podobną wytrzymałość mechaniczną oraz obciążalność prądową, charakteryzują się znacznie mniejszą wagą oraz lepszą odpornością na korozję. W porównaniu z wyrobami aluminiowymi, przewody AAL posiadają lepszą charakterystykę zwisową oraz stosunek wytrzymałości do wagi.

Zdecydowana większość przewodów zainstalowanych w istniejących napowietrznych liniach elektroenergetycznych może pracować w temperaturach nie przekraczających 80°C. Ograniczenie to ma znaczący wpływ na obciążalność prądową linii a standardowe i uniemożliwia na elastyczne zarządzanie przesyłem w okresach wzmożonego za potrzebowania w energię elektryczną. Należące do rodziny niskozwisowych, wysokotemperaturowych  przewodów HTLS (high temperature, low sag) przewody typu ACSS są w wielu przypadkach najlepszym rozwiązaniem pozwalającym w razie potrzeby zwiększyć przesył energii bez obawy o utratę własności mechanicznych przewodu lub zbyt duży zwis.

Przewody stalowo – aluminiowe, typu ACSS i ACSS/TW wg PN-EN 50540.

Przewody ACSS (aluminium conductor steel supported) składają się z części przewodzącej wykonanej z drutów aluminiowych okrągłych lub trapezoidalnych (TW) w stanie miękkim oraz rdzenia stalowego o wysokiej wytrzymałości. Z uwagi na zastosowanie miękkich drutów aluminiowych istnieje możliwość podniesienia temperatury pracy przewodu do wartości powyżej 200°C bez obawy o utratę własności mechanicznych. Cechy fizyczne materiałów, z których wykonany jest przewód oraz jego konstrukcja sprawiają, że tzw. punkt załamania występuje w relatywnie niskich temperaturach, co korzystnie wpływa na poziom zwisu.