¿Por qué solo hay 3 cables en esta línea eléctrica?

La mayor parte de la transmisión de alto voltaje a larga distancia se realiza en una configuración trifásica de Delta, que requiere solo tres cables.

Esto ahorra el costo del cuarto cable, utilizado para la línea neutral. También evita los problemas de corrientes desequilibradas que fluyen a través del cuarto cable o la tierra, ya que en la configuración Delta, cualquier desequilibrio actual en una fase se comparte automáticamente en las otras dos fases, lo que hace que las pérdidas sean menores.

Si se utiliza la configuración trifásica en estrella con cuatro cables, generalmente solo se realiza en distancias cortas en la estación de generación y en las instalaciones del usuario final. La conversión en cada extremo generalmente se logra mediante transformadores Wye-Delta.

En la foto de abajo, en este conjunto, los cables en la parte superior de las torres no se muestran bien, excepto que uno de ellos tiene una bola marcadora para alertar a los aviadores. Estos cables superiores están conectados a la parte superior de las torres sin aisladores y actúan para desviar los impactos de iluminación hacia la estructura de las torres más cercanas, y luego hacia la tierra a través de varillas de tierra, en lugar de golpear los cables de alimentación y causar sobrecargas de corriente y voltaje en el cuadrícula.

Además, en la foto inferior, los seis cables comprenden dos líneas de transmisión Delta trifásicas independientes de tres cables cada una.

Esta transmisión es probablemente trifásica en la configuración delta, a diferencia de la configuración en estrella (Y). Delta no tiene una línea neutral, mientras que Wye sí lo tiene. enlace de Wikipedia a circuitos trifásicos equilibrados Como puede ver, la conexión Wye tiene una línea neutral, mientras que El Delta no lo hace.

La transmisión de CA de larga distancia normalmente es trifásica sin neutro.

En el extremo receptor, un transformador trifásico reduce el voltaje del "rango de varios kV" a los niveles normales del hogar (quizás un poco más alto si alimenta un sistema intermedio). Para los hogares, se toma un neutro del lado de salida del transformador pero, en la transmisión a larga distancia, el primario del transformador (que recibe la alimentación) no necesita un neutro.

En mi país, y probablemente en muchos otros países, hay un cable de tierra en la parte superior de cada pilón. Este cable de tierra está ahí por razones de protección contra rayos . Solo para la transmisión de energía, todo lo que necesita son las tres fases, porque la tierra se utiliza como potencial de referencia. Para la transmisión a larga distancia tampoco existe una necesidad estricta de un cable neutro. Si no hay nada malo, no hay flujos de corriente en la línea neutral.

Las líneas eléctricas de alto voltaje (las que se encuentran en torres grandes con aisladores largos) son casi sin excepción la corriente alterna delta trifásica, dos grupos independientes si la torre tiene 6 cables. No necesita neutro ni tierra. Los dos cables en la parte superior de la torre en Colorado no están relacionados con la distribución de energía.

El único lugar donde la compañía de energía cuelga cables neutros es en circuitos de bajo voltaje para hogares y pequeñas empresas; estos son típicamente los únicos consumidores de energía no trifásica que la mayoría de las personas encuentra.

La transmisión de energía trifásica no necesita un cable neutro. Eso es parte de su atractivo. Reduce la cantidad de material utilizado para hacer las líneas de transmisión en 1/4

Los voltajes están desfasados en 120 grados, por ejemplo, A conduce a B en 120, B conduce a C en 120, C conduce a A en 120.

Las matemáticas de eso son que A + B + C se suman a 0, y por lo tanto no necesitan un cuarto cable neutral.

Cuando me enseñaron estas cosas en la escuela en los años 70, AFAICR los diagramas estaban todos en estrella / estrella; tal vez todavía estábamos entusiasmados con la "Cuadrícula Nacional" del Reino Unido, por lo que esto podría haberse enseñado a 16 años, pero probablemente lo cubrí en Física a los 17-18 años. Entonces nuestra explicación puede haber sido simplificada :-)

circuitos trifásicos de potencia 3 o 4 de wikipedia muestran que la entrada neutral es opcional estrella / estrella e innecesaria en delta. Ese cambio de fase de 120 grados es la técnica utilizada, y wikipedia cubre la teoría en Circuitos equilibrados

Podría demostrar esto si tiene una hoja de cálculo que puede dibujar tres gráficos de líneas simultáneos, creando tres columnas que contengan sin (x), sin (x + 2pi / 3), sin (x-2pi / 3) (algunas pi largo), y trazándolos.

Esta escuela de Física muestra los gráficos de las matemáticas que IMHO son más claros que diagramas de wikipedias.

Donde vivo, Colorado, todas las líneas eléctricas tienen los dos cables neutros en la parte superior.

No, no lo hacen. Lo que su imagen muestra son dos cables pararrayos en la parte superior de la torre. Luego hay dos grupos trifásicos separados a cada lado de la torre.

Las líneas de transmisión no sirven para una diversidad de cargas; atienden subestaciones. No sirven ninguna carga monofásica en absoluto.

El genio de Tesla es que descubrió que la potencia trifásica de 120 grados se podría conectar en una configuración "delta" sin que explotara nada. Esto solo requiere 3 cables, a diferencia de los 4 requeridos por "wye" de tres fases o de dos fases.

Las grandes cargas industriales (como las subestaciones) no necesitan particularmente neutro para nada, por lo que el delta se usa para ahorrar dinero.

Cuando ve un cuarto o séptimo cable en las líneas de transmisión, es un atractor de rayos que mantiene el rayo alejado de los conductores.

Delta power es ideal para la distribución de alta potencia; se reduce a "fase" trifásica o fase dividida cerca del cliente. También se ha sabido que la industria usa 480 delta, aunque 480 yenes / 277 por pierna es más versátil.

Una de las ventajas de 480 delta es que se puede suministrar como un sistema aislado ; a veces es importante, por ejemplo, si se va a rectificar a DC.

La línea de transmisión nunca está conectada en estrella o en triángulo, depende de la fuente a la que esté conectada, ya que todos los generadores están conectados en estrella en la red del sistema de energía bz, por sus ventajas como menos aislamiento (ventaja principal) y solo un relé de falla a tierra simple Se detecta el 90 por ciento de la falla. Pero los generadores están diseñados para ser balanceados, por lo que todo depende de la carga si la carga está balanceada, entonces no hay ningún problema porque la corriente neutra es cero, por lo que no usamos un cable neutro. Pero en el caso de un desequilibrio intenso como (fallas asimétricas), la tierra se usa para el flujo de corriente de secuencia cero porque todos los transformadores y generadores tienen su neutro conectado a tierra.

Hay una capacitancia entre las líneas eléctricas trifásicas y el suelo debajo de las líneas eléctricas.
Si todas las líneas están a la misma distancia del suelo, cada una producirá la misma Capicitancia durante el ciclo trifásico. En estas torres normalmente no verás un 4to cable. Si las líneas se colocan en la torre verticalmente, de modo que cada línea no esté igualmente alejada del suelo, entonces la Capacitancia de línea / tierra será diferente para cada fase. Esto se sentirá de nuevo en el generador como un desequilibrio. El cuarto cable que se coloca en la parte superior de la torre (a veces 2 de ellos) también se encuentra en el potencial de tierra, para que la Capacitancia entre la línea más alta y la tierra sea más igual a la Capacitancia entre las líneas más bajas y la tierra. Recuerde que es el potencial o el voltaje entre los conductores lo que crea la Capacitancia. Es la corriente que fluye en los conductores lo que causa la inductancia. PD. Echa un vistazo a la ley OHMS para la corriente alterna. La capacitancia cambia continuamente con el voltaje y es un factor en la impedancia de un circuito.