I conduttori della linea di trasmissione costituiscono un condensatore tra di loro. I conduttori della linea di trasmissione agiscono come una piastra parallela del condensatore e l’aria è proprio come un mezzo dielettrico tra di loro. La capacità di una linea dà origine alla corrente principale tra i conduttori. Dipende dalla lunghezza del conduttore.
La capacità della linea è proporzionale alla lunghezza della linea di trasmissione. Il loro effetto è trascurabile sulle prestazioni delle linee di trasmissione corte (di lunghezza inferiore a 80 km) e a bassa tensione. Nel caso di linee ad alta tensione e lunghe, è considerato come uno dei parametri più importanti.
Capacità della linea a due fili
La capacità della linea di trasmissione insieme alle conduttanze forma l’ammettenza shunt. La conduttanza nella linea di trasmissione è dovuta alla perdita sulla superficie del conduttore. Consideriamo una linea composta da due conduttori a e b di raggio r. La distanza tra i conduttori essendo D mostrata nel diagramma qui sotto:-
La differenza di potenziale tra i conduttori a e b è
dove, qa – carica sul conduttore a
qb – carica sul conduttore b
Vab – differenza di potenziale tra il conduttore a e b
ε- permittività assoluta
per cui,
Sostituendo questi valori nell’equazione della tensione otteniamo,
La capacità tra i conduttori è
Cab è chiamata capacità da linea a linea.
Se i due conduttori a e b sono caricati in modo opposto, e la differenza di potenziale tra loro è zero, allora il potenziale di ogni conduttore è dato da 1/2 Vab.
La capacità tra ogni conduttore e il punto di potenziale zero n è
La capacità Cn è chiamata capacità verso il neutro o capacità verso terra.
La capacità Cab è la combinazione di due capacità uguali a e b in serie. Così, la capacità al neutro è il doppio della capacità tra i conduttori, cioè,
La permittività assoluta ε è data da
dove εo è la permittività dello spazio libero e εr è la permittività relativa del mezzo.
Per l’aria
Reattanza della capacità tra un conduttore e il neutro
Capacità della linea trifase simmetrica
Sia applicato un sistema equilibrato di tensione ad una linea trifase simmetrica mostrata qui sotto
Il diagramma del fasore della linea trifase con spaziatura equilatera è mostrato qui sotto:
Prendiamo la tensione del conduttore a al neutro come fasore di riferimento
La differenza di potenziale tra il conduttore a e b può essere scritta come
Similmente, la differenza di potenziale tra i conduttori a e c è
Sommando le equazioni (1) e (2), otteniamo
Anche,
Combinando l’equazione (3) e (4)
Dall’equazione (6) e (7)
La capacità linea-neutro
La capacità della linea trifase simmetrica è uguale a quella della linea a due fili.