Efekt Ferrantiego

Efekt Ferrantiego (ang.Ferranti effect) – przepięcia symetryczne polegające na tym, że na końcu długiej linii energetycznej występuje napięcie wyższe niż na jej początku wskutek powstania stojącej fali napięcia^[1] o długości fali:

${\displaystyle \lambda ={\frac {c}{f}},}$

gdzie:

${\displaystyle c}$ – prędkość światła,

${\displaystyle f}$ – częstotliwość napięcia.

Napięcie (wartość skuteczna) na końcu linii o długości ${\displaystyle l,}$ można określić następującą zależnością:

${\displaystyle U_{1}=U_{2}\cos \left(2\pi {\frac {l}{\lambda }}\right),}$

gdzie:

${\displaystyle U_{1}}$ – napięcie na początku linii,

${\displaystyle U_{2}}$ – napięcie na końcu linii.

Przy częstotliwości ${\displaystyle f=50}$ Hz długości fali ${\displaystyle \lambda }$ = 6000 km, zatem dla:

• ${\displaystyle l}$ = 300 km krotność przepięcia wyniesie 1,05,
• ${\displaystyle l}$ = 500 km krotność przepięcia wyniesie 1,15.

Zjawisko to zostało po raz pierwszy zaobserwowane na kablowej linii rozdzielczej o napięciu 10 kV, przez angielskiego inżyniera Sebastiana Z. Ferranti’ego w roku 1887^[2].

Ze względu na dużo większe wartości pojemności kabli w stosunku do linii napowietrznych efekt Ferrantiego ma dużo większe znaczenie w liniach kablowych niż napowietrznych. Ponadto efekt jest tym bardziej wyraźny im dłuższa jest linia i im wyższe jest jej napięcie robocze^[3].

W celu ograniczenia przepięć Ferrantiego jest stosowana, w długich liniach najwyższych napięć, poprzeczna kompensacja pojemności doziemnych linii za pomocą dławików równoległych włączanych między przewody fazowe a ziemię. W ten sposób kompensowana jest moc o charakterze pojemnościowym linii i w wyniku tego ujednostajnia się napięcie wzdłuż linii. W Polsce kompensacja tego typu była realizowana w linii 750 kV. Można zastosować również kompensację podłużną linii polegająca na włączeniu szeregowo z linią baterii kondensatorów służących do kompensacji reaktancji indukcyjnej linii.