Vad är Ferranti-effekten?

Ferranti-effekten är en term som beskriver ett elektriskt fenomen som får spänningen att stiga i slutet av en växelströmsledning (AC). Detta inträffar sannolikt när en överföringsledning antingen är mycket lätt belastad eller den avbryts på grund av ett strömavbrott. Ferranti-effekten är uppkallad efter elingenjören Sabastian Zianni de Ferranti, som designade kraftstationen och distributionsnätet för en AC-anläggning i England 1887, strax efter Strömkriget. Strömmarnas krig var debatten mellan Nikola Tesla, som förespråkade användningen av växelströmsdistribution, och Thomas Edison, som förespråkade användningen av likströmsfördelning (DC). Den nya konstruktionen av kraftstationen i Deptford, England visade först Ferranti-effekten i sina AC-distributionslinjer när den öppnades 1891.

Iakttagelser av Ferranti-effekten inträffar oftare längs nedgrävda transmissionsledningar i kontakt med jord, som vid kraftverket i Deptford, snarare än längs transmissionsledningar uppträdda ovanför. Att gräva ner transmissionsledningar bidrar till ökad belastning när den närmar sig slutet av sin linje; och av denna anledning måste shuntreaktorer appliceras på underjordiska ledningar för att stabilisera kraftflödet. Eftersom den önskade fördelningen är för nedtrappad effektspänning vid den mottagande änden av transmissionsledningar kontra råeffektspänningarna vid den sändande källan, måste Ferranti-effekten kompenseras längs linjen för att inte undvika att leverera för hög spänning till hushåll eller industriella apparater.

Längden på transmissionsledningen är också en bidragande orsak till Ferranti-effekten. Överföringsledningar producerar induktiva laddningar när deras belastning är lätt, och när dessa laddningar byggs upp måste kondensatorer fästas längs ledningarna med intervaller för att minska strömmen igen. Att använda shuntreaktorer och kondensatorer i kombination, och koppla på fler kondensatorer längs linjen när behovet uppstår, håller spänningarna mer i fas eller synkronisering mellan källan och ledningsändarna.

I växelströmsnätverk är effektfaktor en term som står för verklig effekt kontra skenbar effekt. Verklig effekt är kraften i transmissionsledningen som producerar arbetskraften till apparater på den mottagande sidan. När man kompenserar för Ferranti-effekten måste den verkliga effekten differentieras från den skenbara effekten, och den erforderliga mängden nedtrappning av kraften bör appliceras genom shuntreaktorer för att ge moteffekten mot uppbyggnad av spänning. Dessutom kan linjeingenjörer använda den elektroniska på- och avkopplingen av kondensatorer för att göra justeringar efter behov när övervakning informerar om Ferranti-effektöverbelastningar.