خطوط نقل الطاقة العلوية

خطوط نقل الطاقة الكهربائية الهوائية هي هياكل تُستخدم في نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية لمسافات طويلة. تتكون من موصل واحد أو أكثر (عادةً ما تكون مضاعفات العدد ثلاثة) معلقة على أبراج أو أعمدة . ونظرًا لأن الهواء المحيط يوفر تبريدًا وعزلًا جيدين على امتداد المسارات الطويلة، ويسمح بالفحص البصري، فإن خطوط نقل الطاقة الكهربائية الهوائية تُعد عمومًا الطريقة الأقل تكلفة لنقل كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية.

تُصنع أبراج دعم خطوط نقل الطاقة من الخشب (الطبيعي أو المُرقّق)، أو الفولاذ، أو الألومنيوم (سواء كانت هياكل شبكية أو أعمدة أنبوبية)، أو الخرسانة، وأحيانًا من البلاستيك المُقوّى. وتُصنع الموصلات السلكية المكشوفة على الخط عمومًا من الألومنيوم ^{[ 1 ]} (إما عاديًا أو مُقوّى بالفولاذ ، أو مواد مركبة مثل ألياف الكربون والزجاج)، مع العلم أنه يتم استخدام بعض أسلاك النحاس في توزيع الجهد المتوسط ​​وتوصيلات الجهد المنخفض إلى منازل العملاء. ومن الأهداف الرئيسية لتصميم خطوط نقل الطاقة الهوائية الحفاظ على مسافة كافية بين الموصلات المُشحونة والأرض لمنع التلامس الخطير مع الخط، وتوفير دعم موثوق للموصلات، ومقاومة للعواصف، وأحمال الجليد، والزلازل، وغيرها من أسباب التلف المحتملة. ^{[ 2 ]} واليوم، تعمل بعض الخطوط الهوائية بشكل روتيني بجهود تتجاوز 765,000 فولت بين الموصلات، مع إمكانية وجود جهود أعلى في بعض الحالات.

تُصنف خطوط نقل الطاقة الكهربائية العلوية في صناعة الطاقة الكهربائية حسب نطاق الفولتية:

• الجهد المنخفض (LV) - أقل من 1000 فولت، ويستخدم للتوصيل بين عميل سكني أو تجاري صغير وشركة المرافق.
• الجهد المتوسط ​​(MV؛ التوزيع) - بين 1000 فولت (1 كيلو فولت) و 69 كيلو فولت، ويستخدم للتوزيع في المناطق الحضرية والريفية.
• الجهد العالي (HV؛ النقل الفرعي أقل من 100  كيلو فولت؛ النقل الفرعي أو النقل عند جهود مثل 115  كيلو فولت و 138  كيلو فولت)، يستخدم للنقل الفرعي ونقل كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية والربط بالمستهلكين الكبار جدًا.
• الجهد العالي للغاية (EHV؛ النقل) - من 345 كيلو فولت، حتى حوالي 800 كيلو فولت، ^{[ 3 ]} يستخدم لنقل الطاقة لمسافات طويلة وبقوة عالية جدًا.
• الجهد العالي جدًا (UHV) - أعلى من 800 كيلوفولت. ذكرت صحيفة فايننشال تايمز أن خطوط الجهد العالي جدًا تُحدث نقلة نوعية، مما يجعل إنشاء شبكة كهرباء عالمية أمرًا ممكنًا. وقالت شركة ستيت جريد إن الجهد العالي جدًا، مقارنةً بالخطوط التقليدية، يُمكّن من نقل طاقة أكبر بخمس مرات، ولمسافة تزيد عن ستة أضعاف. ^{[ 4 ]}

تتخذ هياكل خطوط النقل الهوائية أشكالًا متنوعة تبعًا لنوع الخط. قد تكون هذه الهياكل بسيطة كأعمدة خشبية مغروسة مباشرة في الأرض، تحمل عارضة أو أكثر لدعم الموصلات، أو هياكل "بدون أذرع" حيث تُثبّت الموصلات على عوازل مثبتة على جانب العمود. تُستخدم أعمدة الصلب الأنبوبية عادةً في المناطق الحضرية. أما خطوط الجهد العالي، فتُحمل غالبًا على أبراج أو أعمدة فولاذية شبكية. وفي المناطق النائية، يمكن وضع أبراج الألمنيوم بواسطة طائرات الهليكوبتر . ^{[ 5 ] [ 6 ]} كما استُخدمت أعمدة خرسانية. ^{[ 2 ]} وتتوفر أيضًا أعمدة مصنوعة من البلاستيك المقوى، إلا أن تكلفتها العالية تحدّ من استخدامها.

يجب تصميم كل هيكل لتحمل الأحمال التي تفرضها عليه الموصلات. ^{[ 2 ]} يجب أن يتحمل الهيكل وزن الموصل، بالإضافة إلى الأحمال الديناميكية الناتجة عن الرياح وتراكم الجليد، وتأثيرات الاهتزاز. عندما تكون الموصلات في خط مستقيم، لا تحتاج الأبراج إلا لمقاومة الوزن، حيث يتوازن الشد في الموصلات تقريبًا دون وجود قوة محصلة على الهيكل. أما الموصلات المرنة المدعومة من أطرافها، فتُقارب شكل السلسلة ، ويعتمد جزء كبير من تحليل إنشاء خطوط النقل على خصائص هذا الشكل. ^{[ 2 ]}

قد يضم مشروع خط نقل طاقة كبير عدة أنواع من الأبراج، منها أبراج "المماس" (أبراج التعليق أو أبراج الخطوط، في المملكة المتحدة) المُخصصة لمعظم المواقع، وأبراج أكثر صلابة تُستخدم لتوجيه الخط بزاوية، أو لإنهاء الخط، أو لعبور الأنهار أو الطرق الرئيسية. وبحسب معايير تصميم خط معين، قد تعتمد الهياكل شبه المرنة على وزن الموصلات لتحقيق التوازن على جانبي كل برج. أما الهياكل الأكثر صلابة، فقد تُصمم لتبقى قائمة حتى في حال انقطاع موصل واحد أو أكثر. ويمكن تركيب هذه الهياكل على فترات منتظمة في خطوط الطاقة للحد من نطاق انهيار الأبراج المتتالي. ^{[ 2 ]}

قد تكون أساسات أبراج الاتصالات ضخمة ومكلفة، خاصةً إذا كانت التربة رديئة، كما هو الحال في الأراضي الرطبة. ويمكن تثبيت كل برج بشكل كبير باستخدام أسلاك التثبيت لموازنة بعض القوى التي تُطبقها الموصلات.

قد تشكل خطوط الكهرباء والهياكل الداعمة لها نوعاً من التلوث البصري . وفي بعض الحالات، تُدفن هذه الخطوط لتجنب ذلك، إلا أن هذه العملية " الدفن تحت الأرض " مكلفة للغاية، وبالتالي فهي غير شائعة.

في هيكل عمود المرافق الخشبي الأحادي ، يُغرس عمود في الأرض، ثم تمتد منه ثلاثة أذرع عرضية، إما متداخلة أو جميعها على جانب واحد. تُثبّت العوازل على هذه الأذرع. أما في هيكل العمود الخشبي على شكل حرف "H"، فيُغرس عمودان في الأرض، ثم يُوضع فوقهما عارضة عرضية تمتد على كلا الجانبين. تُثبّت العوازل عند الأطراف وفي المنتصف. تتخذ هياكل الأبراج الشبكية شكلين شائعين. أحدهما ذو قاعدة هرمية، ثم قسم رأسي، تمتد منه ثلاثة أذرع عرضية، عادةً ما تكون متداخلة. تُثبّت عوازل الشد على هذه الأذرع. أما الآخر، فله قاعدة هرمية تمتد إلى أربع نقاط دعم. وفوقها يُوضع هيكل أفقي يشبه الجمالون.

يُستخدم أحيانًا سلك تأريض على طول قمم الأبراج لتوفير الحماية من الصواعق. أما سلك التأريض الضوئي فهو نسخة أكثر تطورًا مزودة بألياف ضوئية مدمجة للاتصالات. ويمكن تركيب علامات على سلك التأريض العلوي بما يتوافق مع توصيات منظمة الطيران المدني الدولي . ^{[ 7 ]} وتتضمن بعض هذه العلامات مصابيح وامضة للتحذير الليلي.

يجب أن تدعم العوازل الموصلات وتتحمل كلاً من جهد التشغيل العادي والارتفاعات المفاجئة الناتجة عن عمليات التبديل والصواعق . تُصنف العوازل عمومًا إلى نوعين: العوازل الدبوسية، التي تدعم الموصل فوق الهيكل، والعوازل المعلقة، حيث يتدلى الموصل أسفل الهيكل. وكان اختراع عازل الشد عاملاً حاسمًا في السماح باستخدام جهود كهربائية أعلى.

في أواخر القرن التاسع عشر، حدّت القدرة الكهربائية المحدودة لعوازل الدبابيس المستخدمة في التلغراف من الجهد الكهربائي إلى 69000 فولت كحد أقصى . وحتى حوالي 33 كيلوفولت (69 كيلوفولت في أمريكا الشمالية)، يُستخدم كلا النوعين بشكل شائع. ^{[ 2 ]} أما عند الجهود الأعلى، فتُستخدم عوازل التعليق فقط في الموصلات العلوية.

تُصنع العوازل عادةً من الخزف المُصنّع بالطريقة الرطبة أو الزجاج المُقسّى ، مع تزايد استخدام العوازل البوليمرية المُقوّاة بالزجاج. ومع ذلك، ومع ارتفاع مستويات الجهد، تُعدّ العوازل البوليمرية ( المصنوعة من مطاط السيليكون ) خيارًا أقل تكلفةً وأقصر عمرًا. وقد طوّرت الصين بالفعل عوازل بوليمرية ذات جهد نظامي أقصى يبلغ 1100 كيلوفولت، وتعمل الهند حاليًا على تطوير خط نقل كهربائي بجهد 1200 كيلوفولت (أعلى جهد نظامي)، والذي سيُشغّل مبدئيًا بجهد 400 كيلوفولت ليتم ترقيته لاحقًا إلى 1200 كيلوفولت. ^{[ 8 ]}

تُصنع العوازل المعلقة من وحدات متعددة، ويزداد عدد أقراص العازل مع ارتفاع الفولتية. ويُحدد عدد الأقراص بناءً على فولتية الخط، ومتطلبات مقاومة الصواعق، والارتفاع، والعوامل البيئية كالضباب والتلوث ورذاذ الملح. وفي حال كانت هذه الظروف غير مثالية، يجب استخدام عوازل أطول. وفي هذه الحالات، يلزم استخدام عوازل أطول ذات مسافة زحف أطول لتيار التسرب. يجب أن تكون عوازل الشد قوية ميكانيكيًا بما يكفي لتحمل الوزن الكامل للموصل، بالإضافة إلى الأحمال الناتجة عن تراكم الجليد والرياح. ^{[ 9 ]}

قد تحتوي العوازل الخزفية على طبقة طلاء شبه موصلة، مما يسمح بمرور تيار كهربائي صغير (بضع ميلي أمبيرات) عبرها. يؤدي ذلك إلى تدفئة السطح قليلاً وتقليل تراكم الضباب والأوساخ. كما تضمن طبقة الطلاء شبه الموصلة توزيعًا أكثر انتظامًا للجهد على طول سلسلة وحدات العزل.

تتميز العوازل البوليمرية بطبيعتها بخاصية كره الماء، مما يُحسّن أداءها في الظروف الرطبة. كما أظهرت الدراسات أن مسافة الزحف المطلوبة في هذه العوازل أقل بكثير من تلك المطلوبة في العوازل الخزفية أو الزجاجية. إضافةً إلى ذلك، فإن كتلة العوازل البوليمرية (خاصةً عند الفولتيات العالية) أقل بنسبة تتراوح بين 30% و50% تقريبًا من كتلة عوازل خزفية أو زجاجية مماثلة. ويُسهم تحسّن أداء هذه العوازل في مقاومة التلوث والظروف الرطبة في زيادة استخدامها.

قد تحتوي العوازل المستخدمة في الفولتيات العالية جدًا، التي تتجاوز 200 كيلوفولت، على حلقات تصنيف مثبتة عند أطرافها. يُحسّن هذا من توزيع المجال الكهربائي حول العازل ويجعله أكثر مقاومة للوميض الكهربائي أثناء ارتفاعات الفولتية المفاجئة.

الموصل الأكثر شيوعًا في نقل الطاقة اليوم هو موصل الألمنيوم المقوى بالفولاذ (ACSR). كما يُستخدم بكثرة موصل سبائك الألمنيوم بالكامل (AAAC). يُستخدم الألمنيوم لأنه أخف وزنًا بنحو النصف من كابل النحاس ذي المقاومة المماثلة (على الرغم من قطره الأكبر نظرًا لانخفاض موصليته النوعية )، فضلًا عن كونه أرخص. ^{[ 2 ]} كان النحاس أكثر شيوعًا في الماضي ولا يزال يُستخدم، خاصةً عند الفولتية المنخفضة وللتأريض.

على الرغم من أن الموصلات الأكبر حجمًا تفقد طاقة أقل نظرًا لانخفاض مقاومتها الكهربائية ، إلا أنها أكثر تكلفة من الموصلات الأصغر. ينص قانون كلفن (نسبةً إلى اللورد كلفن ) على أن الحجم الأمثل للموصل في خط نقل الطاقة يُحدد عندما تتساوى تكلفة الطاقة المهدرة في الموصل مع الفائدة السنوية المدفوعة على ذلك الجزء من تكلفة إنشاء الخط نتيجةً لحجم الموصلات. وتزداد مسألة التحسين تعقيدًا بفعل عوامل إضافية مثل تغير الحمل السنوي، وتغير تكلفة التركيب، والأحجام المختلفة للكابلات الشائعة الاستخدام. ^{[ 2 ] [ 10 ]}

بما أن الموصل جسم مرن ذو وزن منتظم لكل وحدة طول، فإن شكل الموصل الممتد بين برجين يُقارب شكل السلسلة المعلقة . ويتفاوت انحناء الموصل (المسافة الرأسية بين أعلى وأدنى نقطة في المنحنى) تبعًا لدرجة الحرارة والأحمال الإضافية كالغطاء الجليدي. ويجب الحفاظ على حد أدنى من الخلوص العلوي لأسباب السلامة. ولأن درجة حرارة الموصل، وبالتالي طوله، تزداد مع زيادة التيار المار فيه، فإنه من الممكن أحيانًا زيادة قدرة تحمل الطاقة (رفع القدرة) عن طريق استبدال الموصلات بنوع ذي معامل تمدد حراري أقل أو درجة حرارة تشغيل مسموح بها أعلى .

تُعرف هذه الموصلات، التي تتميز بانخفاض التمدد الحراري، باسم موصلات القلب المركب أو موصلات HTLS من النوع 4، ^{[ 11 ]} وتشمل علامات تجارية من مختلف الشركات المصنعة مثل ACCC وACCR وHVCRC وLosag. ^{[ 12 ]} وبدلاً من أسلاك القلب الفولاذية التي تُستخدم عادةً لزيادة قوة الموصل الإجمالية، تستخدم موصلات HTLS قلبًا مركبًا مصنوعًا بشكل أساسي من ألياف الكربون، يتميز بمعامل تمدد حراري يبلغ حوالي عُشر معامل تمدد الفولاذ. ورغم أن القلب المركب غير موصل للكهرباء، إلا أنه أخف وزنًا وأقوى بكثير من الفولاذ، مما يسمح بإضافة 28% من الألومنيوم (باستخدام أسلاك مضغوطة شبه منحرفة الشكل) دون أي زيادة في القطر أو الوزن. وتساعد إضافة الألومنيوم على تقليل فقد الطاقة في الخط بنسبة تتراوح بين 25 و40% مقارنةً بالموصلات الأخرى ذات القطر والوزن نفسيهما، وذلك تبعًا للتيار الكهربائي. يسمح انخفاض الانحناء الحراري للموصل ذي القلب الكربوني بنقل ما يصل إلى ضعف التيار ("سعة التيار") مقارنة بالموصل المصنوع بالكامل من الألومنيوم (AAC) أو ACSR.

يجب صيانة خطوط الكهرباء والمناطق المحيطة بها بواسطة فنيي الصيانة ، وأحيانًا بمساعدة طائرات الهليكوبتر المزودة بغسالات ضغط أو مناشير دائرية، والتي قد تعمل بسرعة أكبر بثلاث مرات. ومع ذلك، غالبًا ما يتم هذا العمل في المناطق الخطرة من مخطط ارتفاع وسرعة طائرة الهليكوبتر ، ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} ويجب أن يكون الطيار مؤهلًا لهذه الطريقة التي تُعرف باسم " نقل الأفراد خارج الطائرة ". ^{[ 16 ]}

موصلات الحزم

لنقل الطاقة عبر مسافات طويلة، يُستخدم نقل الجهد العالي.  ويُسبب النقل بجهد أعلى من 132 كيلوفولت مشكلة التفريغ الهالي ، مما يؤدي إلى فقد كبير في الطاقة وتداخل في دوائر الاتصالات. وللحد من هذا التأثير، يُفضل استخدام أكثر من موصل واحد لكل طور، أو استخدام موصلات مجمعة. ^{[ 17 ]}

تتكون الموصلات المجمعة من عدة كابلات متوازية متصلة على فترات منتظمة بواسطة فواصل، وغالبًا ما تكون في شكل أسطواني. يعتمد العدد الأمثل للموصلات على تصنيف التيار، ولكن عادةً ما تتميز خطوط الجهد العالي بتيار أعلى. تقوم شركة أمريكان إلكتريك باور ^{[ 18 ]} بإنشاء خطوط جهد 765  كيلوفولت باستخدام ستة موصلات لكل طور في حزمة واحدة. يجب أن تقاوم الفواصل قوى الرياح والقوى المغناطيسية أثناء حدوث قصر في الدائرة.

تُقلل الموصلات المجمعة من تدرج الجهد الكهربائي في محيط الخط، مما يُقلل من احتمالية حدوث التفريغ الهالي. عند الجهد العالي جدًا ، يكون تدرج المجال الكهربائي على سطح موصل واحد مرتفعًا بما يكفي لتأيين الهواء، مما يُهدر الطاقة ويُولد ضوضاء مسموعة غير مرغوب فيها ويتداخل مع أنظمة الاتصالات . يُشابه المجال المحيط بحزمة من الموصلات المجال المحيط بموصل واحد كبير جدًا، مما يُنتج تدرجات أقل ويُخفف من المشكلات المرتبطة بشدة المجال العالية. تتحسن كفاءة النقل مع مُعالجة الفقد الناتج عن تأثير التفريغ الهالي.

تُبرّد الموصلات المجمعة نفسها بكفاءة أعلى نظرًا لزيادة مساحة سطحها، مما يقلل من فقد الطاقة في الخطوط. عند نقل التيار المتردد، تتجنب الموصلات المجمعة أيضًا انخفاض سعة التيار الناتج عن تأثير الجلد ، والذي يحدث في الموصلات الكبيرة المفردة . كما تتميز الموصلات المجمعة بمفاعلة أقل مقارنةً بالموصلات المفردة.

على الرغم من أن مقاومة الرياح أعلى، إلا أنه يمكن تخميد التذبذب الناتج عن الرياح عند فواصل الحزم. سيكون تأثير الجليد والرياح على الموصلات المجمعة أكبر من تأثيره على موصل منفرد له نفس المقطع العرضي الكلي، كما أن تركيب الموصلات المجمعة أصعب من تركيب الموصلات المنفردة.

أسلاك التأريض

غالبًا ما تُجهز خطوط نقل الطاقة الهوائية بموصل أرضي (سلك حماية، أو سلك ثابت، أو سلك تأريض علوي). يُؤرض الموصل الأرضي عادةً في أعلى الهيكل الداعم، لتقليل احتمالية تعرض موصلات الطور للصواعق المباشرة. ^{[ 19 ]} في الدوائر ذات المحايد المؤرض ، يعمل أيضًا كمسار موازٍ للأرض لتيارات الأعطال. قد تحتوي خطوط نقل الجهد العالي جدًا على موصلين أرضيين. يكون هذان الموصلان إما عند الأطراف الخارجية لأعلى عارضة عرضية، أو عند نقطتي عمود على شكل حرف V، أو عند ذراع عرضي منفصل. قد تستخدم الخطوط القديمة مانعات الصواعق كل بضعة امتدادات بدلاً من سلك الحماية؛ يوجد هذا التكوين عادةً في المناطق الريفية في الولايات المتحدة. من خلال حماية الخط من الصواعق، يتم تبسيط تصميم الأجهزة في المحطات الفرعية نظرًا لانخفاض الضغط على العزل. قد تتضمن أسلاك الحماية على خطوط النقل أليافًا ضوئية ( أسلاك تأريض ضوئية /OPGW)، تُستخدم للاتصال والتحكم في نظام الطاقة.

في بعض محطات تحويل التيار المستمر عالي الجهد، يُستخدم سلك التأريض أيضًا كخط قطب كهربائي للتوصيل بقطب تأريض بعيد. وهذا يسمح لنظام التيار المستمر عالي الجهد باستخدام الأرض كموصل واحد. يُثبّت موصل التأريض على عوازل صغيرة موصولة بمانعات الصواعق فوق موصلات الطور. ويمنع العزل التآكل الكهروكيميائي للبرج.

قد تستخدم خطوط التوزيع ذات الجهد المتوسط ​​أيضًا سلكًا واحدًا أو سلكين واقيين، أو قد يتم وضع الموصل الأرضي أسفل موصلات الطور لتوفير قدر من الحماية ضد المركبات أو المعدات الطويلة التي تلامس الخط النشط، وكذلك لتوفير خط محايد في الأنظمة السلكية على شكل حرف Y.

في بعض خطوط نقل الطاقة ذات الفولتية العالية جدًا في الاتحاد السوفيتي السابق، يتم استخدام سلك التأريض لأنظمة PLC ويتم تركيبه على عوازل عند الأبراج.

المخمدات

نظراً لأن خطوط الكهرباء يمكن أن تعاني من الرفرفة المرنة الهوائية الناتجة عن الرياح، فغالباً ما يتم تركيب مخمدات ستوكبريدج على الخطوط لتقليل الاهتزازات.

يتطلب خط نقل الطاقة الهوائي المضغوط مساحةً أصغر من خط نقل الطاقة الهوائي القياسي. ويجب ألا تتقارب الموصلات كثيرًا. ويمكن تحقيق ذلك إما باستخدام مسافات قصيرة وعوارض عازلة، أو بفصل الموصلات في المسافة باستخدام عوازل. النوع الأول أسهل في الإنشاء لأنه لا يتطلب عوازل في المسافة، والتي قد يصعب تركيبها وصيانتها.

من أمثلة الخطوط المدمجة ما يلي:

• خط نقل الطاقة العلوي المدمج في لوتسك 50°46′29″ شمالاً 25°23′07″ شرقاً / 50.774673° شمالاً 25.385215° شرقاً / 50.774673؛ 25.385215 ( نقطة بداية خط نقل الطاقة العلوي المدمج في لوتسك )
• خط هيلبرتساو-فايسنباخ الهوائي المضغوط 48°44′16″N 8°21′20″E / 48.737898°N 8.355660°E / 48.737898; 8.355660 ( نقطة انطلاق خط كهرباء هيلبرتساو-فايزنباخ )

يمكن تصميم خطوط نقل الطاقة المدمجة لرفع مستوى الجهد للخطوط القائمة لزيادة الطاقة التي يمكن نقلها على مسار قائم. ^{[ 20 ]}

قد تستخدم خطوط النقل الهوائية ذات الجهد المنخفض إما موصلات مكشوفة محمولة على عوازل زجاجية أو خزفية، أو نظام كابلات هوائية مجمعة . يتراوح عدد الموصلات بين اثنين (غالباً موصل طور وموصل محايد) إلى ستة موصلات (ثلاثة موصلات طور، وموصل محايد منفصل، وموصل أرضي، بالإضافة إلى إنارة الشوارع التي يتم تغذيتها بواسطة مفتاح مشترك)؛ والحالة الشائعة هي أربعة موصلات (ثلاثة موصلات طور وموصل محايد، حيث قد يعمل الموصل المحايد أيضاً كموصل تأريض وقائي).

تُستخدم الخطوط الهوائية أو الأسلاك العلوية لنقل الطاقة الكهربائية إلى الترام أو الحافلات الكهربائية أو القطارات. يُصمم الخط الهوائي على أساس سلك واحد أو أكثر موضوع فوق مسارات السكك الحديدية. وتُزود محطات التغذية، الموجودة على فترات منتظمة على طول الخط الهوائي، الطاقة من شبكة الجهد العالي. وفي بعض الحالات، يُستخدم التيار المتردد منخفض التردد، ويتم توزيعه عبر شبكة تيار جر خاصة .

تُستخدم خطوط النقل الهوائية أحيانًا لتزويد هوائيات الإرسال، لا سيما لنقل الموجات الطويلة والمتوسطة والقصيرة بكفاءة. ولهذا الغرض، يُستخدم غالبًا خط مصفوفة متداخلة. على طول هذا الخط، تُثبّت كابلات التوصيل الخاصة بتغذية شبكة التأريض لهوائي الإرسال على السطح الخارجي لحلقة، بينما يُثبّت الموصل الموجود داخل الحلقة بعوازل تؤدي إلى خط التغذية الأرضي عالي الجهد للهوائي.

يُقيّد استخدام المنطقة الواقعة أسفل خطوط النقل الهوائية، إذ يجب عدم اقتراب أي جسم من الموصلات الكهربائية. وقد تتسبب خطوط النقل الهوائية والمنشآت في تساقط الجليد، مما يُشكل خطراً. كما قد يتأثر استقبال الراديو أسفل خطوط الكهرباء، نتيجةً لحجب الموصلات الهوائية لهوائي الاستقبال، بالإضافة إلى التفريغ الجزئي عند العوازل والنقاط الحادة للموصلات، مما يُسبب تشويشاً لاسلكياً.

في المنطقة المحيطة بخطوط الكهرباء العلوية، من الخطورة المخاطرة بالتداخل؛ على سبيل المثال، إطلاق الطائرات الورقية أو البالونات، أو استخدام السلالم أو تشغيل الآلات.

غالباً ما يتم وضع علامات على خطوط التوزيع والنقل العلوية بالقرب من المطارات على الخرائط، كما يتم وضع علامات على الخطوط نفسها باستخدام عاكسات بلاستيكية واضحة، لتحذير الطيارين من وجود الموصلات.

قد يكون لإنشاء خطوط نقل الطاقة الكهربائية العلوية، لا سيما في المناطق البرية، آثار بيئية كبيرة. وقد تتناول الدراسات البيئية لمثل هذه المشاريع تأثير إزالة الشجيرات، وتغيير مسارات هجرة الحيوانات، وإمكانية وصول الحيوانات المفترسة والبشر إلى ممرات النقل، واضطراب موائل الأسماك عند معابر الجداول، وغيرها من الآثار.

يجب على الطيران العام، والطيران الشراعي، والطيران المظلي، والقفز بالمظلات، والبالونات، والطائرات الورقية تجنب الاحتكاك العرضي بخطوط الكهرباء. تحذر جميع منتجات الطائرات الورقية تقريبًا المستخدمين من الابتعاد عن خطوط الكهرباء. تحدث وفيات عندما تصطدم الطائرات بخطوط الكهرباء. بعض خطوط الكهرباء مُعلّمة بعلامات تحذيرية، خاصة بالقرب من مدارج الطائرات أو فوق الممرات المائية التي قد تُستخدم لتشغيل الطائرات المائية. أحيانًا، تشغل خطوط الكهرباء مواقع كان من الممكن استخدامها من قبل الطائرات الشراعية. ^{[ 21 ] [ 22 ]}

تم إثبات أول عملية نقل للنبضات الكهربائية عبر مسافة أفقية ممتدة في 2 يوليو 1729 من قبل الفيزيائي ستيفن غراي بالتعاون مع غرانفيل ويلر . ^{[ 23 ]} استخدمت التجربة حبالًا من القنب الرطب معلقة بخيوط من الحرير، حيث لم يكن الفرق بين الموصلات والعوازل قد تم اكتشافه بعد.

مع ذلك، كان أول استخدام عملي للخطوط الهوائية في مجال التلغراف . وبحلول عام ١٨٣٧، امتدت أنظمة التلغراف التجارية التجريبية لمسافة تصل إلى ٢٠  كيلومترًا (١٣ ميلًا). وتم إنجاز نقل الطاقة الكهربائية في عام ١٨٨٢ مع أول خط نقل عالي الجهد بين ميونيخ وميسباخ (٦٠  كيلومترًا). وشهد عام ١٨٩١ إنشاء أول خط هوائي ثلاثي الأطوار للتيار المتردد بمناسبة المعرض الدولي للكهرباء في فرانكفورت ، بين لاوفن وفرانكفورت.

في عام 1912 دخل أول خط طاقة علوي بجهد 110 كيلو فولت الخدمة، تبعه أول خط طاقة علوي بجهد 220 كيلو فولت في عام 1923. وفي عشرينيات القرن العشرين، قامت شركة RWE AG ببناء أول خط علوي لهذا الجهد، وفي عام 1926 قامت ببناء معبر نهر الراين باستخدام أبراج Voerde ، وهي عبارة عن صاريين بارتفاع 138 مترًا.

في عام 1953، قامت شركة أمريكان إلكتريك باور بتشغيل أول خط نقل كهربائي بجهد 345 كيلوفولت في الولايات المتحدة . وفي ألمانيا، عام 1957، تم تشغيل أول خط نقل كهربائي هوائي بجهد 380 كيلوفولت (بين محطة المحولات ورومرسكيرشن). وفي العام نفسه، تم تشغيل خط نقل كهربائي هوائي يعبر مضيق ميسينا في إيطاليا، حيث خدمت أبراجُه معبر نهر الإلبه رقم 1. وقد استُخدم هذا الخط كنموذج لبناء معبر الإلبه رقم 2 في النصف الثاني من سبعينيات القرن العشرين، والذي شهد بناء أعلى أبراج نقل كهربائي هوائية في العالم. وفي وقت سابق، عام 1952، تم تشغيل أول خط نقل كهربائي بجهد 380 كيلوفولت في السويد ، بطول 1000  كيلومتر (625 ميلاً) بين المناطق الأكثر كثافة سكانية في الجنوب وأكبر محطات الطاقة الكهرومائية في الشمال. وبدءًا من عام 1967، تم بناء خطوط نقل كهربائية هوائية بجهد 765 كيلوفولت في روسيا، وكذلك في الولايات المتحدة وكندا. في عام 1985، تم إنشاء خط نقل كهربائي هوائي في الاتحاد السوفيتي بين كوكشتاو ومحطة إيكيباستوز ، وكان هذا الخط ثلاثي الأطوار يعمل بالتيار المتردد بجهد 1150 كيلوفولت. وفي عام 1999، تم في اليابان إنشاء أول خط نقل كهربائي مصمم بجهد 1000 كيلوفولت بدائرتين، وهو خط كيتا-إيواكي . وفي عام 2002، بدأ بناء أعلى خط نقل كهربائي هوائي في الصين، وهو خط عبور نهر اليانغتسي ، حيث بدأ تشغيل برجيه المعلقين ، اللذين يبلغ ارتفاع كل منهما 346.5 مترًا (1137 قدمًا)، في عام 2004. ^{[ 24 ]}  

في القرن الحادي والعشرين، أصبح استبدال الفولاذ بنوى من ألياف الكربون ( إعادة التوصيل المتقدمة ) وسيلة لشركات المرافق لزيادة سعة النقل دون زيادة مساحة الأرض المستخدمة.

يُعد خط نقل الطاقة الهوائي مثالاً على خطوط النقل . عند ترددات أنظمة الطاقة، يمكن إجراء العديد من التبسيطات المفيدة للخطوط ذات الأطوال النموذجية. ولتحليل أنظمة الطاقة، يمكن استبدال المقاومة الموزعة، والحث التسلسلي، ومقاومة التسرب التفرعي، والسعة التفرعية بقيم مجمعة مناسبة أو شبكات مبسطة.

• كابل هوائي
• هرولة قائد الأوركسترا
• أضواء تحديد مسار القطار
• جدل مشروع جامعة كولورادو
• كابل علوي
• خط علوي
• حماية الطيور الجارحة
• السكة الثالثة
• عملية خارجية
• معابر خطوط الكهرباء فوق الأنهار في المملكة المتحدة
• مراقبة خطوط نقل الطاقة العلوية لاسلكيًا