Основное достоинство стальных проводов – их высокие механические свойства. В частности, временное сопротивление на разрыв стальных проводов достигает 600-700 МПа (60-70кг/мм²) и более. Поэтому стальные провода применяют при выполнении больших переходов через естественные препятствия (широкие реки, горные ущелья и т.п.).

Однако сталь обладает значительно более высоким электрическим сопротивлением (удельное сопротивление достигает величины 130 Оммм²/км) по сравнению с медью и алюминием, которое зависит от сорта стали, способа изготовления провода и величины тока, протекающего по проводу. Поэтому передача больших мощностей на значительные расстояния затруднена вследствие больших потерь напряжения и электроэнергии.

При передаче по распределительным сетям 6,10 кВ небольших мощностей (до нескольких сотен кВт), в слабо загруженных сетях до 1000 В монтируются ВЛ со стальными проводами. Кроме того, провода из стали (тросы) используют как элементы повторного заземления низковольтных сетей и устройств грозозащиты высоковольтных ВЛ.

Стальные провода изготавливают из оцинкованных проволок. Без оцинковки срок службы стальных проводов мал, провода ржавеют и становятся непригодными для работы на воздушных линиях электропередачи.

Сталь – это ферромангитный материал, и поэтому стальные провода обладают большой внутренней индуктивностью. Активные сопротивления стальных проводов, так же как и реактивные, зависят от величины протекающего в них тока. При токах, близких к нулю, когда магнитный поток в проводе очень мал, активное сопротивление и омическое сопротивление проводов практически одинаковы. Разница между этими сопротивлениями тем больше, чем больше магнитная проницаемость стали и диаметр провода. Стальные провода на линиях переменного тока подвергаются постоянному перемагничиванию, что связанно с затратами энергии, возрастающими с увеличением тока. Кроме этого, растут потери на вихревые токи и резко проявляется поверхностный эффект. Названные потери активной мощности учитывают соответствующими составляющими активного сопротивления стальных проводов:

R₀=R^/₀ + R^//₀,

где R^/₀ – сопротивление постоянному току (омическое),

R^//₀=R_{0пов.эф.}+R_{0 гист.}+ R_0вихр.=R_доп.

Сталь обладает большей магнитной проницаемостью (μ>1),чем цветные металлы (медь и алюминий). Активное сопротивление переменному току ЛЭП со стальными проводами выше активного сопротивления ЛЭП того же сечения из меди и алюминия. Величина дополнительных потерь зависит от магнитного потока Ф в сечении провода, а магнитный поток определяется магнитной проницаемостью материала провода μ и напряженностью магнитного поля Н:

Ф=ВА=μНF,

где В - магнитная индукция, F – площадь поперечного сечения провода.

Напряженность магнитного поля пропорциональны току в проводе (Н~I), а магнитная индукция определяется как током, так и степенью насыщения стали. Поэтому при малых значениях тока магнитный поток, а значит, и дополнительной сопротивление провода растут пропорционально его значению. При некоторой величине тока магнитная индукция становится практически постоянной величиной (насыщение стали) и сопротивление стабилизируется. При дальнейшем увеличении протекающего тока сопротивление начинает уменьшаться вследствие уменьшения магнитной проницаемости стали. Кривые изменения активного сопротивления стальных однопроволочных и многопроволочных проводов от тока нагрузки представлены на рисунке №1 (кривая 1).

Активное сопротивление стальных проводов зависит от многих факторов (химического состава стали, токовой нагрузки и др.), является очень сложной функцией и его трудно выразить математической формулой. Для определения активных сопротивлений стальных проводов используют табличные данные, составленные на основании измерений для разных марок и сечений проводов в зависимости от величины тока.

Индуктивное сопротивление стального провода также определяется двумя составляющими: внешним индуктивным сопротивлением Х^/₀ и внутренним индуктивным сопротивлением Х^//₀ ,Ом/км:

Х₀=Х^/₀ +Х^//₀

Внешнее индуктивное сопротивление, Ом/км, обусловлено внешним магнитным потоком, зависит от геометрических размеров линии и рассчитывается по формуле

(1)

Внутреннее индуктивное сопротивление обусловлено магнитным потоком, замыкающимся внутри провода, и определятся магнитной проницаемостью, которая, в свою очередь, зависит не только от конструкции и химического состава стали провода, но и от тока, протекающего в проводе:

Х^//₀=2πf0,05μ10^-3=0,016μ

Для определения внутреннего индуктивного сопротивления пользуются экспериментальными данными, внешнее индуктивное сопротивление определяется по формуле №1.

Внутренне сопротивление стальных проводов по своей величине значительно превышает внешнее индуктивное сопротивление и значительно больше, чем у проводов из цветных металлов. У линии передачи с передачи с проводами из цветного метала индуктивное сопротивление в основном обусловлено внешним магнитным потоком. Например, у трехфазной линии с проводами А50 при среднегеометрическом расстоянии между ними D_ср=1,5 м доля внутреннего индуктивного сопротивления Х^/₀ в полном Х₀ составляет всего 4,1%. Для ВЛ со стальными проводами ПМС 50 при токе 25А она составляет всего 58%, т.е. в 14 раз больше.

Активные и реактивные сопротивления однопроволочного провода быстро растут с увеличением его диаметра. Поэтому в электрических сетях однопроволочные провода применяют с диаметром не более 5 мм. Провода с сечением 25мм² и выше выполняют многопроволочными.

Многопроволочные провода имеют значительно лучшие электрические характеристики, чем однопроволочные, и почти не зависящие от сечения провода. В многопроволочных проводах, благодаря воздушным промежуткам между отдельными проволоками, из которых свит провод, сопротивление магнитному потоку резко возрастает. Магнитный поток внутри провода уменьшается – уменьшаются активное и реактивное сопротивление провода. В целом удельные активное и реактивное сопротивление стальных проводов в несколько раз превышают аналогичные величины проводов из цветного металла. Это означает, что в таких ЛЭП с увеличением тока нагрузки увеличивается сопротивление стального провода, значительно выше потери напряжения и, соответственно, снижается пропускная способность электропередачи. Вследствие этих причин применение стальных проводов ограниченно.