Saluran listrik adalah saluran kawat atau kabel untuk menyalurkan listrik. Kabel saluran listrik Interpretasi saluran listrik

Elemen utama saluran udara adalah kabel, isolator, alat kelengkapan linier, penyangga dan pondasi. Pada saluran udara arus bolak-balik tiga fasa, paling sedikit tiga kabel digantung, membentuk satu rangkaian; pada saluran udara arus searah - setidaknya dua kabel.

Berdasarkan jumlah rangkaiannya, saluran udara dibedakan menjadi sirkuit tunggal, ganda, dan multi. Jumlah rangkaian ditentukan oleh rangkaian catu daya dan kebutuhan redundansinya. Jika skema catu daya memerlukan dua sirkit, maka sirkit ini dapat ditangguhkan pada dua saluran udara sirkuit tunggal yang terpisah dengan penyangga sirkuit tunggal atau pada satu saluran udara sirkuit ganda dengan penyangga sirkuit ganda. Jarak/antara tumpuan yang berdekatan disebut bentang, dan jarak antar tumpuan jenis jangkar disebut bagian jangkar.

Kabel yang digantung pada isolator (A, - panjang karangan bunga) ke penyangga (Gbr. 5.1, a) melorot sepanjang garis catenary. Jarak dari titik suspensi ke titik terendah kawat disebut sag /. Ini menentukan jarak bebas kawat yang mendekati tanah A, yang untuk daerah berpenduduk sama dengan: ke permukaan bumi sampai dengan 35 dan PO kV - 7 m; 220kV - 8m; untuk bangunan atau struktur hingga 35 kV - 3 m; 110kV - 4m; 220 kV - 5 m Panjang bentang / ditentukan oleh kondisi perekonomian. Panjang bentang sampai 1 kV biasanya 30...75 m; PO kV - 150…200 m; 220 kV - hingga 400 m.

Jenis menara transmisi tenaga

Tergantung pada metode penggantungan kabel, penyangganya adalah:

perantara, di mana kabel dipasang pada klem pendukung;
tipe jangkar, digunakan untuk mengencangkan kabel; pada penyangga ini kabel dipasang pada klem tegangan;
yang sudut, yang dipasang pada sudut rotasi saluran udara dengan kabel yang digantung pada klem pendukung; mereka bisa menjadi perantara, cabang dan sudut, ujung, sudut jangkar.

Dalam skala yang lebih besar, penyangga saluran udara di atas 1 kV dibagi menjadi dua jenis: penyangga jangkar, yang sepenuhnya menopang tegangan kawat dan kabel pada bentang yang berdekatan; perantara, tidak merasakan ketegangan kabel atau merasakan sebagian.

Pada saluran udara, digunakan penyangga kayu (Gbr. 5L, b, c), penyangga kayu generasi baru (Gbr. 5.1, d), baja (Gbr. 5.1, e) dan penyangga beton bertulang.

Penyangga saluran udara kayu

Tiang saluran udara dari kayu masih umum ditemukan di negara-negara dengan hutan lindung. Keunggulan kayu sebagai bahan penyangga adalah: berat jenis rendah, kekuatan mekanik tinggi, sifat insulasi listrik baik, bermacam-macam bulat alami. Kerugian dari kayu adalah pembusukannya, untuk menguranginya digunakan antiseptik.

Metode efektif untuk memerangi pembusukan adalah dengan menghamili kayu dengan antiseptik berminyak. Di AS, ada transisi ke penyangga kayu laminasi.

Untuk saluran udara dengan tegangan 20 dan 35 kV, yang menggunakan isolator pin, disarankan untuk menggunakan penyangga berbentuk lilin satu kolom dengan susunan kabel segitiga. Pada saluran listrik overhead 6 -35 kV dengan isolator pin, untuk setiap susunan kabel, jarak antara kabel tersebut D, m, harus tidak kurang dari nilai yang ditentukan oleh rumus

dimana U - garis, kV; - penurunan terbesar sesuai dengan bentang keseluruhan, m; b - ketebalan dinding es, mm (tidak lebih dari 20 mm).

Untuk saluran udara 35 kV ke atas dengan isolator gantung dengan kabel horizontal, jarak minimum antar kabel, m, ditentukan dengan rumus

Tiang penyangga terbuat dari bahan komposit: bagian atas (tiang itu sendiri) terbuat dari kayu gelondongan dengan panjang 6,5...8,5 m, dan bagian bawah (yang disebut anak tiri) terbuat dari beton bertulang dengan bagian 20. x 20 cm, panjang 4,25 dan 6,25 m atau dari kayu gelondongan dengan panjang 4,5...6,5 m Penyangga komposit dengan anak tiri beton bertulang menggabungkan keunggulan beton bertulang dan penyangga kayu: tahan petir dan tahan terhadap pembusukan pada titik kontak dengan tanah . Penyambungan rak ke anak tiri dilakukan dengan pita kawat yang terbuat dari kawat baja berdiameter 4...6 mm, dikencangkan dengan cara dipelintir atau dengan baut penegang.

Penopang jangkar dan sudut tengah untuk saluran udara 6 - 10 kV dibuat dalam bentuk struktur berbentuk A dengan tiang komposit.

Menara transmisi baja

Banyak digunakan pada saluran udara dengan tegangan 35 kV ke atas.

Menurut desainnya, penyangga baja dapat terdiri dari dua jenis:

menara atau kolom tunggal (lihat Gambar 5.1, d);
portal, yang menurut metode pengikatannya, dibagi menjadi penyangga yang berdiri bebas dan penyangga dengan kabel pria.

Keuntungan dari penyangga baja adalah kekuatannya yang tinggi, kelemahannya adalah kerentanannya terhadap korosi, sehingga memerlukan pengecatan berkala atau penerapan lapisan anti korosi selama pengoperasian.

Penopangnya terbuat dari baja canai (biasanya digunakan sudut sama kaki); penyangga transisi tinggi dapat dibuat dari pipa baja. Lembaran baja dengan berbagai ketebalan digunakan pada titik sambungan elemen. Terlepas dari desainnya, penyangga baja dibuat dalam bentuk struktur kisi spasial.

Menara transmisi listrik beton bertulang

Dibandingkan dengan bahan logam, bahan ini lebih tahan lama dan ekonomis dalam pengoperasiannya, karena memerlukan lebih sedikit perawatan dan perbaikan (jika kita mengambil siklus hidup, maka bahan beton bertulang lebih memakan energi). Keuntungan utama dari penyangga beton bertulang adalah pengurangan konsumsi baja sebesar 40...75%, kerugiannya adalah massa yang besar. Menurut metode pembuatannya, penyangga beton bertulang dibagi menjadi penyangga yang dibeton di lokasi pemasangan (sebagian besar penyangga tersebut digunakan di luar negeri) dan buatan pabrik.

Lintasan dipasang pada batang tiang penyangga beton bertulang dengan menggunakan baut yang dimasukkan melalui lubang khusus pada rak, atau menggunakan klem baja yang menutupi batang dan mempunyai pin untuk memasang ujung tali lintasan pada batang tersebut. Lintasan logam sudah digalvanis sebelumnya, sehingga tidak memerlukan perawatan dan pengawasan khusus selama pengoperasian dalam waktu lama.

Kabel saluran udara dibuat tidak berinsulasi, terdiri dari satu atau lebih kabel yang dipilin. Kabel yang terbuat dari satu kawat, disebut kawat tunggal (dibuat dengan penampang 1 hingga 10 mm2), memiliki kekuatan yang lebih kecil dan hanya digunakan pada saluran udara dengan tegangan hingga 1 kV. Kabel terdampar, dipelintir dari beberapa kabel, digunakan pada saluran udara dengan semua tegangan.

Bahan kawat dan kabel harus mempunyai daya hantar listrik yang tinggi, mempunyai kekuatan yang cukup, dan tahan terhadap pengaruh atmosfer (dalam hal ini kawat tembaga dan perunggu mempunyai ketahanan yang paling besar; kawat aluminium rentan terhadap korosi, terutama di pantai laut yang mengandung udara. garam; kabel baja hancur bahkan dalam kondisi atmosfer normal).

Untuk saluran udara, digunakan kabel baja kawat tunggal dengan diameter 3,5; 4 dan 5 mm dan kabel tembaga dengan diameter hingga 10 mm. Batas bawah dibatasi karena kabel berdiameter lebih kecil memiliki kekuatan mekanik yang tidak mencukupi. Batas atas dibatasi karena lengkungan pada kawat padat berdiameter lebih besar dapat menyebabkan deformasi permanen pada lapisan luarnya yang akan mengurangi kekuatan mekaniknya.

Kabel terdampar, dipelintir dari beberapa kabel, memiliki fleksibilitas yang tinggi; kabel tersebut dapat dibuat dari penampang apa pun (dibuat dengan penampang 1,0 hingga 500 mm2).

Diameter masing-masing kabel dan jumlahnya dipilih sehingga jumlah penampang masing-masing kabel memberikan total penampang kabel yang diperlukan.

Biasanya, kabel yang terdampar terbuat dari kabel bundar, dengan satu atau lebih kabel dengan diameter yang sama ditempatkan di tengahnya. Panjang kawat yang dipilin sedikit lebih besar dari panjang kawat yang diukur sepanjang sumbunya. Hal ini menyebabkan peningkatan massa sebenarnya kawat sebesar 1...2% dibandingkan dengan massa teoritis, yang diperoleh dengan mengalikan penampang kawat dengan panjang dan kepadatannya. Dalam semua perhitungan, berat sebenarnya dari kawat yang ditentukan dalam standar terkait diambil.

Merek kabel telanjang menunjukkan:

huruf M, A, AS, PS - bahan kawat;
dalam angka - penampang dalam milimeter persegi.

Kawat aluminium A dapat berupa:

Kelas AT (padat tidak dianil)
Paduan AM (anil lunak) AN, AZh;
AS, ASHS - terbuat dari inti baja dan kabel aluminium;
PS - terbuat dari kabel baja;
PST - terbuat dari kawat baja galvanis.

Misalnya, A50 menunjukkan kawat aluminium dengan penampang 50 mm2;

AC50/8 - kawat baja-aluminium dengan penampang bagian aluminium 50 mm2, inti baja 8 mm2 (perhitungan listrik memperhitungkan konduktivitas hanya bagian aluminium dari kawat);
PSTZ,5, PST4, PST5 - kabel baja kawat tunggal, yang jumlahnya sesuai dengan diameter kawat dalam milimeter.

Kabel baja yang digunakan pada saluran udara sebagai kabel penangkal petir terbuat dari kawat galvanis; penampangnya harus minimal 25 mm2. Pada saluran udara dengan tegangan 35 kV, digunakan kabel dengan penampang 35 mm2; pada jalur kV - 50 mm2; pada jalur 220 kV ke atas -70 mm2.

Penampang kabel pilin berbagai merek ditentukan untuk saluran udara dengan tegangan hingga 35 kV sesuai dengan kondisi kekuatan mekanik, dan untuk saluran udara dengan tegangan hingga kV dan lebih tinggi - sesuai dengan kondisi rugi-rugi mahkota. Pada saluran udara ketika melintasi berbagai struktur teknik (jalur komunikasi, kereta api dan jalan raya, dll.), perlu untuk memastikan keandalan yang lebih tinggi, oleh karena itu, penampang kabel minimum pada bentang penyeberangan harus ditingkatkan (Tabel 5.2).

Ketika aliran udara diarahkan melintasi sumbu saluran udara atau pada sudut tertentu terhadap sumbu ini mengalir di sekitar kabel, turbulensi terjadi di sisi bawah angin kabel. Ketika frekuensi pembentukan dan pergerakan vortisitas bertepatan dengan salah satu frekuensi osilasi alami, kawat mulai berosilasi pada bidang vertikal.

Getaran kawat yang demikian dengan amplitudo 2...35 mm, panjang gelombang 1...20 m dan frekuensi 5...60 Hz disebut getaran.

Biasanya, getaran kabel diamati pada kecepatan angin 0,6...12,0 m/s;

Kabel baja tidak diperbolehkan terbang di atas jaringan pipa dan rel kereta api.

Getaran biasanya terjadi pada bentang yang panjangnya lebih dari 120 m dan di area terbuka. Bahaya getaran terletak pada putusnya masing-masing kabel di area keluarnya klem karena peningkatan tekanan mekanis. Variabel timbul dari pembengkokan kawat secara periodik akibat getaran dan tegangan tarik utama disimpan pada kawat gantung.

Untuk bentang hingga 120 m, perlindungan getaran tidak diperlukan; Area saluran udara yang terlindung dari angin silang juga tidak dilindungi; di penyeberangan besar sungai dan perairan, perlindungan diperlukan terlepas dari kabelnya. Pada saluran udara dengan tegangan 35...220 kV ke atas, proteksi getaran dilakukan dengan memasang peredam getaran yang digantungkan pada kabel baja, menyerap energi getaran kabel dan mengurangi amplitudo getaran di dekat klem.

Ketika ada es, apa yang disebut tarian kabel diamati, yang, seperti getaran, dibangkitkan oleh angin, tetapi berbeda dari getaran dalam amplitudo yang lebih besar, mencapai 12...14 m, dan panjang gelombang yang lebih panjang (dengan satu dan dua setengah gelombang dalam rentang tersebut). Pada bidang yang tegak lurus terhadap sumbu saluran udara, kawat Pada tegangan 35 - 220 kV, kabel diisolasi dari penyangga dengan karangan bunga isolator gantung. Untuk mengisolasi saluran udara 6-35 kV, digunakan isolator pin.

Melewati kabel saluran udara, ia melepaskan panas dan memanaskan kabel. Di bawah pengaruh pemanasan kawat, hal berikut terjadi:

memanjangkan kawat, menambah kendur, mengubah jarak ke tanah;
perubahan tegangan kawat dan kemampuannya menahan beban mekanis;
perubahan hambatan kawat, yaitu perubahan daya listrik dan rugi-rugi energi.

Semua kondisi dapat berubah jika parameter lingkungan konstan atau berubah secara bersamaan, sehingga mempengaruhi pengoperasian kabel saluran udara. Saat mengoperasikan saluran udara, dianggap bahwa pada arus beban pengenal, suhu kabel adalah 60...70″C. Suhu kawat akan ditentukan oleh efek simultan dari pembangkitan panas dan pendinginan atau heat sink. Pembuangan panas kabel saluran udara meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan angin dan penurunan suhu lingkungan.

Ketika suhu udara menurun dari +40 menjadi 40 °C dan kecepatan angin meningkat dari 1 menjadi 20 m/s, kehilangan panas berubah dari 50 menjadi 1000 W/m. Pada suhu lingkungan positif (0...40 °C) dan kecepatan angin rendah (1...5 m/s), kehilangan panas adalah 75...200 W/m.

Untuk mengetahui pengaruh kelebihan beban terhadap peningkatan kerugian, tentukan terlebih dahulu

dimana RQ adalah hambatan kawat pada suhu 02, Ohm; R0] - resistansi kawat pada suhu yang sesuai dengan beban desain dalam kondisi operasi, Ohm; А/.у.с - koefisien kenaikan suhu dalam resistansi, Ohm/°C.

Peningkatan resistansi kawat dibandingkan dengan resistansi yang sesuai dengan beban desain dimungkinkan dengan kelebihan beban sebesar 30% sebesar 12%, dan dengan kelebihan beban sebesar 50% sebesar 16%.

Peningkatan kerugian AU saat kelebihan beban hingga 30% diperkirakan terjadi:

saat menghitung saluran udara pada AU = 5% A?/30 = 5,6%;
saat menghitung saluran udara pada A17 = 10% D?/30 = 11,2%.

Ketika saluran udara kelebihan beban hingga 50%, peningkatan kerugian masing-masing sebesar 5,8 dan 11,6%. Dengan mempertimbangkan grafik beban, dapat dicatat bahwa ketika saluran udara kelebihan beban hingga 50%, kerugiannya sedikit melebihi nilai standar yang diizinkan sebesar 0,8...1,6%, yang tidak mempengaruhi kualitas listrik secara signifikan.

Penerapan kawat SIP

Sejak awal abad ini, jaringan overhead tegangan rendah, yang dirancang sebagai sistem kabel berinsulasi mandiri (SIP), telah tersebar luas.

SIP digunakan di perkotaan sebagai instalasi wajib, sebagai jalan raya di pedesaan dengan kepadatan penduduk rendah, dan sebagai cabang menuju konsumen. Metode peletakan SIP berbeda-beda: mengencangkan penyangga; membentang di sepanjang fasad bangunan; berbaring di sepanjang fasad.

Desain SIP (lapis baja unipolar dan tidak lapis baja, tripolar dengan pembawa netral berinsulasi atau telanjang) umumnya terdiri dari inti terdampar konduktor tembaga atau aluminium yang dikelilingi oleh layar ekstrusi semikonduktor internal, kemudian insulasi terbuat dari polietilen, polietilen, atau PVC yang terhubung silang. Kekencangan dijamin dengan bubuk dan pita perekat, di atasnya terdapat layar logam yang terbuat dari tembaga atau aluminium dalam bentuk benang atau pita spiral, menggunakan timah yang diekstrusi.

Di atas bantalan pelindung kabel, terbuat dari kertas, PVC, polietilen, pelindung aluminium dibuat dalam bentuk jaring strip dan benang. Perlindungan luar terbuat dari PVC, polietilen tanpa gelogen. Bentang peletakan, dihitung dengan mempertimbangkan suhu dan penampang kabel (setidaknya 25 mm2 untuk jalur utama dan 16 mm2 pada cabang ke masukan konsumen, 10 mm2 untuk kawat baja-aluminium) berkisar antara 40 hingga 90 m.

Dengan sedikit peningkatan biaya (sekitar 20%) dibandingkan dengan kabel telanjang, keandalan dan keamanan saluran yang dilengkapi SIP meningkat ke tingkat keandalan dan keamanan saluran kabel. Salah satu keuntungan saluran udara dengan kabel VLI berinsulasi dibandingkan saluran listrik konvensional adalah pengurangan rugi-rugi dan daya dengan mengurangi reaktansi. Opsi Urutan Garis:

ASB95 - R = 0,31 Ohm/km; X= 0,078 Ohm/km;
SIP495 - masing-masing 0,33 dan 0,078 Ohm/km;
SIP4120 - 0,26 dan 0,078 Ohm/km;
AC120 - 0,27 dan 0,29 Ohm/km.

Efek pengurangan rugi-rugi saat menggunakan SIP dan menjaga arus beban tetap konstan dapat berkisar antara 9 hingga 47%, rugi-rugi daya - 18%.

Saluran listrik teknis yang kompleks (PTL) digunakan untuk menyalurkan listrik jarak jauh. Dalam skala nasional, merupakan objek penting strategis yang dirancang dan dibangun sesuai dengan SNiP dan PUE.

Bagian linier ini diklasifikasikan menjadi saluran listrik kabel dan overhead, yang pemasangan dan peletakannya memerlukan kepatuhan wajib terhadap kondisi desain dan pemasangan struktur khusus.

Saluran listrik di atas kepala

Gbr.1 Saluran listrik tegangan tinggi di atas kepala

Yang paling umum adalah saluran udara, yang dipasang di luar ruangan menggunakan tiang tegangan tinggi yang kabelnya diamankan menggunakan alat kelengkapan khusus (isolator dan braket). Paling sering ini adalah rak SK.

Komposisi saluran listrik overhead meliputi:

dukungan untuk berbagai voltase;
kabel telanjang yang terbuat dari aluminium atau tembaga;
lintasan yang memberikan jarak yang diperlukan untuk mencegah kontak kabel dengan elemen pendukung;
isolator;
lingkaran tanah;
arester dan penangkal petir.

Titik kendur minimum saluran udara adalah: 5 7 meter di kawasan tak berpenghuni dan 6 8 meter di kawasan berpenduduk.

Berikut ini digunakan sebagai tiang tegangan tinggi:

struktur logam yang efektif digunakan di zona iklim apa pun dan dengan beban berbeda. Mereka dicirikan oleh kekuatan, keandalan, dan daya tahan yang cukup. Mereka adalah rangka logam, yang elemen-elemennya dihubungkan menggunakan sambungan baut, yang memfasilitasi pengiriman dan pemasangan penyangga di lokasi pemasangan;
penyangga beton bertulang, yang merupakan jenis struktur paling sederhana yang memiliki karakteristik kekuatan yang baik, mudah dipasang dan dipasang saluran udara di atasnya. Kerugian dari pemasangan penyangga beton meliputi - pengaruh tertentu dari beban angin dan karakteristik tanah;
penyangga kayu, yang produksinya paling hemat biaya dan memiliki karakteristik dielektrik yang sangat baik. Struktur kayu yang ringan memungkinkannya dikirim dengan cepat ke lokasi pemasangan dan mudah dipasang. Kerugian dari penyangga saluran listrik ini adalah kekuatan mekaniknya yang rendah, sehingga hanya dapat dipasang pada beban tertentu, dan kerentanannya terhadap proses penghancuran biologis (pembusukan material).

Penggunaan satu desain atau lainnya ditentukan oleh tegangan jaringan listrik. Akan berguna untuk memiliki keterampilan menentukan tegangan saluran listrik dengan melihat penampilannya.

Saluran udara diklasifikasikan:

berdasarkan arus - langsung atau bolak-balik;
menurut peringkat tegangan - untuk arus searah dengan tegangan 400 kilovolt dan arus bolak-balik - 0,4 1150 kilovolt.

Saluran listrik kabel

Gbr.2 Jalur kabel bawah tanah

Tidak seperti saluran udara, saluran kabel diisolasi sehingga lebih mahal dan dapat diandalkan. Jenis kawat ini digunakan di tempat-tempat di mana pemasangan saluran udara tidak memungkinkan - di kota-kota besar dan kecil dengan bangunan padat, di wilayah perusahaan industri.

Saluran listrik kabel diklasifikasikan:

dalam hal tegangan - seperti saluran udara;
berdasarkan jenis insulasi - cair dan padat. Jenis pertama adalah minyak bumi, dan yang kedua adalah jalinan kabel yang terdiri dari polimer, karet, dan kertas yang diminyaki.

Ciri khasnya adalah metode peletakannya:

bawah tanah;
di bawah air;
untuk struktur yang melindungi kabel dari pengaruh atmosfer dan memberikan tingkat keamanan yang tinggi selama pengoperasian.

Gbr.3 Meletakkan saluran listrik bawah air

Berbeda dengan dua metode pertama dalam memasang saluran listrik kabel, opsi “berdasarkan konstruksi” melibatkan pembuatan:

terowongan kabel, di mana kabel listrik dipasang pada struktur pendukung khusus yang memungkinkan pekerjaan pemasangan dan pemeliharaan saluran;
saluran kabel, yaitu struktur yang terkubur di bawah lantai bangunan di mana jalur kabel diletakkan di dalam tanah;
poros kabel - koridor vertikal dengan bagian persegi panjang yang menyediakan akses ke saluran listrik;
lantai kabel, yaitu ruang teknis kering dengan ketinggian sekitar 1,8 m;
blok kabel yang terdiri dari pipa dan sumur;
kambing tipe terbuka - untuk pemasangan kabel horizontal atau miring;
ruang yang digunakan untuk memasang kopling bagian saluran transmisi listrik;
galeri - jalan layang yang sama, hanya ditutup.

Kesimpulan

Terlepas dari kenyataan bahwa kabel dan saluran listrik overhead digunakan di mana-mana, kedua opsi tersebut memiliki karakteristiknya sendiri yang harus diperhitungkan dalam dokumentasi desain yang menentukan

Saluran udara (OL) berfungsi untuk menyalurkan listrik melalui kabel yang diletakkan di udara terbuka dan dipasang pada penyangga khusus atau braket struktur teknik menggunakan isolator dan alat kelengkapan. Elemen struktural utama saluran udara adalah kabel, kabel pelindung, penyangga, isolator, dan perlengkapan linier. Di lingkungan perkotaan, saluran udara paling banyak tersebar di pinggiran kota, serta di daerah dengan bangunan setinggi lima lantai. Elemen saluran udara harus memiliki kekuatan mekanik yang cukup, oleh karena itu, dalam perancangannya, selain listrik, perhitungan mekanis juga dilakukan untuk menentukan tidak hanya bahan dan penampang kabel, tetapi juga jenis isolator dan penyangga. jarak antara kabel dan penyangga, dll.

Tergantung pada tujuan dan lokasi pemasangan, jenis penyangga berikut dibedakan:

perantara, dirancang untuk menopang kabel pada bagian garis lurus. Jarak antar penyangga (bentang) adalah 35-45 m untuk tegangan sampai dengan 1000 V dan sekitar 60 m untuk tegangan 6-10 kV. Kabel diikat di sini menggunakan isolator pin (tidak rapat);

jangkar, mempunyai desain yang lebih kaku dan tahan lama untuk menyerap gaya longitudinal dari perbedaan tegangan sepanjang kabel dan menopang (jika putus) semua kabel yang tersisa pada bentang jangkar. Penopang ini juga dipasang pada bagian jalan yang lurus (dengan bentang sekitar 250 m untuk tegangan 6-10 kV) dan pada persimpangan dengan berbagai bangunan. Kabel diikatkan ke penyangga jangkar dengan erat ke isolator liontin atau pin;

terminal, dipasang di awal dan akhir baris. Mereka adalah jenis penyangga jangkar dan harus menahan tegangan satu arah yang konstan pada kabel;

bersudut, dipasang di tempat-tempat yang arah rutenya berubah. Penopang ini diperkuat dengan penyangga atau penyangga logam;

khusus atau transisi, dipasang di persimpangan saluran udara dengan bangunan atau penghalang (sungai, rel kereta api, dll.). Mereka berbeda dari penyangga lain pada garis tertentu dalam hal tinggi atau desain.

Kayu, logam atau beton bertulang digunakan untuk membuat penyangga.

Tergantung pada desainnya, penyangga kayu dapat berupa:

lajang;

Berbentuk A, terdiri dari dua tiang, menyatu di bagian atas dan menyimpang di bagian bawah;

berkaki tiga, terdiri dari tiga tiang yang menyatu di bagian atas dan menyimpang di bagian bawah;

Berbentuk U, terdiri dari dua rak yang bagian atasnya dihubungkan dengan palang horizontal;

Berbentuk AP, terdiri dari dua penyangga berbentuk A yang dihubungkan dengan lengan melintang horizontal;

komposit, terdiri dari dudukan dan dudukan (anak tiri), dilekatkan dengan balutan kawat baja.

Untuk meningkatkan masa pakainya, penyangga kayu diresapi dengan antiseptik, yang secara signifikan memperlambat proses pembusukan kayu. Dalam pengoperasiannya, perawatan antiseptik dilakukan dengan cara mengoleskan perban antiseptik pada tempat-tempat yang rawan pembusukan, dengan pasta antiseptik dioleskan pada seluruh retakan, sambungan dan luka.

Penyangga logam terbuat dari pipa atau baja profil, beton bertulang - berbentuk tiang bulat atau persegi panjang berongga dengan penampang mengecil ke arah atas penyangga.

Insulator dan pengait digunakan untuk mengencangkan kabel saluran udara ke penyangga, dan isolator serta pin digunakan untuk mengencangkannya pada lintasan. Insulator dapat berupa porselen atau kaca, pin atau suspensi (di tempat pengikatan jangkar) (Gbr. 1, a-c). Mereka disekrupkan dengan kuat ke kait atau pin menggunakan tutup polietilen khusus atau derek yang diresapi dengan timah merah atau minyak pengering.

Gambar 1. a - pin 6-10 kV; b - pin 35 kV; c - ditangguhkan; g, d - batang polimer

Insulator saluran udara terbuat dari porselen atau kaca temper - bahan dengan kekuatan mekanik dan listrik yang tinggi serta ketahanan terhadap pelapukan. Keuntungan signifikan dari isolator kaca adalah jika rusak, kaca tempered akan pecah. Hal ini memudahkan untuk menemukan isolator yang rusak di saluran.

Secara desain, isolator dibagi menjadi pin dan liontin.

Isolator pin digunakan pada saluran dengan tegangan hingga 1 kV, 6-10 kV dan, jarang, 35 kV (Gbr. 1, a, b). Mereka melekat pada penyangga menggunakan kait atau pin.

Insulator tersuspensi (Gbr. 1, c) digunakan pada saluran udara dengan tegangan 35 kV dan lebih tinggi. Terdiri dari bagian insulasi porselen atau kaca 1, tutup yang terbuat dari besi tuang lunak 2, batang logam 3 dan pengikat semen 4. Insulator gantung dirangkai menjadi karangan bunga, yang dapat menopang (pada penyangga perantara) atau mengencangkan (pada penyangga jangkar). Jumlah isolator di karangan bunga ditentukan oleh tegangan saluran; 35 kV - 3-4 isolator, 110 kV - 6-8.

Isolator polimer juga digunakan (Gbr. 1, d). Mereka adalah elemen batang yang terbuat dari fiberglass, di mana lapisan pelindung dengan rusuk yang terbuat dari karet fluoroplastik atau silikon ditempatkan:

Kabel saluran udara harus memiliki kekuatan mekanik yang cukup. Mereka bisa tunggal atau multi-kawat. Kabel baja kawat tunggal digunakan secara eksklusif untuk saluran dengan tegangan hingga 1000 V; kabel terdampar yang terbuat dari baja, bimetal, aluminium dan paduannya menjadi lazim karena peningkatan kekuatan mekanik dan fleksibilitasnya. Paling sering, pada saluran udara dengan tegangan hingga 6-10 kV, kabel terdampar aluminium kelas A dan kabel baja galvanis kelas PS digunakan.

Kabel baja-aluminium (Gbr. 2, c) digunakan pada saluran udara dengan tegangan di atas 1 kV. Mereka diproduksi dengan rasio bagian aluminium dan baja yang berbeda. Semakin rendah rasio ini, semakin tinggi kekuatan mekanik kawat dan oleh karena itu digunakan di daerah dengan kondisi iklim yang lebih parah (dengan dinding es yang lebih tebal). Tingkat kabel baja-aluminium menunjukkan penampang bagian aluminium dan baja, misalnya AC 95/16.

Gambar 2. a - pandangan umum dari kawat yang terdampar; b - penampang kawat aluminium; c - penampang kawat baja-aluminium

Kabel yang terbuat dari paduan aluminium (AN - tidak diberi perlakuan panas, AZh - diberi perlakuan panas) memiliki kekuatan mekanik yang lebih besar dan konduktivitas listrik yang hampir sama dibandingkan dengan paduan aluminium. Mereka digunakan pada saluran udara dengan tegangan di atas 1 kV di area dengan ketebalan dinding es hingga 20 mm.

Kabel disusun dengan berbagai cara. Pada jalur sirkuit tunggal biasanya disusun dalam segitiga.

Saat ini, apa yang disebut kabel berinsulasi mandiri (SIP) dengan tegangan hingga 10 kV banyak digunakan. Pada saluran 380 V, kabel terdiri dari kabel pembawa tidak berinsulasi, yang netral, tiga kabel linier berinsulasi, dan satu kabel penerangan luar ruangan berinsulasi. Kabel berinsulasi linier dililitkan di sekitar kabel netral pendukung. Kawat pendukungnya adalah baja-aluminium, dan kabel liniernya adalah aluminium. Yang terakhir ditutupi dengan polietilen (kabel tipe APV) yang distabilkan panas dan tahan panas (ikatan silang). Keunggulan saluran udara dengan kabel berinsulasi dibandingkan saluran dengan kabel telanjang antara lain tidak adanya isolator pada penyangganya, penggunaan ketinggian penyangga kabel gantung secara maksimal; tidak perlu menebang pohon di area garis.

Untuk cabang dari saluran dengan tegangan hingga 1000 V ke input ke dalam gedung, digunakan kabel berinsulasi merek APR atau AVT. Mereka memiliki kabel baja yang menahan beban dan insulasi tahan cuaca.

Kabel diikat ke penyangga dengan berbagai cara, tergantung lokasinya pada isolator. Pada penyangga perantara, kabel dipasang ke isolator pin dengan klem atau kawat pengikat yang terbuat dari bahan yang sama dengan kawat, dan yang terakhir tidak boleh memiliki lekukan pada titik pemasangannya. Kabel-kabel yang terletak pada kepala isolator diikat dengan pengikat kepala, dan pada leher isolator dengan pengikat samping.

Pada penyangga jangkar, sudut dan ujung, kabel dengan tegangan hingga 1000 V diamankan dengan memutar kabel dengan apa yang disebut "steker"; kabel dengan tegangan 6-10 kV diamankan dengan loop. Pada penyangga jangkar dan sudut, di titik persimpangan melintasi rel kereta api, jalan masuk, jalur trem dan di persimpangan dengan berbagai jalur listrik dan komunikasi, suspensi kabel ganda digunakan.

Kabel dihubungkan menggunakan klem cetakan, konektor oval berkerut, konektor oval, atau perangkat khusus yang dipilin. Dalam beberapa kasus, pengelasan digunakan menggunakan kartrid termit dan peralatan khusus. Untuk kabel baja padat, pengelasan putaran dapat digunakan dengan menggunakan trafo kecil. Pada bentang antar penyangga tidak diperbolehkan memiliki lebih dari dua sambungan kawat, dan pada bentang di mana saluran udara berpotongan dengan berbagai struktur, sambungan kawat tidak diperbolehkan. Pada penyangga, penyambungan harus dilakukan sedemikian rupa sehingga tidak mengalami tekanan mekanis.

Perlengkapan linier digunakan untuk mengencangkan kabel ke isolator dan isolator ke penyangga dan dibagi menjadi beberapa jenis utama berikut: klem, alat kelengkapan kopling, konektor, dll.

Klem digunakan untuk mengamankan kabel dan kabel dan menempelkannya ke karangan bunga isolator dan dibagi menjadi penopang, digantung pada penopang perantara, dan tegangan, digunakan pada penopang tipe jangkar (Gbr. 3, a, b, c).

Gambar 3. a - penjepit pendukung; b - penjepit tegangan baut; c - penjepit tegangan yang ditekan; d - karangan bunga pendukung isolator; d - pengatur jarak; e - konektor oval; g - konektor yang ditekan

Perlengkapan kopling dirancang untuk menggantung karangan bunga pada penyangga dan menghubungkan karangan bunga multi-rantai satu sama lain dan mencakup braket, anting-anting, telinga, dan lengan ayun. Braket digunakan untuk memasang karangan bunga ke balok penyangga. Karangan bunga penyangga (Gbr. 3, d) dipasang pada lintasan penyangga perantara menggunakan anting-anting 1, sisi lainnya dimasukkan ke dalam tutup isolator suspensi atas 2. Lubang 3 digunakan untuk memasang karangan bunga penyangga penjepit 4 ke isolator bawah.

Konektor digunakan untuk menghubungkan masing-masing bagian kawat. Bentuknya oval dan ditekan. Pada konektor oval, kabelnya berkerut atau terpelintir (Gbr. 3, e). Konektor yang ditekan (Gbr. 3, g) digunakan untuk menghubungkan kabel berpenampang besar. Pada kabel baja-aluminium, bagian baja dan aluminium dikerutkan secara terpisah.

Kabel, bersama dengan celah percikan, arester, dan perangkat grounding, berfungsi untuk melindungi saluran dari lonjakan petir. Mereka digantung di atas kabel fasa pada saluran udara dengan tegangan 35 kV dan lebih tinggi, tergantung pada area aktivitas petir dan bahan pendukungnya, yang diatur oleh “Peraturan Konstruksi Instalasi Listrik”. Kabel proteksi petir biasanya terbuat dari baja, namun bila digunakan sebagai saluran komunikasi frekuensi tinggi, kabel tersebut terbuat dari baja dan aluminium. Pada jalur 35-110 kV, kabel diikat ke penyangga perantara logam dan beton bertulang tanpa insulasi kabel.

Untuk melindungi terhadap tegangan lebih petir, bagian saluran udara dengan tingkat insulasi yang lebih rendah dibandingkan dengan saluran lainnya, digunakan arester tubular.

Pada saluran udara, semua penyangga logam dan beton bertulang tempat kabel proteksi petir digantung atau alat proteksi petir lainnya (penangkal petir, celah percikan) saluran 6-35 kV dipasang dibumikan. Pada saluran sampai dengan 1 kV dengan netral yang diarde kokoh, kait dan pin kabel fasa yang dipasang pada penyangga beton bertulang, serta perlengkapan penyangga tersebut, harus disambungkan ke kabel netral.

YouTube ensiklopedis

1 / 5

✪ Cara kerja saluran listrik. Transfer energi dalam jarak jauh. Video pendidikan animasi. / Pelajaran 3

✪ Pelajaran 261. Kehilangan energi pada saluran listrik. Kondisi untuk mencocokkan sumber arus dengan beban

✪ Metode pemasangan penyangga saluran listrik overhead (ceramah)

✪ ✅Cara mengisi daya ponsel di bawah saluran listrik tegangan tinggi dengan arus induksi

✪ Tarian kabel saluran listrik overhead 110 kV

Subtitle

Saluran listrik di atas kepala

Saluran listrik di atas(VL) - alat yang dirancang untuk mentransmisikan atau mendistribusikan energi listrik melalui kabel yang terletak di udara terbuka dan dipasang menggunakan lintasan (braket), isolator dan alat kelengkapan pada penyangga atau struktur lain (jembatan, jalan layang).

Komposisi VL

melintasi
Perangkat pembagian
Jalur komunikasi serat optik (dalam bentuk kabel mandiri yang terpisah, atau dipasang pada kabel proteksi petir atau kabel listrik)
Peralatan bantu untuk kebutuhan operasional (peralatan komunikasi frekuensi tinggi, capacitive power take-off, dll)
Elemen penandaan untuk kabel tegangan tinggi dan penyangga saluran listrik untuk memastikan keselamatan penerbangan pesawat. Penopangnya ditandai dengan kombinasi cat warna tertentu, kabelnya ditandai dengan balon penerbangan untuk penandaan pada siang hari. Lampu pagar penerangan digunakan untuk penandaan pada siang dan malam hari.

Dokumen yang mengatur saluran udara

Klasifikasi saluran udara

Berdasarkan jenis arus

Pada dasarnya, saluran udara digunakan untuk mentransmisikan arus bolak-balik dan hanya dalam kasus tertentu (misalnya, untuk menghubungkan sistem tenaga, memberi daya pada jaringan kontak, dll.) saluran arus searah digunakan. Saluran arus searah memiliki kerugian yang lebih rendah karena komponen kapasitif dan induktif. Beberapa saluran listrik DC dibangun di Uni Soviet:

Jalur arus searah tegangan tinggi Moskow-Kashira - Proyek Elbe,
Saluran arus searah tegangan tinggi Volgograd-Donbass,
Saluran arus searah tegangan tinggi Ekibastuz-Center, dll.

Garis seperti itu tidak banyak digunakan.

Dengan sengaja

Saluran udara jarak sangat jauh dengan tegangan 500 kV dan lebih tinggi (dirancang untuk menghubungkan sistem tenaga individu).
Saluran udara utama dengan tegangan 220 dan 330 kV (dirancang untuk mentransmisikan energi dari pembangkit listrik yang kuat, serta untuk menghubungkan sistem tenaga dan menggabungkan pembangkit listrik dalam sistem tenaga - misalnya, menghubungkan pembangkit listrik dengan titik distribusi).
Saluran udara distribusi dengan tegangan 35, 110 dan 150 kV (dirancang untuk pasokan listrik ke perusahaan dan pemukiman di wilayah yang luas - menghubungkan titik distribusi dengan konsumen)
Saluran udara 20 kV ke bawah, menyuplai tenaga listrik ke konsumen.

Berdasarkan tegangan

Saluran udara sampai dengan 1000 V (saluran udara kelas tegangan terendah)
Saluran udara di atas 1000 V
- Saluran udara 1-35 kV (saluran udara kelas tegangan menengah)
- Saluran udara 35-330 kV (saluran udara kelas tegangan tinggi)
- Saluran udara 500-750 kV (saluran udara kelas tegangan sangat tinggi)
- Saluran udara di atas 750 kV (saluran udara kelas tegangan sangat tinggi)

Kelompok-kelompok ini berbeda secara signifikan, terutama dalam hal kondisi desain dan struktur.

Dalam jaringan CIS dengan arus bolak-balik serba guna 50 Hz, menurut GOST 721-77, tegangan fase-ke-fase pengenal berikut harus digunakan: 380; (6) , 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 dan 1150 kV. Mungkin juga ada jaringan yang dibangun sesuai dengan standar usang dengan tegangan nominal fase-ke-fase: 220, 3 dan 150 kV.

Saluran listrik tegangan tertinggi di dunia adalah saluran Ekibastuz-Kokchetav, tegangan pengenalnya 1150 kV. Namun, saat ini saluran tersebut dioperasikan pada setengah tegangan - 500 kV.

Tegangan pengenal untuk saluran arus searah tidak diatur; tegangan yang paling umum digunakan adalah: 150, 400 (gardu induk Vyborgskaya - Finlandia) dan 800 kV.

Kelas tegangan lainnya dapat digunakan dalam jaringan khusus, terutama untuk jaringan traksi kereta api (27,5 kV, 50 Hz AC dan 3,3 kV DC), metro (825 V DC), trem dan bus troli (600 VDC).

Menurut mode pengoperasian netral pada instalasi listrik

Jaringan tiga fase dengan tidak dibumikan (terpencil) netral (netral tidak terhubung ke perangkat grounding atau terhubung melalui perangkat dengan resistansi tinggi). Dalam CIS, mode netral ini digunakan pada jaringan dengan tegangan 3-35 kV dengan arus rendah gangguan ground satu fasa.
Jaringan tiga fase dengan membumi secara resonansi (kompensasi) netral (bus netral dihubungkan ke ground melalui induktansi). Di CIS digunakan dalam jaringan dengan tegangan 3-35 kV dengan arus gangguan tanah satu fasa yang tinggi.
Jaringan tiga fase dengan membumi secara efektif netral (jaringan tegangan tinggi dan ultra-tinggi, yang netralnya terhubung ke ground secara langsung atau melalui resistansi aktif kecil). Di Rusia, ini adalah jaringan dengan tegangan 110, 150 dan sebagian 220 kV, yang menggunakan trafo (autotransformator memerlukan landasan solid wajib pada netral).
Jaringan dengan kokoh netral (netral trafo atau generator dihubungkan ke perangkat grounding secara langsung atau melalui resistansi rendah). Ini termasuk jaringan dengan tegangan kurang dari 1 kV, serta jaringan dengan tegangan 220 kV dan lebih tinggi.

Menurut mode operasi tergantung pada kondisi mekanis

Saluran udara beroperasi normal (kabel dan kabel tidak putus).
Saluran udara dalam operasi darurat (jika terjadi kerusakan total atau sebagian pada kabel dan kabel).
Mode operasi pemasangan saluran udara (selama pemasangan penyangga, kabel dan kabel).

Elemen utama saluran udara

Rute- posisi sumbu saluran udara di permukaan bumi.
Piket(PC) - segmen di mana rute dibagi, panjang PC tergantung pada tegangan pengenal saluran udara dan jenis medan.
Tanda piket nol menandai awal rute.
Tanda tengah pada rute saluran udara yang sedang dibangun, ini menunjukkan pusat lokasi pendukung.
Piket produksi- pemasangan rambu piket dan center pada lintasan sesuai dengan daftar penempatan penunjang.
Yayasan pendukung- struktur yang tertanam di dalam tanah atau bertumpu di atasnya dan memindahkan beban dari penyangga, isolator, kabel (kabel) dan dari pengaruh luar (es, angin).
Basis pondasi- tanah bagian bawah lubang, yang mengambil beban.
Menjangkau(panjang bentang) - jarak antara pusat dua penyangga tempat kabel digantung. Membedakan intermediat bentang (antara dua penyangga perantara yang berdekatan) dan jangkar bentang (antara penyangga jangkar). Rentang transisi- bentang yang melintasi suatu bangunan atau rintangan alam (sungai, jurang).
Sudut rotasi garis- sudut α antara arah jalur saluran udara pada bentang yang berdekatan (sebelum dan sesudah belokan).
Melengkung- jarak vertikal antara titik terendah kawat pada bentang dan garis lurus yang menghubungkan titik-titik pemasangannya dengan penyangga.
Ukuran kabel- jarak vertikal dari kawat dalam bentang ke struktur teknik yang dilintasi rute, permukaan bumi atau air.
membanggakan (sebuah lingkaran) - seutas kawat yang menghubungkan kabel-kabel yang dikencangkan dari bentang jangkar yang berdekatan pada penyangga jangkar.

Pemasangan saluran listrik di atas kepala

Pemasangan saluran listrik dilakukan dengan metode pemasangan “tarik”. Hal ini terutama berlaku pada medan yang sulit. Saat memilih peralatan untuk memasang saluran listrik, perlu memperhitungkan jumlah kabel dalam satu fase, diameternya dan jarak maksimum antara penyangga saluran listrik.

Saluran listrik kabel

Saluran listrik kabel(CL) - saluran untuk mentransmisikan listrik atau impuls individualnya, terdiri dari satu atau lebih kabel paralel dengan sambungan, pengunci dan sambungan ujung (terminal) dan pengencang, dan untuk saluran berisi oli, sebagai tambahan, dengan alat pengumpan dan oli sistem alarm tekanan.

Klasifikasi

Jalur kabel diklasifikasikan mirip dengan saluran udara. Selain itu, jalur kabel membagi:

sesuai dengan kondisi perjalanan:
- bawah tanah;
- berdasarkan bangunan;
- di bawah air.
menurut jenis isolasi:
- cair (diresapi dengan minyak bumi kabel);
- keras:
  - kertas minyak;
  - polivinil klorida (PVC);
  - kertas karet (RIP);
  - karet etilen propilena (EPR).

Isolasi dengan bahan gas dan beberapa jenis isolasi cair dan padat tidak tercantum di sini karena penggunaannya yang relatif jarang pada saat penulisan [ Kapan?] .

Struktur kabel

Struktur kabel meliputi:

Terowongan kabel- struktur tertutup (koridor) dengan struktur pendukung yang terletak di dalamnya untuk menempatkan kabel dan sambungan kabel di atasnya, dengan jalur bebas di sepanjang panjangnya, memungkinkan pemasangan kabel, perbaikan dan inspeksi jalur kabel.
saluran kabel- struktur yang tidak dapat dilewati, tertutup dan terkubur sebagian atau seluruhnya di dalam tanah, lantai, langit-langit, dll. dan dimaksudkan untuk menempatkan kabel di dalamnya, yang pemasangan, pemeriksaan dan perbaikannya hanya dapat dilakukan dengan langit-langit dilepas.
Tambang kabel- struktur kabel vertikal (biasanya berpenampang persegi panjang), yang tingginya beberapa kali lebih besar dari sisi bagiannya, dilengkapi dengan braket atau tangga untuk dilalui orang (melalui poros) atau dinding yang dapat dilepas seluruhnya atau sebagian (poros tidak tembus).
Lantai kabel- bagian bangunan yang dibatasi oleh lantai dan langit-langit atau penutup, dengan jarak antara lantai dengan bagian langit-langit atau penutup yang menonjol paling sedikit 1,8 m.
Lantai ganda- rongga yang dibatasi oleh dinding ruangan, langit-langit antar lantai dan lantai ruangan dengan pelat yang dapat dilepas (seluruh atau sebagian area).
Blok kabel- struktur kabel dengan pipa (saluran) untuk meletakkan kabel di dalamnya dengan sumur terkait.
Kamera kabel- struktur kabel bawah tanah, ditutupi dengan pelat beton buta yang dapat dilepas, dimaksudkan untuk memasang sambungan kabel atau untuk menarik kabel ke dalam balok. Ruangan yang mempunyai lubang untuk memasukinya disebut kabel dengan baik.
Rak kabel- struktur kabel memanjang horizontal atau miring terbuka di atas tanah atau di atas tanah. Rak kabel dapat berupa pass-through atau non-pass-through.
Galeri kabel- struktur saluran kabel memanjang horizontal atau miring di atas tanah atau di atas tanah tertutup (sepenuhnya atau sebagian, misalnya, tanpa dinding samping).

Keamanan kebakaran

Suhu di dalam saluran kabel (terowongan) di musim panas tidak boleh lebih dari 10 °C lebih tinggi dari suhu udara luar.

Jika terjadi kebakaran di ruang kabel, pembakaran berlangsung lambat pada periode awal dan hanya setelah beberapa waktu laju perambatan pembakaran meningkat secara signifikan. Pengalaman menunjukkan bahwa selama kebakaran nyata di terowongan kabel, suhu teramati mencapai 600 °C dan lebih tinggi. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa dalam kondisi nyata, kabel terbakar yang berada di bawah beban arus dalam waktu lama dan insulasinya dipanaskan dari dalam hingga suhu 80 °C ke atas. Penyalaan kabel secara bersamaan dapat terjadi di beberapa tempat dan dalam jarak yang cukup jauh. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa kabel berada di bawah beban dan insulasinya memanas hingga suhu mendekati suhu penyalaan otomatis.

Kabel terdiri dari banyak elemen struktural, yang pembuatannya menggunakan berbagai macam bahan yang mudah terbakar, termasuk bahan dengan suhu penyalaan rendah dan bahan yang mudah terbakar. Selain itu, desain kabel dan struktur kabel mencakup elemen logam. Jika terjadi kebakaran atau kelebihan arus, elemen-elemen ini dipanaskan hingga suhu sekitar 500-600 ˚C, yang melebihi suhu penyalaan (250-350 ˚C) dari banyak bahan polimer yang termasuk dalam struktur kabel, dan oleh karena itu bahan-bahan tersebut dapat dinyalakan kembali oleh elemen logam yang dipanaskan setelah pasokan bahan pemadam api dihentikan. Dalam hal ini, perlu untuk memilih indikator standar untuk pasokan bahan pemadam kebakaran untuk memastikan penghapusan pembakaran yang menyala-nyala, serta untuk mengecualikan kemungkinan penyalaan kembali.

Untuk waktu yang lama, sistem pemadam busa digunakan di ruang kabel. Namun, pengalaman pengoperasian menunjukkan sejumlah kelemahan:

umur simpan konsentrat busa yang terbatas dan tidak dapat diterimanya penyimpanan larutan berairnya;
ketidakstabilan pekerjaan;
kesulitan pengaturan;
perlunya perawatan khusus pada perangkat dosis bahan busa;
penghancuran busa yang cepat pada suhu lingkungan yang tinggi (sekitar 800 °C) selama kebakaran.

Penelitian telah menunjukkan bahwa air yang disemprotkan memiliki kemampuan memadamkan api yang lebih besar dibandingkan dengan busa mekanis udara, karena air tersebut membasahi dan mendinginkan kabel dan struktur bangunan yang terbakar.

Kecepatan linier perambatan api untuk struktur kabel (pembakaran kabel) adalah 1,1 m/menit.

Superkonduktor suhu tinggi

kawat HTSC

Kerugian pada saluran listrik

Rugi-rugi listrik pada kabel bergantung pada kekuatan arus, oleh karena itu, ketika ditransmisikan dalam jarak yang jauh, tegangan dinaikkan berkali-kali (mengurangi kekuatan arus dengan jumlah yang sama) menggunakan transformator, yang ketika mentransmisikan daya yang sama, dapat mengurangi kerugian secara signifikan. Namun, seiring dengan meningkatnya tegangan, berbagai fenomena pelepasan mulai terjadi.

Pada saluran udara tegangan sangat tinggi terdapat rugi-rugi daya aktif akibat corona (corona debit). Pelepasan corona terjadi bila kuat medan listrik E (\gaya tampilan E) pada permukaan kawat akan melebihi nilai ambang batas Ek (\displaystyle E_(k)), yang dapat dihitung menggunakan rumus empiris Peak:
E k = 30 , 3 β (1 + 0,298 r β) (\displaystyle E_(k)=30(,)3\beta \left((1+(\frac (0(,)298)(\sqrt (r \beta ))))\kanan)) kV/cm,
Di mana r (\gaya tampilan r)- radius kawat dalam meter, β (\gaya tampilan \beta )- rasio kepadatan udara normal.

Kuat medan listrik berbanding lurus dengan tegangan pada kawat dan berbanding terbalik dengan jari-jarinya, sehingga rugi-rugi korona dapat diatasi dengan menambah jari-jari kabel, dan juga (pada tingkat lebih rendah) dengan menggunakan pemisahan fasa, yaitu, menggunakan beberapa kabel pada setiap fasa yang dipegang dengan spacer khusus pada jarak 40-50 cm Kerugian korona kira-kira sebanding dengan produk U (U − U cr) (\displaystyle U(U-U_(\teks(cr)))).

Kerugian pada saluran listrik AC

Besaran penting yang mempengaruhi efisiensi saluran listrik AC adalah besaran yang mencirikan rasio antara daya aktif dan reaktif pada saluran - cos φ. Daya aktif adalah bagian dari total daya yang melewati kabel dan ditransfer ke beban; Daya reaktif adalah daya yang dihasilkan oleh saluran, daya pengisiannya (kapasitansi antara saluran dan ground), serta generator itu sendiri, dan dikonsumsi oleh beban reaktif (beban induktif). Rugi-rugi daya aktif pada saluran juga bergantung pada daya reaktif yang ditransmisikan. Semakin besar aliran daya reaktif maka semakin besar pula kehilangan daya aktifnya.

Ketika saluran listrik AC lebih panjang dari beberapa ribu kilometer, jenis kerugian lain yang diamati adalah emisi radio. Karena panjang ini sudah sebanding dengan panjang gelombang elektromagnetik dengan frekuensi 50 Hz ( λ = c / ν = (\displaystyle \lambda =c/\nu =) 6000 km, panjang vibrator seperempat gelombang λ / 4 = (\displaystyle \lambda /4=) 1500 km), kawat berfungsi sebagai antena pemancar.

Tenaga alami dan kapasitas transmisi saluran listrik

Kekuatan alami

Saluran listrik memiliki induktansi dan kapasitansi. Daya kapasitif sebanding dengan kuadrat tegangan, dan tidak bergantung pada daya yang ditransmisikan sepanjang saluran. Daya induktif saluran sebanding dengan kuadrat arus, dan karenanya juga daya saluran. Pada beban tertentu, daya induktif dan kapasitif saluran menjadi sama, dan keduanya saling mengimbangi. Jalur ini menjadi “ideal”, mengonsumsi daya reaktif sebanyak yang dihasilkannya. Kekuatan ini disebut kekuatan alam. Ini hanya ditentukan oleh induktansi dan kapasitansi linier, dan tidak bergantung pada panjang saluran. Berdasarkan besarnya daya alam, secara kasar dapat dinilai kapasitas saluran transmisi listrik. Saat mentransmisikan daya seperti itu melalui saluran, kehilangan daya minimal, dan mode pengoperasiannya optimal. Ketika fasa dipecah, dengan mengurangi reaktansi induktif dan meningkatkan konduktivitas kapasitif saluran, daya alami meningkat. Dengan bertambahnya jarak antar kabel maka daya alaminya berkurang, dan sebaliknya, untuk menambah daya alami maka perlu dilakukan pengurangan jarak antar kabel. Saluran kabel dengan konduktivitas kapasitif tinggi dan induktansi rendah memiliki daya alami tertinggi.

Bandwidth

Kapasitas transmisi tenaga listrik berarti daya aktif tertinggi dari tiga fasa transmisi tenaga listrik, yang dapat disalurkan dalam kondisi tunak jangka panjang, dengan mempertimbangkan keterbatasan operasional dan teknis. Daya aktif maksimum yang ditransmisikan dari transmisi daya dibatasi oleh kondisi stabilitas statis generator pembangkit listrik, bagian transmisi dan penerima dari sistem tenaga listrik, dan daya yang diizinkan untuk memanaskan kabel saluran dengan arus yang diizinkan. Dari praktek pengoperasian sistem tenaga listrik maka throughput saluran transmisi tenaga listrik 500 kV ke atas biasanya ditentukan oleh faktor kestabilan statis, untuk transmisi tenaga listrik 220-330 kV dapat timbul pembatasan baik dari segi kestabilan. dan dalam hal pemanasan yang diizinkan, 110 kV ke bawah - hanya dalam hal pemanasan.

Karakteristik kapasitas saluran listrik overhead

Pengangkutan energi listrik jarak menengah dan jauh paling sering dilakukan melalui saluran listrik yang terletak di udara terbuka. Desainnya harus selalu memenuhi dua persyaratan dasar:

1. keandalan transmisi daya tinggi;

2. memastikan keselamatan bagi manusia, hewan dan peralatan.

Saat beroperasi di bawah pengaruh berbagai fenomena alam yang terkait dengan hembusan angin topan, es, dan embun beku, saluran listrik secara berkala mengalami peningkatan beban mekanis.

Untuk memecahkan masalah transportasi tenaga listrik yang aman secara komprehensif, insinyur tenaga listrik harus mengangkat kabel aktif ke tempat yang sangat tinggi, mendistribusikannya di ruang angkasa, mengisolasinya dari elemen bangunan dan memasangnya dengan konduktor arus dengan penampang yang lebih besar pada penyangga berkekuatan tinggi. .

Struktur umum dan tata letak saluran listrik overhead

Setiap saluran transmisi listrik dapat direpresentasikan secara skematis:

dukungan dipasang di tanah;

kabel yang dilalui arus;

perlengkapan linier dipasang pada penyangga;

isolator yang dipasang pada fitting dan menahan orientasi kabel di ruang udara.

Selain elemen saluran udara, perlu untuk menyertakan:

fondasi untuk penyangga;

sistem proteksi petir;

perangkat pembumian.

Dukungan tersebut adalah:

1. jangkar, dirancang untuk menahan gaya kabel yang dikencangkan dan dilengkapi dengan alat penegang pada alat kelengkapannya;

2. perantara, digunakan untuk mengamankan kabel melalui klem pendukung.

Jarak sepanjang tanah antara dua penyangga jangkar disebut bagian atau bentang jangkar, dan untuk penyangga perantara antara keduanya atau dengan jangkar disebut perantara.

Ketika saluran listrik di atas kepala melewati penghalang air, struktur teknik atau benda penting lainnya, penyangga dengan alat penegang kawat dipasang di ujung bagian tersebut, dan jarak di antara keduanya disebut bentang jangkar perantara.

Kabel di antara penyangga tidak pernah ditarik seperti tali - dalam garis lurus. Mereka selalu sedikit melorot, ditempatkan di udara dengan mempertimbangkan kondisi iklim. Namun pada saat yang sama, keamanan jaraknya ke objek darat harus diperhitungkan:

permukaan rel;

kabel kontak;

jalur transportasi;

kabel jalur komunikasi atau saluran udara lainnya;

fasilitas industri dan lainnya.

Kawat yang kendur karena tegangan disebut. Penilaiannya berbeda-beda antar penyangga karena bagian atasnya dapat ditempatkan pada tingkat yang sama atau berlebihan.

Penurunan relatif terhadap titik support tertinggi selalu lebih besar dibandingkan titik support terendah.

Dimensi, panjang dan desain setiap jenis saluran listrik overhead bergantung pada jenis arus (bolak-balik atau searah) energi listrik yang disalurkan melaluinya dan besarnya tegangannya, yang bisa kurang dari 0,4 kV atau mencapai 1150 kV.

Susunan kabel saluran udara

Karena arus listrik hanya mengalir dalam rangkaian tertutup, konsumen ditenagai oleh setidaknya dua konduktor. Dengan menggunakan prinsip ini, saluran listrik overhead sederhana arus bolak-balik satu fasa dengan tegangan 220 volt dibuat. Rangkaian listrik yang lebih kompleks mentransmisikan energi menggunakan rangkaian tiga atau empat kawat dengan titik nol yang terisolasi atau dibumikan dengan kuat.

Diameter dan logam kawat dipilih untuk beban desain setiap saluran. Bahan yang paling umum adalah aluminium dan baja. Mereka dapat dibuat dari inti monolitik tunggal untuk sirkuit tegangan rendah atau ditenun dari struktur multi-kawat untuk saluran listrik tegangan tinggi.

Ruang antar kabel internal dapat diisi dengan pelumas netral, yang meningkatkan ketahanan terhadap panas, atau tanpa pelumas.

Struktur terdampar yang terbuat dari kabel aluminium yang menghantarkan arus dengan baik dibuat dengan inti baja, yang dirancang untuk menahan beban tegangan mekanis dan mencegah putusnya.

GOST mengklasifikasikan kabel terbuka untuk saluran listrik overhead dan menentukan penandaannya: M, A, AC, PSO, PS, ACCC, ASKP, ASU, ACO, ASUS. Dalam hal ini, kabel kawat tunggal ditentukan berdasarkan diameternya. Misalnya, singkatan PSO-5 berbunyi “kawat baja. terbuat dari satu inti dengan diameter 5 mm.” Kabel multi-inti untuk saluran listrik menggunakan penandaan yang berbeda, termasuk penunjukan dengan dua angka yang ditulis melalui pecahan:

yang pertama adalah total luas penampang konduktor aluminium dalam mm persegi;

yang kedua adalah luas penampang sisipan baja (mm persegi).

Selain konduktor logam terbuka, kabel semakin banyak digunakan di saluran udara modern:

swadaya terpencil;

dilindungi oleh polimer ekstrusi, yang melindungi terhadap terjadinya korsleting ketika fasa terbebani oleh angin atau ketika benda asing terlempar dari tanah.

Saluran udara secara bertahap menggantikan struktur lama yang tidak berinsulasi. Mereka semakin banyak digunakan dalam jaringan internal, terbuat dari konduktor tembaga atau aluminium yang dilapisi karet dengan lapisan pelindung bahan serat dielektrik atau senyawa polivinil klorida tanpa perlindungan eksternal tambahan.

Untuk menghilangkan munculnya lucutan korona jarak jauh, kabel saluran udara 330 kV dan tegangan lebih tinggi dipecah menjadi aliran tambahan.

Pada VL-330, dua kabel dipasang secara horizontal, untuk saluran 500 kV ditambah menjadi tiga dan ditempatkan pada titik sudut segitiga sama sisi. Untuk saluran udara 750 dan 1150 kV, digunakan masing-masing pemisahan menjadi 4, 5 atau 8 aliran, yang terletak di sudut poligon sama sisinya sendiri.

Pembentukan “korona” tidak hanya menyebabkan hilangnya energi, tetapi juga mendistorsi bentuk osilasi sinusoidal. Oleh karena itu, mereka melawannya dengan cara yang konstruktif.

Pengaturan dukungan

Biasanya, penyangga dibuat untuk mengamankan kabel dari satu rangkaian listrik. Tetapi pada bagian paralel dari dua garis, satu penyangga umum dapat digunakan, yang dimaksudkan untuk pemasangan bersama. Desain seperti ini disebut rantai ganda.

Bahan untuk membuat penyangga dapat berupa:

1. sudut berprofil yang terbuat dari berbagai jenis baja;

2. kayu gelondongan konstruksi yang diresapi dengan senyawa anti pembusukan;

3. struktur beton bertulang dengan batang bertulang.

Struktur pendukung yang terbuat dari kayu adalah yang termurah, tetapi meskipun dengan impregnasi yang baik dan perawatan yang tepat, struktur tersebut dapat bertahan tidak lebih dari 50–60 tahun.

Dalam hal desain teknis, penyangga saluran udara di atas 1 kV berbeda dari penyangga tegangan rendah dalam hal kompleksitas dan ketinggian pemasangan kabel.

Dibuat dalam bentuk prisma atau kerucut memanjang dengan alas lebar di bagian bawah.

Setiap desain pendukung dirancang untuk kekuatan dan stabilitas mekanis, dan memiliki margin desain yang cukup untuk beban yang ada. Namun perlu diingat bahwa selama pengoperasian, kerusakan pada berbagai elemennya mungkin terjadi akibat korosi, benturan, dan ketidakpatuhan terhadap teknologi pemasangan.

Hal ini menyebabkan melemahnya kekakuan struktur tunggal, deformasi, dan terkadang jatuhnya tumpuan. Seringkali kasus seperti itu terjadi ketika orang mengerjakan penyangga, membongkar atau mengencangkan kabel, sehingga menciptakan gaya aksial variabel.

Oleh karena itu, penerimaan tim pemasang untuk bekerja pada ketinggian dari struktur pendukung dilakukan setelah dilakukan pengecekan kondisi teknisnya dengan penilaian kualitas bagian yang terkubur di dalam tanah.

Konstruksi isolator

Pada saluran listrik overhead, untuk memisahkan bagian pembawa arus dari rangkaian listrik satu sama lain dan dari elemen struktural mekanis pendukung, digunakan produk yang terbuat dari bahan dengan sifat dielektrik tinggi dengan Ohm∙m. Mereka disebut isolator dan terbuat dari:

porselen (keramik);

kaca;

bahan polimer.

Desain dan dimensi isolator bergantung pada:

tentang besarnya beban dinamis dan statis yang diterapkan padanya;

nilai tegangan efektif instalasi listrik;

kondisi operasi.

Bentuk permukaan yang kompleks, yang beroperasi di bawah pengaruh berbagai fenomena atmosfer, menciptakan jalur yang lebih luas untuk kemungkinan aliran pelepasan listrik.

Insulator yang dipasang pada saluran udara untuk mengencangkan kabel dibagi menjadi dua kelompok:

1. peniti;

2. ditangguhkan.

Model keramik

Insulator tunggal pin porselen atau keramik lebih banyak digunakan pada saluran udara hingga 1 kV, meskipun dapat digunakan pada saluran hingga 35 kV inklusif. Tetapi mereka digunakan dalam kondisi mengencangkan kabel dengan penampang rendah, menciptakan gaya traksi kecil.

Karangan bunga isolator porselen gantung dipasang pada saluran dari 35 kV.

Kit isolator liontin porselen tunggal mencakup badan dielektrik dan penutup yang terbuat dari besi cor yang dapat ditempa. Kedua bagian ini disatukan dengan batang baja khusus. Jumlah total elemen tersebut dalam karangan bunga ditentukan oleh:

besarnya tegangan saluran udara;

struktur pendukung;

fitur pengoperasian peralatan.

Ketika tegangan saluran meningkat, jumlah isolator pada rangkaian bertambah. Misalnya, untuk saluran udara 35 kV, cukup memasang 2 atau 3 saluran, tetapi untuk 110 kV diperlukan 6 7.

Isolator kaca

Desain ini memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan porselen:

tidak adanya cacat internal pada bahan isolasi yang mempengaruhi pembentukan arus bocor;

peningkatan kekuatan terhadap gaya puntir;

transparansi desain, memungkinkan Anda menilai kondisi secara visual dan mengontrol sudut polarisasi fluks cahaya;

tidak adanya tanda-tanda penuaan;

otomatisasi produksi dan peleburan.

Kerugian dari isolator kaca adalah:

resistensi anti-perusak yang lemah;

resistensi rendah terhadap beban benturan;

kemungkinan kerusakan selama pengangkutan dan pemasangan akibat kekuatan mekanis.

Isolator polimer

Mereka telah meningkatkan kekuatan mekanik dan pengurangan berat hingga 90% dibandingkan dengan keramik dan kaca. Manfaat tambahan meliputi:

kemudahan instalasi;

ketahanan yang lebih besar terhadap polusi atmosfer, namun tidak mengesampingkan perlunya pembersihan permukaan secara berkala;

hidrofobisitas;

kerentanan yang baik terhadap tegangan lebih;

peningkatan resistensi perusak.

Daya tahan bahan polimer juga bergantung pada kondisi pengoperasian. Di lingkungan udara dengan peningkatan polusi dari perusahaan industri, polimer mungkin menunjukkan fenomena “patah getas”, yang terdiri dari perubahan bertahap pada sifat-sifat struktur internal di bawah pengaruh reaksi kimia dari polutan dan kelembaban atmosfer, yang terjadi bersamaan dengan listrik. proses.

Ketika pengacau menembaki isolator polimer dengan tembakan atau peluru, bahan tersebut biasanya tidak hancur seluruhnya, seperti kaca. Paling sering, pelet atau peluru terbang menembus atau tersangkut di badan rok. Namun sifat dielektriknya masih diremehkan dan elemen-elemen yang rusak pada karangan bunga memerlukan penggantian.

Oleh karena itu, peralatan tersebut harus diperiksa secara berkala dengan menggunakan metode inspeksi visual. Dan hampir tidak mungkin mendeteksi kerusakan seperti itu tanpa instrumen optik.

Perlengkapan saluran udara

Untuk memasang isolator ke penyangga saluran udara, merakitnya menjadi karangan bunga dan memasang kabel pembawa arus padanya, elemen pengikat khusus diproduksi, yang biasa disebut alat kelengkapan saluran.

Menurut tugas yang dilakukan, alat kelengkapan diklasifikasikan ke dalam kelompok berikut:

kopling, dirancang untuk menghubungkan elemen suspensi dengan berbagai cara;

tegangan, digunakan untuk memasang klem tegangan pada kabel dan karangan bunga penyangga jangkar;

menopang, menahan pengikatan kabel, kabel dan unit pemasangan layar;

pelindung, dirancang untuk menjaga pengoperasian peralatan saluran udara ketika terkena pelepasan atmosfer dan getaran mekanis;

penghubung, terdiri dari konektor oval dan kartrid termit;

kontak;

spiral;

pemasangan isolator pin;

pemasangan kabel SIP.

Masing-masing kelompok yang terdaftar memiliki bagian yang beragam dan memerlukan studi lebih dekat. Misalnya, hanya perlengkapan pelindung yang mencakup:

tanduk pelindung;

cincin dan layar;

arester;

peredam getaran.

Tanduk pelindung menciptakan celah percikan, mengalihkan busur listrik yang muncul ketika terjadi kilatan isolasi, dan dengan cara ini melindungi peralatan saluran udara.

Cincin dan layar mengalihkan busur dari permukaan isolator dan meningkatkan distribusi tegangan ke seluruh area karangan bunga.

Arester melindungi peralatan dari gelombang tegangan lonjakan yang disebabkan oleh sambaran petir. Mereka dapat digunakan berdasarkan struktur tubular yang terbuat dari plastik vinil atau tabung serat Bakelite dengan elektroda, atau dapat dibuat sebagai elemen katup.

Peredam getaran bekerja pada kabel dan kabel untuk mencegah kerusakan akibat tekanan lelah yang disebabkan oleh getaran dan osilasi.

Perangkat pembumian untuk saluran udara

Perlunya pengardean kembali penyangga saluran udara disebabkan oleh persyaratan pengoperasian yang aman jika terjadi kondisi darurat dan tegangan lebih petir. Resistansi rangkaian perangkat pembumian tidak boleh melebihi 30 Ohm.

Untuk penyangga logam, semua pengencang dan tulangan harus disambungkan ke konduktor PEN, dan untuk penyangga beton bertulang, gabungan nol menghubungkan semua penyangga dan tulangan rak.

Pada penyangga yang terbuat dari kayu, logam, dan beton bertulang, pin dan pengait saat memasang kabel berinsulasi mandiri dengan konduktor berinsulasi penyangga tidak dibumikan, kecuali jika perlu dilakukan pembumian berulang kali untuk perlindungan lonjakan arus.

Kait dan pin yang dipasang pada penyangga dihubungkan ke loop tanah dengan cara pengelasan, menggunakan kawat baja atau batang dengan diameter tidak lebih tipis dari 6 mm dengan wajib adanya lapisan anti korosi.

Pada penyangga beton bertulang, tulangan logam digunakan untuk pembumian. Semua sambungan kontak konduktor pembumian dilas atau dijepit dengan pengikat khusus yang dibaut.

Dukungan saluran listrik overhead dengan tegangan 330 kV dan lebih tinggi tidak dibumikan karena rumitnya penerapan solusi teknis untuk memastikan nilai tegangan sentuh dan langkah yang aman. Fungsi pelindung pembumian dalam hal ini ditugaskan untuk perlindungan saluran berkecepatan tinggi.