Transformator melakukan transformasi listrik secara langsung - mengubah nilai tegangan. Alat distribusi digunakan untuk menerima tenaga listrik dari sisi suplai trafo (alat distribusi penerima) dan untuk menyalurkan tenaga listrik di sisi konsumen.

Bab-bab selanjutnya membahas desain elemen utama sistem catu daya, memberikan tipe utama dan diagram gardu induk, dan memberikan dasar-dasar perhitungan mekanis saluran listrik overhead dan struktur busbar.

1. Desain saluran listrik overhead

1.1. Informasi Umum

Melalui jalur udara(VL) adalah suatu alat untuk menyalurkan tenaga listrik melalui kabel-kabel yang terletak di udara terbuka dan dipasang pada penyangga dengan menggunakan isolator dan fitting.

Pada Gambar. Gambar 1.1 menunjukkan bagian dari saluran udara. Jarak l antara tumpuan yang berdekatan disebut bentang. Jarak vertikal antara garis lurus yang menghubungkan titik-titik suspensi kawat dan titik terendah kendurnya disebut kawat melorot f P . Jarak titik terendah kawat kendur ke permukaan bumi disebut ukuran saluran udara h G . Kabel proteksi petir dipasang di bagian atas penyangga.

Besar kecilnya ukuran saluran h g diatur oleh PUE tergantung pada tegangan saluran udara dan jenis medan (berpenduduk, tidak berpenghuni, sulit diakses). Panjang karangan bunga isolator λ dan jarak antara kabel fase yang berdekatan h p-p ditentukan oleh tegangan pengenal saluran udara. Jarak antara titik suspensi kabel atas dan kabel h p-t diatur oleh PUE berdasarkan persyaratan perlindungan kabel saluran udara yang andal dari sambaran petir langsung.

Untuk menjamin transmisi listrik yang ekonomis dan andal, diperlukan bahan konduktor dengan konduktivitas listrik yang tinggi (resistansi rendah) dan kekuatan mekanik yang tinggi. Dalam elemen struktural sistem catu daya, tembaga, aluminium, paduan berdasarkan padanya, dan baja digunakan sebagai bahan tersebut.

Beras. 1.1. Fragmen saluran listrik overhead

Tembaga mempunyai resistansi yang rendah dan kekuatan yang cukup tinggi. Resistensi aktif spesifiknya adalah ρ = 0,018 Ohm. mm2/m, dan kekuatan tarik ultimatnya adalah 360 MPa. Namun, ini adalah logam yang mahal dan langka. Oleh karena itu, tembaga biasanya digunakan untuk belitan transformator, lebih jarang untuk inti kabel, dan praktis tidak digunakan untuk kabel saluran udara.

Resistivitas aluminium 1,6 kali lebih besar, kekuatan tarik ultimat 2,5 kali lebih kecil dibandingkan tembaga. Kelimpahan aluminium yang tinggi di alam dan biaya yang lebih rendah dibandingkan tembaga menyebabkan penggunaannya secara luas sebagai kabel saluran udara.

Baja mempunyai ketahanan yang besar dan kekuatan mekanik yang tinggi. Resistensi aktif spesifiknya adalah ρ = 0,13 Ohm. mm2/m, dan kekuatan tarik ultimatnya adalah 540 MPa. Oleh karena itu, dalam sistem catu daya, baja digunakan, khususnya untuk meningkatkan kekuatan mekanik kabel aluminium, pembuatan penyangga dan kabel proteksi petir untuk saluran listrik overhead.

1.2. Kabel dan kabel saluran udara

Kabel saluran udara berfungsi langsung untuk menyalurkan listrik dan berbeda dalam desain dan bahan konduktor yang digunakan. Paling layak secara ekonomi

Bahan untuk kabel saluran udara adalah aluminium dan paduannya.

Kabel tembaga untuk saluran udara sangat jarang digunakan dan dengan studi kelayakan yang sesuai. Kabel tembaga digunakan dalam jaringan kontak transportasi bergerak, dalam jaringan industri khusus (tambang, tambang), kadang-kadang ketika melewati saluran udara dekat laut dan beberapa pabrik kimia.

Kabel baja tidak digunakan untuk saluran udara karena memiliki ketahanan aktif yang tinggi dan rentan terhadap korosi. Penggunaan kabel baja dibenarkan ketika melakukan saluran udara dengan bentang yang sangat besar, misalnya, ketika melintasi saluran udara melintasi sungai lebar yang dapat dilayari.

Penampang kawat sesuai dengan Gost 839-74. Skala penampang nominal kabel saluran udara adalah baris berikut, mm2:

1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 1000.

Menurut desainnya, kabel saluran udara dibagi menjadi: kabel tunggal;

multi-kawat terbuat dari satu logam (monometalik); terdampar dari dua logam; mandiri terisolasi.

Kabel padat, seperti namanya, terbuat dari satu kawat (Gbr. 1.2,a). Kabel tersebut dibuat dari bagian-bagian kecil hingga 10 mm2 dan kadang-kadang digunakan untuk saluran udara dengan tegangan hingga 1 kV.

Kabel monometalik terdampar dibuat dengan penampang lebih dari 10 mm 2 . Kabel-kabel ini dibuat dipilin dari kabel-kabel individual. Di sekitar kabel pusat, dilakukan pelintiran (baris) enam kabel dengan diameter yang sama (Gbr. 1.2,b). Setiap putaran berikutnya memiliki enam kabel lebih banyak dari yang sebelumnya. Memutar lapisan yang berdekatan dilakukan ke arah yang berbeda untuk mencegah kabel terlepas dan memberikan bentuk yang lebih bulat pada kawat.

Jumlah lilitan ditentukan oleh penampang kawat. Kabel dengan penampang hingga 95 mm2 dibuat dengan satu lapisan, dengan penampang 120...300 mm2 - dengan dua lapisan, dengan penampang 400 mm2 atau lebih - dengan tiga lapisan atau lebih . Dibandingkan dengan kabel kawat tunggal, kabel pilin lebih fleksibel, nyaman untuk dipasang, dan dapat diandalkan dalam pengoperasiannya.

Beras. 1.2. Desain kabel saluran udara tidak berinsulasi

Untuk memberikan kekuatan mekanik yang lebih besar pada kawat, kabel pilin dibuat dengan inti baja 1 (Gbr. 1.2, c, d, e). Kabel seperti itu disebut baja-aluminium. Inti terbuat dari kawat baja galvanis dan dapat berupa kawat tunggal (Gbr. 1.2, c) atau multi-kawat (Gbr. 1.2, d). Gambaran umum kawat baja-aluminium berpenampang besar dengan inti baja terdampar ditunjukkan pada Gambar. 1.2, d.

Kabel baja-aluminium banyak digunakan untuk saluran udara dengan tegangan di atas 1 kV. Kabel-kabel ini diproduksi dalam berbagai desain, berbeda dalam rasio bagian bagian aluminium dan baja. Untuk kabel baja-aluminium biasa, rasio ini kira-kira sama dengan enam, untuk kabel ringan - delapan, untuk kabel bertulang - empat. Saat memilih kawat baja-aluminium tertentu, beban mekanis eksternal pada kawat, seperti es dan angin, diperhitungkan.

Kabel, tergantung pada bahan yang digunakan, ditandai sebagai berikut:

M - tembaga, A - aluminium,

AN, AZh - terbuat dari paduan aluminium (memiliki kekuatan mekanik lebih besar daripada kawat kelas A);

AC - baja-aluminium; ASO - konstruksi ringan baja-aluminium;

ACS - struktur bertulang baja-aluminium.

Penunjukan digital kawat menunjukkan penampang nominalnya. Misalnya, A95 adalah kawat aluminium dengan penampang nominal 95 mm2. Penunjukan kabel baja-aluminium juga dapat menunjukkan penampang inti baja. Misalnya,

ACO240/32 merupakan kawat baja aluminium ringan dengan penampang nominal bagian aluminium 240 mm2 dan penampang inti baja 32 mm2.

Tahan korosi kabel alumunium merk AKP dan kabel baja-aluminium merk ASKP, ASKS, ASK mempunyai ruang antar kawat yang diisi dengan pelumas netral yang meningkatkan ketahanan panas dan menangkal korosi. Untuk transmisi otomatis dan kabel ASKP, seluruh ruang antar kabel diisi dengan pelumas tersebut; untuk kabel ASKS hanya inti baja yang diisi; untuk kabel ASK, inti baja diisi dengan pelumas netral dan diisolasi dari bagian aluminium dengan dua pita polietilen. Kabel AKP, ASKP, ASKS, ASK digunakan untuk saluran udara yang melewati dekat laut, danau garam dan pabrik kimia.

Kabel berinsulasi mandiri (SIP) digunakan untuk saluran udara dengan tegangan sampai dengan 20 kV. Pada tegangan hingga 1 kV (Gbr. 1.3,a), kawat tersebut terdiri dari konduktor aluminium terdampar tiga fase 1. Konduktor keempat 2 adalah pembawa dan pada saat yang sama netral. Konduktor fase dipelintir di sekitar pembawa sedemikian rupa sehingga seluruh beban mekanis diserap oleh konduktor pembawa, terbuat dari paduan aluminium ABE yang tahan lama.

Beras. 1.3. Kabel berinsulasi mandiri

Insulasi fase 3 terbuat dari polietilen termoplastik yang distabilkan cahaya atau ikatan silang. Karena struktur molekulnya, isolasi tersebut memiliki sifat termomekanis yang sangat tinggi dan ketahanan yang besar terhadap radiasi matahari dan atmosfer. Dalam beberapa desain SIP, inti penahan beban nol dibuat dengan insulasi.

Desain SIP untuk tegangan di atas 1 kV ditunjukkan pada Gambar. 1.3,b. Kawat ini satu fasa dan terdiri dari

inti baja-aluminium pembawa arus 1 dan insulasi 2 terbuat dari polietilen yang distabilkan cahaya berikatan silang.

Saluran udara dengan SIP memiliki keunggulan sebagai berikut dibandingkan saluran udara tradisional:

kehilangan tegangan yang lebih rendah (kualitas daya yang lebih baik), berkat reaktansi SIP tiga fase yang kira-kira tiga kali lebih rendah;

tidak memerlukan isolator; Praktis tidak ada pembentukan es;

memungkinkan penangguhan beberapa saluran dengan tegangan berbeda pada satu penyangga;

biaya operasional yang lebih rendah karena pengurangan sekitar 80% volume pekerjaan restorasi darurat; kemungkinan menggunakan dukungan yang lebih pendek berkat

jarak yang lebih kecil dari SIP ke tanah; pengurangan zona keamanan, jarak yang diizinkan ke gedung dan

struktur, pembukaan lahan di kawasan hutan; hampir tidak ada kemungkinan terjadinya kebakaran di dalamnya

daerah berhutan ketika kawat jatuh ke tanah; keandalan yang tinggi (pengurangan 5 kali lipat dalam jumlah kecelakaan menurut

dibandingkan dengan saluran udara tradisional); perlindungan lengkap konduktor dari kelembaban dan

korosi.

Biaya saluran udara dengan kabel berinsulasi mandiri lebih tinggi daripada saluran udara tradisional.

Kabel saluran udara dengan tegangan 35 kV ke atas dilindungi dari sambaran petir langsung kabel proteksi petir, dipasang di bagian atas penyangga (lihat Gambar 1.1). Kabel proteksi petir adalah elemen saluran udara, desainnya mirip dengan kabel monometalik yang terdampar. Kabel terbuat dari kawat baja galvanis. Penampang nominal kabel sesuai dengan skala penampang nominal kabel. Penampang minimum kabel proteksi petir adalah 35 mm2.

Saat menggunakan kabel proteksi petir sebagai saluran komunikasi frekuensi tinggi, alih-alih kabel baja, digunakan kawat baja-aluminium dengan inti baja yang kuat, yang penampangnya sebanding atau lebih besar dari penampang aluminium. bagian.

1.3. Dukungan saluran udara

Tujuan utama dari penyangga adalah untuk menopang kabel pada ketinggian yang diperlukan di atas tanah dan struktur di atas tanah. Penopangnya terdiri dari tiang vertikal, lintasan dan pondasi. Bahan utama pembuatan penyangga adalah kayu jenis konifera, beton bertulang, dan logam.

Penyangga kayu mudah dibuat, diangkut dan dioperasikan, digunakan untuk saluran udara dengan tegangan hingga 220 kV termasuk di area penebangan atau di dekatnya. Kerugian utama dari penyangga tersebut adalah kerentanan kayu terhadap pembusukan. Untuk meningkatkan masa pakai penyangga, kayu dikeringkan dan diresapi dengan antiseptik yang mencegah berkembangnya proses pembusukan.

Karena panjang konstruksi kayu yang terbatas, penyangga dibuat sebagai penyangga komposit (Gbr. 1.4a). Dudukan kayu 1 dihubungkan dengan pita logam 2 ke sambungan beton bertulang 3. Bagian bawah sambungan dikubur di dalam tanah. Dukungan yang sesuai dengan Gambar. 1.4a, digunakan untuk tegangan hingga 10 kV inklusif. Untuk tegangan yang lebih tinggi, penyangga kayu berbentuk U (portal). Dukungan seperti itu ditunjukkan pada Gambar. 1.4,b.

Perlu dicatat bahwa dalam kondisi modern ketika ada kebutuhan untuk melestarikan hutan, disarankan untuk mengurangi penggunaan penyangga kayu.

Dukungan beton bertulang terdiri dari rak beton bertulang 1 dan lintasan 2 (Gbr. 1.4, c). Dudukannya berupa tabung berongga berbentuk kerucut dengan sedikit kemiringan pada bagian penyusun kerucutnya. Bagian bawah rak terkubur di dalam tanah. Lintasannya terbuat dari baja galvanis. Penyangga ini lebih tahan lama dibandingkan penyangga kayu, lebih mudah dirawat, dan membutuhkan lebih sedikit logam dibandingkan penyangga baja.

Kerugian utama dari penyangga yang terbuat dari beton bertulang: bobot yang besar, sehingga menyulitkan pengangkutan penyangga ke tempat-tempat yang sulit dijangkau pada jalur saluran udara, dan kekuatan lentur beton yang relatif rendah.

Untuk meningkatkan kekuatan lentur tumpuan dalam pembuatan rak beton bertulang digunakan tulangan baja pratekan (tarik).

Untuk memastikan kepadatan beton yang tinggi dalam pembuatan tiang penyangga, mereka menggunakan pemadatan getaran dan sentrifugasi konkret.

Rak penyangga saluran udara dengan tegangan hingga 35 kV terbuat dari beton getar, pada tegangan lebih tinggi - dari beton yang disentrifugasi.

Beras. 1.4. Dukungan perantara untuk saluran udara

Penyangga baja memiliki kekuatan mekanik yang tinggi dan masa pakai yang lama. Penopang ini dirakit dari elemen individual menggunakan pengelasan dan sambungan baut, sehingga dimungkinkan untuk membuat penopang dari hampir semua desain (Gbr. 1.4d). Berbeda dengan penyangga yang terbuat dari kayu dan beton bertulang, penyangga logam dipasang pada pondasi beton bertulang 1.

Dukungan baja mahal. Selain itu, baja rentan terhadap korosi. Untuk meningkatkan masa pakai penyangga, penyangga dilapisi dengan senyawa anti korosi dan dicat. Galvanisasi hot-dip pada penyangga baja sangat efektif melawan korosi.

Dukungan paduan aluminium efektif dalam pembangunan saluran udara dalam kondisi rute yang sulit dijangkau. Karena ketahanan aluminium terhadap korosi, penyangga ini tidak memerlukan lapisan anti korosi. Namun, tingginya biaya aluminium secara signifikan membatasi kemungkinan penggunaan dukungan tersebut.

Ketika melewati suatu wilayah tertentu, jalur udara dapat berubah arah dan melintasi berbagai teknik

struktur dan penghalang alami, sambungkan ke bus switchgear gardu induk. Pada Gambar. Gambar 1.5 menunjukkan tampilan atas dari sebuah fragmen rute saluran udara. Dapat dilihat dari gambar ini bahwa penyangga yang berbeda beroperasi dalam kondisi yang berbeda dan oleh karena itu harus memiliki desain yang berbeda. Berdasarkan desainnya, penyangga dibagi menjadi:

untuk perantara(menopang 2, 3, 7), dipasang pada bagian lurus saluran udara;

sudut (dukungan 4), dipasang pada belokan jalur saluran udara; ujung (penopang 1 dan 8), dipasang di awal dan akhir saluran udara; transisi (mendukung 5 dan 6), dipasang di rentang

persimpangan saluran udara dengan struktur teknik apa pun, seperti kereta api.

Beras. 1.5. Fragmen rute saluran udara

Penopang perantara dirancang untuk menopang kabel pada bagian lurus saluran udara. Kabel dengan penyangga ini tidak memiliki sambungan yang kaku, karena diikat menggunakan rangkaian isolator penyangga. Penopang ini terkena gaya gravitasi dari kabel, kabel, rangkaian isolator, es, dan beban angin. Contoh tumpuan perantara ditunjukkan pada Gambar. 1.4.

Penopang ujung juga dipengaruhi oleh gaya gravitasi T dari kabel dan kabel yang diarahkan sepanjang garis (Gbr. 1.5). Penopang sudut juga dipengaruhi oleh gaya gravitasi T kabel dan kabel, yang diarahkan sepanjang garis bagi sudut rotasi saluran udara.

Penopang transisi dalam pengoperasian normal saluran udara bertindak sebagai penopang perantara. Penopang ini menahan tegangan kabel dan kabel ketika putus pada bentang yang berdekatan dan menghilangkan kendurnya kabel yang tidak dapat diterima pada bentang persilangan.

Penopang ujung, sudut dan transisi harus cukup kaku dan tidak boleh menyimpang dari vertikal

posisi ketika terkena gaya gravitasi kabel dan kabel. Penopang tersebut dibuat dalam bentuk rangka spasial yang kaku atau menggunakan penahan kabel khusus dan disebut dukungan jangkar. Kabel dengan penyangga jangkar memiliki sambungan yang kaku, karena diikat menggunakan rangkaian tegangan isolator.

Beras. 1.6. Penopang sudut jangkar untuk saluran udara

Penyangga jangkar yang terbuat dari kayu dibuat berbentuk A pada tegangan sampai dengan 10 kV dan berbentuk AP pada tegangan lebih tinggi. Penopang jangkar beton bertulang memiliki penahan kabel khusus (Gbr. 1.6,a). Penyangga jangkar logam memiliki alas yang lebih lebar (bagian bawah) dibandingkan penyangga perantara (Gbr. 1.6b).

Berdasarkan jumlah kabel yang digantung pada satu penyangga, mereka dibedakan penyangga rantai tunggal dan rantai ganda. Tiga kabel (satu rangkaian tiga fasa) digantung pada penyangga sirkuit tunggal, dan enam kabel (dua rangkaian tiga fasa) pada penyangga sirkuit ganda. Dukungan rantai tunggal ditunjukkan pada Gambar. 1.4,a,b,d dan gambar. 1.6,a; rantai ganda - pada Gambar. 1.4,c dan gambar. 1.6,b.

Dukungan rantai ganda lebih murah daripada dua dukungan rantai tunggal. Keandalan transmisi daya melalui saluran sirkuit ganda sedikit lebih rendah dibandingkan melalui dua saluran sirkuit tunggal.

Penyangga kayu rantai ganda tidak diproduksi. Penopang saluran udara dengan tegangan 330 kV dan lebih tinggi hanya diproduksi dalam desain sirkuit tunggal dengan susunan kabel horizontal (Gbr. 1.7). Penyangga tersebut dibuat berbentuk U (portal) atau berbentuk V dengan penahan kabel.

Beras. 1.7. Penyangga saluran udara dengan tegangan 330 kV ke atas

Di antara dukungan saluran udara, dukungan yang dimiliki desain khusus. Ini adalah dukungan cabang, layang dan transposisi. Dukungan cabang dirancang untuk pelepasan daya menengah dari saluran udara. Penyangga yang ditinggikan dipasang pada bentang yang luas, misalnya saat melintasi sungai lebar yang dapat dilayari. Pada transposisional dukungan melakukan transposisi kabel.

Susunan kabel yang asimetris pada penyangga dengan saluran udara yang panjang menyebabkan asimetri tegangan fasa. Menyeimbangkan fase dengan mengubah posisi relatif kabel pada penyangga disebut transposisi. Transposisi disediakan untuk saluran udara dengan tegangan 110 kV ke atas dengan panjang lebih dari 100 km dan dilakukan pada penyangga transposisi khusus. Kawat setiap fasa melewati sepertiga pertama panjang saluran udara di satu tempat, sepertiga kedua di tempat lain, dan sepertiga di tempat ketiga. Pergerakan kabel ini disebut siklus transposisi lengkap

Saluran udara (OL) berfungsi untuk mentransmisikan 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 cara yang berbeda. 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.

Saluran listrik macam apa yang ada di sana?

Jaringan saluran listrik diperlukan untuk pergerakan dan distribusi energi listrik: dari sumbernya, antara pemukiman dan objek konsumen akhir. Garis-garis ini sangat beragam dan terbagi menjadi:

• berdasarkan jenis penempatan kawat - overhead (terletak di udara terbuka) dan kabel (tertutup dalam insulasi);
• berdasarkan tujuan - jarak ultra-jauh, bagasi, distribusi.

Saluran listrik overhead dan kabel memiliki klasifikasi tertentu, tergantung pada konsumen, jenis arus, daya, dan bahan yang digunakan.

Saluran listrik overhead (VL)

Ini termasuk garis yang diletakkan di luar ruangan di atas tanah dengan menggunakan berbagai penyangga. Pemisahan saluran listrik penting untuk pemilihan dan pemeliharaannya.

Ada garis:

• berdasarkan jenis arus yang dipindahkan - bolak-balik dan searah;
• berdasarkan tingkat tegangan - saluran listrik tegangan rendah (hingga 1000 V) dan tegangan tinggi (lebih dari 1000 V);
• di netral - jaringan dengan netral yang beralasan kuat, terisolasi, dan beralasan efektif.

Arus bolak-balik

Saluran listrik yang menggunakan arus bolak-balik untuk transmisi paling sering diterapkan oleh perusahaan Rusia. Dengan bantuan mereka, sistem diberi daya dan energi ditransfer melalui berbagai jarak.

D.C

Saluran listrik overhead yang menyediakan transmisi arus searah jarang digunakan di Rusia. Alasan utamanya adalah tingginya biaya pemasangan. Selain penyangga, kabel, dan berbagai elemen, mereka memerlukan pembelian peralatan tambahan - penyearah dan inverter.

Karena sebagian besar konsumen menggunakan arus bolak-balik, saat memasang saluran seperti itu, perlu mengeluarkan sumber daya tambahan untuk konversi energi.

Pemasangan saluran listrik di atas kepala

Pemasangan saluran listrik overhead mencakup unsur-unsur berikut:

• Sistem pendukung atau tiang listrik. Mereka ditempatkan di tanah atau permukaan lain dan dapat berupa jangkar (mengambil beban utama), perantara (biasanya digunakan untuk menopang kabel dalam bentang), sudut (ditempatkan di tempat garis kawat berubah arah).
• Kabel. Mereka memiliki variasinya sendiri dan dapat dibuat dari aluminium atau tembaga.
• melintasi. Mereka dipasang pada penyangga saluran dan berfungsi sebagai dasar untuk memasang kabel.
• isolator. Dengan bantuan mereka, kabel dipasang dan diisolasi satu sama lain.
• Sistem pembumian. Adanya proteksi tersebut diperlukan sesuai dengan standar PUE (aturan instalasi listrik).
• Proteksi petir. Penggunaannya melindungi saluran listrik di atas dari tegangan yang mungkin timbul ketika terjadi pelepasan muatan listrik.

Setiap elemen jaringan listrik memegang peranan penting, memikul beban tertentu. Dalam beberapa kasus, mungkin memerlukan peralatan tambahan.

Saluran listrik kabel

Saluran listrik kabel, tidak seperti saluran udara, tidak memerlukan area bebas yang besar untuk penempatannya. Karena adanya perlindungan isolasi, mereka dapat diletakkan: di wilayah berbagai perusahaan, di daerah berpenduduk dengan bangunan padat. Satu-satunya kelemahan dibandingkan saluran udara adalah biaya pemasangan yang lebih tinggi.

Bawah tanah dan bawah air

Metode penutupan memungkinkan Anda menempatkan jalur bahkan dalam kondisi yang paling sulit - di bawah tanah dan di bawah permukaan air. Terowongan khusus atau metode lain dapat digunakan untuk memasangnya. Dalam hal ini, Anda dapat menggunakan beberapa kabel, serta berbagai pengencang.

Zona keamanan khusus ditetapkan di dekat jaringan listrik. Menurut aturan PUE, mereka harus memastikan keselamatan dan kondisi pengoperasian normal.

Berbaring pada struktur

Pemasangan saluran listrik tegangan tinggi dengan tegangan berbeda dimungkinkan di dalam gedung. Desain yang paling umum digunakan meliputi:

• Terowongan. Itu adalah ruangan terpisah, di dalamnya kabel ditempatkan di sepanjang dinding atau pada struktur khusus. Ruang seperti itu terlindungi dengan baik dan menyediakan akses mudah ke instalasi dan pemeliharaan saluran.
• Saluran. Ini adalah struktur siap pakai yang terbuat dari plastik, pelat beton bertulang dan bahan lainnya, di dalamnya terdapat kabel.
• Lantai atau poros. Tempat yang disesuaikan secara khusus untuk penempatan kabel listrik dan kemungkinan keberadaan seseorang di sana.
• Jembatan penyeberangan. Mereka adalah struktur terbuka yang diletakkan di atas tanah, pondasi, struktur pendukung dengan kabel terpasang di dalamnya. Jalan layang yang tertutup disebut galeri.
• Penempatan di ruang bebas bangunan - celah, ruang di bawah lantai.
• Blok kabel. Kabel diletakkan di bawah tanah dalam pipa khusus dan dibawa ke permukaan menggunakan sumur plastik atau beton khusus.

Isolasi saluran listrik kabel

Kondisi utama ketika memilih bahan untuk mengisolasi saluran listrik adalah bahan tersebut tidak boleh menghantarkan arus. Biasanya, bahan-bahan berikut digunakan dalam konstruksi saluran listrik kabel:

• karet yang berasal dari sintetis atau alami (memiliki fleksibilitas yang baik, sehingga garis yang terbuat dari bahan tersebut mudah dipasang bahkan di tempat yang sulit dijangkau);
• polietilen (cukup tahan terhadap bahan kimia atau lingkungan agresif lainnya);
• PVC (keuntungan utama dari isolasi tersebut adalah aksesibilitas, meskipun bahannya lebih rendah daripada bahan lain dalam hal daya tahan dan berbagai sifat pelindung);
• fluoroplastik (sangat tahan terhadap berbagai pengaruh);
• bahan berbahan dasar kertas (ketahanan rendah terhadap pengaruh kimia dan alam, meskipun diresapi dengan komposisi pelindung).

Selain bahan padat tradisional, isolator cair dan gas khusus dapat digunakan untuk saluran tersebut.

Klasifikasi berdasarkan tujuan

Karakteristik lain yang mengklasifikasikan saluran listrik berdasarkan tegangan adalah tujuannya. Saluran udara biasanya dibagi menjadi: jarak ultra-jauh, utama, distribusi. Mereka berbeda-beda tergantung pada daya, jenis penerima energi, dan pengirim energi. Ini bisa berupa stasiun besar atau konsumen - pabrik, pemukiman.

Sangat panjang

Tujuan utama jalur ini adalah komunikasi antara berbagai sistem energi. Tegangan pada saluran udara ini mulai dari 500 kV.

Belalai

Format saluran transmisi ini mengasumsikan tegangan jaringan 220 dan 330 kV. Jalur utama mengangkut energi dari pembangkit listrik ke titik distribusi. Mereka juga dapat digunakan untuk berkomunikasi antar pembangkit listrik yang berbeda.

Distribusi

Jenis jalur distribusi meliputi jaringan bertegangan 35, 110 dan 150 kV. Dengan bantuan mereka, energi listrik berpindah dari jaringan distribusi ke daerah berpenduduk, serta perusahaan besar. Saluran dengan tegangan kurang dari 20 kV digunakan untuk menjamin pasokan energi ke konsumen akhir, termasuk untuk menyambungkan listrik ke lokasi.

Konstruksi dan perbaikan saluran listrik

Pemasangan jaringan kabel listrik tegangan tinggi dan saluran udara adalah cara yang diperlukan untuk menyediakan energi ke objek apa pun. Dengan bantuan mereka, listrik disalurkan melalui jarak berapa pun.

Pembangunan jaringan untuk tujuan apa pun merupakan proses kompleks yang mencakup beberapa tahap:

• Survei daerah tersebut.
• Desain garis, persiapan estimasi, dokumentasi teknis.
• Persiapan wilayah, pemilihan dan pembelian bahan.
• Merakit elemen pendukung atau mempersiapkan pemasangan kabel.
• Pemasangan atau peletakan kabel, alat gantung, perkuatan saluran listrik.
• Lansekap dan persiapan jalur peluncuran.
• Commissioning, dokumentasi resmi.

Untuk memastikan pengoperasian jalur yang efisien, diperlukan pemeliharaan yang kompeten, perbaikan tepat waktu dan, jika perlu, rekonstruksi. Semua kegiatan tersebut harus dilakukan sesuai dengan PUE (aturan teknis instalasi).

Perbaikan saluran listrik dibagi menjadi arus dan besar. Selama tahap pertama, keadaan pengoperasian sistem dipantau, dan pekerjaan dilakukan untuk mengganti berbagai elemen. Perbaikan besar melibatkan pekerjaan yang lebih serius, yang mungkin termasuk mengganti penyangga, mengencangkan kembali saluran, dan mengganti seluruh bagian. Semua jenis pekerjaan ditentukan tergantung pada kondisi saluran listrik.

Saluran listrik di atas(VL) - perangkat yang dimaksudkan untuk mentransmisikan atau mendistribusikan energi listrik melalui kabel dengan selubung isolasi pelindung (VLZ) atau kabel telanjang (VL), terletak di udara terbuka dan dipasang menggunakan lintasan (braket), isolator, dan alat kelengkapan linier ke penyangga atau struktur teknik lainnya (jembatan, jalan layang). Elemen utama saluran udara adalah:

• kabel;
• kabel pengaman;
• menopang kabel pendukung dan gundukan pada ketinggian tertentu di atas permukaan tanah atau air;
• isolator yang mengisolasi kabel dari badan penyangga;
• perlengkapan linier.

Portal linier perangkat distribusi diambil sebagai awal dan akhir saluran udara. Menurut desainnya, saluran udara dibagi menjadi sirkuit tunggal dan multi sirkuit, biasanya 2 sirkuit.

Biasanya, saluran udara terdiri dari tiga fase, sehingga penyangga saluran udara sirkuit tunggal dengan tegangan di atas 1 kV dirancang untuk menggantung kabel tiga fase (satu sirkuit) (Gbr. 1); enam kabel (dua sirkuit paralel) digantung pada dukungan saluran udara sirkuit ganda. Jika perlu, satu atau dua kabel proteksi petir digantung di atas kabel fase. Dari 5 hingga 12 kabel digantung pada penyangga saluran udara dari jaringan distribusi dengan tegangan hingga 1 kV untuk memasok daya ke berbagai konsumen pada satu saluran udara (penerangan eksternal dan internal, catu daya, beban rumah tangga). Saluran udara dengan tegangan hingga 1 kV dengan ground netral yang kokoh dilengkapi dengan kabel netral selain kabel fasa.

Beras. 1. Fragmen saluran udara 220 kV:a – rantai tunggal; b – rantai ganda

Kabel saluran listrik overhead sebagian besar terbuat dari aluminium dan paduannya, dalam beberapa kasus dari tembaga dan paduannya, dan terbuat dari kawat yang ditarik dingin dengan kekuatan mekanik yang cukup. Namun yang paling banyak digunakan adalah kabel pilin yang terbuat dari dua logam dengan karakteristik mekanik yang baik dan biaya yang relatif rendah. Kabel jenis ini termasuk kabel baja-aluminium dengan perbandingan luas penampang bagian aluminium dan baja dari 4,0 hingga 8,0. Contoh letak kabel fasa dan kabel proteksi petir ditunjukkan pada Gambar. 2, dan parameter desain saluran udara dengan rentang tegangan standar diberikan dalam tabel. 1.

Beras. 2. : a – segitiga; b – horisontal; c – “tong” heksagonal; d – membalikkan “pohon Natal”

Tabel 1. Parameter desain saluran udara

Semua opsi di atas untuk susunan kabel fase pada penyangga dicirikan oleh susunan kabel yang asimetris dalam hubungannya satu sama lain. Oleh karena itu, hal ini menyebabkan ketimpangan reaktansi dan konduktivitas fasa yang berbeda, yang disebabkan oleh induktansi timbal balik antara kabel saluran dan, sebagai konsekuensinya, asimetri tegangan fasa dan penurunan tegangan.

Untuk membuat kapasitansi dan induktansi ketiga fase rangkaian menjadi sama, transposisi kabel digunakan pada saluran listrik, yaitu. saling mengubah lokasinya relatif satu sama lain, dengan masing-masing kabel fase menempuh sepertiga jaraknya (Gbr. 3). Salah satu gerakan rangkap tiga tersebut disebut siklus transposisi.

Beras. 3. Skema siklus penuh transposisi bagian saluran listrik overhead: 1, 2, 3 – kabel fase

Transposisi kabel fasa saluran listrik overhead dengan kabel telanjang digunakan untuk tegangan 110 kV ke atas dan untuk panjang saluran 100 km atau lebih. Salah satu opsi untuk memasang kabel pada dukungan transposisi ditunjukkan pada Gambar. 4. Perlu dicatat bahwa transposisi inti pembawa arus kadang-kadang digunakan di saluran udara, selain itu, teknologi modern untuk desain dan konstruksi saluran udara memungkinkan penerapan kontrol parameter saluran secara teknis (saluran kompensasi mandiri yang dikendalikan dan saluran udara kompak bertegangan sangat tinggi).

Beras. 4.

Kabel dan kabel pelindung saluran udara di tempat-tempat tertentu harus dipasang secara kaku pada isolator tegangan penyangga jangkar (penopang ujung 1 dan 7, dipasang di awal dan akhir saluran udara, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5 dan dikencangkan ke tegangan tertentu Penyangga perantara dipasang di antara penyangga jangkar , diperlukan untuk menopang kabel dan kabel, menggunakan karangan bunga penyangga isolator dengan klem penyangga, pada ketinggian tertentu (penopang 2, 3, 6), dipasang pada bagian lurus dari atas garis; sudut (penopang 4 dan 5), dipasang pada belokan jalur saluran udara; transisi (penopang 2 dan 3), dipasang pada bentang saluran udara yang melintasi rintangan alam atau struktur teknik, misalnya, kereta api atau jalan raya .

Beras. 5.

Jarak antara penyangga jangkar disebut bentang jangkar saluran listrik overhead (Gbr. 6). Jarak horizontal antara titik-titik pemasangan kawat pada penyangga yang berdekatan disebut panjang bentang L . Sketsa rentang saluran udara ditunjukkan pada Gambar. 7. Panjang bentang dipilih terutama karena alasan ekonomi, kecuali untuk bentang transisi, dengan mempertimbangkan tinggi penyangga dan kendurnya kawat dan kabel, serta jumlah penyangga dan isolator di sepanjang bentang atas. garis.

Beras. 6. : 1 – karangan bunga penyangga isolator; 2 – karangan bunga ketegangan; 3 – dukungan perantara; 4 – dukungan jangkar

Jarak vertikal terkecil dari tanah ke kawat dengan kemiringan terbesarnya disebut dimensi garis ke tanah - H . Dimensi garis harus dipertahankan untuk semua tegangan pengenal, dengan mempertimbangkan risiko menghalangi celah udara antara konduktor fase dan titik tertinggi di medan. Penting juga untuk mempertimbangkan aspek lingkungan dari dampak kekuatan medan elektromagnetik yang tinggi terhadap organisme hidup dan tumbuhan.

Penyimpangan terbesar dari kawat fasa F p atau kabel penangkal petir F t dari horizontal di bawah pengaruh beban yang terdistribusi secara merata dari massanya sendiri, massa es dan tekanan angin disebut panah melorot. Untuk mencegah kabel kusut, kabel yang melorot 0,5 - 1,5 m lebih kecil dari kabel yang melorot.

Elemen struktur saluran udara, seperti kabel fasa, kabel, karangan bunga isolator, mempunyai massa yang cukup besar, sehingga gaya yang bekerja pada satu penyangga mencapai ratusan ribu Newton (N). Gaya gravitasi pada kawat yang berasal dari berat kawat, berat tali tegangan isolator dan formasi es biasanya diarahkan ke bawah, dan gaya yang disebabkan oleh tekanan angin biasanya diarahkan menjauhi vektor aliran angin, seperti ditunjukkan pada Gambar . 7.

Beras. 7.

Untuk mengurangi reaktansi induktif dan meningkatkan kapasitas saluran udara jarak jauh, berbagai varian saluran listrik kompak digunakan, ciri khasnya adalah berkurangnya jarak antara kabel fase. Saluran listrik kompak memiliki koridor spasial yang lebih sempit, tingkat kekuatan medan listrik yang lebih rendah di permukaan tanah dan memungkinkan penerapan teknis pengendalian parameter saluran (saluran kompensasi mandiri yang terkontrol dan saluran dengan konfigurasi fase terpisah yang tidak konvensional).

2. Kabel saluran listrik

Saluran listrik kabel (CL) terdiri dari satu atau lebih kabel dan alat kelengkapan kabel untuk menyambung kabel dan untuk menyambung kabel ke alat listrik atau bus alat distribusi.

Berbeda dengan saluran udara, kabel dipasang tidak hanya di luar ruangan, tetapi juga di dalam ruangan (Gbr. 8), di tanah dan air. Oleh karena itu, CL rentan terhadap kelembapan, agresivitas kimiawi air dan tanah, kerusakan mekanis selama pekerjaan penggalian, dan perpindahan tanah saat hujan lebat dan banjir. Desain struktur kabel dan peletakan kabel harus memberikan perlindungan dari pengaruh tertentu.

Beras. 8.

Menurut tegangan pengenalnya, kabel dibagi menjadi tiga kelompok: kabel tegangan rendah(hingga 1 kV), kabel tegangan sedang(6…35 kV), kabel tegangan tinggi(110 kV ke atas). Menurut jenis arusnya mereka membedakannya Kabel AC dan DC.

Kabel listrik dilakukan inti tunggal, dua inti, tiga inti, empat inti, dan lima inti. Kabel tegangan tinggi terbuat dari inti tunggal; dua inti – kabel DC; tiga inti – kabel tegangan menengah.

Kabel tegangan rendah dibuat dengan hingga lima inti. Kabel tersebut dapat memiliki satu, dua atau tiga konduktor fase, serta konduktor yang berfungsi nol N dan nol inti pelindung ULANG atau gabungan nol inti yang berfungsi dan pelindung PENA .

Berdasarkan bahan inti pembawa arus, kabel dengan konduktor aluminium dan tembaga. Karena kelangkaan tembaga, kabel dengan konduktor aluminium paling banyak digunakan. Digunakan sebagai bahan isolasi kertas kabel diresapi dengan minyak rosin, plastik dan karet. Ada kabel dengan impregnasi normal, impregnasi habis, dan impregnasi dengan komposisi non-tetes. Kabel dengan impregnasi yang habis atau tidak mengalir dipasang di sepanjang rute dengan perbedaan ketinggian yang besar atau di sepanjang bagian vertikal dari rute.

Kabel tegangan tinggi dilakukan berisi minyak atau berisi gas. Pada kabel ini, isolasi kertas diisi dengan minyak atau gas di bawah tekanan.

Perlindungan insulasi dari kekeringan dan masuknya udara dan kelembapan dipastikan dengan menerapkan cangkang tertutup pada insulasi. Kabel dilindungi dari kemungkinan kerusakan mekanis dengan pelindung. Untuk melindungi dari agresivitas lingkungan luar, penutup pelindung eksternal digunakan.

Saat mempelajari jalur kabel, disarankan untuk diperhatikan kabel superkonduktor untuk saluran listrik Perancangannya didasarkan pada fenomena superkonduktivitas. Dalam bentuk yang disederhanakan, fenomena tersebut superkonduktivitas dalam logam dapat direpresentasikan sebagai berikut. Gaya tolak menolak Coulomb terjadi antar elektron seperti antar partikel bermuatan serupa. Namun, pada suhu sangat rendah untuk bahan superkonduktor (yang mencakup 27 logam murni dan sejumlah besar paduan dan senyawa khusus), sifat interaksi elektron satu sama lain dan dengan kisi atom berubah secara signifikan. Akibatnya, menjadi mungkin untuk menarik elektron dan membentuk apa yang disebut pasangan elektron (Cooper). Munculnya pasangan-pasangan ini, peningkatannya, dan pembentukan “kondensat” pasangan elektron menjelaskan munculnya superkonduktivitas. Dengan meningkatnya suhu, beberapa elektron menjadi tereksitasi secara termal dan menjadi satu keadaan. Pada suhu kritis tertentu, semua elektron menjadi normal dan keadaan superkonduktivitas menghilang. Hal yang sama terjadi ketika ketegangan meningkat. magnetik menurutla. Temperatur kritis paduan dan senyawa superkonduktor yang digunakan dalam teknologi adalah 10 - 18 K, yaitu. dari –263 hingga –255°C.

Proyek pertama, model eksperimental, dan prototipe kabel semacam itu dalam selubung kriostatik bergelombang fleksibel baru dilaksanakan pada tahun 70-80an abad ke-20. Sebagai superkonduktor, pita perekat berdasarkan senyawa intermetalik niobium dan timah, didinginkan dengan helium cair, digunakan.

Pada tahun 1986, fenomena tersebut ditemukan superkonduktivitas suhu tinggi, dan pada awal tahun 1987, konduktor semacam ini telah diperoleh, yaitu bahan keramik, yang suhu kritisnya ditingkatkan menjadi 90 K. Perkiraan komposisi superkonduktor suhu tinggi pertama adalah YBa 2 Cu 3 O 7– DD< 0,2). Такой сверхпроводник представляет собой неупорядоченную систему мелких кристаллов, имеющих размер от 1 до 10 мкм, находящихся в слабом электрическом контакте друг с другом. К концу XX века были начаты и к этому времени достаточно продвинуты работы по созданию сверхпроводящих кабелей на основе высокотемпературных сверхпроводников. Такие кабели принципиально отличаются от своих предшественников. Жидкий азот, применяемый для охлаждения, на несколько порядков дешевле гелия, а его запасы практически безграничны. Очень важным является то, что жидкий азот при рабочих давлениях 0,8 - 1 МПа является прекрасным диэлектриком, превосходящим по своим свойствам пропиточные составы, используемые в традиционных кабелях.

Studi kelayakan menunjukkan bahwa kabel superkonduktor suhu tinggi akan lebih efisien dibandingkan jenis transmisi daya lainnya bahkan dengan daya transmisi lebih dari 0,4 - 0,6 GVA, tergantung pada aplikasi sebenarnya. Kabel superkonduktor suhu tinggi diharapkan dapat digunakan di masa depan di sektor energi sebagai konduktor arus di pembangkit listrik dengan kapasitas lebih dari 0,5 GW, serta kabel dalam ke kota-kota besar dan kompleks besar yang padat energi. Pada saat yang sama, perlu untuk mengevaluasi secara realistis aspek ekonomi dan keseluruhan pekerjaan untuk memastikan keandalan pengoperasian kabel tersebut.

Namun perlu diperhatikan bahwa dalam pembangunan jalur kabel baru dan rekonstruksi lama perlu berpedoman pada ketentuan PJSC Rosseti yang melarang penggunaan :

• kabel listrik yang tidak memenuhi persyaratan keselamatan kebakaran saat ini dan mengeluarkan produk beracun dalam konsentrasi besar selama pembakaran;
• kabel dengan insulasi kertas-minyak dan berisi minyak;
• kabel dibuat dengan menggunakan teknologi ikatan silang silanol (komposisi ikatan silang silanol mengandung gugus silan organofungsional yang dicangkokkan, dan ikatan silang rantai molekul polietilen (PE), mengarah pada pembentukan struktur spasial, dalam hal ini terjadi karena ikatan silikon-oksigen-silikon (Si-O-Si), bukan karbon-karbon (C-C), seperti halnya ikatan silang peroksida).

Tergantung pada desainnya, produk kabel dibagi menjadi kabel , kabel Dan kabel .

Kabel– produk listrik buatan pabrik yang sepenuhnya siap pakai, terdiri dari satu atau lebih inti pembawa arus (konduktor) berinsulasi, biasanya dibungkus dalam cangkang logam atau non-logam, di atasnya, tergantung pada kondisi pemasangan dan pengoperasiannya, mungkin ada penutup pelindung yang sesuai, yang mencakup pelindung. Kabel daya, tergantung pada kelas tegangan, memiliki satu hingga lima inti aluminium atau tembaga dengan penampang 1,5 hingga 2000 mm 2, yang dengan penampang hingga 16 mm 2 - kabel tunggal, di atas - multi -kabel.

Kawat– satu konduktor tidak berinsulasi atau satu atau lebih konduktor berinsulasi, yang di atasnya, tergantung pada kondisi pemasangan dan pengoperasian, mungkin terdapat selubung non-logam, belitan dan (atau) jalinan dengan bahan atau kawat berserat.

Tali– dua atau lebih konduktor berinsulasi atau terutama konduktor fleksibel dengan penampang hingga 1,5 mm 2, dipilin atau diletakkan secara paralel, di atasnya, tergantung pada kondisi pemasangan dan pengoperasian, dapat berupa selubung non-logam dan lapisan pelindung terapan.

Saluran listrik

Saluran listrik

Saluran listrik(saluran listrik) - salah satu komponen jaringan listrik, suatu sistem peralatan energi yang dirancang untuk mentransmisikan listrik.

Menurut MPTEP (Aturan antar industri untuk teknis pengoperasian instalasi listrik konsumen) Saluran listrik- Saluran listrik yang melampaui pembangkit listrik atau gardu induk dan dirancang untuk menyalurkan energi listrik.

Membedakan udara Dan saluran listrik kabel.

Saluran listrik juga mengirimkan informasi menggunakan sinyal frekuensi tinggi, menurut perkiraan, sekitar 60 ribu saluran HF digunakan di Rusia melalui saluran listrik. Mereka digunakan untuk kontrol pengiriman, transmisi data telemetri, sinyal proteksi relai, dan otomatisasi darurat.

Saluran listrik di atas kepala

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

Komposisi VL

• 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)

Dokumen yang mengatur saluran udara

Klasifikasi saluran udara

Berdasarkan jenis arus

• Saluran udara AC
• Saluran udara DC

Pada dasarnya, saluran udara digunakan untuk mentransmisikan arus bolak-balik dan hanya dalam beberapa kasus (misalnya, untuk menghubungkan sistem tenaga, memberi daya pada jaringan kontak, dll.) saluran tersebut menggunakan saluran arus searah.

Untuk saluran udara AC, skala kelas tegangan berikut telah diadopsi: bolak-balik - 0,4, 6, 10, (20), 35, 110, 150, 220, 330, 400 (gardu induk Vyborg - Finlandia), 500, 750 dan 1150 kV; konstan - 400 kV.

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 distribusi udara 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 1 kV (saluran udara kelas tegangan terendah)
• Saluran udara di atas 1 kV
  • Saluran udara 1-35 kV (saluran udara kelas tegangan menengah)
  • Saluran udara 110-220 kV (saluran udara kelas tegangan tinggi)
  • Saluran udara 330-500 kV (saluran udara kelas tegangan sangat tinggi)
  • Saluran udara 750 kV dan lebih tinggi (saluran udara kelas tegangan sangat tinggi)

Kelompok-kelompok ini berbeda secara signifikan terutama dalam persyaratan mengenai kondisi desain dan struktur.

Menurut mode pengoperasian netral pada instalasi listrik

• Jaringan tiga fase dengan netral yang tidak dibumikan (terisolasi) (netral tidak terhubung ke perangkat pembumian atau terhubung melalui perangkat dengan resistansi tinggi). Di Rusia, mode netral ini digunakan dalam jaringan dengan tegangan 3-35 kV dengan arus rendah gangguan tanah satu fasa.
• Jaringan tiga fase dengan netral yang dibumikan secara resonansi (dikompensasi) (bus netral dihubungkan ke pembumian melalui induktansi). Di Rusia digunakan dalam jaringan dengan tegangan 3-35 kV dengan arus gangguan tanah satu fase yang tinggi.
• Jaringan tiga fase dengan netral yang dibumikan secara efektif (jaringan tegangan tinggi dan ultra-tinggi, yang netralnya terhubung ke bumi secara langsung atau melalui resistansi aktif kecil). Di Rusia, ini adalah jaringan dengan tegangan 110, 150 dan sebagian 220 kV, mis. jaringan yang menggunakan trafo, bukan autotransformator, yang memerlukan pembumian netral yang kokoh sesuai dengan mode pengoperasiannya.
• Jaringan dengan ground netral yang kokoh (netral dari transformator 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 operasi darurat (jika terjadi kerusakan total atau sebagian pada kabel dan kabel)
• Mode 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 menunjukkan lokasi pusat tumpuan in situ pada rute saluran udara yang sedang dibangun.
• 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 ke dalamnya dari penyangga, isolator, kabel (kabel) dan dari pengaruh luar (es, angin).
• Basis pondasi- tanah bagian bawah lubang, yang menyerap beban.
• Menjangkau(panjang bentang) - jarak antara pusat dua penyangga tempat kabel digantung. Membedakan intermediat(antara dua penyangga perantara yang berdekatan) dan jangkar(antara penyangga jangkar) membentang. 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 titik terendah kawat pada bentang ke persimpangan struktur teknik, permukaan bumi atau air.
• membanggakan (sebuah lingkaran) - seutas kawat yang menghubungkan kabel-kabel yang dikencangkan dari bentang jangkar yang berdekatan pada penyangga jangkar.

Saluran listrik kabel

Saluran listrik kabel(CL) - disebut saluran untuk mentransmisikan listrik atau pulsa individualnya, terdiri dari satu atau lebih kabel paralel dengan sambungan, pengunci dan sambungan ujung (terminal) dan pengencang, dan untuk saluran berisi minyak, sebagai tambahan, dengan perangkat pengumpanan dan sistem alarm tekanan minyak

Berdasarkan klasifikasi saluran kabel mirip dengan saluran udara

Jalur kabel dibagi menurut kondisi lintasannya

• Bawah tanah
• Berdasarkan bangunan
• Di bawah air

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 keseluruhannya, memungkinkan pemasangan kabel, perbaikan dan inspeksi jalur kabel.

• saluran kabel- struktur tertutup dan terkubur (sebagian atau seluruhnya) di dalam tanah, lantai, langit-langit, dll., struktur tidak dapat dilewati yang dirancang untuk menampung kabel, yang pemasangan, inspeksi dan perbaikannya hanya dapat dilakukan dengan langit-langit dilepas.

• Tambang kabel- struktur kabel vertikal (biasanya berbentuk persegi panjang), yang tingginya beberapa kali lebih besar dari sisi bagiannya, dilengkapi dengan braket atau tangga agar orang dapat bergerak sepanjang itu (melalui poros) atau seluruhnya atau sebagian dinding yang dapat dilepas (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 masuknya disebut sumur kabel.

• 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- di atas tanah atau di atas tanah, tertutup seluruhnya atau sebagian (misalnya, tanpa dinding samping), struktur saluran kabel memanjang horizontal atau miring.

Berdasarkan jenis isolasi

Insulasi saluran kabel dibagi menjadi dua jenis utama:

• cairan
  • minyak kabel
• keras
  • minyak kertas
  • polivinil klorida (PVC)
  • kertas karet (RIP)
  • polietilen ikatan silang (XLPE)
  • 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.

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 dikurangi secara signifikan. kerugian. Namun, seiring dengan meningkatnya tegangan, berbagai jenis fenomena pelepasan muatan mulai terjadi.

Besaran penting lainnya yang mempengaruhi efisiensi saluran transmisi listrik adalah cos(f) - besaran yang mencirikan rasio daya aktif dan reaktif.

Pada saluran udara tegangan sangat tinggi terdapat rugi-rugi daya aktif akibat corona (corona debit). Kerugian-kerugian ini sangat bergantung pada kondisi cuaca (dalam cuaca kering kerugian-kerugian tersebut lebih kecil, masing-masing, dalam hujan, gerimis, salju kerugian-kerugian ini meningkat) dan perpecahan kawat dalam fase-fase saluran. Rugi-rugi korona untuk saluran-saluran bertegangan berbeda mempunyai nilai tersendiri (untuk saluran udara 500 kV, rata-rata rugi-rugi korona tahunan adalah sekitar = 9,0 -11,0 kW/km). Karena pelepasan korona bergantung pada tegangan pada permukaan kawat, pemisahan fasa digunakan untuk mengurangi tegangan ini pada saluran udara tegangan sangat tinggi. Artinya, alih-alih satu kabel, digunakan tiga atau lebih kabel sefasa. Kabel-kabel ini terletak pada jarak yang sama satu sama lain. Jari-jari fase split yang setara diperoleh, ini mengurangi tegangan pada kabel terpisah, yang pada gilirannya mengurangi kerugian korona.

literatur

• Pekerjaan instalasi listrik. Dalam 11 buku. Buku 8. Bagian 1. Saluran listrik overhead: Buku Teks. tunjangan sekolah kejuruan. / Magidin F.A.; Ed. A.N.Trifonova. - M.: Sekolah Tinggi, 1991. - 208 dengan ISBN 5-06-001074-0
• Rozhkova L. D., Kozulin V. S. Peralatan listrik stasiun dan gardu induk: Buku teks untuk sekolah teknik. - Edisi ke-3, direvisi. dan tambahan - M.: Energoatomizdat, 1987. - 648 hal.: sakit. BBK 31.277.1 R63
• Perancangan bagian kelistrikan stasiun dan gardu induk: Buku Ajar. tunjangan / Petrova S.S.; Ed. S.A. Martynov. - L. : LPI im. M.I. Kalashnikov, 1980. - 76 hal. UDC 621.311.2(0.75.8)