Perangkat saluran listrik overhead dengan tegangan berbeda

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

1. Keandalan transmisi daya tinggi;

2. Memastikan keamanan bagi manusia, hewan, dan peralatan.

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

Untuk solusi komprehensif untuk masalah transportasi energi listrik yang aman, insinyur listrik harus menaikkan kabel daya ke ketinggian yang tinggi, mendistribusikannya di ruang angkasa, mengisolasinya dari elemen bangunan dan memasangnya dengan kabel arus dengan penampang yang diperbesar pada penyangga tinggi untuk kekuatan.

Pengaturan umum dan tata letak saluran listrik overhead

Secara skematis, saluran transmisi daya apa pun dapat direpresentasikan:

• penyangga dipasang di tanah;

• kabel yang melaluinya arus mengalir;

• alat kelengkapan linier dipasang pada penyangga;

• isolator yang dipasang pada angker dan mempertahankan orientasi kabel di udara.

Selain elemen saluran udara, perlu untuk memasukkan:

• yayasan untuk dukungan;

• sistem proteksi petir;

• perangkat pentanahan.

Pendukungnya adalah:

1. penahan yang dirancang untuk menahan gaya kabel yang dikencangkan dan dilengkapi dengan perangkat penegang pada alat kelengkapan;

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

Jarak di tanah antara dua penopang jangkar disebut bagian jangkar atau bentang, dan untuk penopang tengah antara satu sama lain atau dengan jangkar - perantara.

Ketika saluran listrik melewati penghalang air, struktur teknik atau objek kritis lainnya, penyangga dengan penegang kawat dipasang di ujung bagian seperti itu, dan jarak di antara mereka disebut bagian jangkar perantara.

Kabel di antara penyangga tidak pernah ditarik seperti tali—dalam garis lurus. Mereka selalu sedikit melorot saat berada di udara, dengan mempertimbangkan kondisi cuaca. Tetapi pada saat yang sama, keamanan jarak mereka dari objek tanah harus diperhitungkan:

• permukaan rel;

• kabel kontak;

• jalan raya transportasi;

• kabel jalur komunikasi atau saluran udara lainnya;

• industri dan fasilitas lainnya.

Menggantung kawat dari keadaan tegang disebut panah gantung… Diperkirakan dengan cara yang berbeda antara penyangga, karena puncaknya dapat ditempatkan pada tingkat yang sama atau dengan ketinggian.

Penurunan relatif terhadap titik dukungan tertinggi selalu lebih besar dari yang lebih rendah.

Dimensi, panjang dan konstruksi masing-masing jenis saluran transmisi overhead bergantung pada jenis arus (bolak-balik atau langsung) energi listrik yang diangkut melaluinya dan besarnya tegangannya, yang bisa kurang dari 0,4 kV atau mencapai 1150 kV.

Susunan kawat saluran udara

Karena arus listrik hanya mengalir dalam loop tertutup, konsumen ditenagai oleh setidaknya dua kabel. Menurut prinsip ini, saluran udara sederhana dibuat dengan arus bolak-balik fase tunggal dengan tegangan 220 volt.Rangkaian listrik yang lebih kompleks mentransfer energi dalam rangkaian tiga atau empat kabel dengan nol terisolasi atau ground yang kaku.

Diameter dan logam untuk kawat dipilih untuk beban desain setiap saluran. Bahan yang paling umum adalah aluminium dan baja. Mereka dapat dibuat sebagai konduktor monolitik tunggal untuk rangkaian tegangan rendah atau dianyam dari struktur multi-kawat untuk saluran transmisi tegangan tinggi.

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

Konstruksi multi-kawat yang terbuat dari konduktor aluminium yang membawa arus yang baik dibuat dengan inti baja yang dirancang untuk menahan tekanan mekanis dan mencegah kerusakan.

GOST memberikan klasifikasi konduktor terbuka untuk saluran listrik overhead dan menentukan penandaannya: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. Dalam hal ini, kabel kawat tunggal ditunjukkan dengan ukuran diameternya. Misalnya singkatan PSO-5 berbunyi “kawat baja dibuat dengan inti tunggal dengan diameter 5 mm.» Kabel multi-konduktor untuk saluran listrik menggunakan penandaan yang berbeda, termasuk penunjukan dua digit yang ditulis sebagai pecahan:

• yang pertama adalah total luas penampang kabel aluminium dalam mm persegi;

• yang kedua adalah luas penampang insert baja (mm²).

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

• insulasi mandiri;

• dilindungi oleh polimer terekstrusi yang mencegah terjadinya korsleting saat fasa tersapu angin atau saat benda asing terlempar dari tanah.

VL v konduktor berinsulasi swadaya swadaya secara bertahap menggantikan struktur lama yang tidak terisolasi. Mereka semakin banyak digunakan dalam jaringan internal yang terbuat dari inti tembaga atau aluminium yang dilapisi karet dengan lapisan pelindung dari bahan berserat dielektrik atau senyawa PVC tanpa perlindungan eksternal tambahan.

Untuk mengecualikan terjadinya pelepasan korona dengan panjang yang panjang, kabel dengan VL-330 kV dan tegangan yang lebih tinggi dibagi menjadi arus tambahan.

Pada VL-330, dua konduktor dipasang secara horizontal, pada garis 500 kV bertambah menjadi tiga dan ditempatkan di simpul segitiga sama sisi. Untuk saluran udara 750 dan 1150 kV, pemisahan 4, 5 atau 8 aliran digunakan, masing-masing, 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 menggunakan metode konstruktif.

Perangkat pendukung

Dukungan biasanya dibuat untuk mengamankan kabel sirkuit listrik.Tetapi pada bagian paralel dari dua garis, satu penyangga umum dapat digunakan, yang dimaksudkan untuk pemasangan sambungannya. Konstruksi semacam itu disebut sirkuit ganda.

Bahan untuk produksi pendukung dapat berupa:

1. sudut profil dari berbagai merek baja;

2. kayu gelondongan konstruksi yang diresapi senyawa anti pembusukan;

3. struktur beton bertulang dengan tulangan tulangan.

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

Menurut proyek teknis, penopang saluran udara di atas 1 kV berbeda dari yang bertegangan rendah dalam kerumitannya dan ketinggian pemasangan kabel.

Mereka dibuat dalam bentuk prisma atau kerucut lonjong dengan alas lebar di bagian bawah.

Setiap struktur pendukung dihitung untuk kekuatan dan stabilitas mekanik, ada cadangan struktural yang cukup untuk beban yang ada. Tetapi harus diingat bahwa selama operasi, pelanggaran berbagai elemennya dimungkinkan sebagai akibat dari korosi, benturan, ketidakpatuhan terhadap teknologi pemasangan.

Hal ini menyebabkan melemahnya kekakuan struktur tunggal, deformasi dan kadang-kadang penyangga jatuh.Sering terjadi kasus seperti itu pada saat orang bekerja pada penyangga, membongkar atau menarik kabel, menciptakan gaya aksial variabel.

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

Perangkat isolasi

Pada saluran listrik overhead, produk terbuat dari bahan dengan sifat dielektrik tinggi perlawanan ÷ Ohm. M. Mereka disebut isolator dan terbuat dari:

• porselen (keramik);

• kaca;

• bahan polimer.

Desain dan dimensi isolator tergantung pada:

• pada besarnya beban dinamis dan statis yang diterapkan padanya;

• nilai tegangan efektif instalasi listrik;

• kondisi operasi.

Bentuk permukaan yang kompleks, yang bekerja di bawah pengaruh berbagai fenomena atmosfer, menciptakan jalur yang meningkat untuk aliran pelepasan listrik yang mungkin terjadi.

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

1. pin;

2. ditangguhkan.

Model keramik

Pin porselen atau keramik dengan insulator tunggal telah menemukan aplikasi yang lebih besar pada saluran udara hingga 1 kV, meskipun mereka bekerja pada saluran hingga dan termasuk 35 kV. Tetapi mereka digunakan dalam kondisi kabel pengikat dengan penampang rendah, menciptakan gaya tarik kecil.

Karangan bunga isolator porselen yang ditangguhkan dipasang pada jalur 35 kV.

Kit Insulator Suspensi Porselen Tunggal mencakup badan dielektrik dan tutup yang terbuat dari besi lunak. Kedua bagian disatukan oleh batang baja khusus. Jumlah total elemen tersebut di karangan bunga ditentukan oleh:

• nilai tegangan saluran udara;

• struktur pendukung;

• fitur operasi peralatan.

Dengan meningkatnya tegangan grid, jumlah isolator dalam string ditambahkan. Misalnya, untuk saluran udara 35 kV, cukup memasang 2 atau 3 di antaranya, dan untuk 110 kV, sudah diperlukan 6 ÷ 7.

isolator kaca

Desain ini memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan porselen:

• tidak adanya cacat internal pada bahan isolasi yang mempengaruhi pembentukan kebocoran;

• peningkatan kekuatan untuk gaya torsi;

• transparansi struktur, yang memungkinkan penilaian visual terhadap kondisi dan pengamatan sudut polarisasi fluks cahaya;

• kurangnya tanda-tanda penuaan;

• beban lebih sedikit dari berat Anda sendiri;

• otomatisasi produksi dan peleburan.

Kerugian dari isolator kaca adalah:

• resistensi anti-perusak yang lemah;

• kekuatan benturan rendah;

• kemungkinan kerusakan selama transportasi dan pemasangan oleh kekuatan mekanis.

isolator polimer

Mereka telah meningkatkan kekuatan dan berat mekanik, berkurang hingga 90% dibandingkan dengan keramik dan kaca. Manfaat tambahan termasuk:

• kemudahan instalasi;

• resistensi yang lebih besar terhadap polusi dari atmosfer, yang, bagaimanapun, tidak mengecualikan kebutuhan untuk membersihkan permukaannya secara berkala;

• hidrofobik;

• kerentanan yang baik terhadap tegangan lebih;

• peningkatan resistensi perusak.

Daya tahan bahan polimer juga tergantung pada kondisi pengoperasian. Di lingkungan udara dengan polusi yang meningkat dari perusahaan industri, polimer dapat menunjukkan fenomena "patah getas", yang terdiri dari perubahan bertahap pada sifat struktur internal di bawah pengaruh reaksi kimia dari polutan dan kelembaban atmosfer yang terjadi dalam kombinasi dengan proses listrik. .

Ketika pengacau menembakkan isolator polimer dengan tembakan atau peluru, biasanya tidak ada kerusakan material yang lengkap, seperti kaca.Paling sering, pelet atau peluru terbang langsung atau bersarang di badan rok. Namun sifat dielektriknya masih diremehkan dan elemen yang rusak di karangan bunga perlu diganti.

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

Perlengkapan saluran udara

Untuk memasang insulator pada penyangga saluran udara, merakitnya menjadi karangan bunga dan memasang kabel langsung padanya, pengencang khusus diproduksi, yang biasanya disebut alat kelengkapan.

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

• konektor yang dirancang untuk menghubungkan elemen suspensi dengan berbagai cara;

• tensioning, yang berfungsi untuk memasang braket penegang ke kabel dan rangkaian penyangga jangkar;

• mendukung, melakukan retensi pengencang kabel, loop dan simpul layar;

• pelindung yang dirancang untuk menjaga pengoperasian peralatan saluran udara saat terkena pelepasan atmosfer dan getaran mekanis;

• konektor yang terdiri dari konektor oval dan kartrid termit;

• kontak;

• spiral;

• pemasangan isolator pin;

• pemasangan kabel berinsulasi swadaya.

Masing-masing kelompok yang terdaftar memiliki bermacam-macam detail dan membutuhkan studi yang lebih cermat. Misalnya, hanya perlengkapan pelindung yang meliputi:

• tanduk pelindung;

• cincin dan layar;

• arester;

• peredam getaran.

Klakson pelindung menciptakan celah percikan, mengalihkan busur listrik yang dihasilkan saat isolasi terjadi dan dengan demikian melindungi peralatan saluran udara.

Cincin dan layar mengalihkan busur dari permukaan isolator, meningkatkan distribusi tegangan ke seluruh area tali.

Arester lonjakan melindungi peralatan dari lonjakan yang dihasilkan oleh petir.Mereka dapat digunakan berdasarkan struktur tabung yang terbuat dari plastik vinil atau tabung fiber-bakelite dengan elektroda, atau dapat dibuat dari elemen katup.

Peredam getaran bekerja pada tali dan kabel, mencegah kerusakan akibat tekanan lelah yang disebabkan oleh getaran dan getaran.

Perangkat pentanahan saluran udara

Kebutuhan akan penopang saluran udara yang dibumikan kembali disebabkan oleh persyaratan untuk operasi yang aman dalam keadaan darurat dan lonjakan petir. Resistansi loop perangkat pentanahan tidak boleh melebihi 30 ohm.

Untuk penyangga logam, semua pengencang dan tulangan harus dihubungkan ke kabel PEN, dan untuk beton bertulang, nol gabungan menghubungkan semua penyangga dan tulangan penyangga.

Pada penopang yang terbuat dari kayu, logam dan beton bertulang, pin dan kait selama pemasangan kabel berinsulasi swadaya tidak dibumikan, kecuali dalam kasus di mana diperlukan untuk melakukan pentanahan berulang untuk perlindungan terhadap tegangan lebih.

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

Penguatan logam digunakan pada penyangga beton bertulang untuk pentanahan. Semua sambungan kontak kabel arde dilas atau dikencangkan dengan baut khusus.

Dukungan saluran listrik overhead dengan tegangan 330 kV dan lebih banyak tidak di-ground karena kerumitan penerapan solusi teknis untuk memastikan besarnya tegangan kontak dan langkah yang aman.Dalam hal ini, fungsi pembumian pelindung ditetapkan ke saluran berkecepatan tinggi.