Teknologi tegangan tinggi dalam listrik, jenis isolasi tanaman dan koordinasi isolasi

Teknik tegangan tinggi

Rekayasa tegangan tinggi adalah salah satu disiplin ilmu utama dalam sejumlah spesialisasi kelistrikan, kelistrikan, dan elektrofisika.

Ini banyak digunakan di banyak sektor ekonomi nasional. Berkenaan dengan sistem tenaga tegangan tinggi, disiplin ini mempelajari isolasi listrik dan proses yang terjadi dalam isolasi ketika terkena tegangan pengenal (operasi) dan tegangan lebih.

Instalasi tegangan tinggi, berdasarkan karakteristik proses dalam isolasi listrik, termasuk instalasi dengan tegangan nominal di atas 1000 V.

Kursus teknik tegangan tinggi biasanya dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama membahas masalah yang berkaitan dengan desain, teknologi, pengujian, dan pengoperasian. isolasi instalasi listrik… Bagian kedua membahas terjadinya tegangan lebih dalam jaringan listrik dan metode untuk membatasinya.

Kedua bagian teknologi tegangan tinggi terkait erat satu sama lain, dan solusi keseluruhan untuk masalah satu atau bagian lain harus dilakukan dalam hubungan timbal balik.

Kisaran masalah yang ditangani oleh teknologi tegangan tinggi meliputi:

• medan listrik pada tegangan tinggi;

• pelepasan listrik dan selancar di dielektrik;

• isolasi listrik dan struktur isolasi;

• metode perlindungan lonjakan dan lonjakan;

• masalah yang berkaitan dengan peralatan laboratorium tegangan tinggi, pengukuran tegangan tinggi, metode pengujian preventif isolasi dan struktur isolasi, arus tanah dan perangkat pentanahan.

Masing-masing pertanyaan ini memiliki karakteristik dan kepentingan tersendiri. Namun, semuanya ditujukan untuk memecahkan masalah utama teknologi tegangan tinggi — pembuatan dan penyediaan insulasi listrik yang andal dari instalasi tegangan tinggi (pembuatan struktur insulasi dengan tingkat insulasi yang rasional secara teknis dan ekonomis).

Misalnya, kebocoran gas sangat penting secara independen, tetapi dalam teknologi tegangan tinggi kebocoran tersebut dipertimbangkan dalam hal sifat insulasi, karena gas, terutama udara, ada di semua struktur insulasi.

Disiplin ilmiah ini muncul bersamaan dengan kemunculan instalasi tegangan tinggi pertama, ketika isolasi listrik mulai menentukan keandalan operasinya.

Saat Anda tumbuh tegangan nominal instalasi kebutuhan isolasi meningkat.Persyaratan ini sebagian besar ditentukan oleh transien yang terjadi di berbagai bagian instalasi listrik selama pergantian sirkuit, gangguan pentanahan, dll. (lonjakan internal) dan pelepasan petir (lonjakan atmosfer).

Sehubungan dengan pemecahan masalah teknologi tegangan tinggi, diperlukan laboratorium tegangan tinggi khusus untuk memperoleh tegangan tinggi dari berbagai jenis dan bentuk, serta alat pengukur tegangan tinggi.

Oleh karena itu, teknik tegangan tinggi mempertimbangkan peralatan utama laboratorium tegangan tinggi modern dan pengukuran tegangan tinggi.

Selain itu, aliran arus di tanah (frekuensi industri dan pulsa) dipertimbangkan dari sudut pandang pengaturan pembumian kerja dan pelindung, yang diperlukan untuk memastikan mode operasi instalasi tegangan tinggi dan keselamatan pemeliharaannya. .

Rekayasa tegangan tinggi adalah satu-satunya disiplin akademis yang secara komprehensif mengkaji kinerja struktur insulasi dalam sistem kelistrikan, oleh karena itu merupakan salah satu disiplin inti untuk semua jurusan teknik elektro dan teknik elektro.

Jenis isolasi untuk instalasi listrik tegangan tinggi

Modern sistem tenaga, terdiri dari sejumlah pembangkit listrik (PLTN, HPP, GRES, TPP), gardu induk, saluran listrik overhead dan kabel, mengandung tiga jenis utama isolasi tegangan tinggi: stasiun, gardu induk dan isolasi saluran.

Untuk insulasi gas termasuk insulasi peralatan listrik yang dimaksudkan untuk instalasi internal, yaitu insulasi mesin berputar (generator, motor dan kompensator), perangkat listrik (sakelar, pembatas, reaktor, dll.). transformator daya dan transformator otomatis, serta struktur isolasi listrik untuk pemasangan internal (soket dan isolator pendukung, dll.).

Untuk isolasi gardu induk termasuk isolasi peralatan listrik yang ditujukan untuk instalasi eksternal (di bagian terbuka gardu induk), yaitu isolasi transformator daya dan autotransformer, perangkat listrik eksternal, serta struktur isolasi listrik untuk instalasi eksternal.

Untuk garis isolasi termasuk insulasi saluran udara dan insulasi saluran kabel.

Isolasi listrik dari instalasi tegangan tinggi dibagi menjadi eksternal dan internal. Untuk isolasi eksternal termasuk perangkat isolasi listrik dan struktur di udara, dan untuk isolasi internal — perangkat dan struktur dalam media cair atau semi-cair.

Isolasi tegangan tinggi menentukan keandalan operasi sistem tenaga, dan oleh karena itu tunduk pada persyaratan kekuatan listrik ketika terkena tegangan tinggi dan tegangan lebih, kekuatan mekanik, ketahanan terhadap pengaruh lingkungan, dll.

Isolasi harus tahan terhadap tegangan operasi untuk waktu yang lama serta dampaknya berbagai jenis tegangan lebih.

Insulasi eksternal yang dimaksudkan untuk pemasangan eksternal harus bekerja dengan andal dalam hujan, salju, es, berbagai polutan, dll. Insulasi internal, dibandingkan dengan insulasi eksternal, biasanya memiliki kondisi kerja yang lebih baik.Di daerah pegunungan, insulasi eksternal harus bekerja dengan andal pada tekanan udara yang berkurang.

Banyak jenis struktur isolasi listrik harus memiliki kekuatan mekanik yang meningkat. Misalnya, penopang dan isolator selongsong, selongsong, dll. harus berulang kali menahan dampak gaya elektrodinamik besar selama korsleting, isolator saluran (karangan bunga) dan struktur isolasi listrik penyangga tinggi - beban angin, karena angin dapat menciptakan tekanan tinggi.

Pembatasan tegangan lebih berbahaya untuk isolasi dalam mode operasi yang berbeda dilakukan dengan menggunakan bantuan alat pelindung khusus.

Perangkat pelindung utama adalah arester, arester surja, kapasitansi pelindung, penekan busur dan koil reaktif, penangkal petir (tali dan batang), pemutus sirkuit berkecepatan tinggi dengan perangkat penutup otomatis (AR).

Langkah-langkah operasi yang masuk akal membantu memastikan pengoperasian insulasi yang andal saat menggunakan pembatas dan perangkat pelindung lainnya, termasuk koordinasi insulasi, pengorganisasian uji insulasi preventif berkala (untuk mengidentifikasi dan menghilangkan insulasi yang melemah), membumikan netral transformator, dll. .

Koordinasi isolasi

Salah satu masalah utama yang muncul dalam desain insulasi pada teknologi tegangan tinggi adalah definisi yang disebut "Tingkat isolasi", yaitu tegangan yang dapat ditahannya tanpa rusak.

Insulasi instalasi listrik harus dilakukan dengan batas kekuatan listrik sedemikian rupa sehingga tidak ada tumpang tindih (kehancuran) pada tegangan lebih yang mungkin terjadi.Namun, isolasi ini terlalu rumit dan mahal.

Oleh karena itu, ketika memilih insulasi, disarankan untuk tidak mengikuti garis menciptakan batas kekuatan listriknya, tetapi sejalan dengan penerapan tindakan perlindungan yang, di satu sisi, mencegah munculnya gelombang tegangan lebih yang berbahaya untuk insulasi, dan di sisi lain, melindungi isolasi dari gelombang gelombang yang terjadi...

Oleh karena itu, insulasi dipilih pada level tertentu, yaitu. nilai yang ditentukan untuk pelepasan dan tegangan tembus, dengan mempertimbangkan langkah-langkah perlindungan.

Tingkat isolasi dan langkah-langkah perlindungan harus dipilih sedemikian rupa sehingga insulasi tidak runtuh di bawah pengaruh berbagai bentuk tegangan berlebih yang terjadi pada instalasi tertentu, dan pada saat yang sama memiliki ukuran dan biaya minimum.

Rekonsiliasi tingkat isolasi yang diadopsi dan tindakan perlindungan dengan tegangan lebih yang mempengaruhi isolasi disebut koordinasi isolasi.

Tingkat isolasi untuk instalasi dengan tegangan inklusif 220 kV terutama ditentukan oleh nilai tegangan lebih atmosfer, mis. mereka jauh lebih tinggi daripada nilai tegangan lebih internal, dan koordinasi insulasi di dalamnya didasarkan pada karakteristik impuls.

Tingkat insulasi instalasi 330 kV dan lebih tinggi terutama ditentukan oleh tegangan lebih internal, dan koordinasi insulasi di dalamnya didasarkan pada pertimbangan kemungkinan besarnya tegangan lebih ini.

Koordinasi isolasi sangat tergantung pada titik netral instalasi. Instalasi dengan netral terisolasi membutuhkan tingkat isolasi yang lebih tinggi daripada instalasi dengan netral yang dibumikan keras.