Analisis Singkat Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Keamanan Saluran Transmisi

Faktor-faktor yang memengaruhi keselamatan saluran transmisi umumnya terbagi menjadi dua kategori, yaitu keausan dan penuaan yang disebabkan oleh akumulasi waktu harian dan kegagalan mendadak yang disebabkan oleh faktor eksternal. Kedua jenis faktor ini dapat menyebabkan gangguan, menghentikan operasi pasokan listrik, dan dalam kasus serius dapat melumpuhkan jaringan listrik. Di antara keduanya, faktor akumulasi waktu dapat dikendalikan secara buatan, sehingga kemungkinan kegagalannya sangat kecil, sedangkan faktor cuaca lingkungan eksternal (termasuk sambaran petir, topan, kebakaran hutan, kerusakan akibat es, polusi, suhu dan kelembapan, tekanan udara, kerusakan akibat burung, dll.) memiliki tingkat ketidakmampuan untuk dikendalikan yang tinggi, sehingga menyebabkan kemungkinan kegagalan dan kerusakan yang besar.

1. Sambaran petir

Cuaca petir sering terjadi di musim hujan dan memiliki tingkat ketidakpastian yang tinggi. Sejumlah besar saluran transmisi yang dipasang di lapangan memiliki karakteristik jarak dan perbedaan ketinggian menara yang besar, yang membuat tingkat ketahanan petir saluran relatif buruk dan mudah tersambar petir. Di medan yang sulit, terdapat banyak saluran sirkuit tunggal, dan tidak ada pelindung dan proteksi shunt yang disediakan oleh saluran paralel, yang meningkatkan kejadian kecelakaan akibat petir. Gangguan akibat petir merupakan penyebab utama gangguan saluran transmisi, dan semakin rendah tingkat tegangan, semakin tinggi probabilitas kegagalan akibat petir.

Ketika petir menyambar, muatan lapisan kumulonimbus terakumulasi, membentuk medan listrik tegangan tinggi elektrostatik yang kuat, bertabrakan dan menetralkan sejumlah besar muatan negatif yang dibawa oleh tanah, melepaskan energi tinggi, tegangan hingga jutaan volt, arus hingga ribuan ampere, menghasilkan gradien dan amplitudo gelombang tegangan lebih yang tinggi, menyebabkan pemutusan arus akibat kilatan isolasi saluran. Pemutusan arus akibat kilatan isolasi adalah kegagalan sementara, tingkat keberhasilan tindakan penutupan kembali tinggi, dan jalur konduktif dapat dipulihkan, tetapi dalam kasus yang serius, akan menyebabkan putusnya saluran, kerusakan isolator, atau intrusi ke gardu induk di sepanjang saluran, dan suhu tinggi yang melelehkan kawat, mengancam untuk merusak kekuatan isolasi peralatan listrik.

Untuk mengurangi kemungkinan kecelakaan akibat petir pada saluran transmisi, perlu dilakukan pencegahan terhadap kilatan api, pembentukan busur listrik, sambaran langsung, dan terputusnya pasokan listrik pada jalur perlindungan. Terapkan langkah-langkah perlindungan berikut: ① memasangpenangkal petir; ② Tambahkan kabel ground kopling; ③ Kurangi hambatan pembumian menara; ④ Titik netral tidak langsung terhubung ke sistem pembumian; ⑤ Perkuat tingkat isolasi saluran; ⑥ Pasang penutup otomatis; 7 Pemasangan tabungpenangkap⑧ Menggunakan isolasi tidak seimbang, catu daya jaringan loop ganda, dan metode lainnya.

2. Topan

Cuaca topan yang disertai angin kencang dan hujan lebat dapat menyebabkan kecelakaan seperti konduktor bergoyang, penyimpangan angin, putusnya kabel, robohnya menara, dan lain-lain pada saluran transmisi. Dengan meningkatnya kecepatan angin desain sistem tenaga listrik pada saluran transmisi, probabilitas kecelakaan putusnya kabel dan robohnya menara berkurang, tetapi probabilitas kecelakaan yang disebabkan oleh ayunan kawat yang hebat, pelepasan muatan akibat angin, dan kerusakan benda terapung tinggi.

Kecepatan angin yang tinggi, amplitudo getaran saluran transmisi yang besar, mengurangi celah udara antara kawat dan menara, distribusi fasa kawat dan celah udara tidak merata, sehingga kekuatan tegangan di celah tersebut berkurang pada berbagai tingkat, tidak dapat menahan nilai tegangan operasi, menyebabkan kerusakan dan pelepasan muatan.

Jika terjadi badai secara bersamaan, hujan akan mengurangi nilai hambatan udara, kawat rentan terhadap korsleting, sehingga probabilitas pelepasan meningkat. Proses ini terjadi dengan frekuensi tinggi, berulang dalam durasi lama, acak, dan amplitudo besar, akan menyebabkan sambaran petir, kerusakan, pemutusan arus, dan gangguan lainnya. Tingkat kejadian setelah pemutusan arus rendah, tindakan manusia lemah, dan waktu pemulihan pasokan listrik lama. Selain itu, hal ini juga akan menyebabkan kerusakan mekanis pada rangkaian isolator, fitting, lengan silang, dan penyangga lainnya, serta material dan peralatan bantu, yang mengakibatkan kerugian ekonomi yang sangat besar.

Untuk saluran transmisi yang bergetar akibat kecepatan angin rendah, sebagian besar saluran dapat dikendalikan dengan memasang perangkat anti-getaran. Ketika menghadapi kecepatan angin yang kuat, tindakan berikut dapat dilakukan: (1) Menambahkan palu anti-getaran dan memasang perangkat palu berat untuk meningkatkan kapasitas beban vertikal saluran transmisi dan mengurangi amplitudo ayunan saluran; (2) Memasang kawat peredam, pelindung kawat, menambah jumlah kawat pemisah, memperkuat kawat, dan memastikan jarak aman antara kawat dan menara; (3) Menggunakan mode suspensi rangkaian isolator tipe V untuk meningkatkan ketahanan isolator terhadap fenomena pergeseran melintang akibat angin dan mengurangi sudut ayunan deviasi angin pada rangkaian isolator; (4) Saat mendesain menara dan mendirikan saluran transmisi, pertimbangkan untuk menyisakan jarak yang besar antar kawat, memindahkan titik gantung ke bawah, atau memperpanjang dan memperlebar lengan silang.

3. Kebakaran gunung

Kebakaran hutan yang disebabkan oleh suhu tinggi, faktor manusia, dan faktor lainnya membuat udara terus berada dalam kondisi suhu tinggi dan kelembapan rendah dalam waktu lama, dan saluran transmisi yang terletak di daerah pegunungan, melintasi vegetasi hutan dan tanah atau di antara saluran fasa, karena peningkatan ionisasi termal partikel udara, peningkatan muatan, percepatan pergerakan partikel, dan pembentukan saluran konduktif, terjadi pemutusan aliran listrik akibat kilatan api. 90%uFF0C adalah penyebab utama pemutusan aliran listrik akibat kebakaran, tetapi juga termasuk hilangnya isolasi saluran akibat suhu tinggi, dan pelepasan muatan listrik ke menara.

Untuk saluran transmisi di daerah pegunungan, dengan mempertimbangkan topografi dan faktor ekonomi, biasanya dua atau lebih saluran dipasang dengan menara. Jika terjadi kebakaran di pegunungan, mudah menyebabkan beberapa saluran pada koridor transmisi yang sama mengalami kegagalan dan gangguan secara bersamaan. Karena kebakaran di pegunungan mudah meluas dalam skala besar dan berlangsung lama, akan menghasilkan banyak asap dan kabut bersuhu tinggi, dan tingkat pemulihan saluran rendah. Hingga api berkurang, asap menghilang, lingkungan udara dan suhu kabel menurun, sulit untuk melakukan pemulihan secara manual, sehingga pasokan listrik saluran terputus dalam waktu lama, dan pada saat yang sama, saluran yang terpengaruh lebih dari satu, membahayakan keselamatan operasi jaringan listrik.

Mengingat fenomena kebakaran hutan, kita harus mulai dari langkah-langkah pencegahan kebakaran untuk mengurangi kejadian kebakaran hutan: ① mengendalikan tinggi, jumlah, dan jenis pohon di dekat pangkal pohon; (2) Menetapkan langkah-langkah tanggap darurat, dengan menyisakan jalur aman yang cukup panjang dan lebar; ③ Sistem proteksi jalur harus andal dan sensitif; ④ Menetapkan sistem pemantauan waktu nyata, dan meningkatkan efektivitas pemantauan; ⑤ Berdasarkan musim, segmen waktu, dan kondisi cuaca, meningkatkan inspeksi jalur untuk menghilangkan bahaya tersembunyi.

4. Bencana es

Bencana akibat es meliputi hujan beku, embun beku, pembekuan, dan penumpukan salju. Iklim lingkungan alam yang tidak normal, pergantian panas dan dingin, akan menyebabkan saluran transmisi dan rangkaian isolator tertutup es, beban saluran dan menara meningkat, luas penampang kawat yang tertiup angin meningkat, kendur meningkat, yang menyebabkan getaran terus-menerus yang tidak stabil pada kawat, goyangan, kerusakan serius, menara, dan kecelakaan lainnya. Jika salju membeku pada rangkaian isolator, air es yang mencair akan menyebabkan isolator mengalami korsleting, dan terjadi trip akibat kilatan es.

Menurut statistik, kilatan es lebih mungkin terjadi ketika polusi es terjadi secara bersamaan. Oleh karena itu, untuk mencegah kilatan es, perlu meningkatkan pembersihan polusi pada saluran dan rangkaian isolator untuk meningkatkan kebersihan; meningkatkan jarak rambatan untuk mencegah salju membeku karena jarak yang kecil antara isolator dan payung; menerapkan susunan rangkaian isolator tipe V dan rangkaian isolator V terbalik, dan jarak seri rangkaian ganda harus ditingkatkan untuk meningkatkan tegangan tembus. Dalam kasus osilasi es, teknologi pencairan es harus diterapkan untuk mempercepat kecepatan pencairan lapisan es atau menggunakan spacer antar fasa yang lebih besar untuk meningkatkan jarak antar fasa kawat dan mengurangi fenomena kerusakan dan pelepasan yang disebabkan oleh jarak antar fasa kawat yang kecil karena ayunan dan amplitudo kawat yang besar.

5. Lainnya

1) Tingkat polusi. Bentangan saluran transmisi yang panjang dipengaruhi oleh polutan atmosfer, salinitas, asap, debu, dll., yang akan menyebabkan penumpukan polusi pada permukaan kawat. Karena medan listrik yang besar di sekitar saluran transmisi tegangan tinggi, fenomena korona mudah terjadi, menghasilkan sejumlah besar partikel bermuatan, yang menempel pada polusi, meningkatkan konduktivitas partikel bermuatan, dan mudah melepaskan muatan. Oleh karena itu, saluran transmisi harus dibersihkan tepat waktu.

2) Suhu. Suhu tinggi meningkatkan suhu permukaan kawat, sehingga panas pada saluran transmisi tegangan tinggi asli sulit untuk dihilangkan, pembuangan panas buruk, mengakibatkan suhu saluran tetap tinggi secara terus menerus, yang menyebabkan peningkatan busur listrik pada kawat, mengurangi jarak aman antara kawat dan tanah serta objek yang melintas, mengakibatkan pelepasan muatan, dan menyebabkan pemutusan saluran. Oleh karena itu, jarak antara kawat dan tanah serta jarak antar fasa kawat dapat ditingkatkan secara tepat.

3) Kelembapan. Dengan meningkatnya molekul air yang menempel pada permukaan kawat, muatan di sekitar kawat menyerap elektron untuk membentuk ion negatif, melemahkan kemampuan ionisasi, meningkatkan tegangan tembus, meningkatkan medan listrik lokal, dan mudah menghasilkan korona, yang mengakibatkan kehilangan daya dan penurunan tegangan. Oleh karena itu, ketika memilih bahan isolasi kawat, perhatian harus diberikan pada hidrofobisitas dan mobilitas hidrofobik bahan tersebut.

4) Tekanan udara. Dengan meningkatnya ketinggian, udara secara bertahap menjadi lebih tipis, kepadatannya berkurang, dan tekanan udara menurun, sehingga tegangan tembus antara kawat transmisi dan bumi, serta antara fasa konduktor dan fasa lainnya berkurang, dan kerusakan mudah terjadi. Oleh karena itu, di daerah dengan ketinggian yang lebih tinggi, tinggi kabel harus dikurangi.

5) Kerusakan akibat burung. Burung suka membawa ranting mati di mulutnya untuk membangun sarang di menara. Jika ranting diletakkan dekat atau jatuh ke saluran listrik, mudah terjadi korsleting. Ketika burung besar terbang atau bermain satu sama lain, mereka dapat dengan mudah menyentuh beberapa kabel, mengakibatkan kecelakaan korsleting atau gangguan arus tanah. Oleh karena itu, tanda khusus dapat dibuat pada saluran atau menara untuk membuat burung takut dan menjauh dari saluran transmisi.

Kondisi lingkungan yang ekstrem dan faktor-faktor lain yang merusak saluran transmisi dapat menyebabkan kegagalan atau kerusakan fasilitas transmisi, mengakibatkan pemadaman listrik, kehilangan daya akibat perubahan jalur transmisi, memengaruhi kondisi operasi saluran, kapasitas transmisi, dan gangguan pasokan listrik, yang pada akhirnya dapat menyebabkan pemutusan jaringan listrik, serta menimbulkan kerugian ekonomi yang besar. Dari perspektif keselamatan, makalah ini menganalisis risiko keselamatan dan penyebab kerusakan saluran transmisi akibat sambaran petir, topan, kebakaran hutan, bencana es, tingkat polusi, suhu, kelembaban, tekanan udara, dan kerusakan akibat burung, serta langkah-langkah pencegahan dan pengendalian dalam berbagai kondisi dan faktor saluran transmisi, dengan tujuan untuk memperkuat penelitian mekanisme, desain rasional, dan pencegahan serta pengendalian yang ilmiah dan efektif oleh sistem tenaga listrik, departemen, dan teknisi terkait. Hal ini untuk memastikan operasi saluran transmisi yang aman, andal, dan stabil.

Jika Anda memiliki pertanyaan, Anda dapat menghubungi kami melalui metode berikut:

Email:jennifer@anhelec.com

Nomor Ponsel (WhatsApp): 86 18157758231