Tantangan Keselamatan dan Upaya Penanggulangan untuk Menara Transmisi dan Rangkaian Isolator dalam Hujan dan Salju

01 Mekanisme Keamanan Menara Transmisi Tegangan Tinggi​

​**▍ Risiko Sengatan Listrik dan Tindakan Isolasi**​

Menara transmisi tegangan tinggi berdiri tegak melalui angin dan hujan, membawa tugas penting transmisi listrik, dengan peringatan "Tegangan Tinggi - Berbahaya." Hal ini secara alami memunculkan pertanyaan: apakah Anda akan benar-benar mendapatkan sengatan listrik jika menyentuh menara-menara tersebut? Terutama dalam kondisi cuaca buruk seperti hujan atau salju, apa yang terjadi?

Dalam kenyataannya, kita dapat mulai dengan fenomena "menara transmisi tegangan tinggi" untuk menggali mekanisme keamanan di baliknya. Garis transmisi tegangan tinggi menggunakan konduktor tanpa pelapis, dan kombinasi struktur penyangga (menara/tiang) dan rangkaian isolator mengisolasi risiko sengatan listrik, memastikan keamanan. Seperti yang telah dibahas sebelumnya, garis transmisi tegangan tinggi biasanya mentransmisikan listrik menggunakan konduktor tanpa pelapis. Sebagai konduktor hidup, mereka memang menimbulkan risiko sengatan listrik. Untuk memastikan keamanan, pendekatan kombinasi menggunakan struktur penyangga dan rangkaian isolator diterapkan. Menara-mena menaikkan konduktor jauh di atas tanah, sementara rangkaian isolator memberikan isolasi listrik yang efektif antara konduktor dan menara logam, sehingga mengisolasi risiko sengatan listrik potensial ini.

​**▍ Dampak Hujan dan Salju**​

Namun, ketika menghadapi hujan atau salju, situasinya berubah. Pada titik ini, kita harus mempertimbangkan bahwa presipitasi dapat merusak kinerja isolasi dari rangkaian isolator, potensial membentuk jalur konduktif dan meningkatkan risiko. Selama operasi luar ruangan jangka panjang, rangkaian isolator tidak terhindarkan akan mengumpulkan berbagai kontaminan. Di bawah efek pembasahan hujan, kontaminan-kontaminan ini dapat secara bertahap membentuk jalur konduktif. Begitu jalur insulasi rusak (flashover), menara dapat menjadi terenergikan, menciptakan bahaya keamanan. Untuk mengurangi risiko ini, desainer dengan cermat mengkonfigurasi rangkaian isolator pada menara untuk meminimalkan pembentukan jalur hujan-dan-kontaminan konduktif.

​02 Desain Isolator dan Tantangan​

​**▍ Desain Isolasi dan Risiko**​

Meskipun dengan desain rangkaian isolator yang tepat, seperti ditunjukkan oleh garis merah pada gambar di atas, membentuk jalur konduktif berkelanjutan tidak mudah – hal ini membutuhkan geometri yang rumit dan penempatan yang tepat. Namun, bahkan ini masih kurang. Meskipun dengan keterampilan manuver, akhirnya, dalam kondisi cuaca ekstrem, penghubungan es atau salju mungkin menghubungkan isolator, sangat mengurangi kinerja isolasi. Ini terutama berlaku selama periode pencairan atau hujan beku. Karena dalam proses membentuk jalur konduktif berkelanjutan, absennya atau gangguan bagian mana pun dapat menyebabkan seluruh jalur gagal. Bayangkan musim dingin beku di mana lapisan es dan salju tebal menutupi rangkaian isolator garis. Apakah Anda khawatir bahwa es/salju itu sendiri dapat menghantar listrik? Kemungkinan ini memang ada. Selama pembentukan es berat (icing berat), penghubungan es di permukaan rangkaian isolator dapat menyebabkan hubungan singkat, secara drastis mengurangi kekuatan listrik. Terutama selama pencairan atau hujan beku, pembentukan film air di permukaan isolator dapat menyebabkan flashover, lebih lanjut mengancam integritas jalur konduktif (dan menyebabkan kegagalan).

​**▍ Strategi Pencegahan**​

Untuk mencegah flashover yang disebabkan es, dua strategi desain rangkaian isolator utama biasanya digunakan, bertujuan untuk mengganggu pembentukan es berkelanjutan:

1. ​​Konfigurasi Rangkaian "V":​​ Mengatur rangkaian isolator dalam bentuk "V" secara signifikan mengurangi kemiringan vertikal. Desain miring ini tidak hanya membuat sulit bagi sleve es untuk terbentuk secara berkelanjutan, sehingga secara efektif mencegah penghubungan es, tetapi juga meningkatkan kemampuan pembersihan diri dari rangkaian. Angin dan gravitasi lebih mungkin menghilangkan kontaminan ringan atau akumulasi kecil.

​Menggunakan Konfigurasi "V" dan Perubahan Ukuran Disk ("Strategi Intercalation") untuk Meningkatkan Ketahanan Es, Meskipun Kegagalan Mungkin Terjadi dalam Kasus Ekstrem​

1. ​Perubahan Ukuran Disk ("Strategi Intercalation"):​​ Disk isolator berdiameter besar atau shed berdiameter besar dimasukkan pada interval tertentu dalam rangkaian. Permukaan yang lebih besar ini secara efektif mengarahkan air leleh selama pencairan, menciptakan celah dalam profil es dan mencegah pembentukan penghubungan es berkelanjutan atau jalur film air konduktif sepanjang seluruh rangkaian. Strategi ini secara signifikan meningkatkan ketahanan es dari rangkaian isolator, mencegah flashover sebelum terjadi.

Namun, selama peristiwa icing yang sangat parah di mana rangkaian isolator sepenuhnya tertutup, hanya bergantung pada strategi perubahan ukuran disk mungkin tidak cukup untuk sepenuhnya menyelesaikan masalah. Tindakan tambahan seperti de-icing mungkin diperlukan.