Rating tegangan kabel yang tepat memastikan transmisi daya yang aman

Bayangkan sistem tenaga listrik sebagai jaringan transportasi yang luas, di mana kabel berfungsi sebagai jalan raya. Apa yang terjadi ketika lalu lintas (listrik) melebihi kapasitas jalan (kabel)? Jawabannya jelas: kecelakaan. Dalam sistem kelistrikan, "kecelakaan" semacam itu dapat menyebabkan kerusakan peralatan, bahaya keselamatan, atau bahkan konsekuensi yang lebih parah. Inilah sebabnya mengapa memahami peringkat tegangan kabel sangat penting—mereka berfungsi seperti aturan lalu lintas, memastikan transmisi daya yang aman dan stabil.

Peringkat tegangan kabel berfungsi sebagai tolok ukur untuk desain kabel dan pengujian listrik, membentuk pertimbangan utama saat memilih kabel yang sesuai. Peringkat ini menentukan rentang tegangan yang aman dan andal yang dapat ditangani oleh kabel, bertindak sebagai landasan untuk operasi sistem daya yang stabil. Memilih kabel yang tidak kompatibel dengan tegangan sistem dapat mengganggu kinerja peralatan paling baik atau memicu insiden keselamatan paling buruk. Dengan demikian, pemahaman menyeluruh tentang peringkat tegangan—definisi, klasifikasi, dan aplikasinya—sangat penting.

Tegangan pengenal kabel biasanya dinyatakan sebagai kombinasi dua nilai: Uo/U, diukur dalam volt (V).

• Uo: Tegangan akar kuadrat rata-rata (r.m.s) antara konduktor berinsulasi mana pun dan "ground" (selubung logam kabel atau media sekitarnya). Sederhananya, ini mewakili kemampuan isolasi untuk menahan tegangan antara konduktor dan ground.
• U: Tegangan r.m.s antara dua konduktor fasa mana pun dalam sistem kabel multi-inti atau satu inti, yang mencerminkan kapasitas kabel untuk menangani tegangan fasa-ke-fasa.

Beberapa standar kabel menyertakan istilah ketiga: Um , didefinisikan sebagai "tegangan sistem maksimum" yang dirancang untuk kabel dan aksesori. Ini mewakili tegangan tertinggi yang mungkin ditemui sistem, yang harus ditahan dengan aman oleh kabel.

• Sistem AC: Tegangan pengenal kabel harus setidaknya sama dengan tegangan nominal sistem, yang berarti kedua nilai Uo dan U harus memenuhi persyaratan sistem.
• Sistem DC: Tegangan nominal sistem tidak boleh melebihi 1,5 kali tegangan pengenal kabel, karena tegangan DC memberikan tekanan isolasi yang berbeda dibandingkan dengan AC.

• 300/500 V (kadang-kadang ditampilkan sebagai 0,3/0,5 kV)
• 450/750 V (atau 0,45/0,75 kV)

Catatan: Tegangan operasi sistem dapat secara permanen melebihi tegangan nominal sebesar 10%. Kabel yang diberi peringkat pada atau di atas tegangan nominal sistem dapat beroperasi pada 10% lebih tinggi dari peringkatnya.

Kasus unik adalah peringkat 600/1000 (1200) V (atau 0,6/1,0 (1,2) kV), di mana standar mengizinkan Um melebihi tegangan nominal sebesar 20%.

• 1800/3000 V (atau 1,8/3,0 kV)
• 3000/6000 V (atau 3/6 kV)
• 6000/10000 V (atau 6/10 kV)
• 8700/15000 V (atau 8,7/15 kV)
• 12000/20000 V (atau 12/20 kV)
• 18000/30000 V (atau 18/30 kV)

Untuk ini, Um kembali ke peningkatan 10% di atas tegangan nominal.

Meskipun istilah seperti tegangan rendah (LV), tegangan sedang (MV), tegangan tinggi (HV), tegangan sangat tinggi (EHV), dan tegangan ultra-tinggi (UHV) umum digunakan, tidak ada definisi internasional yang terstandarisasi, yang berpotensi menyebabkan kebingungan di pasar global.

• Kabel LV: Biasanya 300/500 V, 450/750 V, dan 600/1000 V
• Kabel MV: Mulai dari 1,8/3 kV hingga 18/30 kV, termasuk peringkat khusus Inggris
• Kabel HV: Peringkat U mulai dari 30 kV hingga 150 kV (misalnya, 36/66 kV sebagai kabel 72 kV)
• Kabel EHV: Termasuk 127/220 kV (245 kV) hingga 220/400 kV (420 kV)
• Kabel UHV: Peringkat di atas 400 kV

Operator Jaringan Distribusi Inggris (DNO) menggunakan penunjukan tegangan yang berbeda, meskipun spesifikasi isolasi selaras dengan standar Eropa:

• 600/1000 (1200) V
• 1900/3300 (3500) V
• 3800/6600 (7200) V
• 6350/11000 (12000) V
• 8700/15000 (17500) V
• 12700/22000 (24000) V
• 19000/33000 (36000) V

Semua bahan termoplastik dan termoset dalam kabel secara bertahap mengalami degradasi seiring waktu, dengan percepatan kerusakan pada suhu yang lebih tinggi (sesuai hukum Arrhenius). suhu operasi konduktor berkelanjutan menunjukkan suhu maksimum di mana bahan mempertahankan kinerja dan masa pakai yang dapat diterima.

Peringkat suhu umum untuk bahan isolasi meliputi:

• PVC Standar: 70°C
• PVC Suhu Tinggi: 85/90°C
• XLPE: 90°C
• EPR/HEPR: 90°C
• Termoplastik bebas halogen: 70°C
• Termoset bebas halogen: 90°C

Semua konduktor memiliki resistansi yang terukur. Ketika dialiri listrik, aliran arus menghasilkan panas yang sebanding dengan resistansi—panas yang harus dibuang. Isolasi dan selubung kabel bertindak sebagai penghalang termal, sementara metode pemasangan (misalnya, saluran atau loteng berinsulasi) selanjutnya memengaruhi pembuangan panas dan dengan demikian kapasitas pengangkutan arus.

Hubungan langsung ada antara:

• Ukuran konduktor
• Bahan isolasi dan selubung
• Peringkat arus kabel

Meskipun penting untuk kabel daya yang membawa arus besar (10-100+ amp), kabel data/kontrol biasanya berukuran berdasarkan penurunan tegangan atau faktor mekanis daripada kapasitas arus—meskipun Power over Ethernet (PoE) mendorong evaluasi ulang batas arus untuk kabel data.