Army Electrical Power Supply & Dist

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  • 8/14/2019 Army Electrical Power Supply & Dist

    1/122

    ARMY TM 5-811-1

    AIR FORCE AFJMAN 32-1080

    ELECTRICAL POWER SUPPLY

    AND DISTRIBUTION

    APPROVED FOR PUBLIC RELEASE; DISTRIBUTION IS UNLIMITED

    DEPARTMENTS OF THE ARMY, AND THE AIR FORCE

    FEBRUARY 1995

  • 8/14/2019 Army Electrical Power Supply & Dist

    2/122

    R E P R O D U C T I O N AUTHORIZATION/RESTRICTIONS

    T h i s m a n u a l h a s b e e n p r e p a r e d b y o r fo r t h e G o ve r n m e n t a n d ,

    e x c e p t t o t h e e x t e n t i n d i ca t e d b e lo w , i s p u b l ic p r o p e r t y a n d n o ts u b j e c t t o c o p y r i g h t .

    C o p y r i gh t e d m a t e r i a l in c l u d e d i n t h e m a n u a l h a s b e e n u s e d w i t h t h ek n o w l e d g e a n d p e r m i s s i on o f t h e p r o p r i e t o r s a n d i s a c k n o w l e d g e d a ss u c h a t p o i n t o f u s e . An y o n e w i sh i n g t o m a k e f u r t h e r u s e o f a n yc o p y r i gh t e d m a t e r i a l, b y it s e lf a n d a p a r t fr o m t h i s t e x t , sh o u l d s e e k n e c e s s a r y p e r m i s s i o n d i r e c t l y f r o m t h e p r o p r i e t o r s .

    R e p r i n t o r r e p u b l ic a t i o n o f t h i s m a n u a l s h o u l d i n c lu d e a c r e d i ts u b s t a n t i a l ly a s f o ll ow s : J o i n t D e p a r t m e n t s o f t h e A r m y a n d Ai rFor ce , TM 5-811-1 /AFJ MAN 32-1080 , E lec t r ica l P owe r S up p ly a n dD i s t r i b u t i o n , 2 8 F e b r u a r y 1 9 9 5 .

    I f t h e r e p r i n t o r r e p u b l i c a t i o n i n c l u d e s c o p y r i g h t e d m a t e r i a l , t h ec r e d i t s h o u l d a l s o s t a t e : A n y o n e w i s h i n g t o m a k e f u r t h e r u s e o f c o p y r i gh t e d m a t e r i a l, b y it s e lf a n d a p a r t fr o m t h i s t e x t , sh o u l d s e e k n e c e s s a r y p e r m i s s i o n d i r e c t l y f r o m t h e p r o p r i e t o r .

  • 8/14/2019 Army Electrical Power Supply & Dist

    3/122

    A

    TM 5-811-1/AFJMAN 32-1080

    TECHNICAL MANUAL HEADQUARTERS

    NO.5-811-1 DEPARTMENTS OF THE ARMY

    AIR FORCE JOINT MANUAL ANDTHEAIRFORCE

    NO.32-1080 WASHINGTON, DC, 28 February 1995

    ELECTRICAL POWER SUPPLY AND DISTRIBUTIONParagraph Page

    CHAPTER 1. GENERALPurpose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1 1-1Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2 1-1References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3 1-1Standards and Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-4 1-1Power Supply Design Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-5 1-1Electrical Power Sytems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-6 1-1Design Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7 1-2Evaluation and Selection of Energy Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8 1-2Design Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9 1-4Service Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10 1-5Explanation of Abbreviations and Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-11 1-6

    CHAPTER 2. ELECTRICAL POWER REQUIREMENTSGeneral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1 2-1Load Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-2 2-1

    CHAPTER 3. VOLTAGE SELECTIONGeneral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1 3-1System Voltage Classifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2 3-1Selection of Primary Distribution Voltage for New Installations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3 3-1Selection of Primary Distribution Voltage for Existing Installations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4 3-2Commercial Power for Air Force Installations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5 3-3Selection of Primary Distribution Voltage for Air Force Installations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6 3-3

    CHAPTER 4. MAIN ELECTRIC SUPPLY STATIONS/SUBSTATIONSProvisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1 4-1Ownership . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-2 4-2Station Designation and Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3 4-2Main Electric Supply Station/Substation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-4 4-2Environmental Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5 4-3Incoming Line Switching Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-6 4-4Substation Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-7 4-6Miscellaneous Station Design Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-8 4-9Substation Equipment at Air Force Installations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-9 4-13

    CHAPTER 5. ELECTRIC DISTRIBUTION LINESSelection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1 5-1Types of Underground Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2 5-1Types of Aerial Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3 5-1Voltage Drop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-4 5-2Power Factor Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5 5-2Medium-Voltage Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6 5-3Pad-Mounted Line Sectionalizing Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-7 5-7Joint Electrical/Communication Lines for Air Force Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-8 5-7

    CHAPTER 6. AERIAL DISTRIBUTION LINESGeneral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1 6-1Installation Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-2 6-1

    Conductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-3 6-1Poles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-4 6-6Circuit Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-5 6-7Insulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-6 6-7Guying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-7 6-12Miscellaneous Items . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-8 6-16Air Force Installations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-9 6-20

    CHAPTER 7. UNDERGROUND DISTRIBUTION LINESGeneral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1 7-1Cable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-2 7-1Duct Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-3 7-6

    _______________*This manual supersedes TM 5-811-1/AFM 88-9, Chapter 1, dated 12 September 1984

    APPROVED FOR PUBLIC RELEASE; DISTRIBUTION IS UNLIMITED

  • 8/14/2019 Army Electrical Power Supply &am