Pengalihan Resistansi
Pengalihan resistansi merujuk pada praktik menghubungkan resistor tetap secara paralel dengan celah kontak atau busur dari pemutus sirkuit. Teknik ini diterapkan pada pemutus sirkuit dengan resistansi pasca-busur tinggi di ruang kontak, terutama untuk mengurangi tegangan kembali dan lonjakan tegangan transien.
Fluktuasi tegangan yang parah dalam sistem tenaga listrik berasal dari dua skenario utama: menghentikan arus induktif bermagnitude rendah dan memutus arus kapasitif. Tegangan berlebih semacam itu menimbulkan risiko bagi operasi sistem, tetapi dapat dikelola secara efektif melalui pengalihan resistansi—dicapai dengan menghubungkan resistor di seluruh kontak pemutus.
Prinsip dasarnya melibatkan resistor paralel yang mengalihkan sebagian arus selama interupsi, sehingga membatasi laju perubahan arus (di/dt) dan menekan peningkatan tegangan pemulihan transien. Ini tidak hanya mengurangi probabilitas penyalaan ulang busur, tetapi juga mendispersikan energi busur lebih efisien. Pengalihan resistansi sangat kritis dalam sistem extra-high-voltage (EHV) untuk aplikasi yang sensitif terhadap tegangan berlebih akibat pemutusan, seperti de-energizing garis transmisi kosong atau pemutusan bank kapasitor.
Saat terjadi gangguan, kontak pemutus sirkuit terbuka, memulai busur antara mereka. Sebagai busur dialihkan oleh resistansi R, sebagian arus busur dialihkan melalui resistor, mengurangi arus busur dan mempercepat laju deionisasi saluran busur.
Ini memicu siklus penguatan diri: saat resistansi busur meningkat, lebih banyak arus mengalir melalui resistor shunt R, lebih jauh menghabiskan energi busur. Proses ini berlanjut hingga arus turun di bawah ambang batas kritis untuk keberlanjutan busur (seperti yang digambarkan pada gambar di bawah), pada titik tersebut busur padam dan pemutus sirkuit berhasil memutus sirkuit.
Mekanismenya bergantung pada resistor shunt yang mengatur distribusi arus secara dinamis, memaksa busur ke dalam siklus "penurunan arus → deionisasi dipercepat → peningkatan resistansi busur." Ini memungkinkan pemulihan kekuatan dielektrik yang cepat di saluran busur—sering kali sebelum perpotongan nol arus—membuatnya sangat efektif untuk menekan tegangan berlebih penyalaan ulang frekuensi tinggi. Fungsionalitas semacam itu sangat penting dalam pemutus sirkuit EHV selama pemutusan arus kapasitif atau pemutusan arus induktif kecil.
Alternatifnya, resistansi dapat diaktifkan secara otomatis dengan mentransfer busur dari kontak utama ke kontak probe—seperti yang terlihat pada pemutus sirkuit ledakan aksial—dengan tindakan ini terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Dengan mengganti jalur busur dengan jalur logam, arus yang mengalir melalui resistansi dibatasi, memungkinkan pemutusan yang mudah.
Resistor shunt juga memainkan peran kritis dalam meredam pertumbuhan osilator tegangan kembali. Secara matematis, dapat dibuktikan bahwa frekuensi alami (fn) osilasi dalam rangkaian yang ditunjukkan dikendalikan oleh: pengenalan elemen resistif meningkatkan karakteristik redaman rangkaian, mengurangi amplitudo osilasi dan menghambat laju kenaikan tegangan. Ini setara dengan memasukkan cabang disipatif ke dalam loop osilasi LC, mengubah osilasi tidak teredam menjadi osilasi yang meredam dan secara signifikan meningkatkan stabilitas pemutusan pemutus.
Dalam konfigurasi ledakan aksial, transfer busur yang cepat memastikan resistor terlibat sebelum nol arus, memberikan kontrol redaman pada awal proses transien. Desain ini sangat cocok untuk aplikasi EHV yang memerlukan pembatasan tegangan berlebih akibat pemutusan, karena efek sinergis resistansi dan busur memungkinkan pelepasan energi elektromagnetik yang teratur selama interupsi.
Ringkasan Fungsi Pengalihan Resistansi
Secara ringkas, resistor di seluruh kontak pemutus sirkuit dapat melakukan satu atau lebih fungsi berikut:
Mengurangi Laju Kenaikan Tegangan Kembali (RRRV) pada Pemutus Sirkuit
Dengan mengalihkan arus busur dan mempercepat deionisasi saluran busur, resistor menekan laju kenaikan tegangan pemulihan transien (TRV), meringankan beban pemulihan kekuatan dielektrik pada pemutus interupsi.
Mengurangi Tegangan Transien Kembali Frekuensi Tinggi Selama Pemutusan Beban Induktif/Kapasitif
Saat memutus arus induktif (mis., transformator tanpa beban) atau arus kapasitif (mis., kabel pengisian), resistor shunt membatasi amplitudo overvoltage osilator melalui pelepasan energi, mencegah risiko kerusakan isolasi.
Menyeimbangkan Distribusi TRV di Pemutus Sirkuit Multi-Putus
Dalam pemutus dengan celah pemutusan multiple, resistor memastikan distribusi TRV yang merata di seluruh celah kontak melalui pembagian tegangan, mencegah penyalaan ulang akibat konsentrasi tegangan di celah tunggal manapun.
Skenario di Mana Pengalihan Resistansi Tidak Diperlukan
Pemutus sirkuit konvensional dengan resistansi pasca-busur rendah di ruang kontak (mis., pemutus udara medium/rendah-tegangan) tidak memerlukan resistor shunt tambahan. Saluran busur mereka secara alami deionisasi cukup cepat untuk memenuhi persyaratan interupsi tanpa resistansi eksternal.
Analisis Prinsip Teknis
Nilai inti dari pengalihan resistansi terletak pada mekanisme sinergis "penyesuaian impedansi-penguraian energi-redaman osilasi," yang mengontrol transien pemutusan dalam batas daya tahan peralatan. Teknologi ini sangat kritis dalam sistem EHV (110kV dan di atasnya), secara efektif mengatasi:
Solusi-solusi ini mengatasi keterbatasan metode pemadaman busur tradisional dalam kontrol tegangan berlebih transien.