Definisi: Koordinasi isolasi merujuk pada proses menentukan tingkat isolasi komponen sistem tenaga. Secara esensial, ini adalah tentang menetapkan kekuatan isolasi peralatan. Isolasi internal dan eksternal peralatan listrik terekspos baik pada tegangan normal berkelanjutan maupun tegangan abnormal sementara.
Isolasi peralatan dirancang untuk mampu menahan tegangan sistem frekuensi kuasa tertinggi, overtegangan frekuensi kuasa sesekali, dan lonjakan petir sesekali. Peralatan sistem tenaga diberikan tingkat isolasi yang ditetapkan, dan kinerjanya dapat diverifikasi melalui berbagai jenis uji. Persyaratan isolasi ditentukan dengan mempertimbangkan faktor-faktor berikut:
Tegangan Sistem Frekuensi Kuasa Tertinggi
Jaringan tenaga AC memiliki tingkat tegangan frekuensi kuasa nominal yang berbeda, seperti 400V, 3.3KV, 6.6kV, dll. Ketika sistem kurang dimuat, tegangan frekuensi kuasa di ujung penerima garis meningkat. Peralatan sistem tenaga dirancang dan diuji untuk mampu menahan tegangan sistem frekuensi kuasa tertinggi (440V, 3.6KV, 7.2KV, dll.) tanpa mengalami kerusakan isolasi internal atau eksternal.
Overtegangan Frekuensi Kuasa Sementara
Overtegangan sementara dalam sistem tenaga dapat dipicu oleh penolakan beban, gangguan, resonansi, dll. Overtegangan-tersebut biasanya memiliki frekuensi sekitar 50 Hz, dengan puncak yang relatif lebih rendah, laju naik yang lebih lambat, dan durasi yang lebih lama (dari detik hingga bahkan menit). Perlindungan terhadap overtegangan frekuensi kuasa sementara disediakan oleh relay Inverse Definite Minimum Time (IDMT).
Relay IDMT dihubungkan ke sekunder transformator potensial bus dan pemutus sirkuit. Relay dan pemutus sirkuit merespons dalam milidetik, melindungi sistem dari overtegangan sementara.
Lonjakan Overtegangan Transien
Lonjakan overtegangan transien dalam sistem tenaga dapat dipicu oleh fenomena seperti petir, operasi beralih, restrikes, dan gelombang bergerak. Lonjakan-tersebut dalam sistem tenaga ditandai oleh nilai puncak yang tinggi, laju naik yang cepat, dan durasi yang berlangsung selama beberapa puluh hingga ratusan mikrodetik, itulah sebabnya mereka disebut transien.
Lonjakan-tersebut memiliki potensi untuk menyebabkan tegangan percikan dan flash-over di sudut tajam, antara fase dan tanah, atau di titik terlemah dalam sistem. Mereka juga dapat menyebabkan kerusakan isolasi gas, cair, atau padat, serta kegagalan transformator dan mesin listrik putaran.
Melalui koordinasi isolasi yang tepat dan penggunaan pelindung lonjakan, tingkat kegagalan akibat petir dan operasi beralih telah berkurang secara signifikan. Berbagai perangkat pelindung dipasang pada jaringan tenaga. Perangkat-perangkat tersebut dirancang untuk menangkap sambaran petir dan untuk mengurangi laju naik puncak lonjakan yang mencapai peralatan, sehingga melindungi peralatan tersebut dari kerusakan potensial.
Tingkat Ketahanan Peralatan
Tingkat isolasi dasar (BIL) adalah tingkat referensi, yang direpresentasikan oleh tegangan puncak impuls gelombang standar tidak melebihi 1.2/50 μs. Aparat dan peralatan harus mampu menahan gelombang uji dengan amplitudo lebih besar dari BIL.
Koordinasi isolasi melibatkan pemilihan isolasi yang tepat untuk peralatan berdasarkan penggunaannya. Ini dilakukan untuk meminimalkan peristiwa yang tidak diinginkan dalam sistem yang disebabkan oleh stres tegangan (akibat overtegangan sistem). Kerusakan isolasi merujuk pada hubungan antara kerusakan isolasi berbagai komponen sistem tenaga dan isolasi perangkat pelindung yang digunakan untuk melindungi peralatan tersebut terhadap overtegangan.
Untuk operasi peralatan yang aman, kekuatan isolasinya harus sama dengan atau lebih tinggi dari tingkat isolasi dasar standar. Peralatan pelindung untuk substasi harus dipilih untuk memberikan perlindungan isolasi yang efektif sesuai dengan tingkat-tingkat tersebut sambil tetap semurah mungkin.
