Deskripsi fenomena dasar selama peralihan pemutus sirkuit dalam jaringan

Terminologi peralihan pemutus sirkuit dapat dipahami dengan mempertimbangkan suatu peristiwa yang sebenarnya.
Gambar 1 hingga 3 menunjukkan jejak uji arus gangguan tiga fasa tanpa tanah (CO) pada pemutus sirkuit vakum (jejak berkat KEMA).
Dengan melihat setiap gambar secara berturut-turut, terminologinya adalah sebagai berikut:

Urutan Pemutusan Pemutus Sirkuit dan Kuantitas Terkait

Dari Gambar 1, kita dapat mengamati urutan peristiwa berikut secara rinci:

1. Keadaan Awal:

• Pemutus sirkuit dimulai dalam posisi terbuka.

• Sinyal penutupan diterapkan ke kumparan penutupan untuk memulai operasi penutupan.

2. Proses Penutupan:

Setelah jeda listrik singkat, kontak bergerak mulai bergerak (seperti ditunjukkan oleh kurva bawah grafik perjalanan) dan akhirnya membuat kontak dengan kontak stasioner. Momen ini disebut keterlibatan kontak atau penutupan kontak. Dalam praktiknya, karena pre-breakdown antara kontak, koneksi listrik sebenarnya mungkin terjadi sedikit sebelum kontak mekanis.

Interval waktu antara penerapan sinyal penutupan dan momen keterlibatan kontak dikenal sebagai waktu penutupan mekanis.

3. Keadaan Tertutup dan Arus Gangguan:

• Setelah tertutup, pemutus sirkuit membawa arus gangguan. Kemudian, sinyal pemutusan diterapkan ke kumparan pemutusan, memulai proses pembukaan (atau pemutusan) pemutus sirkuit.

• Setelah jeda listrik singkat, kontak bergerak mulai menjauh dari kontak stasioner, menghasilkan pemisahan mekanis mereka. Momen ini disebut pemisahan kontak, pengasingan kontak, atau pembukaan kontak.

• Interval waktu antara penerapan sinyal pemutusan dan momen pemisahan kontak dikenal sebagai waktu pembukaan mekanis.

4. Pembentukan Busur dan Pemutusan Arus:

• Busur listrik terbentuk antara kontak saat mereka terpisah. Arus mencoba terputus di titik nol lintasan, pertama di fase b, diikuti oleh fase a, dan akhirnya berhasil di fase c.

•  Fase c adalah fase pertama yang mencapai pemutusan lengkap, dengan durasi busur (waktu antara pemisahan kontak dan pemutusan arus) sekitar setengah siklus. Waktu pemutusan (juga disebut waktu pemutus) untuk fase c adalah jumlah dari waktu pembukaan mekanis dan durasi busur.

5. Distribusi Arus Selama Pemutusan:

• Pada saat pemutusan arus di fase c, arus di fase a dan b bergeser 30°, menjadi sama besar tetapi berlawanan polaritas. Arus di fase leading (fase a) mengalami setengah siklus yang lebih pendek, sementara arus di fase lagging (fase b) mengalami setengah siklus yang lebih panjang.

• Waktu membersihkan total adalah jumlah dari waktu pembukaan mekanis dan durasi busur maksimum yang diamati di fase a atau fase b.

Kuantitas terkait arus peralihan pemutus sirkuit:

Dapat dilihat dengan hati-hati pada gambar 2 bahwa:

•  Untuk gangguan yang dimulai pada puncak tegangan, arus akan simetris. Simetris berarti bahwa setiap setengah siklus arus, juga disebut loop arus, akan identik dengan setengah siklus arus sebelumnya. Arus di fase a mendekati simetris sebagai hasil dari inisiasi gangguan sedikit sebelum puncak tegangan.

• Arus di fase b dan c tidak simetris dan terdiri dari loop arus panjang dan pendek yang disebut loop utama dan loop kecil, masing-masing.
  Asimetri maksimum terjadi ketika gangguan dimulai pada penyeberangan tegangan nol.

Kuantitas Terkait Tegangan Peralihan Pemutus Sirkuit

Dari Gambar 3, kita dapat mengamati urutan peristiwa berikut secara rinci:

Penyeberangan Nol Arus:
Penyeberangan nol arus terjadi setiap 60 detik. Setelah kontak terpisah, kutub yang paling dekat dengan penyeberangan nol selanjutnya akan mencoba memutus arus terlebih dahulu. Dalam hal ini, kutub fase b, yang paling dekat dengan penyeberangan nol pertama, mencoba memutus arus.

2. Upaya Pemutusan Arus Awal:

Kutub fase b mencoba memutus arus tetapi gagal karena kontak terlalu dekat untuk menahan Tegangan Pemulihan Transien (TRV), menyebabkan re-ignition.
 Selanjutnya, kutub fase a juga mencoba memutus arus tetapi juga gagal dan re-ignites.

3. Pemutusan Arus Berhasil:

 Akhirnya, kutub fase c berhasil memutus arus, memulihkan sistem ke TRV dan tegangan pemulihan bolak-balik (tegangan pemulihan AC).

4. Tegangan Pemulihan Transien (TRV):

•  Definisi: TRV adalah osilasi transien yang terjadi saat tegangan pada sisi daya pemutus sirkuit pulih ke tegangan sistem pra-gangguan.

• Perilaku: TRV berosilasi di sekitar tegangan pemulihan bolak-balik, yang berfungsi sebagai titik target atau sumbu osilasi. Nilai puncak TRV tergantung pada redaman dalam rangkaian.

• Durasi Osilasi: Seperti ditunjukkan pada bentuk gelombang, TRV berosilasi selama seperempat siklus frekuensi daya (yaitu, 90 derajat).

• Dampak pada Kutub: Kutub pertama yang dibersihkan (dalam kasus ini, fase c) terpapar TRV tertinggi, karena mengalami osilasi transien penuh.

5.    Pembersihan Kutub Selanjutnya:

• Kutub fase a dan b dibersihkan 90 derajat setelah fase c.

• Untuk kutub-kutub ini, nilai TRV lebih rendah daripada yang dialami oleh fase c dan memiliki polaritas yang berlawanan.

• Tegangan pemulihan bolak-balik adalah tegangan garis, dibagi antara dua fase.