Bagaimana Ketinggian Mempengaruhi Isolasi & Peningkatan Suhu Peralatan Tegangan Tinggi?

Seiring kenaikan ketinggian, kepadatan udara, suhu, dan tekanan atmosfer menurun secara proporsional, yang menyebabkan penurunan kekuatan dielektrik celah udara dan kinerja isolasi eksternal komponen porselen. Hal ini mengakibatkan penurunan kinerja isolasi eksternal peralatan listrik tegangan tinggi. Karena sebagian besar peralatan tegangan tinggi dirancang untuk dipasang pada ketinggian di bawah 1.000 meter, penggunaan peralatan tersebut pada elevasi melebihi 1.000 meter dapat merusak kinerja isolasi yang andal. Oleh karena itu, kekuatan isolasi eksternal peralatan pemutus sirkuit tegangan tinggi yang digunakan di daerah berketinggian tinggi harus ditingkatkan.

Untuk daerah berketinggian di atas 1.000 meter (hingga 4.000 meter), umumnya diperlukan bahwa untuk setiap tambahan 100 meter ketinggian, tegangan uji isolasi eksternal harus ditingkatkan sebesar 1% selama seleksi dan pengujian peralatan.

Untuk peralatan tegangan tinggi yang beroperasi pada ketinggian antara 2.000 hingga 3.000 meter dengan tegangan hingga 110kV, kekuatan isolasi eksternal biasanya ditingkatkan dengan memilih peralatan dengan satu tingkat isolasi lebih tinggi—ini meningkatkan tegangan tahanan impuls dan frekuensi daya sekitar 30%.

Untuk metode dan perhitungan koreksi terkait isolasi eksternal di daerah berketinggian, rujuk ke IEC 62271-1, GB 11022, dan Q/GDW 13001-2014 Spesifikasi Teknis untuk Konfigurasi Isolasi Eksternal di Daerah Berketinggian Tinggi.

Selain dampak ketinggian pada isolasi eksternal, menurut standar IEC, jika uji kenaikan suhu peralatan tegangan tinggi dilakukan pada ketinggian di bawah 2.000 meter, kinerja kenaikan suhu harus dievaluasi ulang ketika peralatan tersebut ditempatkan pada ketinggian antara 2.000 hingga 4.000 meter. Ini karena udara yang lebih tipis mengurangi efektivitas pendinginan konveksi alami.

Dalam kondisi uji normal, kenaikan suhu yang terukur tidak boleh melebihi nilai yang ditentukan dalam Tabel 3 dari IEC 62271-1. Ketika peralatan dipasang pada ketinggian di atas 2.000 meter, batas maksimum suhu yang diperbolehkan harus dikurangi sebesar 1% untuk setiap tambahan 100 meter ketinggian. Namun, dalam praktiknya, biasanya tidak perlu menerapkan batas kenaikan suhu khusus hanya berdasarkan kenaikan ketinggian. Ini karena ketinggian yang lebih tinggi berkaitan dengan suhu lingkungan stasiun yang lebih rendah. Meskipun kenaikan suhu lebih tinggi, suhu operasional akhir peralatan tetap dalam batas yang dapat diterima (adalah suhu akhir, bukan kenaikan suhu, yang mempengaruhi kinerja peralatan). Berbagai ketinggian berkorespondensi dengan suhu udara maksimum lingkungan yang berbeda, seperti ditunjukkan dalam tabel di bawah ini.

Tabel 1: Suhu Udara Maksimum Lingkungan yang Berkorespondensi dengan Berbagai Ketinggian

Selain mempengaruhi isolasi eksternal bagian utama (tegangan tinggi) peralatan listrik tegangan tinggi, ketinggian juga mempengaruhi perangkat kontrol. Lemari kontrol mungkin berisi komponen sekunder seperti motor, pemutus sirkuit, kontak, dan relai, sebagian besar di antaranya bergantung pada isolasi udara. Oleh karena itu, kinerja isolasi mereka juga menurun di ketinggian tinggi. Faktor ini harus dipertimbangkan selama seleksi peralatan.