LTB vs DTB vs GIS: Perbandingan Pemutus Sirkuit Tegangan Tinggi

Arti dasar dari pemutus sirkuit tegangan tinggi, dengan kata-kata sederhana, adalah bahwa dalam kondisi normal, ia digunakan untuk membuka (menghentikan, memutus) dan menutup (menyambung, menghubungkan kembali) sirkuit, feeder, atau beban spesifik—seperti yang terhubung ke transformator atau bank kapasitor. Ketika terjadi gangguan pada sistem tenaga listrik, relai pelindung akan mengaktifkan pemutus sirkuit untuk memutus arus beban atau arus hubungan pendek, sehingga memastikan operasi aman sistem tenaga listrik.

Pemutus sirkuit tegangan tinggi adalah jenis perangkat beralih tegangan tinggi—juga sering disebut sebagai "saklar tegangan tinggi"—dan merupakan salah satu peralatan kunci di substasiun. Namun, karena persyaratan keselamatan yang ketat di substasiun tegangan tinggi, personel umumnya tidak dapat memasuki substasiun untuk mendekati atau mengakses fisik perangkat-perangkat ini. Dalam kehidupan sehari-hari, biasanya hanya melihat garis transmisi tegangan tinggi dari jarak jauh dan jarang bisa mengamati atau menyentuh saklar-saklar seperti itu.

Jadi, bagaimana penampilan sebenarnya dari pemutus sirkuit tegangan tinggi? Hari ini, kita akan membahas singkat klasifikasi dan tipe struktural umum dari pemutus sirkuit. Berbeda dengan saklar tegangan rendah yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari—yang biasanya hanya menggunakan udara sebagai media padam busur—pemutus sirkuit tegangan tinggi membutuhkan kinerja sangat tinggi dalam hal isolasi dan pemutusan busur, dan oleh karena itu memerlukan media padam busur khusus untuk memastikan keamanan listrik, integritas isolasi, dan pemadaman busur yang efektif. (Untuk detail lebih lanjut tentang media isolasi, silakan merujuk pada artikel kami yang akan datang.)

Ada dua metode klasifikasi utama untuk pemutus sirkuit tegangan tinggi:

1. Klasifikasi berdasarkan media padam busur:

(1) Pemutus Sirkuit Minyak: Dibagi lebih lanjut menjadi tipe minyak besar dan minyak minimum. Dalam kedua tipe, kontak dibuka dan ditutup di dalam minyak, menggunakan minyak transformator sebagai media padam busur. Karena keterbatasan kinerja, tipe-tipe ini telah banyak ditiadakan.

(2) Pemutus Sirkuit SF₆ atau Gas Ramah Lingkungan: Menggunakan sulfur heksafluorida (SF₆) atau gas ramah lingkungan lainnya sebagai media isolasi dan pemadam busur.

(3) Pemutus Sirkuit Vakum: Kontak dibuka dan ditutup dalam vakum, di mana pemadaman busur terjadi dalam kondisi vakum.

(4) Pemutus Sirkuit Padam Busur Padat: Menggunakan bahan padam busur padat yang mengalami dekomposisi pada suhu tinggi busur, menghasilkan gas untuk memadamkan busur.

(5) Pemutus Sirkuit Udara Terkompresi: Menggunakan udara terkompresi bertekanan tinggi untuk meniup busur.

(6) Pemutus Sirkuit Peniup Magnetik: Menggunakan medan magnet di udara untuk mendorong busur ke dalam saluran busur, di mana busur tersebut ditarik, didinginkan, dan dipadamkan.

Saat ini, pemutus sirkuit tegangan tinggi sebagian besar menggunakan gas—seperti SF₆ atau alternatif ramah lingkungan—sebagai media isolasi dan pemadam busur. Dalam rentang tegangan menengah, pemutus sirkuit vakum mendominasi pasar. Teknologi vakum bahkan telah diperluas hingga level tegangan 66 kV dan 110 kV, di mana pemutus sirkuit vakum telah dikembangkan dan diterapkan.

2. Klasifikasi berdasarkan lokasi pemasangan:

Tipe indoor dan tipe outdoor.

Selain itu, berdasarkan metode isolasi relatif terhadap tanah, pemutus sirkuit tegangan tinggi dapat dikategorikan menjadi tiga tipe struktural:

1) Pemutus Sirkuit Tangki Hidup (LTB):
Juga disebut LTB. Menurut definisi, ini adalah pemutus sirkuit di mana ruang pemutus berada dalam selubung yang diisolasi dari tanah. Secara struktural, fiturnya adalah desain insulator tiang. Pemutus berada pada potensial tinggi, tertutup dalam insulator porcelen atau komposit, dan diisolasi dari tanah melalui insulator dukungan.

Keuntungan utama: Peringkat tegangan yang lebih tinggi dapat dicapai dengan menghubungkan beberapa unit pemutus secara seri dan meningkatkan ketinggian insulator dukungan. Ini juga relatif murah.

Perangkat berbasis LTB membentuk Switchgear Isolasi Udara (AIS), dan substasiun yang dibangun dengan AIS dikenal sebagai substasiun AIS. Mereka menawarkan investasi rendah dan perawatan sederhana tetapi membutuhkan area lahan yang luas dan perawatan yang sering. Mereka cocok untuk daerah pedesaan atau pegunungan di mana lahan tersedia, kondisi lingkungan menguntungkan, dan anggaran terbatas.

2) Pemutus Sirkuit Tangki Mati (DTB):
Juga disingkat sebagai DTB. Didefinisikan sebagai pemutus sirkuit di mana ruang pemutus tertutup dalam tangki logam yang di-ground. Jalur konduktif dipimpin keluar melalui bushings.

Secara fundamental, perbedaan antara LTB dan DTB terletak pada grounding: pada DTB, tangki berada pada potensial tanah.

Keuntungan termasuk kemampuan untuk mengintegrasikan transformator arus (CT) langsung ke bushings, struktur kompak, jejak kaki yang jauh lebih kecil dibandingkan LTB, ketahanan lingkungan yang lebih baik (cocok untuk kondisi keras), dan pusat gravitasi yang lebih rendah—menghasilkan kinerja gempa yang lebih baik. Kerugian utamanya adalah biaya yang lebih tinggi.

Switchgear berbasis DTB dikenal sebagai Hybrid Gas-Insulated Switchgear (HGIS), dan substasiun yang dihasilkan disebut substasiun HGIS.

3) Struktur Gabungan Tertutup Penuh – Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear, umumnya disebut GIS (Gas-Insulated Switchgear) dalam aplikasi tegangan tinggi. Istilah ini mencakup peralatan semacam itu secara luas. Komponen pemutus sirkuit sendiri mungkin juga disebut GCB (Gas-Insulated Circuit Breaker).

Meskipun mirip dengan DTB di mana pemutus berada dalam selubung, GIS berbeda karena mengintegrasikan tidak hanya pemutus sirkuit tetapi juga komponen substasiun penting lainnya—termasuk disconnector, switch earthing, instrument transformers, surge arresters, dan busbars—semuanya tertutup dalam selubung logam yang di-ground dan diisi dengan SF₆ bertekanan (atau gas isolasi alternatif). Koneksi ke garis overhead eksternal dilakukan melalui bushings atau kompartemen gas khusus.

Substasiun yang dibangun dengan cara ini dikenal sebagai substasiun GIS (atau Gas-Insulated Substations menurut standar IEEE). GIS ideal untuk daerah perkotaan di mana lahan mahal, atau untuk fasilitas kritis seperti pembangkit listrik tenaga air atau nuklir besar yang membutuhkan keandalan ultra-tinggi.

Sekarang, perbedaan antara tipe-tipe pemutus sirkuit tegangan tinggi—LTB, DTB, GCB—dan konfigurasi substasiun yang sesuai—AIS, HGIS, GIS—harus sudah jelas.