Perlindungan Terhadap Tegangan Lebih
Selalu ada kemungkinan sistem tenaga listrik mengalami overvoltage yang tidak normal. Overvoltage abnormal ini dapat disebabkan oleh berbagai alasan seperti, gangguan tiba-tiba beban berat, impuls petir, impuls pemutusan, dan sebagainya. Stres overvoltage ini dapat merusak isolasi berbagai peralatan dan isolator dalam sistem tenaga. Meskipun, tidak semua stres overvoltage cukup kuat untuk merusak isolasi sistem, tetapi overvoltage ini juga harus dihindari untuk memastikan operasi lancar dari sistem tenaga listrik.
Semua jenis overvoltage abnormal yang merusak dan tidak merusak ini dihilangkan dari sistem dengan bantuan perlindungan overvoltage.
Lonjakan Tegangan
Stres overvoltage yang diterapkan pada sistem tenaga, umumnya bersifat sementara. Tegangan sementara atau lonjakan tegangan didefinisikan sebagai kenaikan tiba-tiba tegangan ke puncak yang sangat tinggi dalam durasi yang sangat singkat.
Lonjakan tegangan bersifat sementara, artinya mereka hanya berlangsung untuk durasi yang sangat singkat. Penyebab utama lonjakan tegangan dalam sistem tenaga adalah karena impuls petir dan impuls pemutusan sistem. Namun, overvoltage dalam sistem tenaga juga dapat disebabkan oleh, kegagalan isolasi, arcing ground, dan resonansi, dll.
Lonjakan tegangan muncul dalam sistem tenaga listrik karena lonjakan pemutusan, kegagalan isolasi, arcing ground, dan resonansi tidak terlalu besar. Overvoltage ini hampir tidak melebihi dua kali tingkat tegangan normal. Secara umum, isolasi yang tepat untuk peralatan berbeda dalam sistem tenaga sudah cukup untuk mencegah kerusakan akibat overvoltage ini. Tetapi, overvoltage yang terjadi dalam sistem tenaga karena petir sangat tinggi. Jika perlindungan overvoltage tidak diberikan kepada sistem tenaga, ada kemungkinan tinggi terjadinya kerusakan serius. Oleh karena itu, semua perangkat perlindungan overvoltage yang digunakan dalam sistem tenaga terutama karena lonjakan petir.
Mari kita bahas penyebab overvoltage yang berbeda satu per satu.
Impuls Pemutusan atau Lonjakan Pemutusan
Ketika garis transmisi tanpa beban tiba-tiba dihidupkan, tegangan pada garis menjadi dua kali tegangan sistem normal. Tegangan ini bersifat sementara. Ketika garis yang berbeban tiba-tiba dimatikan atau diputus, tegangan di seberang garis juga menjadi cukup tinggi karena pemotongan arus dalam sistem, terutama selama operasi pembukaan pemutus sirkuit udara, menyebabkan overvoltage dalam sistem. Selama kegagalan isolasi, konduktor hidup tiba-tiba di-ground. Ini juga dapat menyebabkan overvoltage tiba-tiba dalam sistem.
Jika gelombang emf yang dihasilkan oleh alternator terdistorsi, masalah resonansi dapat terjadi karena harmonisa ke-5 atau lebih tinggi. Sebenarnya, untuk frekuensi harmonisa ke-5 atau lebih tinggi, situasi kritis dalam sistem muncul, sehingga reaktansi induktif sistem menjadi sama dengan reaktansi kapasitif sistem. Karena kedua reaktansi ini saling menghapus, sistem menjadi murni resistif. Fenomena ini disebut resonansi dan pada resonansi, tegangan sistem dapat meningkat cukup banyak.
Tetapi semua alasan yang disebutkan di atas menciptakan overvoltage dalam sistem yang tidak terlalu tinggi.
Namun, lonjakan overvoltage yang muncul dalam sistem karena impuls petir sangat tinggi dalam amplitudo dan sangat destruktif. Dampak impuls petir harus dihindari untuk perlindungan overvoltage sistem tenaga.
Metode Perlindungan Terhadap Petir
Umumnya, ada tiga metode utama yang digunakan untuk perlindungan terhadap petir. Mereka adalah
Layar grounding.
Kabel grounding overhead.
Pengaman petir atau pembagi lonjakan.
Layar Grounding
Layar grounding umumnya digunakan di atas sub-stasiun listrik. Dalam susunan ini, jaringan kawat GI dipasang di atas sub-stasiun. Kawat-kawat GI yang digunakan untuk layar grounding dipasang dengan benar melalui struktur sub-stasiun yang berbeda. Jaringan kawat GI yang terground ini memberikan jalur resistansi yang sangat rendah ke tanah untuk stroke petir.
Metode perlindungan tegangan tinggi ini sangat sederhana dan ekonomis, tetapi kelemahan utamanya adalah, tidak dapat melindungi sistem dari gelombang perjalanan yang mungkin mencapai sub-stasiun melalui berbagai feeder.
Kabel Grounding Overhead
Metode perlindungan overvoltage ini mirip dengan layar grounding. Perbedaan satu-satunya adalah, layar grounding dipasang di atas sub-stasiun listrik, sedangkan, kabel grounding overhead dipasang di atas jaringan transmisi listrik. Satu atau dua kawat GI bertulang dengan penampang yang sesuai dipasang di atas konduktor transmisi. Kawat-kawat GI ini dipasang dengan benar di tiang transmisi. Kabel grounding overhead atau kabel grounding ini mengalihkan semua stroke petir ke tanah daripada membiarkannya menyerang langsung pada konduktor transmisi.
Pengaman Petir
Dua metode yang telah dibahas sebelumnya, yaitu layar grounding dan kabel grounding overhead, sangat cocok untuk melindungi sistem tenaga listrik dari stroke petir langsung, tetapi metode-metode ini tidak dapat memberikan perlindungan terhadap gelombang tegangan tinggi perjalanan yang mungkin menyebar melalui garis ke peralatan sub-stasiun.
Pengaman petir adalah perangkat yang menyediakan jalur impedansi yang sangat rendah ke tanah untuk gelombang tegangan tinggi perjalanan.
Konsep pengaman petir sangat sederhana. Perangkat ini berperilaku seperti resistansi listrik non-linear. Resistansi berkurang seiring kenaikan tegangan dan sebaliknya, setelah mencapai tingkat tegangan tertentu.
Fungsi pengaman petir atau pembagi lonjakan dapat ditempatkan sebagai berikut.
Pada tingkat tegangan normal, perangkat ini dapat menahan tegangan sistem dengan mudah sebagai insulator listrik dan tidak menyediakan jalur konduksi untuk arus sistem.
Pada terjadinya lonjakan tegangan dalam sistem, perangkat ini menyediakan jalur impedansi yang sangat rendah untuk muatan berlebihan dari lonjakan ke tanah.
Setelah menghantarkan muatan dari lonjakan ke tanah, tegangan kembali ke tingkat normal. Kemudian, pengaman petir mengembalikan isolasinya dengan baik dan mencegah konduksi lebih lanjut dari arus ke tanah.
Ada berbagai jenis pengaman petir yang digunakan dalam sistem tenaga, seperti pengaman petir celah batang, pengaman petir celah tanduk, pengaman petir multi-celah, tipe pengusiran LA, tipe katup LA.
Selain itu, pengaman petir yang paling umum digunakan untuk perlindungan overvoltage saat ini adalah pengaman petir ZnO tanpa celah.
Pernyataan: Hormati aslinya, artikel yang baik layak dibagikan, jika ada pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.
