Perlindungan Tegangan Lebih
Selalu ada risiko sistem tenaga elektrik mengalami overvoltage yang tidak normal. Overvoltage yang tidak normal ini mungkin disebabkan oleh pelbagai sebab seperti, gangguan tiba-tiba beban berat, impuls petir, impuls pemutusan, dan sebagainya. Tekanan overvoltage ini mungkin merosakkan isolasi pelbagai peralatan dan isolator dalam sistem tenaga. Walaupun, bukan semua tekanan overvoltage cukup kuat untuk merosakkan isolasi sistem, namun overvoltage ini masih perlu dihindari untuk memastikan operasi sistem tenaga elektrik berjalan lancar.
Semua jenis overvoltage abnormal yang merusak dan tidak merusak ini dihilangkan dari sistem dengan menggunakan perlindungan overvoltage.
Surge Voltan
Tekanan overvoltage yang dikenakan pada sistem tenaga, biasanya bersifat sementara. Voltan sementara atau surge voltan ditakrifkan sebagai peningkatan tiba-tiba voltan ke puncak yang sangat tinggi dalam tempoh yang sangat singkat.
Surge voltan bersifat sementara, bermaksud ia wujud untuk tempoh yang sangat singkat. Penyebab utama surge voltan dalam sistem tenaga adalah disebabkan oleh impuls petir dan impuls pemutusan sistem. Namun, overvoltage dalam sistem tenaga juga mungkin disebabkan oleh, kegagalan isolasi, arcing ground, dan resonans, dan sebagainya.
Surge voltan muncul dalam sistem tenaga elektrik akibat surge pemutusan, kegagalan isolasi, arcing ground, dan resonans tidak begitu besar magnitudnya. Overvoltage ini hampir tidak melebihi dua kali tahap voltan normal. Secara umum, isolasi yang sesuai untuk pelbagai peralatan sistem tenaga cukup untuk mencegah kerusakan akibat overvoltage ini. Namun, overvoltage yang berlaku dalam sistem tenaga akibat petir sangat tinggi. Jika perlindungan overvoltage tidak disediakan untuk sistem tenaga, terdapat peluang tinggi untuk kerosakan yang serius. Oleh itu, semua peranti perlindungan overvoltage yang digunakan dalam sistem tenaga kebanyakannya disebabkan oleh surge petir.
Mari kita bahas pelbagai penyebab overvoltage satu demi satu.
Impuls Pemutusan atau Surge Pemutusan
Apabila garis transmisi tanpa beban tiba-tiba dipasang, voltan pada garis menjadi dua kali ganda voltan sistem normal. Voltan ini bersifat sementara. Apabila garis yang dibebani tiba-tiba dimatikan atau diputuskan, voltan di seluruh garis juga menjadi cukup tinggi akibat pemotongan arus dalam sistem, terutamanya semasa operasi pembukaan pemutus litar udara bertekanan, menyebabkan overvoltage dalam sistem. Semasa kegagalan isolasi, konduktor hidup tiba-tiba di-ground. Ini juga boleh menyebabkan overvoltage tiba-tiba dalam sistem.
Jika gelombang emf yang dihasilkan oleh alternator terdistorsi, masalah resonans mungkin berlaku disebabkan harmonik ke-5 atau lebih tinggi. Sebenarnya, untuk frekuensi harmonik ke-5 atau lebih tinggi, situasi kritikal dalam sistem muncul, di mana reaktansi induktif sistem menjadi sama dengan reaktansi kapasitif sistem. Kerana kedua-dua reaktansi ini saling meniadakan, sistem menjadi sepenuhnya resistif. Fenomena ini disebut resonans dan pada resonans, voltan sistem mungkin meningkat cukup banyak.
Namun, semua sebab-sebab yang disebut di atas menciptakan overvoltage dalam sistem yang tidak begitu tinggi magnitudnya.
Namun, surge overvoltage yang muncul dalam sistem akibat impuls petir sangat tinggi amplitudnya dan sangat merusak. Pengaruh impuls petir harus dihindari untuk perlindungan overvoltage sistem tenaga.
Metode Perlindungan Terhadap Petir
Terdapat tiga metode utama yang biasanya digunakan untuk melindungi dari petir. Mereka adalah
Skrin earthing.
Dawai earth overhead.
Penahan petir atau pembahagi surge.
Skrin Earthing
Skrin earthing biasanya digunakan di atas substasiun elektrik. Dalam susunan ini, jaringan dawai GI dipasang di atas substasiun. Dawai GI yang digunakan untuk skrin earthing dipasangkan dengan baik melalui struktur- struktur substasiun yang berbeda. Jaringan dawai GI yang dipasangkan ini memberikan jalur tahanan yang sangat rendah ke tanah untuk hantaman petir.
Metode perlindungan voltan tinggi ini sangat mudah dan ekonomis, tetapi kelemahan utamanya adalah, ia tidak dapat melindungi sistem dari gelombang perjalanan yang mungkin mencapai substasiun melalui berbagai feeder.
Dawai Earth Overhead
Metode perlindungan overvoltage ini mirip dengan skrin earthing. Perbezaan sahaja adalah, skrin earthing dipasang di atas substasiun elektrik, manakala, dawai earth overhead dipasang di atas rangkaian transmisi elektrik. Satu atau dua dawai GI yang bersambung dengan ukuran penyeberangan yang sesuai dipasang di atas konduktor transmisi. Dawai-dawai GI ini dipasangkan dengan baik di setiap menara transmisi. Dawai-dawai earth overhead atau dawai earth ini mengalihkan semua hantaman petir ke tanah daripada membolehkannya menyerang secara langsung pada konduktor transmisi.
Penahan Petir
Dua metode yang telah dibincangkan sebelumnya, iaitu skrin earthing dan dawai earth overhead, sangat sesuai untuk melindungi sistem tenaga elektrik dari hantaman petir langsung, tetapi metode-metode ini tidak dapat memberikan perlindungan terhadap gelombang voltan tinggi yang mungkin bergerak melalui garis ke peralatan substasiun.
Penahan petir adalah peranti yang memberikan jalur impedansi yang sangat rendah ke tanah untuk gelombang voltan tinggi yang bergerak.
Konsep penahan petir sangat mudah. Peranti ini bertingkah laku seperti rintangan elektrik non-linear. Rintangan berkurang apabila voltan meningkat dan sebaliknya, selepas tahap voltan tertentu.
Fungsi penahan petir atau pembahagi surge dapat diberikan sebagai berikut.
Pada tahap voltan normal, peranti-peranti ini dengan mudah menahan voltan sistem sebagai insulator elektrik dan tidak memberikan jalur penghantar kepada arus sistem.
Pada ketika terjadinya surge voltan dalam sistem, peranti-peranti ini memberikan jalur impedansi yang sangat rendah bagi muatan berlebihan surge ke tanah.
Setelah menghantar muatan surge ke tanah, voltan kembali ke tahap normalnya. Kemudian, penahan petir pulih kembali sifat isolasinya dan mencegah penghantaran arus lanjut ke tanah.
Terdapat pelbagai jenis penahan petir yang digunakan dalam sistem tenaga, seperti penahan celah batang, penahan celah tanduk, penahan multi-celah, penahan jenis pengusiran, penahan jenis katup.
Selain itu, penahan petir ZnO tanpa celah yang paling umum digunakan untuk perlindungan overvoltage juga digunakan.
Kenyataan: Hormati asal, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk dihapus.
