Penerapan Perangkat Perlindungan Arus Sisa dengan Auto-Reclosing dalam Perlindungan Petir untuk Pasokan Daya Komunikasi

1. Masalah Pemutusan Listrik yang Disebabkan oleh Kesalahan Pengoperasian RCD Selama Sambaran Petir

Skema sirkuit pasokan listrik komunikasi tipikal ditunjukkan pada Gambar 1. Perangkat pengaman arus sisa (RCD) dipasang di terminal input pasokan listrik. RCD terutama memberikan perlindungan terhadap arus bocor peralatan listrik untuk memastikan keselamatan pribadi, sementara perangkat pelindung terhadap sambaran petir (SPD) dipasang pada cabang pasokan listrik untuk melindungi dari intrusi petir. Saat terjadi sambaran petir, rangkaian sensor dapat menginduksi arus pulsa petir gangguan tidak seimbang dan arus gangguan modus diferensial. Ketika arus modus diferensial melebihi ambang batas pengoperasian RCD, terjadi operasi palsu. Selain itu, jika arus bocor peralatan komunikasi mendekati ambang batas pengoperasian, fluks magnetik tidak seimbang selama musim hujan dapat dengan mudah menyebabkan pengoperasian palsu RCD.

Arus petir adalah arus sementara yang mungkin menghasilkan satu pulsa atau beberapa pulsa. Arus yang melewati perangkat pelindung terhadap sambaran petir F1 dan F2 masing-masing adalah I1 dan I2. I1 seringkali tidak sama dengan I2, yang mengakibatkan gangguan modus diferensial. Ketika gangguan modus diferensial melebihi nilai arus sisa operasi RCD, pelindung beroperasi, sirkuit terputus, peralatan komunikasi berhenti bekerja, dan pemulihan listrik manual diperlukan. Stasiun komunikasi umumnya tanpa pengawasan; ketika terjadi sambaran petir di suatu daerah, beberapa stasiun komunikasi mungkin kehilangan listrik dan tidak dapat memulihkan komunikasi dalam waktu singkat. Oleh karena itu, masalah ini harus diselesaikan.

2. Prinsip Kerja Perangkat Perlindungan Arus Sisa dengan Auto-Reclosing

Auto-reclosing adalah metode efektif untuk menyelesaikan masalah pemutusan listrik yang disebabkan oleh pengoperasian palsu RCD. Auto-reclosing umumnya digunakan dalam sistem listrik tegangan tinggi dan telah mencapai hasil yang luar biasa. Namun, untuk alasan keselamatan, belum banyak diterapkan secara luas dalam sistem listrik tegangan rendah. Sistem komunikasi di Cina baru-baru ini mulai menggunakannya dan telah menetapkan standar: YD/T 2346-2011 "Syarat Teknis untuk Perangkat Perlindungan Arus Sisa dengan Auto-Reclosing untuk Telekomunikasi," dengan efek aplikasi yang signifikan.

Ketika petir menyebabkan pengoperasian palsu RCD dan putusnya sirkuit, perangkat perlindungan arus sisa dengan auto-reclosing secara otomatis menutup saklar. Karena arus petir bersifat sementara, setelah sambaran petir berlalu, I1≈I2, penutupan kembali berhasil, pasokan listrik dipulihkan, dan komunikasi dilanjutkan.

Auto-reclosing bersyarat dan harus mempertimbangkan faktor-faktor keselamatan. Ada dua metode auto-reclosing: satu mendeteksi kondisi arus bocor untuk memutuskan apakah akan menutup kembali; yang lain menutup kembali secara otomatis tanpa deteksi.

Perangkat auto-reclosing dengan deteksi kerusakan bocor L-PE secara otomatis (selanjutnya disebut sebagai recloser deteksi) terdiri dari mekanisme operasi listrik, rangkaian kontrol, rangkaian deteksi, dan antarmuka output. Rangkaian deteksi bekerja dengan recloser dan, di bawah operasi rangkaian kontrol recloser, menyelesaikan deteksi dan memutuskan apakah akan menutup kembali berdasarkan hasil deteksi. Rangkaian deteksi terhubung ke garis fase RCD, garis PE, resistansi grounding Re1 dan Re2, dan garis netral transformator N, membentuk loop melalui garis fase, garis PE, resistansi grounding Re1 dan Re2, garis netral transformator N, dan rangkaian deteksi.

Garis PE dari rangkaian deteksi tidak perlu terhubung ke casing peralatan, seperti yang ditunjukkan secara spesifik pada Gambar 2; alternatifnya, loop dapat dibentuk melalui garis fase, casing peralatan, dan garis PE, yang memerlukan garis PE rangkaian deteksi recloser terhubung ke casing peralatan, seperti yang ditunjukkan secara spesifik pada Gambar 3. Ketika RCD beroperasi, rangkaian deteksi bocor recloser adalah a-PE, b-PE, c-PE masing-masing. Sinyal rangkaian deteksi dapat berupa DC atau AC, dengan tegangan tidak melebihi 24V.

3. Persyaratan Performa Utama

Fungsi perlindungan arus sisa menangani masalah keselamatan, sementara auto-reclosing menyelesaikan masalah pemutusan listrik yang disebabkan oleh sambaran petir. YD/T 2346-2011 "Syarat Teknis untuk Perangkat Perlindungan Arus Sisa dengan Auto-Reclosing untuk Telekomunikasi" mempertimbangkan beberapa parameter sebagai berikut.

Fungsi auto-reclosing harus menyeimbangkan kontinuitas pasokan listrik dan faktor-faktor keselamatan.

(1) Jumlah Percobaan Menutup Kembali Dari perspektif pengguna, semakin banyak percobaan menutup kembali semakin baik; dari perspektif keselamatan, semakin sedikit percobaan semakin baik. Untuk produk auto-reclosing yang menutup kembali secara otomatis tanpa mendeteksi arus bocor, standar memperbolehkan hingga tiga kali percobaan menutup kembali secara otomatis.

(2) Interval Waktu Menutup Kembali Dari perspektif penggunaan listrik, interval waktu nol akan ideal; dari perspektif keselamatan, harus cukup panjang. Standar menentukan: Jika pelindung tidak memiliki kemampuan deteksi bocor garis pasca-pemutusan, perangkat perlindungan arus sisa harus menutup kembali secara otomatis sekali 20~60 detik setelah beroperasi; jika gagal, tunggu 15 menit untuk percobaan menutup kembali kedua; jika percobaan kedua gagal, tunggu lagi 15 menit untuk percobaan menutup kembali ketiga; jika percobaan ketiga gagal, tidak diperbolehkan menutup kembali lebih lanjut.

(3) Tegangan Deteksi Tegangan deteksi juga merupakan parameter keselamatan penting yang tidak boleh terlalu tinggi. Standar menentukan: Jika pelindung memiliki kemampuan deteksi bocor garis pasca-pemutusan, berlaku persyaratan berikut:

• Jika tiga percobaan menutup kembali gagal dalam 1 menit, tidak diperbolehkan menutup kembali lebih lanjut.

• Tegangan deteksi ≤24V.

(4) Kemampuan Tahanan Petir Pelindung mungkin mengandung sirkuit elektronik tertentu dan harus memiliki kemampuan tahanan petir yang memadai; jika tidak, pelindung tersebut tidak dapat digunakan. Standar menentukan: Perangkat pelindung arus sisa harus memiliki kemampuan tahanan yang cukup terhadap arus semburan ke tanah yang melewati beban kapasitif melalui peralatan dan arus semburan ke tanah yang disebabkan oleh flashover peralatan. Perangkat pelindung arus sisa tipe penundaan waktu harus memiliki kekebalan yang cukup terhadap operasi palsu dari arus semburan ke tanah yang disebabkan oleh flashover peralatan.

Gelombang gabungan 1.2/50μs (8/20μs), tegangan impuls 2kV yang diterapkan antara jalur listrik (L-N) seharusnya tidak menyebabkan operasi palsu. Tegangan impuls 1.2/50μs, 4kV yang diterapkan antara jalur listrik (L-N) seharusnya tidak merusak sampel, yang harus tetap berfungsi normal.

Ketika arus petir 8/20μs, 20kA mengalir antara jalur listrik L dan N, dengan perangkat pelindung semburan tambahan, sampel harus berfungsi normal tanpa kerusakan.

4. Kesimpulan dan Rekomendasi

Perangkat pelindung arus sisa dengan auto-reclosing dapat secara efektif menyelesaikan masalah gangguan listrik yang disebabkan oleh sambaran petir, meningkatkan kemampuan tahanan petir sistem komunikasi, dan aman serta dapat diandalkan. Mereka merupakan cara yang efektif untuk meningkatkan kemampuan perlindungan petir sistem komunikasi.