Apa itu Penangkal Petir Jenis Klep?

Apa itu Penangkal Petir Tipe Katup?

Definisi

Penangkal petir yang terdiri dari satu atau beberapa celah yang dihubungkan secara seri dengan elemen pengontrol arus disebut penangkal petir. Celah antara elektroda mencegah aliran arus melalui penangkal, kecuali ketika tegangan di seberang celah melebihi tegangan kilat kritis. Penangkal petir tipe katup juga disebut diverter lonjakan celah atau diverter lonjakan silikon karbida dengan celah seri.

Konstruksi Penangkal Petir Tipe Katup

Penangkal petir tipe katup dibangun dengan rangkaian celah percikan ganda yang dihubungkan secara seri dengan resistor yang terbuat dari elemen non-linear. Setiap celah percikan terdiri dari dua elemen. Untuk mengatasi distribusi tegangan yang tidak merata antara celah, resistor non-linear dihubungkan secara paralel di setiap celah individu. Konstruksi ini membantu memastikan fungsi penangkal dengan baik dalam berbagai kondisi listrik, memungkinkannya melindungi peralatan listrik dari over-voltase yang disebabkan oleh petir.

Elemen resistor dibuat dari silikon karbida yang digabungkan dengan binder anorganik. Seluruh rangkaian dikemas dalam perumahan porcelen yang kedap udara dan diisi dengan gas nitrogen atau SF6. Lingkungan berisi gas ini membantu meningkatkan isolasi listrik dan kinerja penangkal.

Cara Kerja Penangkal Petir Tipe Katup

Dalam kondisi tegangan rendah normal, resistor paralel mencegah percikan di seberang celah. Akibatnya, perubahan tegangan lambat yang diterapkan tidak membahayakan sistem listrik. Namun, ketika perubahan tegangan cepat terjadi di terminal penangkal, seperti yang disebabkan oleh sambaran petir atau lonjakan listrik, celah udara di penangkal mengalami percikan. Arus yang dihasilkan kemudian dialirkan ke tanah melalui resistor non-linear. Signifikan, resistor non-linear menunjukkan hambatan sangat rendah dalam kondisi tegangan tinggi dan arus tinggi, efektif mengalihkan arus berlebih dari peralatan listrik yang dilindungi dan melindunginya dari kerusakan potensial.

Setelah lewatnya lonjakan, tegangan yang diberikan pada penangkal turun. Secara bersamaan, hambatan penangkal meningkat secara bertahap hingga tegangan operasional normal dipulihkan. Setelah lonjakan hilang, arus kecil pada frekuensi daya rendah mulai mengalir melalui jalur yang dibuat oleh percikan sebelumnya. Arus tertentu ini disebut arus ikutan daya.

Magnitude arus ikutan daya secara bertahap berkurang hingga nilai yang dapat diputuskan oleh celah percikan saat celah pulih ke kekuatan dielektriknya. Arus ikutan daya padam pada persimpangan nol pertama dari gelombang arus. Sebagai hasilnya, pasokan daya tetap tidak terputus, dan penangkal kembali siap untuk operasi normal. Proses ini dikenal sebagai penyegelan ulang penangkal petir.

Tahapan Operasi Penangkal Petir Tipe Katup

Ketika lonjakan mencapai transformator, ia bertemu dengan penangkal petir, seperti yang digambarkan dalam gambar di bawah. Dalam sekitar 0,25 μs, tegangan mencapai nilai breakdown celah seri, memicu penangkal untuk mengeluarkan. Tindakan pengeluaran ini mengalihkan arus berlebih yang terkait dengan lonjakan, melindungi transformator dan peralatan listrik lain yang terhubung dari kerusakan potensial akibat transien tegangan tinggi.

Seiring naiknya tegangan lonjakan, hambatan elemen non-linear berkurang. Penurunan hambatan ini memungkinkan pengeluaran energi lonjakan tambahan. Akibatnya, tegangan yang ditransmisikan ke peralatan terminal dibatasi, seperti yang jelas terlihat dalam gambar di bawah. Mekanisme ini berperan penting dalam melindungi peralatan terminal dari efek berbahaya lonjakan tegangan tinggi dengan efektif mengendalikan jumlah tegangan yang mencapainya.

Seiring menurunnya tegangan, arus yang mengalir ke tanah berkurang secara bersamaan, sementara hambatan penangkal petir meningkat. Akhirnya, penangkal petir mencapai tahap di mana celah percikan memutus arus, dan penangkal secara efektif menyegel dirinya kembali. Proses ini memastikan bahwa setelah peristiwa lonjakan berakhir, penangkal kembali ke keadaan normal, tidak menghantar, siap untuk melindungi sistem listrik dari lonjakan di masa depan.

Tegangan maksimum yang berkembang di terminal penangkal dan ditransmisikan ke peralatan terminal disebut nilai pengeluaran penangkal. Nilai ini sangat penting karena menentukan sejauh mana penangkal dapat melindungi peralatan yang terhubung dari lonjakan tegangan berlebih.

Jenis Penangkal Petir Tipe Katup

Penangkal petir tipe katup dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, yaitu tipe stasiun, tipe jalur, penangkal untuk perlindungan mesin putar (tipe distribusi atau tipe sekunder).

• Penangkal Petir Tipe Katup Stasiun

• Jenis penangkal ini utamanya digunakan untuk melindungi peralatan listrik kritis dalam sirkuit yang berkisar dari 2,2 kV hingga 400 kV dan bahkan level tegangan yang lebih tinggi. Karakteristiknya adalah kapasitas penguraian energi yang tinggi. Ini memungkinkannya menangani jumlah energi lonjakan yang besar, memastikan keamanan komponen daya penting di stasiun.

• Penangkal Petir Tipe Jalur

• Penangkal tipe jalur digunakan untuk melindungi peralatan substasiun. Mereka memiliki area penampang yang lebih kecil, lebih ringan, dan lebih hemat biaya dibandingkan penangkal tipe stasiun. Namun, mereka memungkinkan tegangan lonjakan yang lebih tinggi di terminal mereka dibandingkan penangkal tipe stasiun dan memiliki kapasitas pengangkutan lonjakan yang lebih rendah. Meskipun ada perbedaan tersebut, mereka cocok untuk melindungi peralatan substasiun karena desain dan efisiensi biaya spesifik mereka.

• Penangkal Distribusi

• Penangkal distribusi biasanya dipasang di tiang dan digunakan untuk melindungi generator dan motor dalam jaringan distribusi. Penempatan mereka di tiang membuat mereka mudah diakses untuk pemasangan dan pemeliharaan sambil efektif melindungi peralatan listrik dalam sistem distribusi.

• Penangkal Sekunder

• Penangkal sekunder dirancang untuk melindungi peralatan tegangan rendah. Sama halnya, penangkal untuk perlindungan mesin putar secara khusus diinsinyur untuk melindungi generator dan motor. Penangkal ini berperan penting dalam memastikan operasi yang andal dari peralatan tegangan rendah dan mesin putar dengan mencegah kerusakan akibat lonjakan tegangan.