Apakah Penahan Petir Jenis Klep?

Apakah Penahan Petir Jenis Klep?

Definisi

Penahan petir yang terdiri dari satu atau lebih jurang yang disambungkan secara seri dengan elemen pengontrol arus dikenal sebagai penahan petir. Jurang antara elektroda mencegah aliran arus melalui penahan, kecuali ketika tegangan di seberang jurang melebihi tegangan kilat kritis. Penahan petir jenis klep juga dikenal sebagai pembelok lonjakan dengan jurang seri atau pembelok lonjakan silikon karbida dengan jurang seri.

Konstruksi Penahan Petir Jenis Klep

Penahan petir jenis klep dibangun dengan perakitan jurang bercintil ganda yang disambungkan secara seri dengan resistor yang terbuat dari elemen non-linier. Setiap jurang cintil terdiri dari dua elemen. Untuk mengatasi distribusi tegangan yang tidak merata antara jurang, resistor non-linier dihubungkan secara paralel di setiap jurang individu. Konstruksi ini membantu memastikan fungsi penahan dengan baik dalam berbagai kondisi listrik, memungkinkannya melindungi peralatan listrik dari over-tegangan yang disebabkan oleh petir.

Elemen resistor dibuat dari silikon karbida yang digabungkan dengan perekat anorganik. Seluruh perakitan tersebut disegel dalam perumahan porcelen yang diisi dengan gas nitrogen atau SF6. Lingkungan berisi gas ini membantu meningkatkan isolasi listrik dan kinerja penahan.

Kerja Penahan Petir Jenis Klep

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

Setelah gelombang lewat, tegangan yang diberikan di seberang penahan menurun. Secara bersamaan, resistansi penahan meningkat secara bertahap hingga tegangan operasi normal dipulihkan. Setelah gelombang hilang, arus kecil pada frekuensi daya rendah mulai mengalir melalui jalur yang dibuat oleh cintil sebelumnya. Arus khusus ini disebut arus follow daya.

Magnitude arus follow daya secara bertahap menurun hingga nilai yang dapat diputuskan oleh jurang cintil saat jurang pulih ke kekuatan dielektriknya. Arus follow daya padam pada titik nol pertama dari bentuk gelombang arus. Sebagai hasilnya, pasokan daya tetap tidak terputus, dan penahan siap untuk operasi normal lagi. Proses ini dikenal sebagai penyegelan ulang penahan petir.

Tahapan Operasi Penahan Petir Jenis Klep

Ketika gelombang mencapai transformator, ia bertemu dengan penahan petir, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah. Dalam waktu sekitar 0.25 μs, tegangan mencapai nilai breakdown dari jurang seri, memicu penahan untuk melepaskan. Tindakan pelepasan ini mengalihkan arus berlebih yang terkait dengan gelombang, melindungi transformator dan peralatan listrik lainnya yang terhubung dari kerusakan potensial akibat transien tegangan tinggi.

Seiring naiknya tegangan gelombang, resistansi elemen non-linier menurun. Penurunan resistansi ini memungkinkan pelepasan energi gelombang tambahan. Akibatnya, tegangan yang ditransmisikan ke peralatan terminal dibatasi, seperti yang jelas ditunjukkan dalam gambar di bawah. Mekanisme ini berperan penting dalam melindungi peralatan terminal dari efek berbahaya gelombang tegangan tinggi dengan efektif mengontrol jumlah tegangan yang mencapainya.

Seiring menurunnya tegangan, arus yang mengalir ke tanah berkurang secara bersamaan, sementara resistansi penahan petir meningkat. Akhirnya, penahan petir mencapai tahap di mana jurang cintil memutus aliran arus, dan penahan secara efektif menyegel dirinya sendiri. Proses ini memastikan bahwa setelah peristiwa gelombang mereda, penahan kembali ke keadaan normal, tidak menghantar, siap untuk melindungi sistem listrik dari gelombang masa depan.

Tegangan maksimum yang berkembang di terminal penahan dan ditransmisikan ke peralatan terminal disebut nilai pelepasan penahan. Nilai ini penting karena menentukan sejauh mana penahan dapat melindungi peralatan yang terhubung dari gelombang tegangan berlebih.

Jenis Penahan Petir Jenis Klep

Penahan petir jenis klep dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, yaitu tipe stasiun, tipe garis, penahan untuk perlindungan mesin berputar (tipe distribusi atau tipe sekunder).

• Penahan Petir Jenis Klep Tipe Stasiun

• Jenis penahan ini digunakan utamanya untuk melindungi peralatan listrik kritis dalam sirkuit dari 2.2 kV hingga 400 kV dan bahkan level tegangan yang lebih tinggi. Karakteristiknya adalah kapasitas pembebasan energi yang tinggi. Ini memungkinkannya menangani jumlah energi gelombang yang besar, memastikan keselamatan komponen daya penting dalam stasiun.

• Penahan Petir Tipe Garis

• Penahan tipe garis digunakan untuk melindungi peralatan substasiun. Mereka memiliki area penampang yang lebih kecil, lebih ringan, dan lebih ekonomis dibandingkan penahan tipe stasiun. Namun, mereka memungkinkan tegangan gelombang yang lebih tinggi di terminal mereka dibandingkan penahan tipe stasiun dan memiliki kapasitas pengangkutan gelombang yang lebih rendah. Meskipun ada perbedaan ini, mereka cocok untuk melindungi peralatan substasiun karena desain dan efisiensi biaya mereka.

• Penahan Distribusi

• Penahan 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.

• Penahan Sekunder

• Penahan sekunder dirancang untuk melindungi peralatan tegangan rendah. Demikian pula, penahan untuk perlindungan mesin berputar dirancang khusus untuk melindungi generator dan motor. Penahan ini berperan penting dalam memastikan operasi yang andal dari peralatan tegangan rendah dan berputar dengan mencegah kerusakan yang disebabkan oleh gelombang tegangan.