bab iv pengujian tt impuls

7/23/2019 Bab IV Pengujian Tt Impuls

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iv-pengujian-tt-impuls 1/38

TEKNIK ELEKTRO TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS UDAYANAUNIVERSITAS UDAYANA

I WAYAN RINASI WAYAN RINAS



Adanya gangguan tegangan lebih luar yangdisebabkan oleh eleasan !uatan etir"

#e!unyai bentuk gelo!bang aeriodik yangdireda!$ seerti eleasan !uatan kaasitor

!elalui tahanan yang indukti% &entuk 'elo!bang( berekor endek ber!uka

)ura!" #eruakan gelo!bang ber*alan +Tra,eling -a,e. Sela!a gelo!bang ini ber*alan !elalui ka/at

trans!isi bentuknya berubah ( #ukanya !en*adikurang )ura! dan ekornya berta!bah an*ang$a!litudonya berkurang"

&er%ungsi untuk ekseri!en dan riset !engenaiketahanan eralatan terhada gelo!bang etir"



&entuk 'elo!bang Naik dala! /aktusingkat dengan enurunan yangla!bat"

0ersa!aan ( V1V2+e3at 4 e3bt. &entuk 'elo!bang (



#uka 'elo!bang ( &agian dari gelo!bangyang di!ulai dari titik nol +no!inal.

sa!ai titik un)ak"+!enurut IE5 ditentukan dari titik no!inal erotonganantara su!bu /aktu dengan garis lurus yang!enghubungkan 627 dan 827 dari tegangan un)ak."

Ekor 'elo!bang ( &agian dari un)akgelo!bang sa!ai turun 927 dari titikun)ak"

&entuk 'elo!bang dinyatakan sebagai (±+T% : Tt. µs" ;IE5( ±+6"< : 92. µs ="



Untuk Sur*a hubung digunakan nilai (

;IE5( ±+<92 : <922. µs ="



Prinsip Kerja(

Kaasitor 5 diberi !uatandari sebuah su!ber D5!elalui tahanan e!uat r"

0er)ikan ai +sark o,er.antara sela ai ' ter*adiada /aktu tegangane!uat V !en)aai suatuharga tertentu"

0ada /aktu itu !uatanada 5 dileaskan+dis)harges. !elalui

tahanan seri Rs$ induktansiL$ dan tahanan R2"

Dengan de!ikian tegangani!uls ter*adi diantarater!inal tahanan Ro"

Note:

• Tahanan Rs bertindak sebagai

tahanan peredam (dampingresistor) untuk menghindari osilasifrekuensi tinggi.

• Ro dipakai untuk mengatur bentukekor gelombang.

• L bersama Ro dipakai mengatur

muka gelombang.



&ila 5+<r.>>5R di!anaR1Ro?Rs !aka (

0enyelesaiannya ( *ika

!aka

pt

pt

pt

e Apdt

id

Apedt di

Aei

2

2

2

=

=

=

0

1

1

2

2

0

=++

=++ ∫

iC dt

di

Rdt

id

L

V idt C

Ridt

di L

t

pt Aei =

• Sehingga :

• Dengan rumus AB didapatkan:

( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

01

011

01

01

2

2

2

2

=++

=++

=++

=++

C Rp Lp

C p R p L

Ae

C

Ape Re Ap L

iC dt

di R

dt

id L

pt pt pt

LC L

R

L

R p

p

1

22

2

21

−

±−=

−=−= α α



#aka didaatkan enyelesaianu!u! (

Di!ana A6 dan A< adalah konstanta

integral yang daat ditentukan darikondisi er!ulaan ada saat t12!aka akan didaat (

@ i12

@ L didt1V

t t e Ae Ai 21

21

α α −−

+=

21

21

)0(

2

)0(

1

21

0

0

0

21

21

A A

A A

e Ae A

e Ae Ai

i

t t

−=+=

+=

+=

=

−−

−−

α α

α α

)(

1

)(

1

)(

1

))((1

)(1

)()(

)()(

1221

1

211

121

121

221

)0(

22

)0(

11

2211

21

21

α α α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

−=

+−=

=+−

=+−

=−−+−

=−+−

=−+−

=−+−

=

=

−−

−−

L

V

L

V A

L

V A

L

V A A

L

V A A

LV A A

L

V e Ae A

L

V e Ae A

L

V

dt

di

V dt

di L

t t



Karena(

#aka (

21

21

22

21

2

2

2

1

22

1

22

1

22

122

1

22

α α

α α

α α

α

α

+=

=+=+

−

++

−

−=+

−

+=

−

−=

R L

L

R

L

R

L

R

LC L

R

L

R

LC L

R

L

R

LC L R

L R

LC L

R

L

R

)(

)(

)(

1

)(

)(

1

12

121

12

12

1

12

1

α α

α α

α α

α α

α α

−+

=

−+

=

−=

R

V A

R

V A

L

V A



)()(

)(

)(

)(

)(

)(

:

:

)(

)(

)(

1

21

21

21

12

12

12

12

12

12

21

12

12

12

21

t t

t t

t t

ee R

V

i

e R

V e

R

V i

makae Ae Ai

karena

R

V

L

V A A

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

−−

−−

−−

−−

+

=

−+

−−+

=

+=

−+

=−

=−=

Tegangan !mpuls:

( )

( )

R

RV

AV K

maka

ee K v

maka

AV K

jika

ee A

V v

maka

R R

A

jika

o

t t

t t

o

12

12

12

12

12

12

21

21

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

−+

=−

=

−=

−=

−−

=

+=

−−

−−

( )

( )t t

o

o

t t

o

ee R

R

V v

Ree R

V

v

iRv

21

21

12

12

12

12

)(α α

α α

α α

α α

α α

α α

−−

−−

−−

+

=

−

−

+

=

=

α" dan α# adalah positip dan riil.



Dala! raktek harga yang harusditentukan adalah an*angnya(@ #uka 'elo!bang

@ Ekor 'elo!bang #aka yang harus di)ari adalah

harga (∀α6 dan α<

@ L dan R@ L dan 5@ R dan 5



Untuk !enentukan α6 dan α< dierlukan < 0ersa!aan(@ Yang !enyatakanT% adalah titik !aksi!u!$ yaitu ada /aktu d,dt12"

−

−=

=−−

−=+−

−+=−+=

=

+−=+−=

−=

=

−=

−−

−−

−−

−−

−−

−−

1

2

21

2

121

1221

2211

21

21

21

21

ln)(

1

ln)(

)ln()ln(

)()ln()()ln(

)ln()ln(

)(0

)(

)(

0

)(

21

21

21

21

21

21

α

α

α α

α

α α α

α α α α

α α α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

α α

f

f

f f

f f

t t

t t

t t

t t

t t

t t

T

T

T T

T T

ee

ee

ee K

ee K dt

dv

ee K V

maka

dt

dv

karena

ee K V



@ Yang !enyatakan bah/a tegangan i!ulsnya !enurun !en*adisetengahnya ada /aktu Tt (

β β

β β

β β

β

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α

α α

α

α

α

α α

α

α

α

α α

α

α

α

α α

α

α

α

α α

α

α

α

α α

α

α

α

α α α

α

α

α α α

α

α

α α α

α

α β

ln1

1

2

1

2

1

1

1

2

1

2

1

2

1

1

1

1

1

2

1

2

1

1

1

1

1

2

21

2

1

2

21

1

1

2

21

1

1

2

21

2

1

2

21

1

1

2

21

1

1

2

212

1

2

211

1

2

211

2

1

2

1

21

21

2121

21

21

21

21

ln1

1ln

1

lnlnln

lnlnln

1

2

lnlnln

ln1

ln1

ln1

−

−=

−=

−=

=

−=

−=

−−

−−

−−

−−

−−

−−

−−

−−

−−

−−

−−

−−

−−

eee

eee

eee

maka

jika

eee

eee

k

k

k

k

k

)(2

1)( 2121 f f t t T T T T

eeee α α α α −−−− −=−

• Se$ara teoritis% α" dan α# dapat di$ari dari # persamaan diatas bila Tf dan Tt

diketahui.

• &leh karena pen'elesaiann'a agak sulit maka digunakan pen'ederhanaan

berikut :

f f f

f f t t

t t

T T kT

T T T T

f

t

T T

f t

eee

eeee jadi

T

T k

karena

ee

maka

T T

211

2121

21

21

21)0(

)(2

1)(

12

α α α

α α α α

α α

α α

−−−

−−−−

−−

−=−

−=−

=

>>

>>

>



Dari ersa!aan tersebutdaat diatrik sebuah

lengkung yang!enghubungkan k dengan β Badi untuk tia bentuk

gelo!bang di!ana T% dan Tt

diberikan !aka k dan β

daat dihitung



Selan*utnya bila

( ) ( )( ) ( )

( )

δ β

β γ

β δ β γ

δ βδ β γ

δ γ βδ βγ

δ γ δ γ β

δ γ

δ γ

α

α β

β δ

β δ δ γ

δ γ

δ

δ δ γ δ γ α α

γ δ γ δ γ α α

δ γ α

δ γ α

1

1

)1()1(

)1(

ln2

1

ln2

1ln

2

1

2

2

2

2

21

21

2

1

−+

=

+=−+=−

=−−

+=−−+

==

=

=

−+

=

=+−−=−=++−=+

+=−=

dan

T

T

f

f

• adi bila Tf dan Tt diketahui maka k

dapat dihitung.

• Dari gambar dapat diukur ln β%

sehingga δ dapat dihitung.

• Setelah itu γ dapat di$ari.

• Sehingga α" dan α# dapat

ditentukan.

• Apabila ketelitian 'ang lebih tinggi

dikehendaki% maka dipakai $ara

analitis sebagai berikut :

f f

f f

t t

kT kT

kT kT

T T

eeee

ee

)()(

21

21

δ γ δ γ

α α

α α

−−+−

−−

−−

<<<<

>>



)1(2

1

)(21

)(2

1

)(2

1

0

)(2

1)(

2)1)((

)()()()()()(

)(

)()()(

211

2

2121

f f

f f f f f f

f

f f f

f f t

t

f f t t

T T k

T T T T T kT

T

T T kT

T T T

T

T T T T

ee

eee

maka

e

dibagi

eee

eee

maka

e

karena

eeee

δ δ γ

δ γ δ γ δ γ δ γ δ γ δ γ

δ γ

δ γ δ γ δ γ

α α α

α

α α α α

−−−−

−++−−+−−−+−−

−−

+−−−−−

−−−

−

−−−−

−=−=

−=

−=

≈

−=− ( )

f f

T

f

T

f

T

f

T

f

T k T k

eT jika

eT k

e

T k

eT k

f

f

f

f

)1(

693.02ln

)1(

1)(

01832.042

1

2ln

)1(

1)(

2

1ln)1(

1)(

12

1ln)1)((

2

2

2

2

−=

−=−

<→>

−−=−

−−=−

−=−−−

−

−

−

δ γ

δ

δ γ

δ γ

δ γ

δ

δ

δ

δ

•esalahan kira*kira #+.•Dengan trial and error maka γ dan δ dapat di$ari.•Dan dengan $ara 'ang sama

pula α" dan α# dapat ditentukan.



Bentuk Gelombang

2 - 2 LC RC

1 x 40 #.,- #.,/ 0." #"., /1./

1 x 50 2.011 2.0#3 0.0-# "".- ,0.-

1.5 x 40 ".,-- ".,/, 0.0-1# "/.- //.1

Beberapa harga untuk beberapa ma$am bentuk gelombang

LC

LC

lalu LC LC L

R

L

R

LC L

R

L

R

1

1

11

2

2

1

22

22

2

2

2

21

2

21

−=

−=

−=−

=

=

±=−=−

−

±−=−=−

γ δ

γ δ

γ δ

γ

δ γ α α

α α

( )

( )

( )22

22

22

22

22

2

1

1

1

δ γ

γ γ

γ

δ γ

δ γ

δ γ

−==

=

−=

−=

−=

C L R

L R

dan

C L

C L

LC

L456

4 57

R4Ω



Karena ada *atuh Tegangan +Voltage Dro. !aka tegangani!uls yang sa!ai ke sesi!en yang diu*i akan lebihrendah

#aka daat dideCnisikan eesiensi tegangan (

Eesiensi Tegangan ini sering disebut *uga sebagaiUtiliFation ratioG

Untuk Sirkuit RL5 (

V

V V

max=η

( )

( )

so

oV

t f

oV

R R

R

maka

T T khusus

R

R

+

=

×=×

−

−+

= −

−−

−

972.0

401

12

2

12

1

1

2

1

2

12

12

η

α

α

α

α

α α

α α η

α α

α

α α

α



Dala! raktek setia sesi!en yang diu*i!e!unyai )iri khas$ karena sedikitbanyak ada induktansi$ kaasitansi atau

!utual )oulingG yang tidak diinginkan+stray ara!eter." 5ontohnya (

@ Trans%or!ator kaasitas besar sukar diatur Tt3nya

@ &ushing tegangan tinggi sukar !en)aaitoleransi 927



'enerator i!uls 6 taha tidak daat!enghasilkan tegangan yang terlalutinggi"

Untuk !enaikan tingkat tegangan !aka

diakailah generator i!ul !ulti taha+!ulti3stage generator.

0rinsi ker*anya adalah ( Kaasitor dala!setia taha diberi !uatan se)ara araleldan dileaskan !uatannya se)ara seri!elalui sela ai +sark3gas.

5ara e!berian !uatan ada < )ara (@ Se)ara Seri@ Se)ara 0aralel



Tahanan e!uatnya se!ua dihubungkan se)ara seri Tiga sela bola dala! taha yang terendah diakai untuk

!e!udahkan lo!atan ai diantara sela seri



Tia tahanan e!uat dihubungkan se)ara aralel" Kerugian dari rangkaian aralel dibanding rangkaian seri adalah

bah/a tia tahanan e!uat harus diisolasikan terhadaseluruh tegangan e!uat

Hal ini sangan !erugikan dan tidak ekono!is dan se)ara teknissukar dibuat



0eleasan !uatan di 'enerator I!ulsdiharakan daat terkontrol kaan akandilakukan

Ada < )ara engaturan (@ 0eleasan ter*adi se)ara sontan@ 0eleasan buatan dengan bantuan sela khusus

Untuk engoerasian yang si!ultan antara

'enerator I!uls dan alat en)atat$ !akadierlukan suatu sela !ulai yang daatdileaskan dengan isyarat)ara listrik"



'a!bar diatas !engga!barkan sela !ulai yang !e!unyaisela *aru! ditengahnya

Aabila sebuah ulsa sa!ai ada *aru!$ !aka !edan adasela uta!a berubah$ sehingga ter*adi er)ikan ai adategangan yang lebih rendah dariada tegangan yangseharusnya"

'una tabung gelas untuk !e!er)eat ter*adinya korona" Tegangan yang dierlukan untuk !e!ulai er)ikan adalah 93

62 kV"



Titik 06 dan 0< di!uati dari su!ber D5$ !asing3!asing K6dan K<$ yang diberi tegangan e!uat 9362 kV

&ila bola en)etus '6 di!ulai oleh ulsa yang dikiri! dariosilosko$ !aka otential 06 tiba3tiba !en*adi nol$sedangkan 0< !en*adi < kali tegangan e!uat"

Oleh sebab itu ter*adi er)ikan ada sela '< yang!engakibatkan tegangan i!uls"

-aktu enundaan en)etusantrigger diatur oleh 5



Hasil ulsa keluaran karena er)ikan disela '< !engakibatkan bentuk i!uls

bebrbentuk segi e!at Dengan adanya kaasitor 5 bentuk

tegangannya !en*adi lebih dibulatkan"



Sela bola sering digunakan untuk !engukurtegangan i!uls

Sela bola harus selalu ditera dengan teganganer)ik 927 +disingkat 927 sarko,er$ SOV. darisela bola standar

Sela bola standar adalah sela bola yang!e!enuhi syarat standar !engenai (@ K/alitas@ Barak sela@ Ukuran bola

Dala! keadaan udara tertentu$ sela bola selalu!e!unyai tegangan er)ik tertentu ula"Itulah sebabnya sela bola daat diakai sebagaialat ukur"



Syarat( 0er!ukaannya Li)in Lengkungnya rata 0er!ukaan bola harus bebas debu$ !inyak$dll Tahanan ereda! diasang seri dengan *arak !ini!u! <D

+D1 dia!eter. dari bola diukur dari titik di!ana ter*adier)ikan"@ Tegangan u*i A5 1622 kΩ sd 6222 kΩ

@ Tegangan u*i I!uls 922 Ω

Diameter Bola (D!alam "m

#arak !ari ($(mak% (min

#arak !ari (B(minimum

"0 s8d "/ D -D "#S#/ ,D /D "0S

/0 -D 1D S

"00 /D 2./D ,S

"/0 1D 1D -S

#00 1D 2D -S

S4 9arak antara

elektroda bola

A49arak antara titik dengan tanah

B49ari*9ari dalam

ruangdiameter

elektroda 'ang

bebas dari benda

atau bangunan lain



Untuk engu*ian A5 dan I!uls sa!ai2"9D dengan kesalahan ±7"

Untuk *arak diatas 2"JD nilai ditabel kurang

teat !aka diberi tanda kurung" Kesalahan !en)aai ± 97 bila *arak 2"D Nilai tegangan yang terdaat ditabel

hanya berlaku untuk@ Suhu sekitar <2°5@ Tekanan udara 626 !bar atau J2 !! Hg

atau 6 Torr

S l B l D S l h S t D i B l Di b k T h (U t k AC N ti I l N ti S it hi !



Sela Bola Dengan Salah Satu Dari Bola Disambung ke Tanah (Untuk : AC, Negative Impuls, Negative Swithing!

Sphere gap Spaing (mm! "oltage Sphere #$%& k" 'eak iameter (m! )%$& %&

5 17.2 16.8

10 31.9 31.7

15 45.5 45.5

20 58.5 59.0

25 69.5 72.5 72.5

30 79.5 85.0 86.0

35 (87.5) 97.0 99.0

40 (95.0) 103.0 112.0

45 (101.0) 119 125

50 (107.0) 129 137

55 (112) 138 149

60 (116) 146 161

65 154 173

70 (161) 184

80 (174) 205

90 (185) 226

100 (195) 244

110 (203) 261

120 (212) 275

125 (214) 282

150 (314)

175 (342)

200 (366)

225 (385)

250 (400)



Sela Bola Dengan Salah Satu Dari Bola Disambung ke Tanah(Untuk 'ositip impuls, positip swithing!

Sphere gap Spaing(mm!

"oltage Sphere#$%&

k" 'eak iameter (m!)%$&

%&

5 17.2 16.6

10 31.9 31.7 31.7

15 45.5 45.5 45.5

20 59 59.0 59

25 71.0 72.5 72.7

30 82.0 85.5 86.0

35 (91.5) 98 99.0

40 (101) 110 112.0

45 (108) 122 125

50 (115) 134 138

55 (122) 145 151

60 (127) 155 163

65 (164) 175

70 (173) 187

80 (189) 211

90 (203) 233

100 (215) 254

110 (229) 273

120 (234) 291

125 (239) 299

150 (337)



Untuk !enetakan 927 SOV daatditentukan dengan < )ara (

@ Interolasi@ 5ara naik dan turun +U3and3Do/n #ethod.$

lebih u!u! digunakan" 0rosesnya yaitu( 5ara naik dan turun +U3and3Do/n #ethod."

#ula3!ula tegangan un)ak dari er)ikan !ini!u!

diterakan ada sela" Aabila er)ikan ter*adi$ !aka tegangan di turunkan

setingkat +besar tingkatan ditentukan dari engala!an.

Tegangan ini diterakan lagi$ kalau !asih ada er)ikantegangan diturunkan lagi" Aabila tidak tegangan

dinaikkan 0rosedure ini diulang sa!ai 2 4 92 kali



&esarnya 927 SOV adalah (Vs1V!ini!u!?+Vi3Vi36.+AN ? M.

Di!ana (@ V!ini!u!1 tegangan yang ter*adi ada tanda yang terendah

@ Vi 1tegangan ada tingkat I +tertinggi. Dari tabel didaat

Vs1<?+<36.+<8<2 ? M.1 <8"89 kV &ila tanda OG$ !aka ru!us yang diakai berubah !en*adi

VPs 1VP !ini!u!?+Vi3Vi36.+AN 3 M.

Bika titik yang dia!bil )uku banyak !aka Vs1 VPs



Dengan !engunakan 5hatode3RayOs)illograh +5RO. kita daat (@ Tegangan un)ak

@ &entuk gelo!bang@ Ketidak nor!alan bentuk i!uls

+!engga!barkan kerusakan alat u*i. 5RO hanya bisa !engukur tegangan

rendah sa*a$ *adi untuk !engukurtegangan tinggi dierlukan e!bagitegangan +baik resistor atau kaasitor.



•;ambar diatas menun9ukkan sirkuit pengukuran dan pembagi tegangan

(menggunakan tahanan).

•<ntuk menghindari osilasi maka perlu diperhatikan s'arat*s'arat tertentu:R#=R24R14R/4R-4>4surge impedan$e kabel.

• Apabila s'arat tersebut dipenuhi% maka sirkuit pengukurann'a dapat

disederhanakan.

•ika R/4R- ≠> maka bentuk gelombang berubah karena ada refleksi

keluar masuk kabel akan ban'ak berkurang 9ika R#=R24R1

]))([(

1

)()(

215321

52

532121

52

R R R R R Rn

R Rr

n R R I R I I

R I r

V

V

+++=

+++=



Koreksi Keadaan udara !enggunakanru!us< yang telah diterangkan dibab < &uku Teknik Tegangan Tinggi

karangan Artono Aris!unandar



5ontoh konstruksi

SesiCkasi (@ 62 Taha

@ Tegangan No!inal J92 kV

@ Tegangan 0engu*i 22 kV

@ Bu!lah Kaasitansinya 2"2 µQ

@ #aka tenaga yang tersi!an adalah

U51 M 5VN<

1 M +2"29.623+J92.<62

1 6222 *oules+/att3detik.

@ Untuk engu*ian biasa hanyadibutuhkan (6222 *oules 622kV

@ Hubungan antara tegangan no!inaldan tegangan e!uat !aksi!u!dinyatakan dengan (

VN1nV di!ana n1 *u!lah taha V1Tegangan e!uat

k i

bab iv pengujian tt impuls

Documents