Download - Translate Teknik Tegangan Tinggi
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
1/22
1
BAB 11
DESAIN, PERENCANAAN, DAN
TATA LETAK LABORATORIUM TEGANGAN TINGGI
11.1 PENDAHULUANPerkembangan industri dan ekonomi di dunia saat ini menuntut penggunaan
lebih banyak energi listrik yang harus disalurkan melalui jarak jauh dalam jumlah besar.
Penyaluran dalam jumlah besar membutuhkan saluran transmisi tegangan ekstra tinggi.
Di tempat lain di dunia, saluran transmisi 760 kV telah datang ke dalam operasi, dan
saluran transmisi dari peringkat 1000 kV atau lebih yang datang ke dalam operasi di
Amerika Serikat dan Uni Soviet. Studi ekstensif sedang dilakukan di negara yang
berbeda pada kemungkinan penggunaan kompleks dc tegangan ekstra tinggi sistem
400 kV dan di atas.
Perkembangan pada system daya yang sangat cepat seharusnya didikuti dengan
peningkatan system pada peralatan dan pelayanan kondisi yang harus dipenuhi.
Kondisi-kondisi ini juga membandingkan nilai pada uji frekuensi daya, impuls,
tegangan ac ataupun dc dibawah kondisi spesifik. Di India, saat ini tegangan transmisi
telah mencapai tingkat 400 kV dengan Dewan Listrik beberapa mengadopsi tegangan
ini untuk transmisi jarak jauh mereka. Hal ini diusulkan untuk memiliki Grid Nasional
pada tegangan transmisi 400 kV atau bahkan lebih tinggi. Dalam dekade lain 400 kV
saluran sekitar 10.000 km panjang akan beroperasi.
Laboratorium tegangan tinggi merupakan persyaratan penting untuk membuat
tes penerimaan untuk peralatan yang masuk ke dalam operasi di sistem transmisi
tegangan ekstra tinggi. Selain itu, mereka juga digunakan dalam pekerjaan
pembangunan pada peralatan untuk melakukan penelitian, dan perencanaan untuk
memastikan sistem transmisi tegangan ekstra tinggi ekonomis dan dapat diandalkan.
Berikut review singkat tentang perencanaan dan tata letak laboratorium pengujian dan
beberapa masalah dan keterbatasan teknik uji disajikan.
11.2 FASILITAS PENGUJIAN PADA LABORATORIUM TEGANGAN TINGGISebuah laboratorium tegangan tinggi diharapkan mampu menahan dan/atau tes
flashover pada tegangan tinggi pada peralatan sistem transmisi berikut:
a. Transformatorb. Lightning arrester
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
2/22
2
c. Isolators dan pemutus sirkuitd. Isolatore. Kabelf. Kapacitorg. Hardware Line dan aksesorish. Peralatan lainnya seperti reaktor , dll
Tes yang berbeda dilakukan pada peralatan di atas adalah:
a. frekuensi daya menahan tes - basah dan keringb. tes Impulsec. d.c. menahan tesd. Switching tes gelombange. Test dalam kondisi atmosfer tercemarf. debit Partial dan pengukuran RIV
Selain itu, tes arus tinggi pada frekuensi daya dan tes arus impuls pada
transformator, konduktor baris, dan penangkal petir diperlukan. Rincian dari beberapa
tes ini telah dibahas dalam Bab 10.
Selain fasilitas di atas yang diperlukan untuk pengujian rutin, laboratorium
diharapkan memiliki fasilitas untuk mempelajari sifat isolasi dielektrik dan isolasi
bahan.
11.3 KEGIATAN DAN PENELITIAN DI LABORATORIUM TEGANGAN TINGGILaboratorium tegangan tinggi, selain melakukan tes pada peralatan, digunakan
untuk penelitian dan pengembangan pada peralatan. Ini termasuk penentuan faktor
keamanan untuk dielektrik dan studi keandalan dalam kondisi atmosfer yang berbeda
seperti hujan, kabut, polusi industri, dll, pada tegangan tinggi dari tegangan uji yang
diperlukan. Kadang-kadang, diperlukan untuk mempelajari masalah yang terkait dengan
saluran uji dan peralatan lain di bawah alam kondisi atmosfer atau polusi, yang tidak
dapat dilakukan di dalam ruangan.
Kegiatan penelitian biasanya meliputi:
a. Fenomena Breakdown di media seperti gas, cairan, padatan, atau sistem kompositisolasi.
b. Penahan tegangan studi flashover permukaan pada peralatan dengan referensi khususuntuk peralatan dan bahan yang digunakan dalam sistem tenaga,
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
3/22
3
c. Studi gangguan listrik akibat pembuangan dari peralatan beroperasi pada tegangantinggi,
d. studi tentang isolasi koordinasi di h.v. sistem tenaga, dane. fenomena arus tinggi seperti busur listrik dan fisika plasma.
Biasanya, laboratorium tegangan tinggi melibatkan biaya yang luar biasa. Oleh
karena itu, perencanaan dan tata letak harus dilakukan secara hati-hati dilakukan agar
peralatan pengujian yang dipilih.
11.4 KLASIFIKASI LABORATORIUM TEGANGAN TINGGILaboratorium tegangan tinggi, tergantung pada tujuan yang dimaksudkan dan
sumber daya (keuangan) yang tersedia, dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis.
1. Laboratorium kecil2. Laboratorium ukuran sedang3. Laboratorium uuran besar
Beberapa fitur yang menonjol dari berbagai jenis laboratorium dibahas di bawah
ini.
1. Laboratori um kecilSebuah laboratorium kecil adalah salah satu yang berisi dc atau frekuensi daya
alat uji kurang dari 10 kW/10 kVA dan peralatan impuls dari energi sekitar l0 KJ atau
kurang. Rata-rata tegangan bisa sekitar 300 kV untuk ac, satu unit atau 500 sampai
600 kV ac untuk unit cascade, 200 hingga 400 kV dc dan kurang dari 100 kV
tegangan impuls kV. Biasanya peralatan dimaksudkan untuk perumahan di kamar atau
ruang ukuran 15 m x 10 m x 8 m. Kadang-kadang peralatan terbatas sehingga mereka
dapat ditampung di sebuah ruangan dari ketinggian 5 m sampai 6 m saja.
Laboratorium tersebut dimaksudkan untuk Sekolah Tinggi Teknik dan Universitas
yang memutuskan untuk membangun fasilitas tersebut dengan sumber daya kecil
untuk melakukan tes tegangan tinggi atau penelitian atau untuk menyampaikan
pelatihan. Dalam kasus seperti itu, lebih baik bahwa Perguruan Tinggi Teknik atau
Universitas asosiasi dengan industri lokal atau organisasi R & D. Hal ini penting
untuk memutuskan dan menentukan tanggung jawab dari pihak-pihak terkait tentang
bagaimana fasilitas pengujian dan waktu bisa dibagi. Ide lain untuk memiliki
universitas memutuskan untuk memiliki laboratorium lengkap tapi membuang
membuka fasilitas pelatihan teknis yang teratur dan pengujian tegangan tinggi untuk
klien. Di sini dapat disebutkan bahwa banyak masalah tegangan tinggi dapat
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
4/22
4
diselesaikan dengan tes pada tingkat tegangan moderat. Laboratorium tersebut dapat
dibangun dengan investasi 2 sampai 10 juta rupee (pada 1991).
2. Laboratori um Ukuran Sedang - Sebuah Laborator ium IndustriDalam laboratorium ukuran sedang, fungsi utama mereka untuk melakukan tes
rutin. Permintaan pada tes masa depan dan tes sumber daya akan diketahui pada
tingkat yang sama seperti yang dari target produksi di masa depan. Perencanaan yang
matang dari laboratorium tersebut harus mencakup (i) transportasi darat, (ii) peralatan
penanganan seperti crane dan lain-lain, (iii) rasionalisasi prosedur pengujian dengan
membuat instrumen yang mudah diakses, dan (iv) memberikan ruang bagi
kemungkinan peningkatan tegangan maksimum peringkat, dll laboratorium tersebut
awalnya mungkin mengandung fasilitas pengujian frekuensi daya di kisaran 200-600
kV tergantung pada penilaian dan ukuran peralatan yang diproduksi dan diusulkan
untuk diuji, seperti kabel, trafo dll, tapi kebanyakan kVA jauh lebih tinggi (100
sampai 1000 kVA). Generator tegangan impuls yang diperlukan akan memiliki sekitar
dari 20 sampai 100 kJ, atau lebih. Alat uji lain seperti generator arus impuls untuk
diverters lonjakan pengujian dan fasilitas pengujian dc untuk kabel pengujian dan
kapasitor juga dapat dibuat tersedia. Dalam laboratorium industri tidak banyak
diberikan penekanan pada umumnya untuk melakukan pekerjaan penelitian dan
fleksibilitas sedikit mungkin tersedia untuk menggabungkan peralatan baru.
3. Laboratori um Ukur an BesarJenis laboratorium dimaksudkan untuk pelaksanaan pengujian dan melakukan
pekerjaan penelitian sebagaimana yang diuraikan dalam Bagian 11.2 dan 11.3 dan
akan berisi tegangannya tinggi dan alat uji arus tinggi dan fasilitas. Fasilitas dasar
yang tersedia akan
a. Satu atau lebih ruang tes tegangan tinggi,b. Corona dan ruang ujian polusi,c. Daerah uji Outdoor: tes pada peralatan berukuran besar, saluran transmisi, menara,
dan dll,
d. Ruang uji kontrol atmosfer,e. fasilitas komputer, ruang konferensi, dll serta perpustakaan dengan fasilitas kantor
yang baik, dan
f. Penyisihan untuk pengujian berubah dan tetap.
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
5/22
5
Ukuran dari alat uji akan sangat besar dan dibahas dalam Bagian berikutnya
11.5. Bangunan dan peralatan termasuk lokakarya, peralatan penanganan material
seperti crane, tangga, bantalan udara platform dll dan kontrol yang besar dan fasilitas
pasokan listrik (hingga beberapa KVA atau MVA). Komponen terhubung dengan
laboratorium tersebut akan mencakup direktur atau manajer, beberapa pemimpin
kelompok, dan bagian kepala secara terpisah untuk penelitian, pengujian, pengukuran,
elektronik, dan fasilitas komputer dll. Selain itu, akan ada staf pendukung yang terdiri
dari penguji insinyur, teknisi, pustakawan, staf kantor, pekerja terampil, dan semi-
terampil. Biaya laboratorium tersebut akan beberapa juta rupee.
11.5 UKURAN DAN PENILAIAN DARI LABORATORIUM TEGANGAN TINGGIUKURAN BESAR
Seperti yang dinyatakan sebelumnya, dan laboratorium ukuran besar berisi
peralatan sekitar sangat tinggi dengan fleksibilitas yang dimasukkan cukup. Pada bagian
berikut, rincian penilaian dan ukuran peralatan dan tata letak mereka ditunjukkan secara
singkat.
11.5.1 Penahan Tegangan, Uji Tegangan, dan Penilaian Peralatan di Laboratorium
Tegangan Tinggi
Perkiraan alat ukur uji yang dipilih dalam laboratorium tegangan tinggi
tergantung pada fasilitas pengujian yang akan diberikan. Biasanya, desain
laboratorium untuk tegangan 230 kV dan di bawah sistem tidak menimbulkan
masalah, namun laboratorium ditujukan untuk tegangan sistem 400 kV dan di
atas membutuhkan perhatian khusus. Dalam Tabel 11.1 dan 11.2 berbagai
tegangan uji untuk tegangan sistem transmisi yang berbeda diberikan.
Untuk penelitian dan pengembangan, tingkat tegangan yang dibutuhkan
biasanya sekitar 13 kali tegangan uji maksimum yang dibutuhkan. Oleh karena
itu, laboratorium ditujukan untuk tegangan sistem yang berbeda harus memiliki
tegangan uji seperti yang tersedia di Tabel 11.3 dan 11.4.
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
6/22
6
Tabel 11.1 Uji Tegangan untuk Peralatan (Sistem a.c.)
Tegangan
Nominal
kV (rms)
Saluran ke
Tegangan
GroundkV (peak)
Frekuensi
Daya
denganTegangan
kV (rms)
Tegangan
Impuls
kV (peak)
Switching
Penahan
TeganganUji
kV (peak)
Uji
Tegangan
PolusikV (rms)
400 335 530 1425 875 280
525 430 670 1800 1100 330
765 625 960 2300 1350 500
1100 900 1416 2800 1800 700
1500 1220 1920 3500 2200 950
Tabel 11.2 Uji Tegangan untuk Peralatan (Sistem d.c.)
Tegangan
Nominal
kV
DC
Penahan
tegangan
kV
Polaritas
reverse
tegangan
uji kV
Impuls
Tegangan
kV (peak)
Switching
Penahan
Tegangan
Kejut kV
(peak)
Uji
Tegangan
Polusi
kV
400 800 600 1350 1000 440
600 1200 900 1900 1500 660
800 1600 1200 2300 2000 880
Dari nilai yang diberikan dalam Tabel 11.3 dan 11.4, kita dapat
menyimpulkan bahwa laboratorium dimaksudkan untuk pengujian dan
pengembangan peralatan untuk sistem ac 100 kV memerlukan transformator uji1,5 sampai 2,0 M, dorongan generator yang dinilai selama 5 sampai 6 MV, dan
pentearah tegangan tinggi dc dari 1,2 sampai 1,5 MV.
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
7/22
7
Tabel 11.3 Uji Tegangan Diperlukan untuk Tegangan Sistem yang berbeda-
beda (ac Systems)
Tegangan
NominalkV (rms)
Daya
FrekuensiTegangan
kV (rms)
Uji Tegangan
PolusikV (rms)
Impulse
(standar/tegangan)kV (peak)
Switching
TeganganKejut
kV (peak)
400 800 300 2400 1150
765 1000 500 3000 1750
1100 1400 700 3700 2300
1500 1900 1000 4600 2800
Tabel 11.4 Uji Tegangan Diperlukan untuk Tegangan Sistem yang berbeda-
beda (dc Systems)
Tegangan
Nominal
kV
Tegangan d.c.
kV
Uji Tegangan
Polusi
kV
Tegangan
Impuls
(standar)
kV (peak)
Switching
Tegangan
Kejut
kV (peak)
400 800 500 1750 1300600 1200 700 2500 2000
800 1600 900 3000 2600
Laboratorium tegangan tinggi dimaksudkan untuk tegangan sistem 400 kV
atau kurang untuk seperti tegangan super tinggi dinilai peralatan. Tingkat isolasi
untuk 400 kV peralatan sistem diberikan di bawah ini.
Impulse menahan tegangan: Saluran ke bumi = 1425 kV (peak)(tegangan impuls standard): Tahap ke fase = 1640 kV (peak)
frekuensi daya penahan Satu menit kering = 680 kV (rms)
Sesaat kering = 800 kV (rms)
30 detik basah = 630 kV (rms)
Tingkat corona Visible = 320 kV (rms)
Untuk data di atas dapat disimpulkan bahwa faktor lebih dari 3 untuk
tegangan impuls dan faktor dari 2 sampai 2,5 untuk tegangan frekuensi daya
(line tertinggi ke tanah tegangan puncak) yang diadopsi untuk tegangan sistem
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
8/22
8
400 kV dan kurang. Oleh karena itu, perkiraan peralatan harus setidaknya
sekitar 900 kV (rms) untuk frekuensi daya dan 2000 kV (peak) untuk tegangan
impuls. Perkiraan peralatan masih kurang, jika laboratorium dimaksudkan untuk
tegangan sistem 132 kV atau 230 kV dan dapat tersampai dengan
mempertimbangkan tegangan uji yang diperlukan.
11.5.2 Peralatan Pengujian Nilai Tegangan dan Daya
a. Penguj ian Peralatan DCTegangan Tinggi dc, tes dilakukan dengan menggunakan rectifier
mengalir. Pertimbangan hati-hati diperlukan ketika tes pada isolasi yang harus
dilakukan yang membutuhkan arus 50 dari 200 mA , tapi pita predischarge
kuat 0,5-1,0 A durasi milidetik dapat terjadi. Oleh karena itu, generator harus
memiliki reaktansi internal yang memadai untuk mempertahankan tegangan
uji tanpa drop tegangan yang terlalu tinggi. Perkiraan tegangan diberikan
dalam Tabel 11.4, dan perkiraan daya dapat bervariasi dari beberapa kW
hingga beberapa ratus kW.
b. Penguj ian Peralatan DayaHal ini diketahui bahwa tegangan flashover dari isolator di udara atau
minyak atau dalam beberapa cairan tergantung pada kapasitansi dari sistem
pasokan , karena kenyataan bahwa drop tegangan mungkin tidak
mempertahankan predischarges sebelum kerusakan . Oleh karena itu, minimal
sekitar 1000 pF atau lebih secara paralel dengan isolator, energi diperlukan
untuk menentukan flashover nyata atau tegangan tusuk, dan generator harus
menyediakan setidaknya 1 A dalam kasus bersih dan 5 A dalam kasus isolator
bercampur di uji tegangan pada sirkuit pendek. Nilai perkiraan - kapasitansi
diri dari peralatan yang berbeda diberikan di bawah ini :
Insulator kurang dari 100 pF
Bushing 100 sampai 40OpF
Transformator arus 200-600 pF
Transformator daya (1 MVA dan di atas) 1000-8000 pF
Kabel per 10 m panjang 1000-3000 pF
Output dari pengujian transformator akan diberikan oleh
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
9/22
9
Dimana f = frekuensi pasokan,
C = kapasitansi di pF, dan
V = Uji tegangan pada terminal transformator di kV (rms).
Transformator diri kapasitansi dan kapasitansi berbagai tegangan tinggi
(ring), dll juga harus dimasukkan dalam menentukan kapasitansi beban. Dari
angka di atas itu tersirat bahwa power perkiraan minimal transformator
pengujian 1 MV akan menjadi sekitar 300 kV A. Biasanya, perkiraan daya
dari transformator pengujian di kVA (kesatuan) adalah sekitar diambil untuk
menjadi sama dengan perkiraan tegangan di W.
c. Generator I mpulseTegangan pengisian maksimum dari sebuah generator tegangan impuls
yang diberikan oleh tegangan tahap dikalikan dengan jumlah tahap. Nilai
puncak Vstegangan impuls untuk standar 1.2/50 s gelombang
Dimana Vdc = Pengisian tegangan,
n = jumlah tahapan dalam generator,
CL = kapasitansi beban, dan
Cg = Generator kapasitansi.
Untuk Cg/CL5, nilai puncak dari tegangan keluaran generator impuls
akan sekitar VS = 0,7 nVdc. Dengan kata lain, perkiraan genset harus
setidaknya 1,3 kali lebih dari tegangan output yang diinginkan. Perkiraan
energi dari generator impuls pada perkiraan tegangan maksimum diberikan
oleh
Dimana W = energi yang tersimpan,
Cg= kapasitansi dari generator di pF, dan
V = Total pengisian tegangan kV.
Dalam rangka untuk menguji transformer yang memiliki kapasitansi
yang besar, minimal 30.000 sampai 40.000 pF generator kapasitansi
diperlukan. Sebuah perhitungan sederhana akan menunjukkan bahwa minimal
135 kJ diperlukan untuk 3 MV impuls Generator, jika spesifikasi IEC untuk
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
10/22
10
bentuk gelombang impuls harus dipertahankan. Perkiraan energi minimum
dari 6 MV impuls Generator akan sekitar 600 kJ. Dari sini dapat disimpulkan
bahwa perkiraan energi dalam kilojoule dapat diperkirakan untuk menjadi
sama dengan 0,1 kali nilai tegangan dalam kV.
Tidak ada masalah penumpukan ukuran kapasitansi besar dalam
bentuk sejumlah kapasitor dan untuk mengisi mereka secara paralel dan
melepaskan mereka dalam seri untuk memberikan puncak dibalaskan
gelombang impuls standar. Tetapi banyak kesulitan dalam mengurangi
induktansi internal sirkuit untuk minimum untuk mendapatkan depan curam
dan untuk menghindari osilasi. Sebagai contoh, 4 MV rangkaian uji impuls
Generator memiliki panjang sama dengan tinggi dari generator ditambah dua
kali jarak antara benda uji dan generator. Induktansi keseluruhan rangkaian
tersebut termasuk induktansi internal generator akan mudah lebih dari 140 H.
Dengan pembangkit seperti itu, tidak mungkin untuk menguji obyek
kapasitansi 5000 pF dengan waktu 1,2 s dan dengan kurang dari 5 %
overshoot. Oleh karena itu, desain yang sangat hati-hati dan pertimbangan
yang sangat hati-hati dari rangkaian tes hanya dapat memberikan kondisi
pengujian optimum yang tidak jauh dari spesifikasi teoritis.
Perlunya perubahan yang cepat dari rangkaian tes dari impuls standar
untuk beralih lonjakan memerlukan studi yang cermat untuk menempatkan
seri dan resistor paralel ketika memproduksi beralih lonjakan seperti 100/1000
s atau 200/2000 s gelombang, di mana efisiensi generator sangat jauh
berkurang. Juga, waktu awal dan resistor waktu akhir harus hati-hati dinilai,
karena mereka harus menghilangkan sejumlah besar energi daripada dalam
kasus impuls standar.
d. Penguj ian Peralatan Tegangan Tinggi LainnyaBiasanya, peralatan pengujian lainnya yang akan tersedia adalah, (i)
generator arus impuls untuk pengujian penangkal petir, (ii) fasilitas pengujian
untuk mengukur RIV dan parsial discharge, (iii) kesenjangan bola untuk
tujuan pengukuran dan kalibrasi, dan (iv) tegangan tinggi Schering jembatan
untuk pengujian dielektrik. Biasanya, generator arus impuls yang dinilai antara
100-250 kA dengan perkiraan energi 50 sampai 100 kJ. ini lebih dari cukup
untuk pengujian dengan arus sambaran petir. Pengukuran RIV membutuhkan
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
11/22
11
pengujian transformer bebas dari discharge intern. peralatan deteksi harus
mampu mendeteksi 0,01 pico Coulomb dari muatan dalam benda uji
kapasitansi 100 pF dan 2 sampai 3 coloumbs pico pada 1 F uji kapasitansi.
Oleh karena itu, uji transformator harus memiliki debit internal urutan yang
sama atau kurang pada nilai tegangan yang ditentukan. Kemungkin untuk
merancang transformator pengujian ac dengan proteksi yang diperlukan , dll
dengan debit internal yang kurang dari 5 pC di 500 kV.
Dimana kesenjangan yang digunakan , adalah penting untuk
memberikan pemikiran yang tepat ukuran dan kebutuhan ruang . Perhatian
yang tepat harus diberikan untuk (i) jenis dan besarnya tegangan yang akan
diukur, (ii) rentang operasi tetap melihat bahwa jarak memicu kurang dari 0,5
kali diameter bola, dan (iii) kebutuhan ruang seperti yang ditentukan di IS:
1876-1961 dan spesifikasi lainnya.
11.5.3 Ukuran dan Dimensi Peralatan di Laboratorium Tegangan Tinggi
Laboratorium tegangan tinggi dapat berupa (a) tipe indoor atau (b) tipe
outdoor. Jenis ruangan memiliki keuntungan yaitu perlindungan peralatan
pengujian terhadap kondisi cuaca, kesederhanaan dalam desain dan kontrol dari
peralatan uji, dan penyediaan fasilitas pengamatan selama pengujian. Tapi
laboratorium di luar ruangan memiliki keuntungan yaitu biaya yang lebih rendah
karena tidak adanya biaya bangunan dan biaya tata letak fasilitas yang
direncanakan, tetapi daerah uji luar ruangan memiliki keterbatasan seperti (i)
adanya pengangkat dan fasilitas pendukung, (ii) kondisi iklim yang dapat
membatasi atau menghalangi pengujian, (iii) reproduksibilitas hasil tidak
dijamin karena kondisi atmosfer yang tidak terkontrol, dan (iv) studi uji buatan
dan basah yang sulit karena variasi angin, dll
Bila laboratorium tegangan tinggi direncanakan sebagai laboratorium
dalam ruangan, angka-angka berikut memperbaiki dimensi laboratorium:
(i) Ukuran alat uji untuk ac, dc, atau generator impuls,(ii)Jarak antara benda uji dan tanah selama kondisi pengujian dan juga antara
semua terminal tegangan tinggi dan dibumikan atau dibumikan lingkungan
seperti dinding, atap bangunan, dan alat uji lainnya tidak diberi energi.
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
12/22
12
Tabel 11.5 Dimensi Perkiraan Pengujian Aparatur dan Uji Objects
Sistem
Tegangan
Nominal
kV (rms)
Jarak
Pengujian
Transformator
a.c.
m
Jarak
Generator
Impuls
m
Dimensi Penguj ian Objek
Panjang
(m)
Lebar
(m)
Tinggi
(m)
400 10 6 7 2 11
765 15 8 11 2 17
1100 18 12 17 2 24
1500 21 15 28 2 38
Pada Tabel 11.5 diberikan ukuran perkiraan dan dimensi dari
transformator uji dan generator impuls untuk tegangan sistem yang berbeda.
Tabel tersebut juga memberikan ruang minimum yang harus disediakan untuk
peralatan.
Mengenai izin, jarak minimum antara permukaan tegangan tinggi dan
titik-titik tanah, mereka sangat penting dalam pengujian tegangan tinggi.
Perkiraan kelonggaran yang direkomendasikan adalah sebagai berikut:
a.c. tegangan frekuensi daya : 200 kV (rms)/m
DC tegangan : 275 kV/m
Tegangan Impulse : 500kV/m
Untuk beralih lonjakan, clearance yang bekerja dari berikut perkiraan
rumus
d = (2V)2
dimana d adalah dalam m, dan V dalam MV.
Jarak bebas di atas aman, asalkan tegangan uji tidak melebihi 1,5 MV
untuk ac dan DC tegangan dan 2,5 MV untuk impuls dan switching tegangan
gelombang. Untuk tegangan tinggi jarak bebas harus dikerjakan dengan
mempertimbangkan penahan tegangan untuk konfigurasi batang -pesawat.
Karakteristik yang diberikan pada Gambar 11.1. Jarak yang diperlukan untuk
lingkungan untuk beralih lonjakan durasi yang panjang sekitar 12 m untuk 760
kV dan 30 m untuk 1500 kV peralatan tegangan sistem. Oleh karena itu, dari
data di atas dan dari Gambar. 11.1 itu eviden bahwa laboratorium tegangan
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
13/22
13
tinggi dinilai jauh 400 kV dan di atas practicall dikondisikan oleh ances yang
jelas diperlukan untuk beralih tes gelombang.
11.5.4 Tata Letak Laboratorium Tegangan Tinggi
Tata letak laboratorium tegangan tinggi merupakan aspek penting
untuk menyediakan sebuah fasilitas pengujian yang efisien. Pengaturan
laboratorium banyak berbeda dari peralatan tunggal untuk arus dc, ac, dan
pengaturan impuls dalam program pengujian yang berbeda. Setiap
laboratorium harus dirancang secara individual mengingat jenis peralatan
yang akan diuji, ruang yang tersedia, aksesoris lain yang diperlukan untuk
tes, ruang penyimpanan yang diperlukan, pembumian akhir, peralatan
kontrol, dan tindakan pencegahan keselamatan memerlukan perkiraan
paling hati-hati.
Pembangunan Laboratorium
Konstruksi bangunan tidak penting kecuali tes ionisasi adalah
konduktor. Untuk meminimalkan masalah pembebanan lantai dan untuk
menyederhanakan pengaturan pembumian, lokasi permukaan tanah lebih
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
14/22
14
disukai. Lantai harus menahan beban yang dikenakan pada peralatan dan
benda uji. Pengaturan harus dilakukan untuk memastikan bahwa
laboratorium bebas dari debu, rancangan, dan kelembaban yang
berlebihan. Jendela laboratorium mungkin memerlukan pengaturan
pemadaman untuk tes corona visual, dll ruang kontrol harus ditempatkan
sedemikian rupa untuk menyertakan pandangan keseluruhan baik dari
laboratorium adalah daerah uji. Pintu akses utama ke daerah uji harus
mengakomodasi peralatan uji dan benda uji dan memiliki pengaturan
saling memadai dan sistem peringatan untuk memastikan keamanan untuk
perangkat. Sebuah tata letak khas dari tegangan tinggi laboratorium
menampung 1,0 MV ac pengujian transformator dan generator impuls 3
MV ditunjukkan pada Gambar 11.2. Lingkaran putus-putus menunjukkan
izin yang diperlukan.
1 , 2 , 3 - Cascade trafo set : 1 MV
4 - dc satuan pengisian : 200kV5 - Arus Generator Impulse : 200 KA
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
15/22
15
6 - Impulse generator tegangan : 3MV
7 - Sphere gap : 2 meter diameter
8 - dc uji set : 300kV
9 - Ruang kontrol Faraday cage : 5 x 3,5 x 3m3
Izin untuk berbagai peralatan ditandai dengan lingkaran rantai
Gambar. 11.2 Tata letak laboratorium tegangan tinggi khas dengan
1 MV kaskade trafo dan 3 MV Generator Impulse.
11.5.5 Laboratorium Tegangan Tinggi di India dan Luar Negeri
Fasilitas pengujian Tegangan Tinggi dan ukuran besar laboratorium
tegangan tinggi yang tersedia hanya beberapa tempat di negeri ini, karena
masing-masing dari mereka biaya beberapa juta rupee. Telah dinyatakan
(ref. 6) bahwa laboratorium tegangan tinggi sepenuhnya disaring dengan
semua tes dan fasilitas penelitian akan biaya Rs. 100 crores atau bahkan
lebih. Pada Tabel 11.6 rincian beberapa ukuran besar laboratorium
tegangan tinggi di dunia yang terdaftar bersama dengan peringkat
peralatan yang tersedia. Tabel 11.7 memberikan rincian beberapa
laboratorium tegangan tinggi di India. Beberapa laboratorium seperti yang
di Indian Institute of Science, Bangalore, Central Power Research Institute,
Bangalore, dan Indian Institute of Technology, Madras memiliki fasilitas
penelitian yang memadai tersedia selain fasilitas tes normal.
Terlepas dari laboratorium atas, menengah jenis industri
laboratorium yang tersedia dengan organisasi seperti National Uji House,
Alipore, Calcutta, dan Bharat Heavy Electricals Limited, R & D Satuan,
Hyderabad dll, yang melakukan pengujian normal dan juga menyediakan
fasilitas untuk melakukan penelitian.
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
16/22
16
Tabel 11.6 Laboratorium Tegangan Tinggi di Luar Negeri
No. Lokasi
Ukuran
Fasilitas
Pengujian
Frekuensi Daya
Fasilitas
Pengujian
Tegangan
Impulse
Fasilitas
Switching
Tegangan
KejutPanjang
(m)
Lebar
(m)
Tinggi
(m)
Tegangan
(MV)
Arus
(A)
Tegangan
(MV)
Energi
(KJ)
1 Les Renardiers Electricite De France, France 65 65 45 2,25 1 7,2 450 6,0
2 Hydro-Quebec, Montreal, Canada 82 67 57 3,30 2 6,4 400 6,0
3 CESI, Milan, Italy 45 40 35 2,25 - 4,8 200 3,0
4 U.S.S.R. 115 80 60 3,00 - 7,2 - -
5 Hemsdorf, GDR Outdoor 2,25 2 7,2 - -
6 Australia Outdoor 1,50 - 8,0 - -
7 Hitachi, Japan 60 40 31 1,65 - 4,0 600 -
8 ASEA, Sweden 47 25 25 1,50 - 3,2 140 -
9 CERL, U.K. 41 28 22 1,20 - 4,0 100 -
10 CEPEL, Brazil 44 30 27 - - - - -
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
17/22
17
Tabel 11.7 Laboratorium Tegangan Tinggi di India
No. Lokasi
Ukuran
Fasilitas
Pengujian
Frekuensi Daya
Fasilitas
Pengujian
Tegangan
Impulse
Fasilitas
Switching
Tegangan
KejutPanjang
(m)
Lebar
(m)
Tinggi
(m)
Tegangan
(MV)
Arus
(A)
Tegangan
(MV)
Energi
(KJ)
1 Bharat Heavy Electricals Ltd., Bhopal 67 35 35 1,5 2 4,0 400 2,0
2 Central Power Researth Institute, Bangalore 50 40 35 1,8 2 2,4 30 1,5
Fasilitas Pengujian Outdoor
3 Indian Institute of Science, Bangalore 37,5 30 20 1,05 1 3,0 50 1,6
4 Indian Institute of Technology, Madras 28,0 10 9,7 0,80 - 1,5 37,5 -
5 Government Engineering College, Jabalpur (MP) 36,0 26 30 0,50 - 1,6 26,4 -
6 Anna University, Madras 25 15 15 0,30 - 1,2 - -
7 Jadavpur University, Calcutta 25 15 20 0,25 - 1,4 16,0 -
8 Engineering College, Jawaharlal Nehru
Technological University, Kakinada (AJP)
20 12 8 0,50 - 1,4 16,0 -
9 Central Power Research Instinite's UHV Lab.,
Hyderabad
Fasilitas Outdoor 1,60 6,0 5,4 750 3,7
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
18/22
18
11.6 PENTANAHAN PADA PENGUJIAN LABORATORIUM
Sebuah sistem pembumian atau pentanahan berarti potensi referensi stabil
didirikan biasanya diambil untuk menjadi potensial nol. Ada tiga jenis dasar (i) ide
dasar, (ii) titik tanah tunggal (Gambar 113a), dan (iii) tanah bus (Gambar 11.3b). Dari
semua ini, tanah terbaik adalah tanah yang ideal yang tidak dapat direalisasikan dalam
praktik. Titik tanah tunggal, dan bus tanah adalah paling tidak memuaskan. Tanah yang
ideal dapat didekati dengan sebuah pesawat ekipotensial diwujudkan dengan bahan
konduksi terbatas. Laboratorium ditutupi oleh lembaran logam tembaga di las menjadi
satu kesatuan, Tapi ini sangat mahal dan jarang digunakan. Sebuah titik tanah tunggal
umumnya digunakan. Dalam hal ini (lihat Gambar.11.3a) grid pembumian dipasang
dalam lantai laboratorium, dan koneksi dari grid diberikan oleh konduktor tembaga
berukuran besar ke titik yang diidentifikasi sebagai titik kesamaan. Hubungan dasar
berbagai peralatan dan komponen lain dari rangkaian tes tegangan tinggi dapat
dilakukan terhadap landasan bersama. Tegangan tinggi impuls tes menimbulkan arus
tinggi beberapa ampere kilo, dan tingkat di mana arus dapat berubah berkisar antara
107-109 A / s. Jika perawatan yang tepat tidak diambil, flashover atau kerusakan
mengontrol gigi dan risiko hidup kepada orang-orang dapat terjadi. Untuk menghindari
kesulitan-kesulitan ini, strip tembaga yang digunakan sebagai pengganti konduktor
bulat untuk meminimalkan induktansi di sirkuit tanah. Kedua, kotak logam tertanam di
lantai beton menimbulkan resistansi kurang dan induktansi dalam rangkaian tanah.
Tanah ini efektif hanya jika strip ukuran besar digunakan dengan jarak dekat. Sistem
tanah harus memastikan kondisi berikut:
1. ketidaksempurnaan sistem grounding harus dihindari, karena mereka menyebabkanperbedaan tegangan yang berlebihan antara titik dan menyebabkan flashovers,
kerusakan, atau bahaya bagi kehidupan manusia,
2. akan menyebabkan arus lingkaran berlebihan sepanjang selubung kabel pengukuran,yang akan memperkenalkan kesalahan dalam pengukuran,
3. sistem grounding harus sedemikian rupa sehingga drop tegangan sepanjang sistemtanah, tegangan pada satu lingkaran, dan arus yang beredar di loop dihindari atau
diminimalkan,
4. saluran logam harus digunakan untuk kabel pengukuran dan kontrol untukmenghindari efek induktansi netral antara grid tanah dan kabel.
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
19/22
19
Gambar .
11.3 1 - generator tegangan impuls, 2 - Sphere gap, 3 - Posisi benda uji untuk
pengujian impuls, 4 - generator arus Impulse, 5 - Posisi benda uji untuk generator
arus impuls, 6 - Ruang kontrol dan posisi osiloskop, 7 - Pengisian set rectifier, E -
posisi bumi titik tunggal, G - posisi koneksi tanah, GB - tanah bus
Sebuah sistem pembumian khas yang baik terdiri dari jaringan tembaga dengan
jerat dari lebar 1m ditetapkan di bawah permukaan tanah di sekitar area uji impuls dan
terhubung dengan baik. Jaringan ini diperluas di seluruh wilayah yang terdiri dari
semua peralatan seperti pengujian transformator, pengisian pengatur rectifier tegangan
tinggi, bay, dll grid harus elektrik terhubung ke semua frame logam dan memperkuat
besi di dinding beton dan pilar bangunan di titik bawah mereka. Daerah uji impuls harus
diberikan dengan spread, menggeliat, atau memperluas jaringan tembaga di lantai
ketebalan sekitar 2 mm dengan batang tanah didorong ke dalam bumi dengan
kedalaman sama dengan tinggi dari generator impuls. Batang di las ke jaringan tembaga
di dalam serta jaringan tembaga permukaan. Fasilitas koneksi bumi harus disediakan
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
20/22
20
untuk setiap m daerah 16 persegi sehingga memimpin terpendek dapat digunakan dari
posisi apapun di dalam laboratorium.
Dimana pengukuran ionisasi harus dibuat, sistem pembumian harus menjaga
tingkat RIV dari sumber eksternal ke nilai terendah. Selain itu, energi frekuensi tinggi
yang dihasilkan selama tes impuls seharusnya tidak menimbulkan masalah di sekitar
daerah uji. Jika hal ini yang harus dipenuhi seluruh laboratorium harus dibangun
menjadi sebuah sangkar Faraday.
Tata letak umum laboratorium dengan pipa saluran untuk kontrol dan pengukuran kabel
ditunjukkan pada Gambar 7.55 ( lihat Bab 7). Tata letak tersebut akan menghindari
semua gangguan.
11.6.1 Proteksi Elektromagnetik dan Bumi pada Laboratorium Tegangan Tinggi
Sebuah laboratorium tegangan tinggi, kecil, menengah atau besar dalam
ukuran harus memiliki beberapa jenis skrining terhadap gangguan medan
elektrostatik dan elektromagnetik. Skrining penting jika pengukuran partial
discharge harus dibuat di laboratorium. Sebuah redaman kurang dari 40 db
diperlukan untuk redaman sinyal listrik pada rentang frekuensi dari 1 MHz,
sementara pelemahan masih lebih rendah diperlukan untuk sinyal
elektromagnetik. Dalam uji laboratorium lebih besar tingkat redaman karena
gangguan yang lebih tinggi dan timbul terutama karena skrining tidak sempurna.
Salah satu cara untuk memeriksa skrining adalah untuk tune saku - radio portabel
dan berjalan di sekitar laboratorium menyetel radio untuk frekuensi yang berbeda
antara 500 kHz sampai 10 MHz. Sinyal seharusnya tidak didengar. Namun, sering
ditemukan bahwa peningkatan tingkat sinyal secara signifikan ketika kabel atau
stopkontak listrik disilangkan. Jika mungkin, cek sama dapat dilakukan dengan
kontrol volume otomatis (menguasai) terputus. Sumber-sumber gangguan di
dalam laboratorium adalah (i) beralih transien akibat switching atau switching-off
beban seperti lift atau crane, trafo dll, (ii) sirkuit penyearah, dan (iii) pelindung
kabel bertindak sebagai antena untuk sinyal luar. Perawatan harus diambil untuk
melihat bahwa di atas dihindari. Pemutaran terbaik diperoleh jika atap, dinding
dan area lantai disaring dengan logam wire mesh diperluas dan bergabung
bersama-sama. Selanjutnya, semua konduktor listrik sepenuhnya diputar di
saluran logam yang busur berjalan di bawah jaringan logam lantai.
Untuk tujuan pengukuran, satu poin di sirkuit jangan seperti dasar dari
sebuah benda uji atau generator tegangan impuls harus dibuat tanah referensi atau
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
21/22
21
potensi titik nol ini biasanya terganggu pengukuran untuk indikasi kesalahan
dalam transformator selama pengujian impuls, tes dengan gelombang cincang dll
sebagai paku dimasukkan ke dalam sirkuit tes karena tegangan rendah konduktor
yang berjalan ke ruang kontrol dari daerah uji impuls yang membawa sinyal
operasi besarnya besar untuk mengendalikan generator impuls, kesenjangan bola
dll Sebagai seperti berpotensi perbedaan dibuat sesaat selama periode transient
antara pangkal generator tegangan impuls dan bahwa dasar mengukur tegangan
pembagi dan benda uji. Perbedaan ini dilakukan pada alat pengukur yang akan
memberikan hasil yang salah. Perbedaan tegangan ini dapat dikurangi dengan
mengurangi impedansi dari sisi tanah dari rangkaian tes. Metode yang paling
efektif untuk mengurangi perbedaan tegangan adalah memiliki konduktor kembali
dalam bentuk lembaran logam ditempatkan di atas lantai. Beberapa laboratorium
menggunakan jaring tembaga kasar atau jaring aluminium atau lembaran
aluminium, tetapi mereka tidak sangat efektif.
PERTANYAAN
1. Sebutkan fasilitas apa saja yang biasanya ada pada laboratorium tegangan tinggi.2. Apa kriteria yang digunakan dalam pemilihan nilai dari peralatan pengujian pada
laboratorium tegangan tinggi?
3. Mengapa sistem pentanahan sangat diperlukan pada laboratorium tegangan tinggi?Jelaskan jenis sistem pentanahan yang digunakan.
4. Tentukan ukuran dari laboratorium tegangan tinggi jika diketahui peralatan yangdigunakan sebagai berikut:
AC testing transformer : 25 kVA, 250 kV
Ukuran : 1.2 m dia x 3 m (termasuk tinggi ring)
Generator teg. Impuls : 800 kV, 24 kJ
Ukuran : 1.5 m x 1.5 m x 3 m
Unit beban membutuhkan ruang sebesar 1m x 1mx 1m.
Peralatan tambahan meliputi sebuah sphere gap 75 cm, pembagi kapasitas tegangan 900
kV, dan kapasitor udara 200 kV.
5. Apa tindakan yang harus dilakukan saat membumikan (grounding) generator arus impuls.Berikan jenis pentanahan yang harus dibuat pada generator arus impuls 160 kJ, 200kA.
-
7/22/2019 Translate Teknik Tegangan Tinggi
22/22
22
DAFTAR PUSTAKA
August F. Metraux. * 'Some problems and actual limits of test techniques at extra high
voltages",Haefely Publication. EIS 14 (1969).
August F. Metraux,' 'Earthing of impulse stations' *,Haefely Publication, 508040'IE(1962).
Govinda Raju, G.R., "Planning of H.V. laboratories". Lecture Notes on H.V Laboratory
Testing Techniques* Summer School, IISc, Bangalore (1977).
Gopalakrishna, H.V., "Design of H.V. laboratories". Lecture Notes on H.V. Testing
Techniques, Summer School, USc, Bangalore (1975).
N.R. Hylten Cavallius and T.N. Giao, *'Floor net used as ground return in highvoltage test
areas", Tr. IEEE, PAS, /MS-88,996, July (1969).
Hylten Cavallius, N.,High Voltage Laboratory Planning, Emael Haefely & Co. Ltd.,Basel,
Switzerland, 1988.