Peralatan Tegangan Tinggi

Peralatan

Company Logo

Contents

Jenis Peralatan Tegangan Tinggi

1

Spesifikasi Peralatan Tegangan Tinggi

Company Logo

Jenis Peralatan Tegangan Tinggi

Peralatan Pengaman (Proteksi)

- Circuit Breaker

- Surge Protector (Arrester)

Isolator

Transformator

- Transformator Tenaga

- Instrument Transformer (CT dan PT)

Konduktor Tegangan Tinggi

Kapasitor Tegangan Tinggi

Company Logo

Company Logo

Indoor vs Outdoor

Indoor circuit breaker adalah CB yang terpasang didalam ruangan. Medium isolasinya untuk tegangan tinggi biasanya berupa gas misalnya pada GIS.

Outdoor circuit breaker adalah CB yang terpasang diluar ruangan. Medium isolasinya adalah udara terbuka yang diperoleh dengan mengatur jarak antar celah konektor.

Dead Tank vs Live Tank

Company Logo

Pada dead tank CB, peralatan switching terdapat didalam kontainer metalik yang dipenuhi bahan isolator. Konduktor terhubung ke peralatan switching melalui bushing yang dilengkapi dengan CT tegangan rendah

Pada live tank CB, interupter (switching) terdapat didalam bushing yang terisolasi. Konduktor terhubung ke peralatan switching melalui bushing tanpa dilengkapi CT.

Company Logo

Air Blast Circuit Breaker (ABCB)

Pada CB jenis ini interupsi terjadi melalui mekanisme pengaliran udara murni bertekanan tinggi untuk meredam busur arus yang terbentuk antara kontak yang dipisahkan. Udara bertekanan tinggi masuk bersamaan dengan pemisahan kontak yang diikuti oleh pembukaan katup pneumatik yang mengalirkan udara bertekanan tinggi ke dalam tangki interupter, udara ini kemudian mendinginkan udara terionisasi disekitar kontak dan memutuskan aliran busur arus ketika arus nol pertama kali.

Company Logo

Oil Circuit Breaker

Bulk Oil

Interupter unit ditempatkan pada tangki berisi minyak yang berfungsi mengisolasi kontak sekaligus memadamkan busur arus yang terbentuk. Kemampuan interupsi ditentukan oleh kecepatan pemisahan kontak dan kemampuan minyak isolasi dalam mendinginkan gas hidrogen yang terbentuk ketika interupsi terjadi. Untuk itu CB ini dilengkapi nozzle yang akan mengalirkan gas keluar tangki minyak.

Minimum Oil

Interupter unit ditempatkan dalam ruangan isolasi (insulating chamber) pada potensial tinggi diatas kolom yang berisolasi. Dengan cara ini maka jumlah minyak yang dibutuhkan untuk mengisolasi dan memadamkan busur arus yang terbentuk lebih sedikit. CB ini juga lebih handal, karena berkurangnya kualitas minyak akibat switching berulang kali dapat dihindari dengan penggunaan sedikit minyak.

Company Logo

Minimum Oil Circuit Breaker

Company Logo

One pole of a 12 kV minimum-oil circuit breaker.

1.vent; 2.air chamber; 3.upper main terminal; 4.tulip contact; 5.arc control chamber; 6.contact rod; 7. contact roller; 8.lower main terminal; 9.crank housing; 10.oil level observation glass.

Vakum Circuit Breaker

Company Logo

Vakum circuit breaker memanfaatkan ruangan vakum untuk memadamkan busur arus yang terbentuk. Busur arus yang terbentuk tidak akan dapat bertahan lama dalam ruang vakum sehingga bisa hilang dengan sendirinya. Pemutusan dilakukan dengan memisahkan kontak dalam ruang vakum, sehingga busur arus yang terbentuk mengecil dan hilang. Ionisasi tidak akan terjadi dalam ruang vakum karena tidak terdapat udara.

Ketika pemisahan kontak terjadi maka panas arus busur akan sedikit mengionisasi permukaan logam kontak, sehingga mekanisme pemisahan dibantu dengan menggunakan gaya magnet axial pada permukaan kontak yang dihasilkan segmen spiral pada permukaan kontak ketika busur arus terjadi. Dinding ruang vakum dibuat dari bahan isolator sebagian atau seluruhnya dan diberi shield untuk menghindari efek panas yang dapat merusak isolasi dinding vakum ketika uap logam yang terionisasi menempel pada dinding vakum.

Vakum circuit breaker efektif digunakan pada tegangan tinggi menengah tanpa butuh perawatan selama 10 000 kali operasi beban normal.

Vacuum Circuit Breaker

(a) Construction of 24 kV vacuum breaker. 1, upper breaker terminal; 2, fixed contact: 3, moving contact: 4, interrupter body; 5, lower breaker terminal; 6, insulating coupler; 7, contact pressure spring; 8, metal bellows.(Courtesy of Siemens.) (b) Details of the contacts for the current I to produce an axial magnetic field in the vacuum.

SF6 Circuit Breaker

Company Logo

SF6 merupakan gas elektronegatif yang memiliki kemampuan isolasi, dielektrik dan peredaman busur arus yang sangat baik sehingga banyak digunakan pada peralatan tegangan tinggi seperti pada GIS (Gas Insulated Switchgear), kapasitor tegangan tinggi dan isolasi kabel tegangan tinggi.

Pada SF6 CB, gas SF6 ditempatkan sebagai medium interupsi dalam ruangan interupter. Gas SF6 yang memadamkan busur arus pada suhu 1000 kemudian terdekomposisi menjadi gas SF₄, SF₂, S₂, F₂, S dan F yang bersifat racun dan dapat merusak logam pada kontak dan dinding ruang interupter pada CB. Untuk menghindari hal ini maka sisa dekomposisi SF₆ harus dikeringkan dengan menggunakan campuran kalsium soda (NaOH + CaO) dengan alumina aktif pada ruang interupter.

Gas SF₆ juga mengalami kondensasi pada suhu dibawah 00 _C

sehingga apabila CB beroperasi pada kondisi ini, gas SF₆ biasanya dicampur dengan nitrogen atau diberi pemanas khusus.

Double Pressure SF6 CB

Self Extinguisher SF6 CB

Puffer Type SF6 CB

Company Logo

Section through a puffer-type SF6 circuit breaker. 1, current terminals; 2, main contact, fixed; 3, main contact, moving as a piston; 4, arcing contact, moving; 5, arcing contact, fixed; 6, exhaust compartment; 7, insulating nozzle; 8, sheath seal; 9, transmission link; 10, operating level; 11, lever fulcrum; 12, compression cylinder; 13, insulating cylindrical enclosure (.C ourtesy of Asea

Surge Protector (Arrester)

Company Logo

Surge Arrester merupakan peralatan tegangan tinggi yang berfungsi membatasi high transient voltage ( tegangan tinggi transient) yang muncul ketika sistem mengalami gangguan tegangan lebih (surja dan petir) dengan cara mengalirkan tegangan lebih ke terminal pembumian dan mengurangi amplitudo tegangan lebih yang mengalir di sistem ke level yang diperbolehkan dan aman bagi sistem yang dilindungi (lebih kecil dari tegangan impulse yang dapat ditahan peralatan). Tingkat kenaikan amplitudo tegangan (rrrv) lebih dalam selang waktu tertentu akan sama jika arrester digunakan sehingga:

''

'

₁ 2 1 1

t

Vt

t

Vt =

Surge Protector (Arrester)

Jenis Surge Arrester

Company Logo

Arrester atau diverter umumnya terbagi atas dua jenis yang dapat dipilih sesuai dengan karakteristik surja tegangan lebih, sistem

pentanahan dan power frekswensi tegangan sistem. Kedua jenis arrester tersebut adalah:

• Arrester dengan celah udara (Gapped Arrester / Conventional)  Jenis Ekspulsi

Jenis Spark Gap

 Jenis Katup ( Non Linear Resistor )

Arrester Jenis Ekspulsi

Company Logo

Jenis ini menginterupsi arus yang mengalir dengan aksi ekspulsi dan membatasi amplitudo tegangan surja ke level yang diinginkan. Tegangan residu (Vrcs) yang dihasilkan sangat rendah. Celah arrester ditempatkan pada ruang semburan gas yang mengeluarkan gas ketika terjadi percikan. Busur arus yang terbentuk disela celah kemudian dipadamkan oleh tekanan gas yang terbentuk. Selubungnya dirancang agar ketika busur dipadamkan, tekanan gas dilepaskan ke atmosfer. Pelepasan gas mempegaruhi peralatan yang ada disekitar arrester. Selubung penyembur gas mengalami degradasi ketika beroperasi, sehingga memiliki usia pakai yang terbatas. Arrester jenis ini juga dibatasi sesuai dengan rating kerja tertentu. Jika tegangan surja yang terjadi melebihi ratingnya maka arrester ini akan gagal beroperasi. Kelemahan ini menyebabkan arrester ini jarang digunakan dan digantikan dengan jenis lain.

Arrester Jenis Celah Percikan

Company Logo

Arrester jenis ini memiliki sepasang tongkat konduktor dengan celah yang dapat diatur, tergantung besarnya percikan tegangan lebih pada arrester. Perlindungan yang sempurna tidak dapat dicapai karena percikan tegangan lebih bervariasi sesuai dengan ketajaman polaritas dan bentuk gelombang. Arrester jenis ini juga mulai ketinggalan dan jarang digunakan.

Arrester Jenis Katup (Non Linear Resistor)

Company Logo

Pada jenis ini, sebuah resistor non linear SiC ditempatkan di sela celah sehingga sistem bekerja seperti katup yang disiapkan ketika arus mengalir. Resistansi memiliki nilai sangat rendah ketika tegangan surja terjadi dan sangat tinggi ketika operasi normal mendekati kondisi rangkaian terbuka. Dengan cara ini, aliran arus yang sangat besar ketika terjadi tegangan lebih dapat diinterupsi. Arrester tipe non linear resistor umumnya menggunakan terdiri atas tiga resistor non linear (NR) yang terpasang seri dengan celah seperti pada gambar. Bahan resistor yang digunakan dapat berupa Thyrite atau Metrosil.

Karakteristik Tahanan Non Linear

Arrester Tanpa Celah

Company Logo

Arrester jenis ini menggunakan ZnO sebagai alternatif tahanan non linear. ZnO merupakan bahan semikonduktor berupa resistor keramik yang terdiri atas ZnO dan oksida logam lain seperti bismuth, kobalt, antimoni dan mangan atau disebut juga metal oksida. Arrester jenis ini tidak memiliki celah dan mempunyai kapabilitas penyerapan energi yang sangat tinggi. Celah arrester digantikan dengan tumpukan piringan ZnO seperti pada gambar.

Arrester Tanpa Celah