Peralatan Tegangan Tinggi

Peralatan
Tegangan Tinggi
www.themegallery.com
Contents
1
Jenis Peralatan Tegangan Tinggi
2
Spesifikasi Peralatan Tegangan Tinggi
Company Logo
www.themegallery.com
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
www.themegallery.com
High Voltage CB
Company Logo
www.themegallery.com
Indoor vs Outdoor
Outdoor circuit breaker adalah CB
yang terpasang diluar ruangan.
Medium isolasinya adalah udara
terbuka yang diperoleh dengan
mengatur
jarak
antar
celah
konektor.
Indoor circuit breaker adalah CB
yang terpasang didalam ruangan.
Medium
isolasinya
untuk
tegangan tinggi biasanya berupa
gas misalnya pada GIS.
Company Logo
www.themegallery.com
Dead Tank vs Live Tank
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
www.themegallery.com
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
www.themegallery.com
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
www.themegallery.com
Bulk Oil Circuit Breaker
Company Logo
www.themegallery.com
Minimum Oil Circuit Breaker
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.
(Courtesy of Asea Brown BoverAi G, Switzerland).
Company Logo
www.themegallery.com
Vakum Circuit Breaker
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
Company Logo
perawatan selama 10 000 kali operasi beban normal.
www.themegallery.com
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.
www.themegallery.com
SF6 Circuit Breaker
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.
Company Logo
www.themegallery.com
Double Pressure SF6 CB
Company Logo
www.themegallery.com
Self Extinguisher SF6 CB
Company Logo
www.themegallery.com
Puffer Type SF6 CB
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
Brown Boveri AG, Switzerland.)
Company Logo
www.themegallery.com
Surge Protector (Arrester)
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:
Vt1 Vt 2
=
t1 ' t1 ' '
Company Logo
www.themegallery.com
Surge Protector (Arrester)
Company Logo
www.themegallery.com
Jenis Surge Arrester
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 tanpa celah udara / Metal Oxide (Gapless Arrester)
Company Logo
www.themegallery.com
Arrester Jenis Ekspulsi
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.
Company Logo
www.themegallery.com
Arrester Jenis Celah Percikan
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.
Company Logo
www.themegallery.com
Arrester Jenis Katup (Non Linear Resistor)
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.
Company Logo
www.themegallery.com
Karakteristik Tahanan Non Linear
Company Logo
www.themegallery.com
Arrester Tanpa Celah
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.
Company Logo
www.themegallery.com
Arrester Tanpa Celah
Company Logo
www.themegallery.com
Arrester Tanpa Celah
www.themegallery.com