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


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,


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


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.


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.


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

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


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


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


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


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.


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


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


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


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.


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 - - - - -


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


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.


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


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


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.


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.

Translate Teknik Tegangan Tinggi

Documents