Untuk Apa Bangku Uji Dampak Petir?

Sistem Uji Impuls Petir di Pabrik Pembuatan Transformator

Sistem Uji Impuls Petir adalah fasilitas pengujian inti tegangan tinggi di pabrik transformator. Fungsi utamanya adalah untuk mensimulasikan dan memverifikasi keandalan sistem insulasi transformator ketika mengalami tegangan lebih transien yang ekstrem—seperti sambaran petir—yang mungkin terjadi selama pengoperasian.

Sederhananya, ia menggunakan 'petir buatan manusia' yang dihasilkan secara artifisial untuk menyambar transformator sebelum meninggalkan pabrik, menguji apakah insulasinya dapat 'tahan' terhadap uji sambaran petir yang sebenarnya.

I. Mengapa Tes Ini Wajib?

Transformator dalam jaringan menghadapi dua jenis utama ancaman tegangan lebih transien, yang dirancang untuk disimulasikan oleh sistem uji impuls:

1. Impuls Petir: Ketika saluran transmisi tersambar petir secara langsung atau tidak langsung, gelombang impuls bertegangan sangat tinggi dan berdurasi pendek (tingkat mikrodetik) merambat sepanjang saluran ke dalam transformator.

2. Switching Impuls: Operasi di dalam gardu induk, seperti switching pemutus sirkuit atau penyelesaian gangguan, juga dapat menghasilkan tegangan lebih dengan durasi yang sedikit lebih lama (tingkat milidetik).

Nilai puncak tegangan impuls ini bisa beberapa kali atau bahkan lebih dari sepuluh kali lipat tegangan operasi pengenal transformator. Jika ada kelemahan dalam desain atau pembuatan isolasi transformator (antara belitan, dari belitan ke tanah, atau antar belitan), kerusakan dapat terjadi pada impuls tersebut. Hal ini dapat menyebabkan cacat laten pada peralatan bahkan sebelum peralatan tersebut digunakan, sehingga berpotensi menyebabkan kegagalan total saat terjadi badai petir.

Tujuan Inti: Untuk secara proaktif mengidentifikasi dan menghilangkan cacat isolasi di dalam pabrik, memastikan trafo dapat menahan lonjakan tegangan dari alam dan jaringan listrik selama masa pakainya selama puluhan tahun. Ini adalah pos pemeriksaan kendali mutu yang penting untuk menjamin keandalan operasional jangka panjang.

II. Bagaimana Cara Kerja Sistem Uji Impuls Petir?

Pengoperasiannya dapat dibagi menjadi tiga fase utama:

1. Fase Penyimpanan Energi: Sistem berisi bank kapasitor impuls berkapasitas besar . Sebelum pengujian, sumber tegangan tinggi DC secara perlahan mengisi kapasitor ini selama beberapa detik, menyimpan energi yang sangat besar (yang dapat mencapai ratusan kilojoule).

2. Fase Pelepasan Sesaat (Simulasi 'Petir'): Ketika tegangan kapasitor mencapai nilai yang telah ditetapkan, sakelar pemicu yang dikendalikan komputer (misalnya, celah bola) menutup dalam mikrodetik. Energi yang tersimpan dilepaskan secara tiba-tiba melalui resistor pembentuk gelombang dan jaringan induktor , menghasilkan gelombang tegangan impuls yang sesuai dengan standar internasional (misalnya, IEC 60076-4), yang mensimulasikan gelombang impuls petir nyata.

3. Fase Penerapan dan Evaluasi: Gelombang tegangan impuls standar ini diterapkan pada belitan transformator yang ditentukan yang sedang diuji (dengan belitan lain dibumikan). Secara bersamaan, probe tegangan tinggi, pembagi, dan perekam digital secara tepat menangkap dan mencatat bentuk gelombang tegangan yang diterapkan dan bentuk gelombang respons arus transformator. Insinyur menganalisis apakah bentuk gelombang terdistorsi (misalnya, terpotong, berosilasi) untuk menentukan integritas insulasi.

AKU AKU AKU. Jenis Tes dan Kriteria Lulus

Dua tes standar utama dilakukan:

1. Uji Ketahanan Impuls Petir Penuh: Gelombang impuls petir penuh standar diterapkan (biasanya gelombang 1,2/50 µs , yang berarti waktu muka gelombang 1,2 µs dan waktu hingga setengah nilai pada ekor 50 µs). Ini adalah ujian mendasar.

2. Uji Ketahanan Impuls Petir Cincang: Mensimulasikan kondisi yang lebih parah—ketika isolator di dekat transformator (misalnya, selongsong) menyambar di bawah petir, menyebabkan jatuhnya tegangan secara tiba-tiba. Pengujian ini melibatkan pemotongan gelombang tegangan secara artifisial sekitar 2-6 µs setelah puncak, menguji kemampuan insulasi untuk menahan perubahan tegangan mendadak ini.

Kriteria Penilaian Lulus/Gagal (diperlukan kepatuhan yang ketat terhadap standar):

• Metode Perbandingan Bentuk Gelombang: Ini adalah metode yang paling kritis. Pertama, 'bentuk gelombang referensi' dicatat pada tingkat tegangan yang dikurangi (misalnya, 50%-75% dari tegangan impuls pengenal). Kemudian, tiga impuls tegangan penuh berturut-turut diterapkan. Bentuk gelombang dari pengujian tegangan penuh dilapiskan secara ketat dan dibandingkan di komputer dengan bentuk gelombang referensi.

• Penilaian Lulus: Jika bentuk gelombang setelah impuls tegangan penuh secara substansial tumpang tindih dengan bentuk gelombang referensi di bagian utamanya (muka gelombang, ekor gelombang) tanpa distorsi yang signifikan , insulasi dianggap telah lulus. Jika bentuk gelombang menunjukkan osilasi, perubahan amplitudo, atau pemotongan yang jelas , hal ini menunjukkan bahwa pelepasan sebagian atau kerusakan mungkin telah terjadi di dalam insulasi, sehingga memerlukan inspeksi internal.

IV. Pentingnya Sistem di Pabrik

1. 'Penjaga Gerbang Akhir' untuk Kualitas: Bersama dengan 'Uji Ketahanan Tegangan Terinduksi,' ini membentuk dua garis pertahanan paling ketat untuk menguji kinerja insulasi transformator, biasanya dilakukan setelah semua pengujian rutin.

2. 'Batu Ujian' untuk Desain dan Keahlian: Hasil pengujian secara langsung memverifikasi apakah desain struktur insulasi transformator, pemilihan material, dan proses manufaktur (misalnya, kekencangan belitan, kualitas pembungkus insulasi) sangat baik.

3. Peralatan Bernilai Tinggi dan Berkebutuhan Tinggi: Sistem pengujian impuls itu sendiri mahal, memakan banyak ruang, dan memerlukan teknisi yang sangat terspesialisasi serta protokol keselamatan yang ketat untuk pengoperasian dan pemeliharaan (karena melibatkan tegangan dan energi yang sangat tinggi).

4. Simbol Kualifikasi dan Kemampuan: Memiliki kemampuan pengujian impuls yang lengkap merupakan indikator penting bahwa pabrik manufaktur transformator memiliki kualifikasi dan kecakapan teknis untuk menghasilkan produk kelas tegangan tinggi (biasanya 110kV ke atas). Ini juga merupakan kualifikasi utama untuk mendapatkan pesanan dari perusahaan jaringan listrik nasional dan proyek skala besar.

Ringkasnya, Sistem Uji Impuls Petir bertindak sebagai 'simulator petir' dan 'pusat pemeriksaan kesehatan insulasi' pabrik transformator. Sistem ini memastikan, dengan cara yang paling parah, bahwa setiap transformator yang meninggalkan pabrik memiliki 'hati yang kuat' yang mampu menahan petir alami.