Pentingnya Korona Ring Pada Insulator Polimer

Distribusi tegangan pada insulator tersebar secara non liner sehingga terdapat variasi tegangan di sepanjang string atau rod.

Sebagai gambaran, keping insulator pada sisi hot end memiliki 10% distribusi tegangan phase-ground dan hanya 2% distribusi tegangan pada titik tengah string/rod insulator. Jika distribusi tegangan tidak terkendali dan melebihi treshold (2200 V_rms/mm) maka akan muncul efek korona pada hot end insulator.

Efek korona ini sebisa mungkin harus diminimalisir karena dapat menyebabkan korosi pada aksesoris string set dan pada end fitting akibat proses kimiawi saat terjadi ionisasi udara sekitar insulator. Selain itu, korona pada insulator polimer (komposit) dapat menyebabkan penuaan dini pada rubber housing sehingga menurunkan keandalan dan usia insulator.

Untuk mengantisipasi hal tersebut, maka pada insulator polmer ditambahkan komponen korona ring yang dipasang pada end fitting.

Mengendalikan medan listrik pada permukaan insulator polimer

Medan listirk yang berlebih pada hot end insulator polimer dapat menghasilkan konsekuensi sebagai berikut.

1. Menimbulkan partial discharge di dalam material composite rod yang dapat menyebabkan insulator breakdown (putus)
2. Meninmbulkan bintik-bintik kehitaman pada permukaan rubber insulator sehingga mengurangi kemampuan hidrofobik pada permukaan housing.
3. Menghasilkan electrical discharge pada udara di permukaan housing yang dapat menyebabkan erosi pada rubber dan penggetasan pada rubber.

Nah, untuk memastikan insulator polimer memiliki usia pakai yang sesuai pabrikan, maka perlu pengaplikasian korona ring pada end fitting insulator untuk mengurangi efek korona pada hot end insulator.

Evaluasi medan listrik pada insulator tanpa dan dengan korona ring

Pada penelitian yang dilakukan oleh Working Group Cigre dengan judul journal “Use of Corona Rings to Control the Electical Field Along Transmission Line Composite Insulators” menunjukan perbedaan performa medan listrik antara insulator polimer dengan dan tanpa korona ring.

Penelitian dengan menggunakan simulasi software memodelkan insulator 400 kV dengan tegangan 243kV_rms phase-ground dan dimensi insulator memiliki panjang 3232 mm dan jarak arcing 3000 mm.

Grafik di bawah menunjukan distribusi medan listrik pada insulator tanpa ring.

Berdasarkan hasil simulasi menunjukan medan listrik sebesar 3625 V_rms/mm pada bagian sambungan antara rubber dengan end fitting (interface). 1400 V_rms/mm di dalam material sheath. 1610 V_rms/mm pada permukaan housing.

Selanjutnya simulasi medan listrik dengan penerapan korona ring pada insulator dan hasilnya sebagai berikut.

Hasilnya adalah terdapat penurunan medan listrik yang signifikan pada sambungan antara rubber dengan end fitting (interface) sehingga menjadi 520 V_rms/mm. 510 V_rms/mm pada bagian dalam material. 1100 V_rms/mm pada permukaan housing.

Profil	Tanpa Ring	Dengan Ring
Medan listrik pada ring (Vrms/mm)	N/A	1350
Medan listrik pada interface (Vrms/mm)	3625	520
Medan listrik di dalam material (Vrms/mm)	1400	510
Medan listrik pada permukaan housing (Vrms/mm)	1610	1100

Berdasarkan perbandingan hasil simulasi tersebut terdapan penurunan medan listrik yang sangat signifikan terutama pada bagian interface dimana bagian ini merupakan organ yang sangat krusial bagi usia pakai dan keandalan insulator karena rentan terjadi breakdown atau insulator putus.

Kesimpulan

Dalam upaya melindungi insulator polimer (komposit) dari kerusakan akibat efek pelepasan muatan listrik yang disebabkan oleh kelebihan medan listrik, penting untuk melengkapi insulator dengan korona ring.

Berdasarkan simulasi menunjukan medan listrik pada end fitting di sisi hot (HV) baik pada permukaan housing dan juga didalam insulator komposit dan terdapat pengaruh yang sangat signifikan antara tanpa dan dengan pemasangan korona ring. Sehingga pada saat pengadaan insulator polimer perlu juga dilengkapi dengan korona ring dengan desain yang sesuai rekomendasi manufaktur dengan validasi geometri sesuai hasil simulasi tiap-tiap pabrikan.

Meskipun simulasi komputer cukup mewakili kondisi aktual, perlu juga dilakukan tes laboratorium serta menggunakan safety factor dengna mempertimbangkan pengaruh korosi pada permukaan insulator.

Referensi

1. Use of Corona Rings to Control the Electical Field Along Transmission Line Composite Insulators. C de Tourreil, E Brocard, V Sklenicka. CIGRE. 2005