Dalam merancang suatu sistem transmisi, biaya menjadi faktor limitasi dari suatu desain. Terutama apabila berkaitan dengan sistem tegangan tinggi, semakin tinggi rating insulasi yang dibutuhkan, semakin tinggi juga keandalan yang diharapkan sehingga menyebabkan cost yang semakin tinggi juga. Sehingga, kriteria desain pada suatu sistem insulasi harus dapat menyeimbangkan antara kemampuan insulasi, biaya dan keandalan sistem.
Kemampuan suatu insulasi untuk tahan dari breakdown atau degradasi insulasi sangat bergantung dengan tingkat stress dan lamanya durasi stress tersebut dirasakan oleh sistem insulasi. Proses terjadinya breakdown berbeda tergantung dari jenis stress yang dialami. Seperti orang dewasa saja.
Pada umumnya konteks stress pada jaringan transmisi dapat diartikan sebagai stress akibat tegangan. Namun, stress yang dirasakan oleh insulator bukan hanya dari tegangan, namum juga bersumber dari stress thermal dan mekanikal.
Khusus untuk stress tegangan, dapat dikategorikan sebagai berikut:
- Tegangan sistem
- Tegangan lebih;
- Tegangan lebih sementara
- Tegangan lebih switching
- Tegangan lebih akibat petir
Stess Akibat Tegangan Sistem
Tegangan sistem merupakan nilai tegangan rms (root mean square) antar phase sesuai frekuensi kerja sistem dalam kondisi operasi. Tegangan sistem tidak mencakup transient tegangan dan tegangan lebih sesaat akibat kondisi abnormal.
Dalam hal insulasi, penting untuk memahami dasar perbedaan antara stress yang disebabkan oleh tegangan sistem dan stress akibat tegangan lebih. Tegangan lebih pada sistem termasuk pada event yang bisa dibilang jarang terjadi dan jika terjadi, durasinya hanya sesaat. Sementara tegangan sistem, meskipun amplitudo nya lebih kecil dari tegangan lebih, tetapi secara konstan mempenetrasi sistem insulasi dalam kondisi operasi.
Stress tegangan yang terjadi secara kontinu tersebut sangat berkontribusi terhadap penuaan dan degradasi dari sistem insula
Stress Akibat Tegangan Lebih
Tegangan lebih merupakan kondisi tegangan dengan durasi sementara serta memiliki nilai tegangan puncak yang lebih tinggi dari tegangan puncak pada sistem operasi normal ( V_m \sqrt{2} / \sqrt{3} untuk tegangan lebih phase to ground atau V_m \sqrt{2} untuk tegangan lebih phase to phase).
Kategori tegangan lebih dapat dibedakan dari durasi damping (peredaman) tegangan lebih yaitu durasi pendek (tegangan lebih akibat petir dan switching) dan tegangan lebih undamped atau damping kecil yang menyebabkan durasi tegangan lebih menjadi lebih panjang (tegangan lebih temporer).
bersambung…
Referensi
- Transmission Line Reference Book 345 kV and Above 2nd Edition, EPRI. 1982