75

TUGAS MANDIRI AKHIR GEJALA MEDAN TINGGI

TENTANG

ARTIKEL PORTABEL GENERATOR TEGANGAN TINGGI IMPULS

Dosen : Prof.Dr.Ir.H Syamsir Abduh

Nama :David Hana Hertog

NIM : 062.10.018

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS TRISAKTI

2012/2013

Portabel generator tegangan tinggi impuls

Pada makalah atau artikel ini akan di bahas portabel yang di rancang untuk generator tegangan tinggi impuls dengan isolasi sampai 20 KV. Generator ini biasanya di gunakan pada laboraturium dan perindustrian. Hal pertama yang perlu kita lakukan adalah tes kekuatan bahan dielektrik sebagai bahan isolator dimana harus sesuai dengan standar internasioinal. Dalam pengetesan bahan dielektrik sebagai bahan isolator maka bahannya harus dapat mendukung tegangan normal dan menghasilkan gelombang. Bahan tersebut dapat di tes menggunakan petir atau switching.

Dalam hasil pembuktian bahwa generator impuls dapat menyebabkan gangguan listrik melalui gelombang listriknya yang sangat besar. Parameternya dapat berupa kapasitansi yaitu untuk mengatur, mengukur betuk gelombang dari tegangan. Dalam perancangan generator ini menggunakan komponen yang mahal dan pengaplikasiannya juga spesifik yaitu untuk menemukan kesalahan dalam transmisi listrik dan sistem distribusi di tegangan tinggi dan menengah, yang disebut reflectometry daya tinggi dimana mendapatkan data representasi , kapasitansi terkait dan mendeteksi kesalahan mengenai isolasi transformator.

Sebuah portabel generator dirancang dari hasil simulasi, sebuah portabel generator impuls kdibangun untuk memberikan gelombang tegangan normal untuk petir dan jenis switching, menggunakan komponen implementasi murah. Karena desain skala kecil, ada keterbatasan pada pasokan generator maka dikirimkan sampai 20kV gelombang tegangan impuls. Generator tegangan impuls menghasilkan gelombang yang dapat diklasifikasikan sebagai petir dan impuls dengan waktu awal 1,2-250 mikrodetik standar dan 50 mikrodetik -2.500 untuk waktu akhir.

Waktu untuk pengukuran gelombang petir adalah dimana waktu impuls petir T 1 adalah 1,67 kali jarak waktu T ( Gambar 1 , (Standar IEEE 4, 1995)) dimana antara instants ketika impuls adalah 30% dan 90% dari nilai puncak. waktu untuk impuls petir T 2 adalah interval waktu antara asal maya T o dan instan pada ekor ketika tegangan telah menurun menjadi setengah (50%) nilai puncak. Maka standar untuk Toleransi waktu depan dan waktu ekor adalah 30% dan 20% untuk masing-masing (IEEE Standar 4, 1995; Kuffel dan Zaengl, 1970).

Sedang waktu untuk pengukuran gelombang yang beralih adalah Waktu T cr, diukur dengan mencapai tegangan puncak, sementara waktu T h diukur ketika tegangan maksimum turun menjadi 50% sehingga standar dan toleransi berjangka adalah 20% dan 60% (Standar IEEE 4, 1995; Kuffel dan Zaengl, 1970).

Untuk generator impuls maka Skema umum komponen kapasitif, resistif dan induktif digunakan untuk menghasilkan gelombang impuls standar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 .

jenis rangkaian ini memberikan gelombang impuls sebagai output (seperti dalam Gambar 3 ) yang dihasilkan dari mengurangkan dua fungsi eksponensial (Aguet dan Ianoz, 1990).

Persamaan(1) menjelaskan jenis impuls:

Dimana, p 1 dan p 2 adalah konstanta waktu tergantung pada komponen sirkuit (Aguet dan Ianoz, 1990).

Menurut (Aguet dan Ianoz, 1990), gelombang impuls ( 2 ) digunakan untuk normalisasi:

Penyederhanaan tersebut dikaitkan dengan grafik yang disebut nomogram atau sempoa (ditunjukkan dalam Gambar 4 (Aguet dan Ianoz, 1990). Grafik ini berkaitan faktor penentu α bentuk tegangan impuls, dan koefisien determinan waktu θ.

Ekspresi untuk T 2 / T1, T 2 / θ atau T h / θ dan T h / T cr berasal dari nomogram kurva digunakan untuk perhitungan komponen dan waktu.

Persamaan ini berguna untuk menyederhanakan penghitungan karakteristik komponen untuk generator impuls dari jenis gelombang tegangan yang diketahui atau gelombang tegangan impuls tentang komponen yang digunakan.

Karakteristik koefisien α, θ dan η ditentukan oleh rangkaian yang sesuai dengan persamaan yang ditunjukkan pada Tabel 1 , dimana diperoleh :

Dalam persamaan Tabel 2 yang di sediakan maka akan diperoleh sehingga dapat digunakan untuk menghitung komponen berdasarkan pemilihan jenis skema. (Aguet dan Ianoz, 1990),

3. Eksperimental kerangka

A. Simulator

Pada gambar 5 di bawah ini di jelaskan bahawa dalam simulasi digunakan panduan mathlab dimana dapat membantu kita menemukan bentuk suatu gelombang dari suatu rangkaian tertentu tapi tentu saja rangkaian yang mjemungkinkan dengan menentukan waktu awal dan aikhir untuk sebuah petir atau switching. Dimana komponen dapat di nilai dengan jenis impuls sedangkan rangkaian dapat di nilai melalui kapasitor.

Simulator digunakan untuk menguji database pembangkit komersialmelalui biaya konstruksi dan isolasi listrik. dimana untuk membangun unsur-unsur menggunakan nilai-nilai yang dijelaskan dalam Tabel 3 .

B. Kapasitor

Suatu kapasitor yang diusulkan harus sesuai dengan tegangan 20kV dan kapasitansi kecil Untuk itu setiap kondensor perlu untuk merakit rangkaian kapasitor, sehingga terisolasi satu sama lain dengan busa poliuretan dan dikemas dalam akrilik yaitu dengan mendapatkan kekuatan dielektrik yang lebih besar. Model bangunan ditunjukkan pada Gambar 7 (a) dan 7 (b) .

Tabel 4 merangkum karakteristik teknis dan jumlah yang diperlukan elemen yang digunakan untuk membangun kapasitor untuk portabel generator tegangan impuls.

C. Resistor

Resistor dibuat dari resistor tradisional karbon elektronik yang dirangkai secara seri untuk berdiri dengan tegangan yang diperlukan. Resistor yang terisolasi satu sama lain dengan menggunakan busa polyurethane kaku dan melingkupinya dalam akrilik, akan mendapatkan kekuatan dielektrik yang lebih besar. Tabel 5 menunjukkan nilai resistor digunakan; konfigurasi resistensi untuk petir disajikan pada Gambar 7 (c) .

D. Sphere Gap

Kesenjangan bola digunakan sebagai saklar tegangan pada generator tegangan impuls, seperti dalam IEEE, Standar 4 1995; Bedoya, 2004). Karena tegangan generator impuls yang dirancang atau dibuat, kesenjangan lingkup diusulkan untuk distribusi medan seragam, menggunakan susunan horizontal dan didukung pada struktur akrilik. Switch sehingga dapat dikalibrasi untuk tegangan maksimum yang mungkin untuk generator.

Bola memiliki 30mm diameter dan jarak maksimum 8 mm; mereka terbuat dari aluminium dan dirancang untuk berdiri dengan tegangan 20kV maksimal. Kesenjangan lingkup ditunjukkan pada Gambar 7 (d) .

E. Power supply

Catu daya dibentuk oleh sebuah transformator 120/7, 000V lift diikuti oleh tegangan Schenkel Doubler sirkuit, seperti yang diusulkan dalam (Aguet dan Ianoz, 1990), untuk mendapatkan tegangan maksimal 15kV . rangkaian ini dibangun menggunakan dua kapasitor 0.07μF/8000V dan dua dioda penyearah cukur 7.000 V tegangan puncak terbalik.

4. Hasil dan diskusi

Portabel generator tegangan impuls dites di laboratorium untuk mengetahui bahwa hasil yang di peroleh sesuai dengan standar yang ditetapkan Simulasi dilakukan untuk menguji kinerja generator.

Tabel 6 (a) memperlihatkan bahwa data yang diperoleh dari pengetesan laboratorium untuk impuls petir menggunakan portabel generator tegangan impuls. Data yang diterima untuk generator impuls komersial (memiliki nilai resistor dan kapasitor yang sama) dan nilai-nilai yang dihitung dengan simulator gelombang impuls juga disajikan.

Dorongan petir didaftarkan oleh osiloskop seperti yang dijelaskan oleh (IEC Standard 60060 -1, 1989; Standar IEEE 4, 1995) disajikan pada Gambar 8 (a) .

Tabel 6 (b) menyajikan nilai impuls beralih diukur dari portabel generator tegangan impuls dibandingkan dengan yang disediakan oleh simulator gelombang impuls. Dorongan beralih dicatat oleh osiloskop seperti yang dijelaskan oleh (IEC Standard 60060-1, 1989; Standar IEEE 4, 1995) disajikan pada Gambar 8 (b) .

Petir dan impuls beralih adalah dalam standar mapan ketika tingkat kesalahan terkait dengan generator impuls tegangan portabel bersama dalam rentang tersebut ( Tabel 7 ).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kesalahan dihitung untuk petir dan impuls beralih datang dalam batas persentase yang ditetapkan oleh peraturan yang disebutkan sebelumnya.

Versi terakhir dari komponen portabel generator tegangan impuls disajikan pada Gambar 9 . Tuning tes dilakukan dengan isolator lonceng-jenis dan hasilnya menunjukkan bahwa output generator yang datang dalam rentang toleransi yang disebutkan di atas.

5. Kesimpulan

Makalah ini telah menyajikan desain dan konstruksi dari suatu portabel generator tegangan impuls. Cara kerja generator yang ditunjukan dibandingkan dengan generator komersial dan standar yang ditetapkan untuk instrumen tersebut. Hasil datang dalam kisaran yang ditetapkan oleh standar dan generator sehingga bisa dianggap sebagai valid.

Generator puas tujuan utama dan kebutuhan yang disajikan dalam pekerjaan ini karena rendahnya biaya implementasi dan ukuran yang nyaman untuk digunakan dan transportasi.

masa depan kerja akan ditujukan untuk memperluas komponen isolasi dan tingkat power supply untuk mencakup pekerjaan dalam rentang tegangan yang lebih tinggi dan diversifikasi jumlah komponen yang akan diuji.