Pada umumnya isolasi bahan cair, disamping sebagai komponen voltage-carrying juga untuk memenuhi kebutuhan lainnya. Sebagai contoh untuk mendinginkan lilitan dan inti di dalam trafo, memadamkan busur lingkaran di dalam pemutus kontak (CB), atau, untuk memenuhi medium di dalam kapasitor, dan meningkatkan tetapan dielektrik dari kertas dielektrik.Pada dasarnya dalam medan elektrik sifat bahan cair secara teknis berbeda dengan bahan gas dan padatan. Kondisi kritis dipengaruhi oleh ketidakmurniaan, seperti kondisi ageing pada umumnya dalam suatu ruang muatan. Sebagai konsekuensi dari suatu kegagalan teori adalah terjadinya dampak pada penyulingan dan ageing yang berakibat pada kegagalan keadaan seperti pada isolasi minyak, seperti yang akan didiskusikan secara detail pada bagian 2.5.1.
1.4.1 Kekuatan Elektrik untuk Konfigurasi Teknik Isolasi Bahan Cair
Dalam tegangan tinggi teknologi minyak mineral sebagian besar digunakan sebagai bahan isolasi cair untuk bagian terbuka yang membatasi conjuction sebagai bahan isolasi, seperti halnya untuk impregnasi material berlapis tipis, khususnya untuk papan press dan pada kertas lembut. Pada umumnya mineral minyak memiliki viscositas (kekentalan) yang rendah, pemilihan minyak trafo; kekentalan disini, sangat ditentukan oleh temperatur, yang mana dalam prakteknya (pendinginan, impregnasi) digunakan sebagai bahan pengaduk yang sesuai dalam suatu penyulingan.
Sebagai hasil penyaringan dari minyak mentah, bahan isolasi minyak yang bercampur dengan beberapa hydrokarbon memiliki perbedaan sifat. Dalam prakteknya pada sistem teknik yang besar seperti pada trafo, dan dalam beberapa hal karena kontak dengan atmosfir, bahan isolasi minyak berisi campuran gas, cairan (seperti air, asam), sebagai partikel yang baik berfungsi sebagai konduksi dan non konduksi (potongan serat dan lumpur).
Contoh ditunjukkan untuk kegagalan perbedaan ketidakmurniaan dan beberapa sifat ideal untuk isolasi bahan cairan (Kok 1963). Hanya gas cair yang dapat menghasilkan isolasi bahan cair secara murni. Untuk Nitrogen cair dengan temperatur yang rendah atau Helium cair boleh menjadi suatu dalil yang dapat dipraktekkan untuk masa yang akan datang sebagai teknology dengan temperatur rendah.
Sebagai bahan sintetis isolasi cair Diphenil Chlorinated digunakan sebagai imprenasi kertas dielektrik pada kapasitor daya. Jika dibandingkan minyak mineral yang memiliki dua kali lebih besar konstanta dielektrik. Suatu keuntungan lebih lanjut, tidak memiliki sifat dapat menyala, sebagai respon awal yang bersumber dari beberapa praktek trafo distribusi, bagaimanapun hari ini mengeringkan trafo dengan epoxy resin lebih disukai untuk dipraktekkan.
Daftar sifat-sifat beberapa bahan isolasi cairan
Minyak Trafo Diphenil Chlorin Nitrogen cair
Density
(in g/cm3)
er
0,9
2,3
1,4
5,5
0,8
1,4
Di samping tergantung pada ketidakmurnian, kekuatan elektrik juga tergantung pada beberapa parameter lain, terutama pada tekanan dan waktu tekanan. selama ada tekanan voltage pada bidang, maka kekuatan suatu bahan beberapa kali mengalami kegagalan untuk tegangan bolak-balik [Strigel 1955]; pada suatu bidang homogen besarnya nilai isolasi yang boleh diharapkan sampai Ed=200 kV/cm. Besarnya kurva Dorongan Voltage-Time dari suatu bentuk electroda pada minyak trafo ditunjukkan seperti pada gambar 1.4.1 yang ideal sebagai akibat dari adanya waktu tekanan [Kratzenstein 1969].
Kegagalan tipe pengukuran di dalam bahan isolasi cairan untuk ketidakmurnian adalah dispersi besar dan kejadian tidak beraturan pre-discharges, dalam suatu bidang homogen. Selain itu, kegagalan gap cairan murni dapat terjadi seperti yang biasa disebut self-healing.
Gambar 1.4.2 menunjukkan hasil pengukuran kegagalan bahan isolasi cairan pada kekuatan bidang Ed dan faktor disipasi tan δ pada 50 Hz sebagai fungsi pengiisian air v [Holle 1967]. Reduksi dari Ed untuk kelebihan v = 50.10¬-6 dapat melekat sesuai fakta bahwa suatu transisi dari solusi ke emulsi berlangsung. Untuk sebuah kegagalan kekuatan bidang yang bernilai 200 kV/cm residu pengisian air v<10-5 harus dapat dipastikan.
Bebeda dengan penguapan uap air, penguapan gas secara umum tidak memiliki efek dengan adanya kekuatan elektris dari bahan isolasi cairan, terlepas dari waktu proses dengan oksigen. Bagaimanapun, kondisi penguapan gas terlihat dalam wujud gelembung kecil yang dilepaskan oleh getaran mekanis. [Daya sirkulasi pendinginan] atau ketinggian elektrik kekuatan bidang [Kind 1959, Strigel, Winkelnkemper 1961].
Bahan isolasi cair digunakan sebagai impregnants dielektrikum untuk kapasitor, trafo di dalam kertas lembut dan papan tekan bahan isolasi, sebagai bahan terbaik untuk impregnasi kabel kertas minyak. Di sini pada umumnya kekuatan elektrik besar yang dicapai tetapi efektivitas biaya konveksi pendinginan. Berikut ini adalah sifat fisik dari beberapa bahan pada temperatur 20 0C.
Minyak/
kertas Minyak/ Pressboard Dipenil Chlorin/ Kertas
Density
(in g/cm3)
er
1,1
3,6
1,2
4,5
1,5
5,4
Kekuatan elektrik ini dalam mencampur dielektrikum beroperasi secara kontinyu dengan kekuatan bidang 100 kV/cm dan di atas batas yang diijinkan. Untuk waktu durasi yang panjang nilai tekanan Ed mencapai 1 MV/cm yang dapat diukur. Khusus untuk keadaan pada temperatur tinggi, kemungkinan terjadinya kegagalan panas dapat ditunjukkan sebagai perbandingan pada bagian 1.3.3.
Khusus untuk kasus mengenai penekanan lama durasi, adanya air menunjukkan sebagai kegagalan bahan isolasi kekuatan bidang yang tinggi. Tergantung pada kondisi eksperimen, untuk pengaturan pada jarak beberapa mm dapat diperoleh nilai antara 100 kV/cm sampai 500 kV/cm, yang mana durasi penekanan tidak boleh melebihi 10 s [Kuzhekin 1972; Stuedle 1974]. Sebagai teknik dari bahan isolasi cair kekuatan elektrik sangat meningkat dengan adanya tekanan yang diberikan. Adanya sifat dan kombinasi dengan konstanta dielektrik yang tinggi ’r ═ 80, air sangat baik digunakan sebagai media impregenasi untuk menunjukkan konfigurasi sebagai akibat adanya flashover; Sifat ini digunakan pada struktur gerakan tegangan tinggi.
1.4.2 Kegagalan Mekanisme
Komponen cairan tidak bisa diuraikan secara tunggal sebuah teori dan adanya ketergantungan kuat mengenai gejala yang diamati pada batas kondisi teknis. Karenanya, hanya ada dua jenis kegagalan utama yang akan dibahas di sini.
a. Kegagalan Intrinsik
Pada bahan isolasi gas dan padat, peningkatan kegagalan kemungkinan juga disebabkan oleh adanya cairan yang sangat murni. Jika terjadi kondisi ionisasi seperti pada bagian 1.2.1
Eλ ≥ Ui
Jika diasumsi reduksi untuk jarak bebas purata λ dalam kaitan dengan pencairan gas harus dikompensasi dengan penambahan kekuatan ionisasi. Perhitungan dengan mengambil contoh LN2 secara teori dapat ditunjukkan nilai yang diinginkan untuk kekuatan bidang yang tidak dapat dicapai pada suatu eksperimen. melainkan, diharapkan adanya energi kinetik dari elektron, bahkan untuk perbedaan nilai kekuatan bidang, untuk memenuhi pengaruh vaporasi parsial di dalam cairan melalui tumbukan diproses dengan cairan molekul. Di dalam gelembung gas kecil yang terbentuk, oleh karena ada yang lebih besar berarti fath bebas ג, umumnya kekuatan bidang dapat diinisialkan sebagai tumbukan ionisasi dan peningkatan pembentukan. Model ini merupakan hasil pengukuran dari LN2, Kegagalan hasil kekuatan Bidang mencapai 300 kV/cm (Peier 1976].
Dalam teknik isolasi minyak banyak komplikasi mekanisme yang dapat digunakan sebagai konsekuensi dari perbedaan beberapa komponen. Konfigurasi elektroda dalam isolasi cairan dengan medan D.C. Sebuah arus dengan density S terlihat hanya menjangkau suatu nilai konstan setelah beberapa menit. (gambar 1.4.3 a). Peristiwa ini mengakibatkan adanya perbedaan mobilitas. Pada akhirnya arus staedy yang disebabkan oleh ion yang berat dapat mengakibatkan terjadinya pemisahan elektrik [Whitehead 1935]. Untuk kekuaan bidang yang rendah berlaku hukum Ohm, sampai suatu keadaan arus jenuh seperti halnya dalam gas terpasang (gambar 1.4.3 b). Jika kekuatan bidang E ditingkatkan lebih lanjut, disproporsional sampai suatu keadaan kegagalan terjadi. Persamaan ini ditunjukkan dengan arus density:
Š = qnbÊ (q = beban ion),
Peningkatan suatu pembawa density muatan n diharapkan karena tidak adanya dampak yang disebabkan oleh mobilitas b yang berubah. Asumsi serupa untuk kegagalan pada cairan gas, pembawa perkalian muatan mungkin merupakan ciri dari suatu tumbukan ionisasi dalam gas atau uap cairan yang dipisahkan, Awal dari adanya kegagalan ini disebutkan sebagai kegagalan pelindung dari gas. Model ini juga menjelaskan pengamatan kekuatan elektrik bahan yang berfungsi sebagai isolasi cairan dalam sebuah tekanan.
b. Kegagalan Pembentukan serat batang
Teknik isolasi cairan biasanya berisi makroscopik ketidakmurnian dari serat partikel selulosa, cotton dan bahan lainnya. Biasanya partikel itu berupa absorben campuran dari cairan isolasi. Kemampuan bergerak ke dalam zone kekuatan bidang yang sangat tinggi dan juga berada di dalam arah bidang [Kind 1972]. Secara kontras serat partikel, buble gas, oleh karena tetapan dielektriknya lebih rendah, maka dipindahkan kekuatan bidangnya dari daerah tinggi.
Dengan cara ini seperti ditunjukkan pada gambar 1.4.4a, suatu serat batang antara elektroda dapat dihasilkan, dan ini menghasilkan saluran konduksi. Kelebihan resistansi dapat menghasilkan vaporasi dari komponen campuran parikel sebagai bagian dari kegagalan bahan isolasi gas. Kasus ini dapat diartikan sebagai bagian kegagalan panas lokal dari kelemahan saluran konduksi. Secara teknis kejadian penting dari suatu kegagalan pembentukan serat batang pada kekuatan bidang yang tinggi dari suatu gap bebas minyak. Kegagalan serat batang dapat secara efektif dicegah dengan membatasi layar yang harus mengatur tegak lurus kepada medan elektrik jika mungkin. Suatu ukuran efektif akan melekatkan electroda dalam suatu bahan isolasi padat, seperti menggunakan suatu penutup kertas.
1.4.1 Kekuatan Elektrik untuk Konfigurasi Teknik Isolasi Bahan Cair
Dalam tegangan tinggi teknologi minyak mineral sebagian besar digunakan sebagai bahan isolasi cair untuk bagian terbuka yang membatasi conjuction sebagai bahan isolasi, seperti halnya untuk impregnasi material berlapis tipis, khususnya untuk papan press dan pada kertas lembut. Pada umumnya mineral minyak memiliki viscositas (kekentalan) yang rendah, pemilihan minyak trafo; kekentalan disini, sangat ditentukan oleh temperatur, yang mana dalam prakteknya (pendinginan, impregnasi) digunakan sebagai bahan pengaduk yang sesuai dalam suatu penyulingan.
Sebagai hasil penyaringan dari minyak mentah, bahan isolasi minyak yang bercampur dengan beberapa hydrokarbon memiliki perbedaan sifat. Dalam prakteknya pada sistem teknik yang besar seperti pada trafo, dan dalam beberapa hal karena kontak dengan atmosfir, bahan isolasi minyak berisi campuran gas, cairan (seperti air, asam), sebagai partikel yang baik berfungsi sebagai konduksi dan non konduksi (potongan serat dan lumpur).
Contoh ditunjukkan untuk kegagalan perbedaan ketidakmurniaan dan beberapa sifat ideal untuk isolasi bahan cairan (Kok 1963). Hanya gas cair yang dapat menghasilkan isolasi bahan cair secara murni. Untuk Nitrogen cair dengan temperatur yang rendah atau Helium cair boleh menjadi suatu dalil yang dapat dipraktekkan untuk masa yang akan datang sebagai teknology dengan temperatur rendah.
Sebagai bahan sintetis isolasi cair Diphenil Chlorinated digunakan sebagai imprenasi kertas dielektrik pada kapasitor daya. Jika dibandingkan minyak mineral yang memiliki dua kali lebih besar konstanta dielektrik. Suatu keuntungan lebih lanjut, tidak memiliki sifat dapat menyala, sebagai respon awal yang bersumber dari beberapa praktek trafo distribusi, bagaimanapun hari ini mengeringkan trafo dengan epoxy resin lebih disukai untuk dipraktekkan.
Daftar sifat-sifat beberapa bahan isolasi cairan
Minyak Trafo Diphenil Chlorin Nitrogen cair
Density
(in g/cm3)
er
0,9
2,3
1,4
5,5
0,8
1,4
Di samping tergantung pada ketidakmurnian, kekuatan elektrik juga tergantung pada beberapa parameter lain, terutama pada tekanan dan waktu tekanan. selama ada tekanan voltage pada bidang, maka kekuatan suatu bahan beberapa kali mengalami kegagalan untuk tegangan bolak-balik [Strigel 1955]; pada suatu bidang homogen besarnya nilai isolasi yang boleh diharapkan sampai Ed=200 kV/cm. Besarnya kurva Dorongan Voltage-Time dari suatu bentuk electroda pada minyak trafo ditunjukkan seperti pada gambar 1.4.1 yang ideal sebagai akibat dari adanya waktu tekanan [Kratzenstein 1969].
Kegagalan tipe pengukuran di dalam bahan isolasi cairan untuk ketidakmurnian adalah dispersi besar dan kejadian tidak beraturan pre-discharges, dalam suatu bidang homogen. Selain itu, kegagalan gap cairan murni dapat terjadi seperti yang biasa disebut self-healing.
Gambar 1.4.2 menunjukkan hasil pengukuran kegagalan bahan isolasi cairan pada kekuatan bidang Ed dan faktor disipasi tan δ pada 50 Hz sebagai fungsi pengiisian air v [Holle 1967]. Reduksi dari Ed untuk kelebihan v = 50.10¬-6 dapat melekat sesuai fakta bahwa suatu transisi dari solusi ke emulsi berlangsung. Untuk sebuah kegagalan kekuatan bidang yang bernilai 200 kV/cm residu pengisian air v<10-5 harus dapat dipastikan.
Bebeda dengan penguapan uap air, penguapan gas secara umum tidak memiliki efek dengan adanya kekuatan elektris dari bahan isolasi cairan, terlepas dari waktu proses dengan oksigen. Bagaimanapun, kondisi penguapan gas terlihat dalam wujud gelembung kecil yang dilepaskan oleh getaran mekanis. [Daya sirkulasi pendinginan] atau ketinggian elektrik kekuatan bidang [Kind 1959, Strigel, Winkelnkemper 1961].
Bahan isolasi cair digunakan sebagai impregnants dielektrikum untuk kapasitor, trafo di dalam kertas lembut dan papan tekan bahan isolasi, sebagai bahan terbaik untuk impregnasi kabel kertas minyak. Di sini pada umumnya kekuatan elektrik besar yang dicapai tetapi efektivitas biaya konveksi pendinginan. Berikut ini adalah sifat fisik dari beberapa bahan pada temperatur 20 0C.
Minyak/
kertas Minyak/ Pressboard Dipenil Chlorin/ Kertas
Density
(in g/cm3)
er
1,1
3,6
1,2
4,5
1,5
5,4
Kekuatan elektrik ini dalam mencampur dielektrikum beroperasi secara kontinyu dengan kekuatan bidang 100 kV/cm dan di atas batas yang diijinkan. Untuk waktu durasi yang panjang nilai tekanan Ed mencapai 1 MV/cm yang dapat diukur. Khusus untuk keadaan pada temperatur tinggi, kemungkinan terjadinya kegagalan panas dapat ditunjukkan sebagai perbandingan pada bagian 1.3.3.
Khusus untuk kasus mengenai penekanan lama durasi, adanya air menunjukkan sebagai kegagalan bahan isolasi kekuatan bidang yang tinggi. Tergantung pada kondisi eksperimen, untuk pengaturan pada jarak beberapa mm dapat diperoleh nilai antara 100 kV/cm sampai 500 kV/cm, yang mana durasi penekanan tidak boleh melebihi 10 s [Kuzhekin 1972; Stuedle 1974]. Sebagai teknik dari bahan isolasi cair kekuatan elektrik sangat meningkat dengan adanya tekanan yang diberikan. Adanya sifat dan kombinasi dengan konstanta dielektrik yang tinggi ’r ═ 80, air sangat baik digunakan sebagai media impregenasi untuk menunjukkan konfigurasi sebagai akibat adanya flashover; Sifat ini digunakan pada struktur gerakan tegangan tinggi.
1.4.2 Kegagalan Mekanisme
Komponen cairan tidak bisa diuraikan secara tunggal sebuah teori dan adanya ketergantungan kuat mengenai gejala yang diamati pada batas kondisi teknis. Karenanya, hanya ada dua jenis kegagalan utama yang akan dibahas di sini.
a. Kegagalan Intrinsik
Pada bahan isolasi gas dan padat, peningkatan kegagalan kemungkinan juga disebabkan oleh adanya cairan yang sangat murni. Jika terjadi kondisi ionisasi seperti pada bagian 1.2.1
Eλ ≥ Ui
Jika diasumsi reduksi untuk jarak bebas purata λ dalam kaitan dengan pencairan gas harus dikompensasi dengan penambahan kekuatan ionisasi. Perhitungan dengan mengambil contoh LN2 secara teori dapat ditunjukkan nilai yang diinginkan untuk kekuatan bidang yang tidak dapat dicapai pada suatu eksperimen. melainkan, diharapkan adanya energi kinetik dari elektron, bahkan untuk perbedaan nilai kekuatan bidang, untuk memenuhi pengaruh vaporasi parsial di dalam cairan melalui tumbukan diproses dengan cairan molekul. Di dalam gelembung gas kecil yang terbentuk, oleh karena ada yang lebih besar berarti fath bebas ג, umumnya kekuatan bidang dapat diinisialkan sebagai tumbukan ionisasi dan peningkatan pembentukan. Model ini merupakan hasil pengukuran dari LN2, Kegagalan hasil kekuatan Bidang mencapai 300 kV/cm (Peier 1976].
Dalam teknik isolasi minyak banyak komplikasi mekanisme yang dapat digunakan sebagai konsekuensi dari perbedaan beberapa komponen. Konfigurasi elektroda dalam isolasi cairan dengan medan D.C. Sebuah arus dengan density S terlihat hanya menjangkau suatu nilai konstan setelah beberapa menit. (gambar 1.4.3 a). Peristiwa ini mengakibatkan adanya perbedaan mobilitas. Pada akhirnya arus staedy yang disebabkan oleh ion yang berat dapat mengakibatkan terjadinya pemisahan elektrik [Whitehead 1935]. Untuk kekuaan bidang yang rendah berlaku hukum Ohm, sampai suatu keadaan arus jenuh seperti halnya dalam gas terpasang (gambar 1.4.3 b). Jika kekuatan bidang E ditingkatkan lebih lanjut, disproporsional sampai suatu keadaan kegagalan terjadi. Persamaan ini ditunjukkan dengan arus density:
Š = qnbÊ (q = beban ion),
Peningkatan suatu pembawa density muatan n diharapkan karena tidak adanya dampak yang disebabkan oleh mobilitas b yang berubah. Asumsi serupa untuk kegagalan pada cairan gas, pembawa perkalian muatan mungkin merupakan ciri dari suatu tumbukan ionisasi dalam gas atau uap cairan yang dipisahkan, Awal dari adanya kegagalan ini disebutkan sebagai kegagalan pelindung dari gas. Model ini juga menjelaskan pengamatan kekuatan elektrik bahan yang berfungsi sebagai isolasi cairan dalam sebuah tekanan.
b. Kegagalan Pembentukan serat batang
Teknik isolasi cairan biasanya berisi makroscopik ketidakmurnian dari serat partikel selulosa, cotton dan bahan lainnya. Biasanya partikel itu berupa absorben campuran dari cairan isolasi. Kemampuan bergerak ke dalam zone kekuatan bidang yang sangat tinggi dan juga berada di dalam arah bidang [Kind 1972]. Secara kontras serat partikel, buble gas, oleh karena tetapan dielektriknya lebih rendah, maka dipindahkan kekuatan bidangnya dari daerah tinggi.
Dengan cara ini seperti ditunjukkan pada gambar 1.4.4a, suatu serat batang antara elektroda dapat dihasilkan, dan ini menghasilkan saluran konduksi. Kelebihan resistansi dapat menghasilkan vaporasi dari komponen campuran parikel sebagai bagian dari kegagalan bahan isolasi gas. Kasus ini dapat diartikan sebagai bagian kegagalan panas lokal dari kelemahan saluran konduksi. Secara teknis kejadian penting dari suatu kegagalan pembentukan serat batang pada kekuatan bidang yang tinggi dari suatu gap bebas minyak. Kegagalan serat batang dapat secara efektif dicegah dengan membatasi layar yang harus mengatur tegak lurus kepada medan elektrik jika mungkin. Suatu ukuran efektif akan melekatkan electroda dalam suatu bahan isolasi padat, seperti menggunakan suatu penutup kertas.
Postingan
Comments (0)
Posting Komentar