Gelombang Perjalanan
Gelombang perjalanan (Travelling wave) adalah gelombang temporer yang menimbulkan gangguan dan bergerak sepanjang saluran transmisi dengan kecepatan tetap.
Jenis gelombang seperti itu terjadi untuk durasi yang singkat (untuk beberapa mikrodetik) tetapi menyebabkan banyak gangguan pada saluran. Gelombang transien diatur dalam saluran transmisi terutama karena switching, gangguan dan petir.
Gelombang berjalan memainkan peran utama dalam mengetahui tegangan dan arus di semua titik dalam sistem tenaga. Gelombang ini juga membantu dalam merancang isolator, peralatan pelindung, insulasi peralatan terminal, dan koordinasi insulasi secara keseluruhan.
Spesifikasi Gelombang Perjalanan
Gelombang perjalanan dapat direpresentasikan secara matematis dalam beberapa cara. Hal ini paling sering diwakili dalam bentuk gelombang persegi panjang atau langkah tak terbatas. Gelombang berjalan dicirikan oleh empat spesifikasi seperti yang diilustrasikan pada gambar di bawah ini.
Puncak – ini adalah kemampuan maksimum gelombang, dan dinyatakan dalam kV atau kA.
Depan – Ini adalah bagian dari gelombang sebelum puncak dan dinyatakan dalam waktu dari awal gelombang ke nilai puncak dalam milidetik atau s.
Ekor – Ekor gelombang adalah bagian di luar puncak. Ini dinyatakan dalam waktu dari awal gelombang ke titik di mana gelombang telah berkurang hingga 50% dari nilainya pada puncaknya.
Polaritas – Polaritas tegangan dan nilai puncak. Gelombang positif 500 kV puncak 1 s depan dan 25 s ekor akan disajikan sebagai +500/1.0/25.0.
Lonjakan adalah jenis gelombang perjalanan yang disebabkan karena pergerakan muatan di sepanjang konduktor. Lonjakan dihasilkan karena kenaikan tegangan yang tiba-tiba bervariasi (bagian depan yang curam) diikuti oleh penurunan tegangan secara bertahap (ekor lonjakan). Lonjakan ini mencapai peralatan terminal seperti kotak kabel, trafo atau switchgear, dan dapat merusaknya jika tidak dilindungi dengan benar.
Gelombang Perjalanan pada Saluran Transmisi
Saluran transmisi merupakan rangkaian parameter terdistribusi dan mendukung gelombang tegangan dan arus. Sirkuit dengan parameter terdistribusi memiliki kecepatan propagasi medan elektromagnetik yang terbatas.
Operasi pensaklaran dan petir pada jenis rangkaian tersebut tidak terjadi secara bersamaan di semua titik rangkaian tetapi menyebar dalam bentuk gelombang dan surja berjalan.
Ketika saluran transmisi tiba-tiba terhubung ke sumber tegangan dengan menutup sakelar, seluruh saluran tidak diberi energi sekaligus, yaitu, tegangan tidak muncul secara instan di ujung yang lain. Ini disebabkan oleh adanya konstanta terdistribusi (induktansi dan kapasitansi dalam saluran bebas-rugi).
Dianggap saluran transmisi panjang memiliki induktansi parameter didistribusikan (L) dan kapasitansi (C). Saluran transmisi yang panjang dibagi menjadi bagian-bagian kecil yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. S adalah sakelar yang digunakan untuk menutup atau membuka lonjakan untuk operasi sakelar.
Ketika sakelar ditutup induktansi L1 bertindak sebagai rangkaian terbuka dan C1 bertindak sebagai hubung singkat. Pada saat yang sama, tegangan pada bagian berikutnya tidak dapat diisi karena tegangan pada kapasitor C1 adalah nol.
Jadi kecuali kapasitor C1 diisi ke beberapa nilai pengisian kapasitor C2 melalui L2 tidak mungkin yang jelas akan memakan waktu. Argumen yang sama berlaku untuk bagian ketiga, bagian keempat, dan seterusnya.
Tegangan pada bagian tersebut meningkat secara bertahap. Peningkatan tegangan secara bertahap pada konduktor transmisi ini dapat dianggap seolah-olah gelombang tegangan berjalan dari satu ujung ke ujung yang lain dan pengisian tegangan secara bertahap disebabkan oleh gelombang arus yang terkait.
Gelombang arus, yang disertai dengan gelombang tegangan meningkatkan medan magnet di ruang sekitarnya. Pada persimpangan dan terminasi, gelombang ini mengalami pemantulan dan pembiasan.
Jaringan memiliki garis besar dan persimpangan jumlah gelombang berjalan yang diprakarsai oleh gelombang datang tunggal dan akan meningkat pada tingkat yang cukup besar sebagai perpecahan gelombang dan beberapa refleksi terjadi. Energi total gelombang yang dihasilkan tidak dapat melebihi energi gelombang datang.
