Analisis Dampak Pemeriksaan dan Pemeliharaan Ruang Busur Vakum terhadap Peningkatan Keandalan Pemutus Sirkuit Vakum

Pemutus sirkuit vakum banyak digunakan dalam jaringan distribusi. Sebagai komponen inti dari peralatan penyediaan listrik, kinerjanya tergantung pada kemampuan pemutus vakum dan karakteristik mekanis pemutus sirkuit (jarak buka kontak, langkah, tekanan, kecepatan rata-rata tutup/buka, waktu pantulan penutupan, asinkronisme buka-tutup, jumlah operasi, dan aus kumulatif yang diizinkan pada kontak). Keduanya sangat penting untuk operasi yang andal. Pemutus vakum adalah "jantung" dari pemutus sirkuit; tanpa pemutus yang berkinerja tinggi dan andal, operasi yang andal tidak mungkin. Oleh karena itu, deteksi dan pemeliharaan rutin pemutus, melalui penilaian kinerja kualitatif-kuantitatif, sangat penting untuk operasi pemutus sirkuit yang aman dan stabil.

1 Indikator Kinerja Pemutus Vakum

Pemutus vakum terdiri dari sistem isolasi hermetis (penutup), sistem konduktif, dan sistem perisai. Kinerjanya ditandai oleh tingkat isolasi (tegangan tahan frekuensi daya 1-menit, tegangan tahan impuls 1.2/50), derajat vakum, dan resistansi DC rangkaian utama. Deteksi dan evaluasi yang akurat memerlukan pengujian dan analisis komprehensif dari indikator-indikator ini.

Metode tegangan tahan frekuensi daya umumnya digunakan untuk pengujian isolasi di lapangan. Dengan kemajuan teknologi pengujian, pengujian derajat vakum semakin diterapkan. Namun, beberapa provinsi "Peraturan untuk Pengujian Serah Terima dan Pencegahan Peralatan Listrik" kurang menekankan deteksi derajat vakum, bahkan menyarankan "menggunakan tegangan tahan fraktur sebagai pengganti ketika deteksi tidak dapat dilakukan". Ini menciptakan kesalahpahaman teoritis dan praktis, yang berisiko mengakibatkan kecelakaan manajemen dan teknis. Saya merekomendasikan revisi peraturan secara tepat waktu untuk meningkatkan sistem evaluasi kinerja pemutus dan memastikan operasi peralatan jaringan distribusi yang aman.

1.2 Jenis Kerusakan Pemutus Vakum

Sebagai peserta dalam deteksi di lapangan, ditemukan bahwa kerusakan pemutus vakum dibagi menjadi dua kategori:

• Kerusakan eksplisit ditandai oleh retak cangkang atau kerusakan bellows, yang menyebabkan masuknya udara, hilangnya vakum dalam pemutus, dan komunikasi dengan atmosfer.

• Kerusakan implisit merujuk pada penurunan bertahap derajat vakum. Meskipun pemutus tidak berkomunikasi dengan atmosfer, tekanan udara internal melebihi nilai yang diizinkan karena proses pembuatan, transportasi, pemasangan, atau faktor pemeliharaan, sehingga pemutus gagal memenuhi kapasitas pemutusan normal. Bahaya dari kerusakan laten ini jauh lebih tinggi daripada kerusakan eksplisit. Penurunan derajat vakum akan sangat mempengaruhi kemampuan pemutusan arus overcurrent dari pemutus sirkuit vakum, memperpendek masa pakai pemutus secara drastis, dan mungkin menyebabkan ledakan saklar dalam kasus ekstrem.

1.3 Analisis Batasan Pengujian Tegangan Tahan Frekuensi Daya dan Derajat Vakum

Dari perspektif pengalaman praktis di lapangan:

• Pengujian tegangan tahan frekuensi daya sangat efektif untuk mendeteksi kerusakan eksplisit dan dapat menentukan status pemutus secara kualitatif. Namun, memiliki titik buta deteksi untuk kerusakan implisit: ketika derajat vakum berada dalam rentang 1×10⁻²Pa hingga 1×10⁻³Pa, pengujian tegangan tahan frekuensi daya masih bisa lulus. Pada saat itu, derajat vakum telah lebih rendah dari ambang batas keamanan 1.66×10⁻²Pa, dan perbedaan halus tidak dapat dibedakan.

• Alat pengukur derajat vakum dapat mencapai pengukuran akurat dalam rentang 1×10⁻¹Pa hingga 1×10⁻⁵Pa, meningkatkan deteksi pemutus dari analisis kualitatif ke tahap kuantitatif. Ini juga dapat menyimpulkan umur layanan pemutus vakum berdasarkan perubahan derajat vakum selama periode tertentu, memberikan dukungan teknis untuk evaluasi keandalan peralatan. Namun, metode ini memiliki batasan dalam rentang pengujian: ketika melebihi 1×10⁻¹Pa hingga 1×10⁻⁵Pa, hubungan proporsional antara arus ion dan densitas gas residu (yaitu, derajat vakum) yang diandalkan oleh alat pengukur derajat vakum akan berubah, dan akurasi hasil pengujian tidak dapat dijamin. Terutama untuk kerusakan eksplisit dengan kebocoran lengkap (komunikasi dengan atmosfer), nilai pengujian sering dekat dengan nilai normal, yang mudah menyebabkan kesalahan penilaian. Alasannya dapat dijelaskan oleh teori tabrakan gas: ketika tekanan gas meningkat, densitas molekul meningkat, menghasilkan jalur bebas rata-rata elektron yang lebih pendek. Meskipun jumlah tabrakan meningkat, akumulasi energi kinetik elektron yang tidak cukup mengurangi probabilitas ionisasi molekul gas, menyebabkan instrumen menilai derajat vakum sebagai baik.

Berdasarkan praktik deteksi di lapangan, perlu dicatat khusus bahwa pengujian tegangan tahan frekuensi daya tidak boleh dihilangkan selama deteksi. Hanya ketika pemutus lulus pengujian tegangan tahan frekuensi daya, dapat dipastikan bahwa derajat vakum berada dalam rentang efektif alat pengukur, dan hasil pengujian derajat vakum selanjutnya dapat dipercaya. Oleh karena itu, pengujian derajat vakum dan pengujian tegangan tahan frekuensi daya harus diterapkan secara bersamaan. Kedua metode saling melengkapi, dan hanya mengandalkan salah satu metode untuk menilai status pemutus memiliki batasan.

1.4 Pengujian Resistansi Rangkaian Utama

Dalam deteksi di lapangan, metode penurunan tegangan DC digunakan untuk pengujian resistansi rangkaian utama, menggunakan alat uji dengan arus tidak kurang dari 100A. Nilai resistansi setelah serah terima dan overhaul harus sesuai dengan peraturan produsen, dan selama operasi, tidak boleh melebihi 1,2 kali nilai pabrik. Ketika aus kontak pemutus vakum menyebabkan kontak buruk, masalah dapat dideteksi melalui pengujian resistansi rangkaian. Jika resistansi rangkaian utama tidak memenuhi syarat dalam jangka waktu lama, dapat menyebabkan pemutus panas, yang mengakibatkan penurunan kinerja isolasi komponen terkait dan bahkan ledakan pendek.

2 Tindakan untuk Meningkatkan Keandalan Pemutus Vakum

• Lakukan pengujian derajat vakum secara rutin (dikombinasikan dengan pengujian tegangan tahan frekuensi daya 42kV) untuk menilai status pemutus. Ketika derajat vakum menurun, gelembung vakum harus diganti (sebagian besar produk memerlukan penggantian tiga fasa secara bersamaan jika satu fasa tidak memenuhi syarat), dan selesaikan uji ciri seperti langkah, sinkronisasi, dan pantulan.

• Formulasikan siklus deteksi berdasarkan peraturan pengujian pencegahan peralatan listrik dan kondisi aktual unit. Tingkatkan frekuensi pemantauan dalam dua tahun pertama setelah komisioning; disarankan untuk melakukan pengujian tegangan tahan frekuensi daya dan derajat vakum pada setengah tahun, 1 tahun, 1,5 tahun, dan 2 tahun setelah komisioning, lalu sesuaikan frekuensi berdasarkan kondisi operasi setelah 2 tahun.

• Rencanakan siklus pemeliharaan secara wajar dan inspeksi pemutus dikombinasikan dengan uji pencegahan tahunan. Setelah 2.000 operasi normal atau 10 pemutusan arus nominal, periksa semua bagian dan parameter; jika baut tidak longgar dan parameter teknis memenuhi standar, lanjutkan penggunaan.

• Uji resistansi kontak antara kedua ujung pemutus dan terminal rangkaian utama secara rutin untuk memastikan tidak melebihi nilai yang ditentukan.

• Jika memungkinkan, lakukan pengukuran suhu imaging inframerah pada rangkaian konduktif melalui lubang pengamatan untuk melacak tren suhu. Resistansi rangkaian utama yang tidak memenuhi syarat, kontak buruk, cacat isolasi, atau gradien pendinginan yang tidak memadai karena desain pemutus yang tidak rasional dapat menyebabkan kenaikan suhu pada komponen konduktif dan isolasi, yang mengarah ke kecelakaan.

• Personel operasi harus melakukan patroli pemutus sirkuit secara rutin dan memperhatikan apakah ada pelepasan di luar gelembung vakum (pelepasan biasanya menunjukkan pengujian derajat vakum yang tidak memenuhi syarat, memerlukan pemadaman listrik untuk penggantian). Titik-titik kunci pemeliharaan:

• Periksa tampilan dan bersihkan kotoran

• Ganti tabung vakum jika ketebalan aus kumulatif kontak bergerak dan statis melebihi 3mm

• Periksa dan atur jarak buka kontak, langkah kompresi, dan sinkronisasi tiga fasa secara rutin

3 Kesimpulan

• Tegangan tahan frekuensi daya, derajat vakum, dan resistansi DC rangkaian utama pemutus vakum adalah indikator penting untuk menggambarkan kinerjanya, memainkan peran kunci dalam memahami tren kebocoran dan memperkirakan umur layanan.

• Pengujian derajat vakum dan pengujian tegangan tahan frekuensi daya masing-masing memiliki batasan dan perlu diterapkan secara bersamaan untuk mendiagnosis keandalan pemutus secara akurat.

• Dua pengujian tersebut tidak dapat saling menggantikan; pemutus yang gagal dalam pengujian harus diganti, dan disarankan untuk merevisi peraturan pengujian industri terkait secara tepat waktu.

• Peningkatan keandalan harus dimulai dengan pengujian derajat vakum, tegangan tahan frekuensi daya, dan resistansi rangkaian utama secara rutin, memperkuat pelatihan teknis untuk personel operasi dan pemeliharaan, melakukan patroli hati-hati, pengukuran suhu inframerah, dan perencanaan siklus deteksi-pemeliharaan ilmiah untuk menghindari ledakan dan kecelakaan lainnya yang disebabkan oleh operasi non-listrik yang salah selama operasi atau perubahan beban pemutus sirkuit.