Studi kasus kegagalan pemutus sirkuit tangki SF₆: Pasar Afrika dari perspektif Nigeria

Pendahuluan

Dalam konteks pasar Afrika, khususnya di Nigeria, operasi yang andal dari peralatan listrik sangat penting untuk perkembangan stabil industri tenaga. Pemutus sirkuit SF₆ tipe tangki memainkan peran penting dalam sistem tenaga karena sifat pemadam busur dan isolasinya yang luar biasa. Namun, seperti peralatan listrik lainnya, mereka rentan terhadap kerusakan. Makalah ini menyajikan analisis kasus yang rinci tentang kegagalan pemutus sirkuit SF₆ tipe tangki di Nigeria, dengan mempertimbangkan aspek seperti sertifikasi SONCAP dan implikasinya bagi pasar.

Sertifikasi SONCAP (Standards Organization of Nigeria Conformity Assessment Program) adalah persyaratan wajib untuk produk listrik yang masuk ke pasar Nigeria. Ini memastikan bahwa produk tersebut memenuhi standar industri Nigeria dan aman untuk digunakan. Proses sertifikasi melibatkan pengujian produk, inspeksi pabrik, dan penerbitan Sertifikat Konformitas, yang diperlukan untuk pembersihan bea cukai.

Latar Belakang Kasus

Di sebuah substation listrik di Nigeria, pemutus sirkuit SF₆ tipe tangki dari merek tertentu, yang telah mendapatkan sertifikasi SONCAP, mengalami kegagalan. Pemutus sirkuit tersebut merupakan bagian dari jalur transmisi utama, dan kegagalannya berpotensi mengganggu pasokan listrik ke area yang luas, termasuk konsumen industri dan perumahan.

Pemutus sirkuit dipasang dan dikomisionalkan beberapa tahun yang lalu, dan telah beroperasi relatif stabil hingga insiden ini. Pemeliharaan dan inspeksi rutin telah dilakukan sesuai rekomendasi produsen, dan semua tes sebelumnya menunjukkan kinerja normal.

Deskripsi Insiden Kegagalan

Suatu hari, selama operasi grid normal, terjadi gangguan pada jalur yang dilindungi oleh pemutus sirkuit SF₆ tipe tangki ini. Sistem perlindungan mendeteksi gangguan dan memberikan perintah tripping. Namun, pemutus sirkuit gagal membuka sepenuhnya seperti yang diharapkan. Sebaliknya, terjadi fenomena pembakaran busur abnormal di dalam pemutus, dan kerusakan isolasi parsial diamati kemudian.

Gambar 1 menunjukkan diagram sederhana dari tata letak sistem tenaga tempat pemutus sirkuit dipasang. 

Operator substation menyadari suara tidak biasa dan peningkatan suhu di sekitar pemutus sirkuit. Segera, mereka memulai prosedur darurat, termasuk memisahkan pemutus sirkuit yang bermasalah dari grid sebanyak mungkin untuk mencegah kerusakan lebih lanjut dan potensi bahaya keselamatan.

Analisis Kegagalan
Analisis Elektrikal

Melalui analisis catatan gangguan dan data bentuk gelombang dari sistem monitoring substation, ditemukan bahwa bentuk gelombang arus gangguan sangat terdistorsi selama insiden. Arus tidak turun ke nol dalam waktu yang diharapkan untuk pemutus sirkuit dapat memadamkan busur secara efektif. Hal ini terutama disebabkan oleh sifat kompleks dari gangguan, yang menyebabkan pola aliran arus yang abnormal.

Gas SF₆ di dalam pemutus sirkuit, yang bertanggung jawab untuk memadamkan busur, juga menunjukkan penurunan kinerja. Dalam kondisi normal, gas SF₆ dapat dengan cepat rekombinasi dan memulihkan kekuatan dielektriknya ketika arus busur melewati nol. Namun, dalam kasus ini, arus yang terus-menerus tidak nol mencegah pemulihan yang tepat dari kemampuan pemadam busur gas tersebut.

Analisis Mekanikal

Setelah pemeriksaan visual dan pengujian mekanikal lebih lanjut, ditemukan bahwa beberapa komponen mekanikal pemutus sirkuit menunjukkan tanda-tanda keausan. Bagian yang bergerak, seperti lengan kontak dan tautan mekanisme operasi, memiliki deformasi minor. Deformasi ini mungkin mempengaruhi operasi mulus pemutus sirkuit selama proses tripping, menyebabkan penundaan dalam pemisahan kontak dan memperpanjang waktu busur.

Pertimbangan Terkait Sertifikasi SONCAP

Meskipun pemutus sirkuit telah memiliki sertifikasi SONCAP, tinjauan atas proses sertifikasi dan kepatuhan produk terhadap standar Nigeria dilakukan. Ditemukan bahwa produk memenuhi semua persyaratan yang ditentukan pada saat sertifikasi. Namun, selama operasi di lingkungan Nigeria, faktor-faktor seperti karakteristik grid lokal (misalnya, konten harmonisa yang lebih tinggi di beberapa area), variasi suhu, dan kelembaban mungkin telah mempengaruhi kinerja pemutus sirkuit.

Selain itu, praktik pemeliharaan di substation Nigeria dibandingkan dengan praktik terbaik internasional. Diobservasi bahwa meskipun prosedur pemeliharaan dasar diikuti, mungkin masih ada ruang untuk peningkatan dalam hal inspeksi yang lebih sering dan mendalam, terutama mengingat kondisi operasi yang keras di beberapa bagian Nigeria.

Solusi dan Tindakan Pencegahan
Perbaikan dan Penggantian

Komponen-komponen yang rusak dari pemutus sirkuit diidentifikasi, termasuk beberapa bagian mekanikal yang aus dan bahan isolasi yang terkena busur. Komponen-komponen ini diganti dengan yang baru Strategi Pemeliharaan yang Ditingkatkan

Rencana pemeliharaan yang lebih komprehensif dikembangkan untuk pemutus sirkuit dan peralatan serupa lainnya di substation. Ini mencakup inspeksi yang lebih sering pada komponen mekanikal untuk keausan, pengujian berkala kualitas gas SF₆, dan pemantauan yang ditingkatkan pada parameter listrik seperti bentuk gelombang arus dan tegangan.

Program pelatihan juga diorganisir untuk operator substation dan staf pemeliharaan. Program-program ini fokus pada praktik terbaik internasional terbaru untuk pemeliharaan pemutus sirkuit SF₆ tipe tangki, serta cara mengatasi potensi kegagalan dan keadaan darurat dengan lebih efektif.

Pertimbangan Pasar Secara Umum

Menyadari kasus kegagalan ini, untuk pasar Afrika, khususnya di Nigeria, disarankan agar penelitian yang lebih mendalam dilakukan tentang adaptabilitas peralatan listrik terhadap kondisi operasi lokal. Produsen harus mempertimbangkan untuk menyediakan solusi khusus atau instruksi tambahan untuk produk yang dijual di wilayah dengan karakteristik lingkungan dan grid tertentu.

Untuk proses sertifikasi SONCAP, bisa ditingkatkan untuk mempertimbangkan kinerja jangka panjang produk di pasar Nigeria. Ini mungkin melibatkan inspeksi follow-up dan evaluasi kinerja lebih lanjut setelah produk telah beroperasi selama periode tertentu.

Kesimpulan

Kegagalan pemutus sirkuit SF₆ tipe tangki di substation listrik Nigeria adalah kasus yang tipikal yang menyoroti pentingnya manajemen peralatan yang komprehensif di pasar Afrika. Meskipun sertifikasi SONCAP memberikan jaminan dasar untuk kualitas produk, perhatian terus-menerus terhadap operasi dan pemeliharaan peralatan listrik, serta adaptasi terhadap kondisi operasi lokal, sangat penting.

Dengan menganalisis kegagalan dari aspek elektrikal, mekanikal, dan terkait sertifikasi, serta menerapkan solusi dan tindakan pencegahan yang tepat, keandalan sistem tenaga di Nigeria dan negara-negara Afrika lainnya dapat ditingkatkan secara signifikan. Kasus ini juga berfungsi sebagai referensi yang berharga untuk proyek-proyek serupa di wilayah tersebut, menekankan pentingnya pendekatan holistik untuk memastikan operasi yang aman dan stabil dari infrastruktur listrik di pasar Afrika.