Analisis dan Penanganan Kerusakan Pemutus Sirkuit Dead Tank LW12-500

Pendahuluan

LW12 - 500 tank - type SF₆ circuit breaker adalah pemutus sirkuit tegangan tinggi domestik. Seiring bertambahnya waktu operasi, kegagalan yang sering terjadi pada badan utama dan mekanisme operasi telah memberikan dampak signifikan terhadap operasi aman dan stabil jaringan listrik, mempengaruhi keandalan pasokan listrik dan menyebabkan biaya perawatan pemutus sirkuit meningkat setiap tahun. Dengan tujuan mengatasi cacat dan kerusakan umum pada LW12 - 500 tank - type SF₆ circuit breaker, makalah ini mengajukan tindakan pencegahan dan kontrol yang sesuai, sehingga dapat sepenuhnya menghilangkan bahaya peralatan dan meningkatkan tingkat operasi jaringan listrik.

Tinjauan Peralatan

LW12 - 500 tank - type SF₆ circuit breaker menggunakan gas SF₆ sebagai media isolasi dan pemadam busur. Mekanisme operasinya menggunakan tekanan hidrolik murni, dan komponen utama dari mekanisme hidrolik diimpor dari Hitachi. Pemutus sirkuit memiliki struktur putus ganda, dengan kapasitor paralel dipasang di kedua ujung putus utama. Kapasitor paralel disediakan oleh Perusahaan Murata Jepang.

Kondisi Layanan Peralatan

Masih banyak LW12 - 500 tank - type SF₆ circuit breakers yang beroperasi dalam sistem Perusahaan Negara Grid. Hingga akhir tahun 2014, ada 33 pemutus sirkuit seperti itu yang beroperasi di Perusahaan Jibei, 14 di antaranya dilengkapi dengan resistor penutupan, dan waktu operasinya ≥10 tahun.

Kondisi Kegagalan Peralatan

• Pada September 2002, terjadi kesalahan tanah satu fase pada fase B dari LW12 - 500 tank - type SF₆ circuit breaker. Fase B dari pemutus 5031 dan 5032 di suatu gardu induk melompat. Fase B dari pemutus 5032 berhasil kembali menutup, sementara fase B dari pemutus 5031 gagal kembali menutup. Melalui pemeriksaan, ditemukan bahwa karena longgar nut penyesuaian dari switch tekanan, nilai tekanan pengunci penutupan berubah, mengakibatkan gagalnya pemutus sirkuit untuk kembali menutup.

• Dari April hingga Juni 2004, selama perawatan dan pengujiannya normal, LW12 - 500 tank - type SF₆ circuit breakers 5053, 5043, dan 5012 di suatu gardu induk menunjukkan fenomena menolak untuk dibuka selama operasi. Pemeriksaan menunjukkan bahwa kerusakan disebabkan oleh pembusukan minyak hidrolik dalam mekanisme operasi, yang menyebabkan gerakan valve body tidak baik.

• Pada Juni 2004, selama operasi, fase C dari LW12 - 500 tank - type SF₆ circuit breaker 5052 di suatu gardu induk mengalami kerusakan arus pendek internal dalam tangki karena lapisan perak pada silinder tekanan di dalam ruang pemadam busur lepas.

• Pada Juni 2005, ketika suatu gardu induk melakukan operasi buka biasa dengan daya mati pada LW12 - 500 tank - type SF₆ circuit breaker 5043, pin poros putaran dari trip latch buka di bawah elektromagnet buka fase B patah, menyebabkan fase B pemutus sirkuit tidak terpisah. Pada saat yang sama, resistansi seri dalam rangkaian buka rusak dan terlepas. Setelah pemeriksaan, setelah mengganti trip latch, coil buka, dan resistansi seri buka yang rusak, peralatan tersebut kembali beroperasi.

• Pada Juni 2005, ketika busbar 2# suatu gardu induk diberi daya, fase C dari LW12 - 500 tank - type SF₆ circuit breaker 5053 melompat segera setelah ditutup. Pemeriksaan menunjukkan bahwa deformasi batang striker menyebabkan katup buka tahap pertama gagal kembali ke posisi, dan pemutus sirkuit melompat secara berkelanjutan. Setelah mengganti batang striker, kondisinya kembali normal.

• Pada Mei 2006, karena adanya kesalahan tripping berkelanjutan pada suatu jalur, coil penutupan fase B dari LW12 - 500 tank - type SF₆ circuit breaker 5012 terbakar. Pemeriksaan menunjukkan bahwa kerusakan disebabkan oleh macetnya trip latch pada fase B, yang membuat coil penutupan terisi listrik untuk waktu yang lama dan menyebabkan terbakar.

• Pada Juli 2007, terjadi kerusakan arus pendek internal dalam tangki fase B dari LW12 - 500 tank - type SF₆ circuit breaker 5031 di suatu gardu induk selama operasi. Penyebabnya adalah proses pengecatan konduktor buruk (pengecatan manual) di dalam bushing. Karena pengecatan tidak merata, benda asing seperti bulu kuas menempel pada konduktor, dan bulu kuas jatuh pada shield, menyebabkan shield mengeluarkan arus ke dinding dalam tangki.

• Pada November 2007, selama kegagalan di Gardu Induk 3#, LW12-500 tank-type SF₆ circuit breaker 5013 mengalami beberapa kali kegagalan buka dan tutup, menyebabkan eskalasi insiden.

• Pada Februari 2009, selama tes aktuasi perlindungan setelah perawatan daya mati pada LW12-500 tank-type SF₆ circuit breaker 5012, fase C gagal menutup. Pemeriksaan menunjukkan bahwa poros yang menghubungkan trip latch dan buckle dalam mekanisme tidak fleksibel, mencegah trip latch dan buckle melepaskan dan menyebabkan fase gagal menutup.

• Pada Juni 2009, terjadi flashover internal pada fase A dari LW12-500 tank-type SF₆ circuit breaker 5021 selama transmisi daya setelah perawatan besar. Kerusakan tersebut dikaitkan dengan sudut tajam pada perakitan shield dan interior tangki yang tidak bersih.

• Pada Maret 2012, setelah dibuka, fase A dari LW12-500 tank-type SF₆ circuit breaker 5053 mengalami breakdown interrupter, yang kemudian berkembang menjadi kesalahan tanah. Pemeriksaan menunjukkan bahwa degradasi pelat kapasitor paralel antara interrupter menyebabkan kapasitor pecah setelah breakdown, memicu arus pendek antara shield dan tangki.

• Pada Januari 2013, setelah dibuka, fase B dari LW12-500 tank-type SF₆ circuit breaker 5043 kembali mengalami breakdown interrupter, diikuti oleh kesalahan tanah; bus differential protection membersihkan busur 12 detik antara interrupter pada fase A sebelum berkembang menjadi kesalahan tanah. Kerusakan tersebut juga disebabkan oleh degradasi pelat kapasitor paralel antara interrupter, dengan breakdown dan pecahnya kapasitor memicu arus pendek antara shield dan tangki.

Cacat Utama

• Unit produksi awal memiliki aplikasi cat isolasi buruk pada konduktor di dalam bushing (proses pengecatan manual), meninggalkan bahaya tersembunyi arus pendek isolasi internal karena bulu kuas yang menempel, delaminasi, dan pengelupasan cat.

• Permukaan internal tangki memiliki kualitas pengecatan isolasi buruk, rentan terhadap delaminasi dan pengelupasan, menyebabkan risiko arus pendek isolasi internal; shield grading di dalam tangki memiliki pengerjaan dan perakitan buruk, dengan sudut tajam dan tonjolan.

• Lapisan perak pada permukaan dalam silinder tekanan di ruang pemadam busur rentan terhadap delaminasi dan pengelupasan.

• Penyelarasan kontak bergerak dan diam yang buruk atau kualitas pegas kontak rendah menyebabkan fragmentasi dan rontoknya finger kontak busur dan nozzle.

• Degradasi pelat kapasitor paralel antara interrupter menimbulkan risiko breakdown isolasi.

• Desain sistem pemanasan dan penyegelan mekanisme yang tidak masuk akal menyebabkan alarm tekanan minyak sangat tinggi pada beberapa pemutus sirkuit selama peralihan musim.

• Kegagalan mekanisme hidrolik yang sering, terutama tingkat kerusakan seal dan akumulator tekanan yang tinggi, mengurangi keandalan mekanisme:

• Banyak terjadi "penutupan langsung setelah dibuka" atau "tripping berkelanjutan" karena pengerjaan buruk katup utama mekanisme hidrolik;

• Pembusukan minyak hidrolik yang parah, menyebabkan pressurisasi dan kebocoran minyak yang sering;

• Kekuatan tidak cukup dan mudah retak/deformasi pada beberapa bagian logam (misalnya, trip latch) dalam mekanisme operasi karena kualitas bahan atau pengerjaan yang buruk;

• Masalah kualitas pada akumulator tekanan, menyebabkan penurunan tekanan pre-charged pada beberapa unit yang gagal memenuhi persyaratan operasional setelah operasi jangka panjang.

Tindakan Retrofit

Tindakan perawatan yang diimplementasikan untuk pemutus sirkuit LW12-500 termasuk:

• Mengganti konduktor di dalam bushing dengan jenis baru yang memiliki teknologi pelapisan isolasi canggih.

• Inspeksi dan perawatan internal tangki: fokus pada pemeriksaan lapisan cat internal, perakitan resistor penutupan, lapisan perak silinder tekanan (diganti jika delaminasi/pengelupasan), dan penyesuaian penyelarasan kontak bergerak dan diam.

• Inspeksi dan perawatan mekanisme operasi: termasuk sistem katup, akumulator tekanan, silinder kerja, pompa hidrolik, dan penggantian total minyak hidrolik.

• Mengganti pelat kapasitor paralel interrupter dengan komponen proses yang ditingkatkan yang disediakan oleh Perusahaan Murata Jepang.

Tindakan Perbaikan yang Disarankan

• Untuk memastikan keamanan dan stabilitas jaringan listrik, perawatan tepat waktu pada pemutus sirkuit tipe LW12 sangat penting. Namun, tantangan dalam pasokan suku cadang dan layanan teknis—diperparah oleh diskontinuasi jangka panjang pemutus sirkuit dan ketersediaan suku cadang yang buruk—telah membuat perawatan sulit, dengan biaya overhaul per unit yang tinggi mendekati biaya pembelian pemutus sirkuit baru. Mengingat keamanan, ekonomi, dan kemajuan teknologi, disarankan untuk mengganti secara keseluruhan pemutus sirkuit tipe LW12-500 tank-type SF₆.

• Sebelum pensiun, perkuat pemantauan kondisi operasional dan perawatan pemutus sirkuit tipe LW12. Gunakan teknologi canggih seperti deteksi pelepasan parsial ultrasonik dan analisis kromatografi gas SF₆ untuk menilai status isolasi internal secara teratur di bawah tegangan operasional, pendekkan siklus deteksi, dan lacak tren degradasi isolasi secara tepat waktu. Ini memungkinkan tindakan yang ditargetkan untuk mencegah kegagalan isolasi internal mendadak selama operasi.