Apa saja kemungkinan penyebab kegagalan retak pada blok terminal CT dalam peralatan GIS?
Peralatan pemutus sirkuit terisolasi gas (GIS), sering disebut “SF6 peralatan listrik kombinasi”, digunakan secara luas dalam sistem tenaga karena keandalannya yang tinggi, ukuran yang kecil, suara bising rendah, dan kerugian rendah. Ini mengapit perangkat tegangan tinggi seperti pemutus sirkuit, sakelar penghubung cepat, transformator arus, dan busbar dalam cangkang logam yang di-grounded dan diisi dengan gas SF6 . Setiap perangkat berada dalam ruang gas terpisah dengan tekanan yang berbeda. Blok terminal CT membagi ruang gas, menghubungkan komponen, dan memudahkan pemeliharaan. Stasiun konverter menemukan bahwa tekanan ruang gas CT 750kV GIS turun sekitar 0,05MPa setiap hari, meskipun telah dilakukan pengisian ulang gas. Oleh karena itu, kami menganalisis kegagalan blok terminal CT.
1 Tinjauan Umum dan Analisis Retak pada Blok Terminal
1.1 Tinjauan Umum
Blok terminal mulai beroperasi pada 23 Juni 2017, kebocoran gas terjadi pada 6 November 2021, dan retakan muncul pada 8 November 2021. Sisi datar adalah sisi CT, sisi cembung adalah sisi non-CT, dengan 12 lubang berulir luar. Sisi CT memiliki tiga lingkaran terminal tembaga kuning ekuidistan (1, 8, 15 per lingkaran dari dalam); lingkaran terluar sisi non-CT memiliki 15 terminal (A1 - A5, B1 - B5, C1 - C5 berlawanan arah jarum jam), sesuai dengan sisi CT pada lingkaran tengah.
1.2 Pemeriksaan Makroskopis
Ditemukan retakan sepanjang sekitar 30cm di sisi cembung, pada belokan tepi yang terangkat, terbagi menjadi dua bagian: retakan panjang yang lebar terbuka (A1 - B1) dan retakan pendek yang sempit (C5 - A1, hampir tidak terlihat). Tes penetrasi kemudian dilakukan untuk memeriksa retakan lebih lanjut.
1.3 Tes Penetrasi
Tes penetrasi dilakukan pada kedua sisi blok terminal:
Sisi cembung: Ditemukan dua retakan, konsisten dengan pemeriksaan makroskopis dalam morfologi dan panjang (240mm dan 60mm). Retakan pendek menjadi jelas setelah tes, dan tidak ditemukan retakan lainnya.
Sisi datar: Ditemukan dua retakan dengan panjang berbeda (sekitar 20mm dan 8mm) pada cincin segel dalam. Mereka tidak menembus, dengan jarak ujung-ke-ujung sekitar 20mm.
1.4 Pemeriksaan Permukaan Fraktur
Bagian yang dipotong dari A4 menunjukkan retakan penetratif di sisi non-CT dan retakan non-penetratif di sisi CT. Lembaran konduktif persegi dan mur heksagonal di dalamnya memiliki perubahan struktur mendadak, dengan penetrasi balik (celah antara sisipan logam dan resin epoksi). Retakan halus (30° terhadap sumbu blok terminal) dan permukaan kontak yang tidak rata dan bertitik (dengan retakan berarah 45°) terlihat.
1.5 Perhitungan Gaya
Dengan torsi baut produsen 25Nm, menggunakan T = kFd ((k = 0.15), beban pratekan vertikal tunggal baut adalah 13,9kN. Simulasi beban pratekan maksimum (baut M12, kunci pas 50cm) memberikan torsi 220Nm (44Nm melalui kunci pas 10cm), meningkatkan beban pratekan menjadi 24,4kN (1,76× standar). Fraktur berarah 30° dengan panjang 31,78mm memiliki sambungan putus 10,78mm (peningkatan stres resin). Beban pratekan berlebihan dan konsentrasi stres menyebabkan inisiasi dan propagasi retakan di resin.
2 Penyebab Retak
Stres lentur berlebihan pada struktur dudukan yang tidak kontinu (lubang baut tepi - terminal) menyebabkan retakan penetratif. Alat yang tidak tepat/pengencangan berlebihan menyebabkan beban pratekan baut berlebihan. Tekanan gas sisi CT
menambah stres lentur. Ikatan logam-resin yang buruk (celah) mengurangi penampang penahanan dan menyebabkan konsentrasi stres. Gabungan ini meretakkan blok terminal, menyebabkan kebocoran gas.
3 Tindakan Pencegahan
Gunakan kunci pas momen sesuai spesifikasi produsen untuk menghindari pengencangan berlebihan. Ikuti proses pengisian gas untuk mencegah perbedaan tekanan. Optimalisasi desain/casting blok terminal untuk menghindari celah/sisipan tajam yang menyebabkan stres. Tingkatkan pemeriksaan kualitas untuk menolak produk cacat.
4 Kesimpulan
Retak blok terminal CT dalam peralatan SF6 disebabkan oleh pengencangan baut yang tidak tepat (beban pratekan berlebihan). Tindakan yang diusulkan memberikan panduan bagi pengguna tenaga lainnya.
