Top 5 Kawalan Proses Kritikal untuk Pemasangan & Komisioning GIS

Kertas ini merangkumi secara ringkas kelebihan dan ciri-ciri teknikal peralatan GIS (Gas-Insulated Switchgear), serta menerangkan beberapa titik kawalan kualiti penting dan langkah-langkah kawalan proses semasa pemasangan di tapak. Ia menekankan bahawa ujian daya tahan voltan di tapak hanya dapat menggambarkan sebahagian daripada kualiti keseluruhan dan kerja pemasangan peralatan GIS. Hanya dengan memperkukuhkan kawalan kualiti menyeluruh sepanjang seluruh proses pemasangan—terutamanya dalam aspek-aspek utama seperti persekitaran pemasangan, penanganan adsorben, perlakuan ruang gas, dan ujian rintangan litar—boleh pengkomisenan GIS yang selamat dan lancar dijamin.

Dengan perkembangan sistem kuasa, tuntutan yang lebih tinggi dikenakan terhadap prestasi mekanikal dan elektrikal peralatan substesen utama. Akibatnya, peralatan elektrik yang lebih canggih semakin banyak digunakan di substesen. Di antaranya, Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear (GIS) mendapat aplikasi yang lebih luas berkat pelbagai kelebihannya. Oleh itu, pemasangan dan pengkomisenan GIS di tapak telah menjadi aspek pusat dalam pembinaan substesen.

1. Ciri-ciri Teknikal Peralatan GIS

• Struktur padat dengan jejak kecil

• Kebolehpercayaan operasi yang tinggi dan prestasi keselamatan yang baik

• Menghilangkan pengaruh luar yang tidak menguntungkan

• Tempoh pemasangan yang singkat

• Pemeliharaan mudah dan selang inspeksi yang panjang

2. Titik Kawalan Proses Utama dan Langkah-langkah Kawalan dalam Pemasangan GIS

Oleh kerana integrasi tinggi dan reka bentuk padat peralatan GIS, sebarang kelalaian semasa pemasangan di tapak mungkin meninggalkan risiko tersembunyi yang boleh menyebabkan kegagalan peralatan atau bahkan kemalangan grid. Berdasarkan pengalaman dari pelbagai pemasangan GIS, kawalan ketat terhadap aspek-aspek utama berikut adalah penting semasa pemasangan dan pengkomisenan.

2.1 Kawalan Persekitaran Pemasangan

Gas SF₆ sangat sensitif terhadap kelembapan dan zarah-zarah, jadi persekitaran pemasangan di tapak harus dikawal dengan ketat. Kerana ruang gas perlu dibuka semasa pemasangan, kerja hanya boleh dilakukan pada cuaca kering dan cerah dengan kelembapan udara di bawah 80%. Setelah ruang dibuka, pemprosesan vakum harus dilakukan secara berterusan untuk mengurangkan masa paparan. Untuk pemasangan di luar, laju angin tidak boleh melebihi skala Beaufort 3. Jika perlu, langkah-langkah penyekatan tempatan harus dilaksanakan di sekitar area ruang yang dibuka, dan penghasilan debu dalam zon selamat harus dikawal dengan ketat. Area pemasangan harus tetap bersih dan tertib.

Pekerja tidak boleh memakai pakaian atau sarung tangan yang berserat longgar. Rambut harus sepenuhnya ditutupi dengan topi, dan masker wajah harus dipakai. Dalam keadaan suhu tinggi, langkah-langkah pendinginan harus diambil untuk mencegah keringat memasukkan kelembapan ke dalam ruang.

2.2 Penanganan Adsorben dalam Ruang Gas GIS

Adsorben yang digunakan dalam GIS biasanya adalah saringan molekul 4A, yang tidak konduktif, mempunyai dielektrik rendah, dan bebas dari debu. Ia mempunyai kapasiti serapan yang kuat dan boleh menahan suhu tinggi dan paparan busur. Adsorben harus dikeringkan dalam oven pengering vakum pada suhu 200–300°C selama 12 jam. Segera setelah dikeringkan, ia harus diambil dan dipasang ke dalam ruang dalam masa 15 minit. Ruang dengan adsorben yang dipasang harus segera menjalani pemprosesan vakum untuk mengurangkan paparan kepada udara.

Sebelum pemasangan, adsorben harus ditimbang dan direkodkan untuk rujukan masa depan semasa pemeliharaan. Jika beratnya bertambah lebih dari 25% semasa inspeksi, ia menunjukkan penyerapan kelembapan yang signifikan dan memerlukan regenerasi. Adsorben dari ruang pemadam busur tidak boleh diregenerasi.

2.3 Pemprosesan Vakum Ruang Gas

Pemprosesan vakum harus bermula segera setelah perakitan ruang. Katup check harus dipasang dalam saluran hubungan, dan orang yang bertugas harus memantau proses untuk mencegah aliran balik minyak pompa ke dalam ruang jika terjadi gangguan kuasa. Pompa vakum harus dihidupkan terlebih dahulu untuk memastikan operasi yang betul sebelum membuka semua katup saluran. Ketika berhenti, katup harus ditutup sebelum mematikan pompa.

Setelah mencapai tekanan mutlak dalaman di bawah 133 Pa, pompa vakum harus terus berjalan selama 30 minit, kemudian dihentikan dan dipisahkan. Tekanan mutlak (PA) direkodkan setelah 30 minit berhenti. Setelah 5 jam berhenti lagi, tekanan (PB) dibaca sekali lagi. Ruang dianggap rapat jika PB – PA < 67 Pa. Hanya setelah lulus ujian kedap inilah gas SF₆ yang layak boleh dimasukkan ke dalam ruang.

Semasa pemprosesan vakum, elakkan keadaan yang lama di mana satu sisi insulator disk (insulator cawan) berada di bawah tekanan operasi yang ditetapkan sementara sisi lain berada di bawah vakum tinggi, kerana ini mungkin menyebabkan kerosakan mekanikal. Jika perlu, kurangi tekanan pada sisi yang bertekanan ke bawah 50% dari nilai yang ditetapkan.

2.4 Pengenjaran Enjin

Oleh kerana susunan dalaman GIS yang padat, jarak elektrik antara konduktor dan antara konduktor dan enjin logam sangat kecil. Jika terjadi kerosakan dalaman, arus sesak yang besar akan mengalir melalui konduktor pengenjaran ke dalam grid pengenjaran. Selain itu, kerana enjin GIS dibuat daripada bahan logam berkeliling, kerosakan sistem tidak simetri boleh menginduksi voltan yang signifikan pada enjin akibat induksi magnet, yang mungkin merosakkan peralatan atau membahayakan pekerja.

Oleh itu, kerja pengenjaran harus memenuhi standard yang tinggi. Substesen yang menggunakan GIS disarankan untuk menggunakan grid pengenjaran tembaga untuk mengurangkan rintangan pengenjaran total. Semua sambungan antara enjin dan grid pengenjaran juga harus menggunakan bahan tembaga. Karena adanya insulator disk dan segel getah antara ruang gas, bar tembaga penghubung harus dipasang antara enjin. Luas keratan rentas bar penghubung ini harus sesuai dengan grid pengenjaran utama.

GIS menggunakan skema pengenjaran multi-titik. Bilangan dan lokasi titik pengenjaran harus mengikuti spesifikasi pabrikan dan reka bentuk.

2.5 Ujian Rintangan Litar Utama

Ujian rintangan litar utama sangat penting dalam pemasangan GIS. Ia bukan sahaja memeriksa integriti sambungan kontak antara modul-modul, tetapi juga mengesahkan urutan fasa yang betul bagi busbar utama. Untuk switchgear yang sepenuhnya tertutup, urutan fasa yang betul dan sambungan yang dapat dipercayai sangat penting. Dalam amalan, kerja semula telah berlaku akibat urutan fasa yang salah atau sambungan konduktor yang tidak tepat.

Pabrikan biasanya memberikan nilai rintangan kontak piawai untuk sambungan dalaman. Rintangan litar harus diuji bahagian demi bahagian semasa perakitan, membolehkan pengesanan dan pembetulan awal kontak yang lemah. Rintangan yang diukur untuk setiap bahagian tidak boleh melebihi jumlah nilai yang ditetapkan pabrikan untuk semua sambungan dalam bahagian tersebut.

Setelah perakitan lengkap, ujian rintangan litar lengkap harus dilakukan, dan hasilnya tidak boleh melebihi nilai kiraan teori.

Nota Khas: Ujian rintangan litar tidak boleh dilakukan pada ruang yang sedang menjalani pemprosesan vakum. Di bawah tekanan sub-atmosfer, kekuatan dielektrik di dalam ruang sangat rendah. Bahkan beberapa puluh volt boleh menyebabkan pelepasan permukaan pada insulator disk, meninggalkan jejak pelepasan yang menjadi titik isolasi yang lemah dan sumber potensi kerosakan semasa operasi. Oleh itu, pemeriksaan teliti harus dilakukan sebelum pengukuran rintangan apa pun untuk mengelakkan ujian pada ruang yang dikosongkan.

2.6 Ujian Daya Tahan Voltan

Sifat isolasi yang luar biasa gas SF₆ membolehkan GIS mencapai reka bentuk padat. GIS menggunakan enjin aluminium alloy yang dikenjar, dan di bawah tekanan operasi, jurang antara konduktor dalaman atau antara konduktor dan enjin yang dikenjar sangat kecil. Kerana pra-perakitan tinggi di kilang, komponen-komponen penting dikirimkan dalam keadaan yang sudah dipasang. Walau bagaimanapun, perpindahan komponen semasa pengangkutan atau pengenalan zarah-zarah kecil semasa pemasangan di tapak boleh mengubah taburan medan elektrik dalaman. Berbeza dengan peralatan yang diisolasi dengan porselin, bahkan duri kecil atau zarah dalam pemadam GIS boleh menyebabkan pelepasan abnormal atau kerosakan.

Oleh itu, ujian daya tahan voltan di tapak berfungsi sebagai pertahanan akhir untuk mengesahkan prestasi GIS dan kualiti pemasangan.

Menurut peraturan ujian penerimaan, voltan ujian di tapak adalah 80% voltan ujian di kilang. Sebagai contoh, untuk GIS 110 kV, voltan ujian daya tahan litar utama adalah 80% voltan ujian di kilang: 230 kV × 80% = 184 kV, diterapkan selama 1 minit. Ujian harus dilakukan sekurang-kurangnya 24 jam selepas pengisian gas lengkap. Penahan petir dan transformator voltan tidak boleh termasuk dalam ujian. Kabel keluaran tegangan tinggi harus diuji bersama setelah disambungkan ke GIS. Sebelum ujian, rintangan isolasi harus diukur dan disahkan memuaskan.

Prosedur Ujian: Tingkatkan voltan pada kadar 3 kV/s hingga voltan operasi yang ditetapkan (63.5 kV), tahan selama 1–3 minit untuk memerhatikan status peralatan, kemudian naikkan ke 184 kV dan tahan selama 1 minit. Ulangi prosedur ini untuk setiap fasa.

GIS yang lulus ujian daya tahan voltan boleh dimasukkan ke dalam perkhidmatan. Walau bagaimanapun, ujian ini tidak dapat mengesan semua cacat potensial. Dalam perkhidmatan, GIS harus menahan tidak hanya voltan frekuensi kuasa, tetapi juga voltan over petir dan pemutusan. Kekuatan medan pelepasan gas SF₆ berbeza dengan jenis voltan. Untuk sistem elektroda silinder koaksial, voltan pelepasan 50% SF₆ boleh dinyatakan secara empiris sebagai:

U₅₀ = (AP + B)μd

Di mana:
P — Tekanan ruang
d — Jurang elektrik (mm)
μ — Faktor penggunaan medan elektrik
A, B — Konstan bergantung pada bentuk gelombang voltan

Oleh itu, voltan pelepasan berbeza dengan jenis voltan dan polariti. Cacat dalaman yang berbeza menunjukkan sensitiviti yang berbeza terhadap berbagai-bagai bentuk gelombang voltan. Voltan AC frekuensi kuasa sensitif terhadap pelepasan isolasi yang disebabkan oleh kelembapan, zarah-zarah, atau partikel logam dalam SF₆, tetapi kurang sensitif terhadap goresan permukaan atau keadaan permukaan konduktor yang buruk.

Oleh itu, ujian daya tahan voltan frekuensi kuasa tidak dapat mengesan semua cacat dalaman. Memperkuat kawalan proses semasa pemasangan dan meningkatkan kualiti pemasangan secara keseluruhan tetap merupakan langkah-langkah yang paling penting untuk memastikan operasi GIS yang selamat.

3. Kesimpulan

Kertas ini menganalisis titik kawalan proses dan kualiti penting dalam pemasangan dan pengkomisenan GIS di tapak. Ia menunjukkan bahawa ujian daya tahan voltan di tapak hanya dapat menggambarkan sebahagian daripada kualiti dan kerja pemasangan GIS yang dipasang. Lebih penting lagi, ia menekankan bahawa hanya melalui kawalan ketat setiap proses pemasangan—memastikan penuh patuhan terhadap prosedur dan instruksi kerja—GIS dapat dikomisen dengan selamat dan boleh dipercayai dari awal.

Diharapkan ringkasan ini dapat menjadi rujukan yang berguna bagi rakan-rakan dalam industri pembinaan kuasa.