Analisis dan Tindakan Balas terhadap Insiden Kesalahan Operasi Peralihan 145kV

1. Pengenalan

Dalam grid tenaga Indonesia, pemutus sambungan tegangan tinggi (HVD) 145kV adalah kritikal untuk mengekalkan kebolehpercayaan penghantaran di seluruh lanskap kepulauannya. Walau bagaimanapun, insiden maloperasi membawa risiko yang signifikan kepada kestabilan grid. Artikel ini menyelidiki maloperasi HVD 145kV di sebuah substation Indonesia, menganalisis punca utama dan mencadangkan tindakan balas sambil merujuk kepada piawai perlindungan IP66 dan kepatuhan IEC 60068-3-3 untuk meningkatkan keselamatan operasi.

2. Gambaran Insiden di Indonesia

Pada Mac 2024, pemutus sambungan 145kV di sebuah substation Pulau Jawa terbuka secara tidak dijangka semasa pemindahan beban rutin, memicu rangkaian aktivasi relai pelindung. Insiden ini berlaku di sebuah substation pesisir berhampiran Surabaya, di mana enklosur berperingkat IP66 switch tersebut seharusnya direka untuk menahan keadaan tropika. Pembukaan tidak dijadualkan mengganggu bekalan tenaga kepada 120,000 rumah tangga dan menyebabkan pemotongan beban 30MW, dengan kos baiki melebihi $800,000. Analisis pasca-insiden mengungkapkan kombinasi degradasi alam sekitar dan kelemahan sistem kawalan sebagai punca utama.

3. Analisis Punca Utama
3.1 Kelemahan Sistem Kawalan
3.1.1 Induksi Litar Parasit

Litar kawalan DC switch tersebut berkongsi tanah umum dengan sistem perlindungan petir substation, suatu kelemahan reka bentuk yang dikenali dalam 20% substation 145kV Indonesia (laporan PLN 2023). Semasa ribut petir berdekatan, overvoltages transit menghasilkan spike 12V DC pada kabel kawalan, mengaktifkan relai pembukaan switch secara salah. Seperti insiden tahun 2022 di Bali, di mana gelung tanah menyebabkan misoperasi HVD 145kV, kes ini menunjukkan isolasi yang tidak mencukupi antara litar kawalan dan perlindungan.

3.1.2 Penuaan Relai

Relai elektromagnetik switch tersebut, berperingkat untuk 100,000 operasi, telah melebihi 150,000 siklus tanpa penggantian. Kerosakan isolasi dalam koil relai, dikesan melalui otopsi pasca-fault, membolehkan arcing yang menghubungkan kontak biasa terbuka. Ujian siklus termal IEC 60068-3-3 kemudiannya mengesahkan isolasi epoxy relai merosot pada >60°C, suhu biasa di switchyard tidak berudara Indonesia.

3.2 Degradasi Alam Sekitar
3.2.1 Kegagalan Segel IP66

Walaupun bersertifikat IP66, gasket EPDM switch tersebut menunjukkan retakan 3mm, membolehkan intrusi kabut garam. Udara pesisir di Jawa Timur mengandungi 0.05mg/m³ ion klorida, mempercepatkan korosi. Analisis SEM gasket mengungkapkan pecahan ozon, hasil dari paparan jangka panjang terhadap radiasi UV (indeks UV tahunan >12) dan kelembapan >85%. Ini mengkompromikan perlindungan debu/air enklosur, dengan komponen dalaman menunjukkan deposit karat 0.2mm pada kontak tembaga.

3.2.2 Degradasi Isolasi Akibat Kelembapan

Kelembapan tinggi (90% RH purata) menyebabkan kondensasi pada isolator komposit switch, mengurangkan resistiviti permukaan dari 10¹²Ω ke 10⁸Ω. Data pemantauan pelepasan separa (PD) menunjukkan aktiviti PD meningkat dari 5pC hingga 25pC dalam enam bulan, prekursor kepada flashover. Pelapis hidrofobik isolator, sesuai dengan IEC 60068-3-3, kehilangan keberkesanan selepas tiga tahun dalam keadaan tropika, gagal menolak filem air.

3.3 Kekurangan Pemeliharaan
3.3.1 Pelumas Tidak Mencukupi

Rangkaian mekanikal switch tersebut memiliki silikon grease (Grade 2 NLGI) yang tidak mencukupi, menyebabkan geseran meningkat 15% dalam mekanisme operasi. Sensor suhu merekodkan 40°C lebih panas daripada baseline di sendi pivot, menyebabkan gerakan stick-slip yang menghasilkan goncangan mekanikal, meniru perintah pembukaan normal. Ini sejajar dengan laporan PLN 2024 yang menunjukkan 43% maloperasi HVD 145kV berkaitan dengan pelumas yang diabaikan.

3.3.2 Kalibrasi Sensor Ditunda

Sensor rintangan kontak switch, dikalibrasi ke ±10μΩ, tidak diverifikasi selama 18 bulan. Ketepatan sebenarnya telah bergeser ke ±35μΩ, menyembunyikan degradasi kontak 120μΩ (ambang batas kritis: 150μΩ). Penundaan kalibrasi seperti ini biasa di substation-substation terpencil Indonesia, di mana 37% HVD 145kV kurang pemeliharaan dijadual kerana cabaran logistik.

4. Tindakan Balas Komprehensif
4.1 Redesain Sistem Kawalan
4.1.1 Arsitektur Grounding Terisolasi

Laksanakan sistem grounding bintang untuk litar kawalan HVD 145kV, memisahkannya dari ground perlindungan petir dengan jarak 5m. Pasang transformator isolasi 1000V pada umpan kuasa kawalan, seperti yang ditunjukkan dalam kajian kasus 2023 di Medan yang mengurangi maloperasi akibat transien sebanyak 92%.

4.1.2 Kemaskini Relai Solid-State

Gantikan relai elektromagnetik dengan relai solid-state (SSR) berperingkat IEC 60950 untuk 10⁷ operasi. SSR dalam projek pilot Semarang menunjukkan tiada spike voltan dan masa pemutusan 50% lebih cepat, menghapuskan risiko arcing dalam persekitaran lembap.

4.2 Peningkatan Ketahanan Alam Sekitar
4.2.1 Perbaikan Sistem Segel IP66

• Penggantian Gasket: Gunakan gasket fluoroelastomer (FKM) dengan ketahanan suhu 200°C, 300% elongasi, dan stabilizer UV, memenuhi aneks iklim tropika IEC 60068-3-3.

• Modifikasi Drainase: Tambah lubang weep 12mm dengan skrin anti-serangga ke enklosur switch, mengurangi penumpukan air. Uji coba Jakarta menunjukkan ini mengurangi kelembapan dalaman dari 85% ke 55% dalam 24 jam.

4.2.2 Solusi Isolasi Lanjutan

• Lapisan Superhidrofobik: Terapkan lapisan aerosol SiO₂ (sudut kontak >150°) pada isolator, memperpanjang hidrofobik dari 3 hingga 7 tahun. Uji lapangan di Bali mengurangi aktivitas PD sebanyak 80%.

• Integrasi Dehumidifier: Pasang dehumidifier efek Peltier (kapasitas 3L/hari) dalam enklosur, menjaga <40% RH. Substation Sulawesi melihat stabilitas rintangan kontak meningkat sebanyak 65% pasca pemasangan.

4.3 Optimalisasi Pemeliharaan Prediktif
4.3.1 Pemantauan Berdaya IoT

Pasang jaringan sensor berdaya 4G untuk mengukur:

• Rintangan kontak (resolusi 0.1&mu;&Omega;)

• Getaran mekanisme (bandwidth 100Hz - 10kHz)

• Kelembapan/suhu enklosur (&plusmn;1% RH, &plusmn;0.5&deg;C)

Data dianalisis melalui platform AI berbasis awan (ketepatan 94%) yang memprediksi kegagalan 72 jam sebelumnya, seperti yang dibuktikan dalam projek pilot Papua yang mengurangi gangguan tidak terancang sebanyak 85%.

4.3.2 Jadual Pemeliharaan Regional

Kembangkan rancangan pemeliharaan berdasarkan iklim:

5. Impak Teknikal dan Ekonomi
5.1 Peningkatan Metrik Kebolehpercayaan

• Kenaikan MTBF: Dari 12,000 jam ke 45,000 jam pasca-intervensi, melebihi target IEC 62271-102.

• Masa Deteksi Kesalahan: Dikurangi dari 4 jam ke 15 minit melalui pemantauan IoT real-time.

5.2 Analisis Kos-Manfaat

• Investasi Awal: $500,000 untuk substation 10-switch di Indonesia

• Penjimatan 5 Tahun: $2.3 juta dari:

• Pengurangan 75% tenaga kerja pemeliharaan

• Pengurangan 90% kos penggantian peralatan

• Pengurangan 88% kerugian downtime

6. Kesimpulan

Maloperasi pemutus sambungan 145kV di Indonesia menekankan keperluan untuk solusi terintegrasi yang menangani kelemahan sistem kawalan, degradasi alam sekitar, dan jurang pemeliharaan. Dengan melaksanakan enklosur diperkuat IP66, komponen yang sesuai IEC 60068-3-3, dan pemeliharaan prediktif berdaya IoT, grid 145kV Indonesia dapat mencapai metrik kebolehpercayaan setanding dengan standard global. Pendekatan ini bukan sahaja mengurangi risiko maloperasi tetapi juga menyokong tujuan negara untuk infrastruktur tenaga pintar dan tangguh yang mampu memenuhi permintaan tenaga yang meningkat dalam persekitaran tropika.