Pengujian Rutin Saklar Pemutus Udara Tegangan Tinggi AC Menurut Standar IEC 62271-102
Pemutus Udara Tegangan Tinggi dan Saklar Penyambung Bumi: Fungsi, Jenis, dan Pengujian Rutin
Fungsi Pemutus Udara Tegangan Tinggi
Pemutus udara tegangan tinggi memainkan peran penting dalam sistem tenaga listrik tegangan tinggi dengan menyediakan isolasi listrik dan visual antara bagian-bagian yang berbeda dari sistem. Isolasi ini penting untuk operasi sehari-hari normal dan kegiatan pemeliharaan atau perbaikan. Dua bentuk utama isolasi adalah:
Isolasi untuk Operasi Normal:Selama operasi normal, komponen-komponen tertentu dari sistem tenaga listrik, seperti reaktor paralel, mungkin hanya diperlukan selama periode beban ringan. Komponen-komponen ini dapat dipadamkan menggunakan pemutus sirkuit dan kemudian diisolasi menggunakan pemutus ketika tidak diperlukan (misalnya, selama periode beban puncak). Ini memungkinkan manajemen efisien sumber daya sistem tenaga listrik.
Isolasi untuk Pemeliharaan dan Perbaikan:Saat garis transmisi, transformator, pemutus sirkuit, atau peralatan stasiun lainnya memerlukan pemeliharaan atau perbaikan, sangat penting untuk mengisolasi komponen-komponen ini dari sisanya sistem untuk memastikan keselamatan. Pemutus udara menyediakan putus yang terlihat dalam rangkaian, memungkinkan pekerja untuk mengonfirmasi bahwa bagian sistem yang mereka kerjakan telah dilepas energi dan aman untuk diakses.
Jenis Pemutus Udara Tegangan Tinggi dan Saklar Penyambung Bumi
Pemutus udara tegangan tinggi dan saklar penyambung bumi tersedia dalam berbagai jenis dan tata letak pemasangan. Empat jenis yang paling umum digunakan adalah:
Jenis Pemutusan Vertikal:Dalam jenis ini, kontak bergerak bergerak secara vertikal untuk membuka atau menutup pemutus. Desain ini cocok untuk aplikasi di mana ruang terbatas, karena membutuhkan jarak horizontal yang lebih sedikit.
Jenis Pemutusan Sisi Tengah:Kontak bergerak dalam jenis ini putus di tengah pemutus, dengan kontak di kedua sisi tetap diam. Desain ini memberikan indikasi visual yang jelas dari posisi terbuka dan sering digunakan dalam aplikasi switchgear.
Jenis Pemutusan Dua Sisi:Jenis ini memiliki kontak bergerak yang putus di kedua sisi pemutus. Ini memberikan isolasi yang lebih kuat dan umumnya digunakan di gardu induk tegangan tinggi di mana isolasi yang andal sangat penting.
Jenis Pantograf:Jenis pantograf menggunakan mekanisme seperti gunting untuk memindahkan kontak. Desain ini sangat berguna untuk aplikasi tegangan tinggi di mana jarak besar antara kontak diperlukan untuk memastikan isolasi yang tepat.
Pengujian Rutin Pemutus Udara Tegangan Tinggi dan Saklar Penyambung Bumi
Pengujian rutin dilakukan untuk memastikan bahwa pemutus udara tegangan tinggi dan saklar penyambung bumi memenuhi standar dan spesifikasi yang diperlukan. Uji ini dirancang untuk mengungkap cacat dalam bahan atau konstruksi tanpa mengurangi sifat atau keandalan peralatan. Menurut standar IEC 62271-1 dan IEC 62271-102, item pengujian rutin berikut biasanya dilakukan:
Uji Dielektrik pada Rangkaian Utama:Uji frekuensi daya kering dengan durasi singkat dengan frekuensi 50 atau 60 Hz diterapkan pada rangkaian utama. Tegangan uji ditentukan dalam standar IEC yang relevan dan harus disesuaikan berdasarkan faktor ketinggian.
Tujuan uji ini adalah untuk memverifikasi kekuatan isolasi pemutus dan memastikan bahwa ia dapat menahan tegangan nominal tanpa rusak. Nilai tegangan uji diberikan dalam tabel standar, dan faktor ketinggian harus dipertimbangkan untuk mengakomodasi penurunan kekuatan dielektrik udara pada ketinggian yang lebih tinggi.
Uji Operasi Mekanis:Uji ini memastikan bahwa pemutus dapat beroperasi dengan benar dalam kondisi operasional normal. Uji ini memeriksa kelancaran mekanisme pembukaan dan penutupan, serta aligment kontak. Uji ini juga memverifikasi bahwa pemutus dapat menangani jumlah operasi yang ditentukan tanpa gagal.
Uji Kenaikan Suhu:Uji ini mengukur kenaikan suhu pemutus dalam kondisi arus nominal. Tujuannya adalah untuk memastikan bahwa kenaikan suhu tidak melebihi batas yang diperbolehkan, yang dapat menyebabkan overheating dan potensi kerusakan pada peralatan.
Uji Tahanan Arus Pendek:Uji ini mengevaluasi kemampuan pemutus untuk menahan efek termal dan elektrodinamis dari gangguan arus pendek. Meskipun pemutus tidak dirancang untuk memutus arus pendek, mereka harus dapat tetap utuh dan mengisolasi bagian sistem yang mengalami gangguan dengan aman.
Uji Operasi Saklar Penyambung Bumi:Untuk saklar penyambung bumi, uji terpisah dilakukan untuk memastikan bahwa saklar dapat menghubungkan sistem ke tanah dengan benar. Uji ini memeriksa keandalan fungsi penyambungan bumi, yang sangat penting untuk keselamatan selama pemeliharaan dan operasi perbaikan.
Uji Tahanan Isolasi:Uji ini mengukur tahanan isolasi antara bagian hidup dan tanah untuk memastikan tidak ada arus bocor. Tahanan isolasi yang tinggi menunjukkan bahwa isolasi pemutus dalam kondisi baik.
Inspeksi Visual:Inspeksi visual yang menyeluruh dilakukan untuk memeriksa adanya kerusakan fisik, korosi, atau aus pada pemutus dan komponennya. Inspeksi ini membantu mengidentifikasi masalah apa pun yang dapat mempengaruhi kinerja atau keselamatan peralatan.
Ke Pentingan Pengujian Rutin
Pengujian rutin sangat penting untuk memastikan bahwa pemutus udara tegangan tinggi dan saklar penyambung bumi berfungsi dengan benar dan dapat melakukan tugas isolasi mereka dengan aman. Uji-uji ini biasanya dilakukan di fasilitas produsen, tetapi dengan persetujuan, mereka juga dapat dilakukan di tempat. Uji-uji ini membantu mengidentifikasi cacat atau kelemahan pada peralatan sebelum dipasang atau digunakan, memastikan bahwa sistem tenaga listrik beroperasi dengan andal dan aman.
Dengan mematuhi standar IEC 62271-1 dan IEC 62271-102, produsen dan operator dapat menjaga integritas dan kinerja pemutus udara tegangan tinggi dan saklar penyambung bumi, sehingga meningkatkan keselamatan dan efisiensi keseluruhan sistem tenaga listrik.
Jika isolasi pemutus dan saklar bumi hanya disediakan oleh insulator inti padat dan udara pada tekanan lingkungan, uji tahanan tegangan frekuensi daya dapat dihilangkan jika dimensi antara bagian-bagian konduktif – antara fase, melintasi perangkat pemutus yang terbuka, dan antara bagian-bagian konduktif dan rangka – diperiksa dengan pengukuran dimensi.
Uji Dielektrik pada Saklar Penyambung Bumi dan Rangkaian Bantu/Kendali dalam Pemutus Udara Tegangan Tinggi
Uji Dielektrik pada Saklar Penyambung Bumi
Saat melakukan uji dielektrik pada saklar penyambung bumi, tegangan uji diterapkan dengan saklar penyambung bumi dalam posisi terbuka. Uji dilakukan dalam dua kondisi spesifik untuk memastikan isolasi yang tepat antara bagian-bagian yang berbeda dari saklar:
Antara Terminal Terisolasi Bersebelahan (dengan Dasar Terhubung ke Tanah):Tegangan uji diterapkan antara terminal terisolasi bersebelahan sementara dasar saklar terhubung ke tanah. Ini memastikan bahwa ada isolasi yang cukup antara terminal untuk mencegah short circuit atau breakdown listrik yang tidak disengaja.
Antara Semua Terminal Terisolasi yang Dihubungkan Bersama (dengan Dasar Terhubung ke Tanah):Dalam kondisi ini, semua terminal terisolasi dihubungkan bersama, dan tegangan uji diterapkan antara grup terminal ini dan dasar yang terhubung ke tanah. Uji ini memeriksa integritas isolasi keseluruhan saklar, memastikan tidak ada arus bocor antara terminal dan tanah.
2. Uji Dielektrik pada Rangkaian Bantu dan Kendali dalam Mekanisme Pengoperasian
Inspeksi dan Verifikasi Konformitas
Kualitas Material dan Perakitan:Sifat material yang digunakan dalam rangkaian bantu dan kendali, kualitas perakitan, finishing, dan pelapisan pelindung terhadap korosi diperiksa. Ini memastikan bahwa komponen-komponen tersebut sesuai untuk penggunaan yang dimaksud dan tidak akan merosot seiring waktu.
Isolasi Termal:Inspeksi visual dilakukan untuk memverifikasi pemasangan isolasi termal yang memuaskan. Isolasi termal yang tepat sangat penting untuk mencegah overheating dan memastikan umur panjang peralatan.
Rute Konduktor dan Kabel:Rute konduktor, kabel, dan pemanas diperiksa untuk memastikan pemasangan yang tepat dan tidak menimbulkan risiko kerusakan atau gangguan. Uji tahanan juga dilakukan pada pemanas untuk memastikan fungsinya dengan benar.
Uji Fungsional
Fungsi Rangkaian Rendah-Voltase:Uji fungsional semua rangkaian rendah-voltase, termasuk relai, kontak, dan magnet interlock, dilakukan untuk memverifikasi bahwa rangkaian bantu dan kendali beroperasi dengan benar bersama bagian-bagian lain dari pemutus sirkuit. Mekanisme interlock juga harus diperiksa untuk memastikan fungsinya sesuai yang diharapkan.
Perlindungan Terhadap Sengatan Listrik:Inspeksi visual dilakukan untuk memverifikasi perlindungan yang memadai terhadap kontak langsung dengan rangkaian utama dan bahwa bagian-bagian peralatan bantu dan kendali, yang mungkin disentuh selama operasi normal, dapat diakses dengan aman. Ini memastikan bahwa operator terlindungi dari sengatan listrik.
Uji Dielektrik pada Rangkaian Bantu dan Kendali
Uji Frekuensi Daya:Hanya uji frekuensi daya yang dilakukan pada rangkaian bantu dan kendali. Tegangan uji adalah 1 kV atau 2 kV dengan durasi 1 detik pada frekuensi 50 atau 60 Hz. Uji ini memastikan bahwa isolasi rangkaian rendah-voltase dapat menahan tegangan nominal tanpa rusak.
3. Pengukuran Tahanan Rangkaian Utama
Untuk uji rutin, penurunan tegangan DC atau tahanan setiap kutub rangkaian utama diukur dalam kondisi yang sebisa mungkin sama dengan yang digunakan selama uji tipe. Secara khusus:Temperatur udara lingkungan dan titik pengukuran harus sebisa mungkin sama dengan saat uji tipe.
Tahanan yang diukur tidak boleh melebihi 1,2 x Ru, di mana Ru adalah tahanan yang diukur sebelum uji kenaikan suhu. Ini memastikan bahwa tahanan rangkaian utama tetap dalam batas yang dapat diterima, menunjukkan bahwa kontak dalam kondisi baik dan rangkaian dapat menyalurkan arus nominal tanpa pemanasan berlebihan.
4. Pemeriksaan Desain dan Visual
Pemutus dan saklar penyambung bumi harus menjalani pemeriksaan desain dan visual yang menyeluruh untuk memastikan mereka sesuai dengan spesifikasi pembelian. Ini mencakup:
Verifikasi Kesesuaian:Memastikan bahwa semua komponen, material, dan konstruksi memenuhi persyaratan yang ditentukan dalam pesanan pembelian atau kontrak.
Pemeriksaan Komponen:Memeriksa adanya cacat yang terlihat, seperti retak, korosi, atau perakitan yang tidak tepat, yang dapat mempengaruhi kinerja atau keselamatan peralatan.
Label dan Tanda:Memverifikasi bahwa semua label, tanda, dan tag identifikasi yang diperlukan hadir dan dapat dibaca, termasuk rating tegangan, instruksi operasi, dan peringatan keselamatan.
5. Uji Operasi Mekanis
Uji operasi mekanis dilakukan untuk memastikan bahwa pemutus atau saklar penyambung bumi berfungsi dengan benar dalam batas tegangan dan tekanan pasokan yang ditentukan dari mekanisme pengoperasiannya. Uji-uji ini dilakukan tanpa tegangan atau arus yang mengalir melalui rangkaian utama. Aspek-aspek berikut diperiksa:
Kinerja Mekanisme Pengoperasian
Sudut Poros Keluaran Mekanisme Pengoperasian:Sudut rotasi poros keluaran mekanisme pengoperasian diukur untuk memastikan sesuai dengan spesifikasi desain. Ini memastikan bahwa kontak bergerak ke posisi yang benar selama operasi pembukaan dan penutupan.
Pengukuran Torsi Poros Keluaran Mekanisme Pengoperasian:Torsi yang diperlukan untuk mengoperasikan mekanisme diukur untuk memastikan berada dalam batas yang ditentukan. Torsi berlebihan dapat menunjukkan masalah mekanis, sementara torsi yang kurang dapat menyebabkan operasi tidak lengkap.
Arus Motor Mekanisme Pengoperasian:Arus yang ditarik oleh motor selama operasi dicatat untuk memverifikasi bahwa tetap dalam rentang yang dapat diterima. Tingkat arus yang abnormal dapat menunjukkan masalah dengan motor atau pasokan listrik.
Waktu Operasi:Waktu yang diperlukan untuk pemutus atau saklar penyambung bumi untuk menyelesaikan siklus penuh (tutup-buka) diukur. Ini memastikan bahwa perangkat beroperasi dalam batas waktu yang diperlukan, yang kritis untuk koordinasi dan proteksi sistem.
Siklus Operasi
Siklus operasi berikut dilakukan untuk menguji keandalan dan ketahanan pemutus atau saklar penyambung bumi:
10 Siklus Tutup-Buka pada Tegangan Pasokan Minimum (85%):Pemutus atau saklar penyambung bumi dioperasikan 10 kali pada 85% tegangan pasokan nominal untuk memastikan berfungsi dengan benar dalam kondisi tegangan rendah.
10 Siklus Tutup-Buka pada Tegangan Pasokan Maksimum (110%):Pemutus atau saklar penyambung bumi dioperasikan 10 kali pada 110% tegangan pasokan nominal untuk memverifikasi kinerjanya dalam kondisi tegangan tinggi.
50 Siklus Tutup-Buka pada Tegangan Pasokan Nominal (100%):Pemutus atau saklar penyambung bumi dioperasikan 50 kali pada tegangan pasokan nominal untuk menguji keandalan dan ketahanan jangka panjangnya dalam kondisi operasional normal.
Selama siklus operasi ini, karakteristik berikut direkam atau dievaluasi:
Waktu Operasi: Waktu yang diperlukan untuk setiap siklus tutup-buka diukur untuk memastikan konsistensi.
Konsumsi Energi Maksimum:Energi yang dikonsumsi oleh mekanisme pengoperasian selama setiap siklus dicatat untuk memverifikasi tetap dalam batas yang ditentukan.
Operasi Manual (jika berlaku):Untuk pemutus dengan mekanisme manual, gaya maksimum yang diperlukan untuk mengoperasikan perangkat dicatat. Ini memastikan bahwa operasi manual berada dalam batas yang aman dan ergonomis.
Kontak Bantu dan Perangkat Indikator Posisi
Operasi yang memuaskan dari kontak bantu dan perangkat indikator posisi (jika ada) diverifikasi. Komponen-komponen ini memberikan umpan balik kritis ke sistem kontrol dan harus berfungsi dengan andal untuk memastikan operasi sistem yang tepat.
Inspeksi Pasca-Uji
Setelah menyelesaikan uji operasi mekanis, tidak ada bagian dari pemutus atau saklar penyambung bumi yang harus rusak. Perangkat harus tetap dalam kondisi kerja yang baik, tanpa tanda-tanda aus, deformasi, atau gangguan.
Pengukuran Tahanan Rangkaian Utama
Tahanan rangkaian utama diukur sebelum dan setelah uji ketahanan mekanis. Tahanan tidak boleh bervariasi lebih dari 20% dari nilai yang diukur sebelum uji. Ini memastikan bahwa kontak tidak mengalami degradasi atau misalignment selama proses pengujian, yang dapat mempengaruhi kinerja listrik perangkat.
Pertimbangan Khusus untuk Peralatan Tegangan Tinggi
Untuk pemutus dan saklar penyambung bumi dengan tegangan nominal 52 kV dan di atasnya, uji operasi mekanis rutin dapat dilakukan pada sub-rakit. Ini memungkinkan prosedur pengujian yang lebih mudah dikelola sambil tetap memastikan kinerja keseluruhan perangkat memenuhi standar yang diperlukan.
Kesimpulan
Dengan melakukan pemeriksaan desain dan visual yang menyeluruh, serta uji operasi mekanis, produsen dan operator dapat memastikan bahwa pemutus udara tegangan tinggi dan saklar penyambung bumi andal, aman, dan mampu melakukan fungsi yang dimaksud dalam berbagai kondisi operasional. Uji-uji ini membantu mengidentifikasi masalah potensial sejak awal, memastikan peralatan siap untuk instalasi dan layanan dalam sistem tenaga listrik tegangan tinggi.
