Analisis kesalahan pembuangan pada insulator tiang berdasarkan berbagai metode

Tinjauan Umum Situasi

Selama periode komisioning AC pada suatu substation, terjadi gangguan percikan listrik pada insulator tiang. Kondisi spesifik gangguan tersebut adalah sebagai berikut:
Saat saklar switchyard AC 500 kV ditutup untuk mengisi busbar, perlindungan diferensial busbar ganda yang melibatkan busbar beroperasi, dan saklar tersebut putus. Fase yang mengalami gangguan adalah fase B, dengan arus gangguan sebesar 5.760 A. Analisis komposisi gas SF₆ dalam ruang gas dilakukan, dan ditemukan kandungan SO₂ sebesar 5,3 μL/L (standarnya adalah 2 μL/L).

Struktur Insulator Tiang

Ruang gas mencakup tiga insulator tiang, perangkap partikel, pelat tarik, dll. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, saat perakitan, tiga insulator tiang dan perangkap partikel pertama-tama dipasang ke pelat tarik logam dengan baut. Penutup penahan dipasang pada insert logam di pusat insulator dengan baut. Insert tersebut direkatkan ke insulator dengan pengecoran. Setelah dirakit, ia dipasang ke flensa busbar pipa melalui baut pelat tarik. Bahan utama insulator adalah resin epoksi, perangkap partikel terbuat dari bahan paduan, dan alas pembatas terbuat dari bahan isolator.

Fungsi utama insulator tiang adalah untuk menopang konduktor internal dan tidak berfungsi untuk memisahkan ruang gas. Saat peralatan beroperasi normal, insulator tiang merasakan tekanan gas yang konstan secara merata, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Di sisi lain, distribusi medan listrik insulator tiang tiga sangat tidak merata. Kekuatan medan listrik di antarmuka antara insert logam dan resin epoksi relatif tinggi. Distribusi yang tidak merata ini akan menyebabkan akumulasi muatan lokal yang cukup serius pada insulator tiang tiga. Dalam kasus adanya benda asing atau situasi lain selama operasi, mungkin terjadi percikan listrik.

Pengukuran Ulang Dimensi Tampilan

Insulator tiang yang rusak dikembalikan ke pabrik untuk pengukuran ulang dimensi dan pemeriksaan tampilan. Insulator tiang busbar yang rusak sedikit dibersihkan dan tanda-tandanya dipoles. Permukaan insulator tiang masih utuh, dan tidak ditemukan retak, gelembung, atau anomali lain yang terlihat.

Dengan rujukan pada gambar, beberapa dimensi kunci insulator tiang, perangkap partikel, penutup penahan, pelat tarik, dll., diukur ulang. Ini melibatkan pengukuran ulang beberapa dimensi seperti jarak pusat-ke-pusat tiga kaki insulator tiang, diameter lingkar, dan sudut. Semua dimensi ditemukan sesuai.

Pemeriksaan Penetrasi Pewarna

Pemeriksaan penetrasi pewarna dilakukan pada insulator tiang. Setelah dibersihkan dan digosok, pemeriksaan dilakukan. Pembersih disemprotkan ke kertas, lalu penetrasi pada permukaan insulator dibersihkan. Setelah pemeriksaan teliti, tidak ditemukan penetrasi, dan tidak ada anomali yang ditemukan dalam pemeriksaan penetrasi pewarna.

Pemeriksaan Rontgen dan CT Industri

Pemeriksaan rontgen dilakukan pada insulator tiang. Insulator tiang diputar 360° untuk pemeriksaan, dan tidak ditemukan cacat seperti ikatan buruk, gelembung, atau retak.
Uji pemeriksaan CT industri dilakukan pada insulator tiang. Material isolasi internal umumnya merata, tanpa ditemukan lubang udara, retak, impuritas, atau cacat lainnya. Tidak ada ikatan buruk antara insert ujung rendah dan resin epoksi, maupun antara silinder tengah dan resin epoksi.

Uji Performa Mekanis

Uji performa mekanis dilakukan pada insulator tiang, termasuk uji tekanan (12 kN, tekanan dipertahankan selama 30 menit) dan uji torsion (15 kN, tekanan dipertahankan selama 30 menit). Permukaan insulator tiang diamati untuk mendeteksi anomali, retak, atau kerusakan. Tidak ditemukan anomali melalui uji performa mekanis.

Uji Performa Isolasi

Insulator tiang dirakit menjadi kondisi uji busbar dengan perangkap partikel baru dan perangkap partikel lama (setelah digosok) yang dikembalikan dari lokasi, dan diisi dengan gas SF₆ 0,5 MPa di dalamnya.
Pertama, penilaian dilakukan sesuai metode uji tahanan tegangan di pabrik: tahanan tegangan frekuensi daya (740 kV selama 1 menit - 381 kV selama 5 menit), dan impuls petir (±1675 kV, 3 kali setiap); kemudian, penilaian dilakukan sesuai metode uji tahanan tegangan di lapangan: tahanan tegangan frekuensi daya (318 kV selama 5 menit - 550 kV selama 3 menit - 740 kV selama 1 menit - 381 kV selama 45 menit). Semua hasil uji normal, tanpa terjadi pelepasan atau kondisi abnormal.

Uji Reproduksi Gangguan

Berdasarkan analisis insulator tiang di atas, ditentukan bahwa tidak ditemukan masalah gangguan dalam tahap desain dan manufaktur insulator tiang. Diperkirakan bahwa benda asing pada permukaan insulator tiang selama tahap pemasangan mungkin telah menyebabkan percikan listrik. Untuk lebih memastikan penyebab kecelakaan seperti yang dianalisis, dengan mempertimbangkan tempat persembunyian benda asing dan situasi non-aplikasi pelumas, uji reproduksi dilakukan dalam berbagai kondisi kerja, termasuk: menerapkan 1/3 pelumas pada insulator tiang (tidak ada pelepasan), menerapkan 1/2 pelumas pada insulator tiang (tidak ada pelepasan), menerapkan 2/3 pelumas pada insulator tiang (tidak ada pelepasan), menerapkan 1/3 pelumas pada insulator tiang dan meniup debu (debu ke insulator tiang, tidak ada pelepasan), dll.

Berdasarkan hasil uji reproduksi dalam kondisi kerja di atas, dapat disimpulkan bahwa kontaminasi pelumas dari satu sumber atau benda asing logam tidak mungkin menyebabkan breakdown percikan listrik permukaan insulator; untuk insulator yang rusak di bawah tegangan frekuensi daya, baik insert tengah maupun insert potensial tanah memiliki tanda abrasi yang jelas; untuk insulator yang rusak di bawah tegangan impuls petir, insert tengah memiliki tanda abrasi, yang mirip dengan fenomena gangguan di lapangan.