Mengapa RMU Gagal? Penjelasan tentang Kondensasi & Kebocoran Gas

1. Pendahuluan

Unit ring utama (RMU) adalah peralatan distribusi daya primer yang menyimpan switch beban dan pemutus sirkuit dalam enklosur logam atau non-logam. Karena ukuran yang kompak, struktur sederhana, kinerja isolasi yang baik, biaya rendah, pemasangan mudah, dan desain yang sepenuhnya tertutup [1], RMU banyak digunakan dalam sistem daya menengah dan rendah di seluruh jaringan grid China [2], terutama dalam sistem distribusi 10 kV. Dengan pertumbuhan ekonomi dan peningkatan permintaan listrik, persyaratan untuk keamanan dan keandalan dalam sistem pasokan daya terus meningkat [3]. Akibatnya, teknologi manufaktur RMU juga berkembang. Namun, masalah seperti embun dan kebocoran gas tetap menjadi kegagalan operasional yang umum.

2. Struktur Unit Ring Utama

RMU mengenklosur komponen-komponen kunci—switch beban, pemutus sirkuit, sekering, disconnector, switch grounding, busbar utama, dan busbar cabang—dalam tangki gas stainless steel yang diisi dengan gas SF₆ pada tekanan tertentu untuk memastikan kekuatan isolasi internal. Tangki gas SF₆ terutama terdiri dari cangkang stainless steel, bushing pengumpan kabel, kon samping, jendela pandang, perangkat pelepasan tekanan (disk meledak), katup pengisian gas, port gauge tekanan, dan poros mekanisme operasi. Komponen-komponen ini dirakit menjadi enklosur yang sepenuhnya tertutup melalui penyolderan dan karet penahan.

RMU dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara:

• Menurut media isolasi: RMU Vakum (menggunakan interrupter vakum) dan RMU SF₆ (menggunakan heksafluorida sulfur).

• Menurut jenis switch beban: RMU Gas-generating (menggunakan bahan pemadam busur padat) dan RMU Puffer-type (menggunakan udara bertekanan untuk pemadam busur).

• Menurut desain struktural: RMU Tangki Umum (semua komponen dalam satu ruang) dan RMU Tipe Unit (setiap fungsi dalam ruang terpisah) [4].

3. Jenis Kesalahan Umum dalam RMU

Selama operasi jangka panjang, RMU tidak dapat menghindari berbagai kesalahan karena berbagai faktor. Yang paling umum termasuk embun (penyusupan kelembaban) dan kebocoran gas.

3.1 Embun dalam RMU

Ketika embun terjadi di dalam RMU, tetesan air terbentuk dan jatuh ke kabel karena gravitasi. Ini mengurangi kinerja isolasi kabel, meningkatkan konduktivitas, dan dapat menyebabkan discharge parsial. Jika dibiarkan, operasi jangka panjang dalam kondisi seperti itu dapat menyebabkan ledakan kabel—atau bahkan kegagalan RMU yang merusak [5]. Selain itu, karena sebagian besar enklosur dan struktur RMU terbuat dari logam, kelembaban menyebabkan karat pada mekanisme operasi dan komponen kabinet, mempersingkat masa pakai peralatan.

3.2 Kebocoran Gas dalam RMU

Investigasi lapangan dan produsen menunjukkan bahwa kebocoran gas dari tangki gas RMU adalah masalah yang luas dan serius. Setelah kebocoran terjadi, kekuatan isolasi internal menurun. Bahkan operasi switching normal dapat menghasilkan overvoltage sementara yang melebihi kekuatan dielektrik yang lemah, menyebabkan breakdown isolasi, short circuit fasa-ke-fasa, dan membahayakan operasi aman sistem daya.

4. Penyebab Kebocoran Gas dalam RMU

Kebocoran gas terutama terjadi pada sambungan las, segel dinamis, dan segel statis. Kebocoran las biasanya muncul di sambungan panel tumpang tindih, sudut, dan di mana komponen logam eksternal (mis., bushing, poros) dilas ke tangki utama. Penetrasi yang tidak lengkap, retak mikro, atau kualitas las yang buruk selama manufaktur dapat menciptakan jalur kebocoran kecil. Segel dinamis—seperti di sekitar poros operasi—cenderung aus seiring waktu, sementara segel statis (mis., karet antara flensa) mungkin mengalami degradasi karena penuaan, kompresi yang tidak tepat, atau siklus suhu, menyebabkan kehilangan gas secara bertahap.