Manfaat Menggunakan Kontak Elastis dalam Generasi Baru Pemutus Vakum
Interruptr Vacum Berbasis Kontak Elastis
Interruptr vacum yang menggunakan elemen penahan getaran elastis terbuat dari logam tahan api dan dicelup dengan paduan eutektik yang mudah meleleh dapat digunakan dalam peralatan penghenti sirkuit vacum, khususnya dalam sistem yang memerlukan pemutusan arus besar (misalnya, elektrolisis untuk produksi hidrogen dan logam) atau pemutusan cepat (misalnya, arus searah tegangan menengah). Ini juga cocok untuk meningkatkan kapasitas pemutusan sistem yang sudah ada secara instan, seperti meningkatkan keamanan perubahan tap beban (OLTC) untuk transformator turbin angin.
Dengan menggunakan kontak elastis, batasan pada besarnya arus nominal yang disebabkan oleh peningkatan kuadratik gaya kompresi dapat dihilangkan. Akibatnya, sistem baru dapat dirancang menjadi lebih ringkas dan hemat biaya. Namun, penelitian lebih lanjut dan penyertaan temuan-temuan ini ke dalam standar diperlukan untuk implementasinya.
Konsep Kontak Elastis dalam Interruptr Vacum
Pada dasarnya, kontak elastis untuk interruptr vacum mirip dengan peredam getaran berbentuk jaring (Gambar.1) yang terbuat dari logam tahan api dan dicelup dengan paduan lebur rendah yang menyediakan kontak melalui fase cair. Literatur awal merujuk kepada mereka sebagai kontak logam cair komposit, tetapi istilah ini tidak definitif untuk jenis kontak spesifik ini, karena fase cair hanya ada sebagai lapisan tipis di permukaan kawat tahan api.
Sebaliknya, karakteristik signifikan—ketahanan terhadap getaran dan kontak pada seluruh area yang terlihat—dicapai berkat sifat peredam rajutan. Desain kontak elastis tidak hanya mengatasi batasan material kontak tradisional dalam aplikasi tekanan tinggi dan arus tinggi, tetapi juga memastikan stabilitas dan keandalan operasi peralatan. Inovasi ini sangat penting untuk meningkatkan efisiensi dan keamanan sistem tenaga listrik serta memberikan pendekatan desain yang lebih fleksibel dan efisien untuk proyek teknik listrik masa depan.
Dengan menerapkan kontak elastis, teknologi interruptr vacum mencapai kinerja dan keandalan superior, menjadikannya kemajuan penting bagi sistem tenaga listrik modern. Penelitian lebih lanjut dan standarisasi akan membuka jalan untuk penerapan dan integrasi teknologi ini dalam berbagai industri.
Keunggulan dan Tantangan Kontak Elastis dalam Interruptr Vacum
Kontak elastis ini tidak menunjukkan pantulan inersia, tidak bisa menyatu, tidak memiliki hambatan kontak konvensional, dan, seperti yang akan ditunjukkan nanti, tidak terpengaruh oleh pemisahan elektromagnetik. Dengan sifat-sifat luar biasa ini, mungkin kita bertanya-tanya mengapa bahan-bahan tersebut belum banyak diterapkan dalam teknik listrik.
Tantangan Utama Bahan Kontak Elastis dalam Interruptr Vacum:
Teknologi Produksi: Hingga baru-baru ini, pembuatan dan penerapan bahan kontak elastis membutuhkan peralatan mahal, proses termokimia kompleks dalam atmosfer hidrogen, dan personel yang terlatih khusus. Masalah utama adalah adhesi buruk antara galium dan paduannya dengan wolfram dan logam tahan api lainnya.
Kurangnya Informasi Terkonsolidasi: Penelitian tentang kontak elastis ini belum dikonsolidasikan menjadi satu sumber, sehingga kurang mudah diakses oleh para ahli.
Kurangnya Penelitian Sistematis: Meskipun memiliki sifat-sifat luar biasa, penelitian sistematis yang memungkinkan insinyur untuk menerapkan bahan-bahan ini secara efektif belum dilakukan.
Proses Pembuatan Kontak Elastis
Hambatan teknologi ini diatasi oleh penulis pada April 2024 melalui pengembangan metode sederhana untuk pembuatan dan penerapan bahan kontak elastis (permohonan paten PCTIB2024/054125). Metode ini lebih sederhana dan, dalam banyak kasus, lebih ekonomis dibandingkan dengan kontak rigid tradisional yang digunakan dalam peralatan penghenti sirkuit vacum.
Langkah-langkah yang Dilibatkan:
Pembuatan Peredam: Peredam dibuat dari kawat rajutan—biasanya wolfram, yang sebelumnya digunakan dalam filamen lampu pijar—atau baja tahan karat. Dalam kasus khusus, molibden, niobium, renium, dan paduannya dapat digunakan. Peredam ini mudah tersedia dari produsen.
Penyolderan: Peredam disolder ke konduktor serupa dengan cara pemasangan kontak rigid.
Pencelupan dengan Paduan Lebur Rendah: Peredam dicelup dengan paduan lebur rendah yang tetap cair dalam kondisi operasional. Umumnya digunakan paduan eutektik galium, indium, dan timah, seringkali dengan tambahan perak untuk menurunkan titik lebur.
Pengujian Kontak Elastis dalam Interruptr Vacum
Uji pemutusan untuk daya tahan dilakukan pada kontaktor vacum pra-produksi yang dirancang khusus untuk kontak elastis. Selama uji ini, kontak mengalami 200.000 siklus pemutusan pada 250A dalam mode AC4, dengan arus mencapai 600 amper dan tegangan hingga 690 volt. Uji overvoltage menunjukkan bahwa overvoltage 2-3 kali lebih rendah dari norma standar.
Metode revolusioner ini menjanjikan untuk mengubah bidang interruptr vacum dengan menyediakan kinerja dan keandalan superior sambil mengurangi biaya. Upaya penelitian dan standarisasi lebih lanjut diperlukan untuk sepenuhnya mengintegrasikan teknologi ini ke dalam aplikasi yang lebih luas dalam industri teknik listrik. Dengan mengatasi tantangan produksi dan penyebaran pengetahuan, kontak elastis inovatif ini dapat segera menjadi bagian integral dari sistem tenaga listrik modern.
