Analisis Kegagalan Umum dan Tindakan Pencegahan untuk Pemutus Sirkuit Vakum Tegangan Menengah

Peran Pemutus Sirkuit Vakum dalam Sistem Gardu dan Analisis Kegagalan Umum

Ketika terjadi kegagalan pada sistem gardu, pemutus sirkuit vakum memainkan peran perlindungan yang kritis dengan memutus arus beban berlebih dan arus pendek, memastikan operasi aman dan stabil dari sistem tenaga. Penting untuk meningkatkan inspeksi dan pemeliharaan rutin pemutus sirkuit vakum tegangan menengah (MV), menganalisis penyebab umum kegagalan, dan menerapkan tindakan korektif yang efektif untuk meningkatkan keandalan gardu, sehingga memberikan manfaat ekonomi dan sosial yang lebih besar.

1. Struktur Pemutus Sirkuit Vakum

1.1 Komponen Dasar

Pemutus sirkuit vakum biasanya terdiri dari komponen-komponen kunci berikut: mekanisme operasi, unit penghentian arus, sistem kontrol listrik, dukungan isolasi, dan rangka dasar.

Mekanisme operasi dapat diklasifikasikan menjadi elektromagnetik, pegas, magnet permanen, pneumatik, dan hidrolik. Berdasarkan posisi relatif mekanisme operasi dan pemutus, pemutus sirkuit vakum lebih lanjut dikategorikan sebagai tipe terintegrasi, gantung, modul tertutup penuh, dipasang di tiang, atau diletakkan di lantai.

1.2 Pemutus Vakum

Pemutus vakum adalah komponen inti yang memungkinkan operasi yang tepat dari pemutus sirkuit vakum. Ini terdiri dari amplop isolasi, pelindung, lipatan, batang konduktif, kontak bergerak dan tetap, serta tutup ujung.

Untuk mempertahankan pemadaman busur yang efektif, vakum internal harus dipertahankan—biasanya pada tekanan di bawah 1.33×10⁻² Pa. Terdapat kemajuan signifikan dalam bahan, proses pembuatan, struktur, ukuran, dan kinerja pemutus vakum.

Amplop isolasi biasanya terbuat dari keramik alumina atau kaca. Amplop keramik menawarkan kekuatan mekanis dan stabilitas termal yang lebih baik dan sekarang banyak digunakan. Kontak bergerak berada di bagian bawah, terhubung ke batang konduktif. Sleeve panduan memastikan gerakan vertikal yang tepat dan lancar.

Untuk memonitor aus kontak, sebuah penanda titik ditempatkan pada permukaan luar pemutus. Dengan mengamati perpindahan penanda ini relatif terhadap ujung bawah, derajat erosi kontak dapat diperkirakan.

Jalur arus dan pemutusan busur terjadi pada celah kontak antara kontak bergerak dan tetap. Komponen logam didukung dan disegel oleh amplop isolasi, yang di las ke pelindung, kontak, dan bagian logam lainnya untuk mempertahankan integritas vakum.

Pelindung stainless steel, yang mengambang secara listrik dan mengelilingi kontak, memainkan peran penting: selama pemutusan arus, ia menangkap uap logam dari busur, mencegah deposisi pada isolator dan mempertahankan kekuatan isolasi internal.

2. Kegagalan Umum pada Pemutus Sirkuit Vakum Tegangan Menengah

2.1 Penurunan Tingkat Vakum

Hilangnya vakum adalah kegagalan kritis namun sering tidak terdeteksi. Banyak instalasi kurang memiliki peralatan monitoring vakum kuantitatif atau kualitatif, mempersulit diagnosis.

Penurunan vakum memperpendek umur pemutus, mengganggu kemampuan pemutusan arus, dan dapat menyebabkan kegagalan kritis atau ledakan. Penyebabnya termasuk:

• Karakteristik mekanis yang buruk seperti overtravel berlebih, pantulan kontak, atau asinkron fase.

• Perjalanan tautan berlebihan selama operasi.

• Kecacatan produksi pada botol vakum (misalnya, penyegelan buruk atau cacat material).

• Kebocoran pada lipatan karena kelelahan atau kerusakan.

2.2 Kegagalan Isolasi

Banyak pemutus vakum menggunakan isolasi komposit, menyisipkan pemutus dalam rumah resin epoksi. Namun, jika bagian tegangan tinggi tidak sepenuhnya terenkapsulasi, faktor lingkungan dapat merusak isolasi.

Panaskan yang dihasilkan selama operasi dapat lebih lanjut mengurangi kinerja isolasi, meningkatkan risiko kegagalan.

2.3 Pantulan Kontak Berlebihan dan Operasi Asinkron

Pantulan kontak berkepanjangan selama penutupan dan operasi buka/tutup asinkron dapat disebabkan oleh:

• Kinerja mekanis substandar dari pemutus.

• Batang tarik insulasi atau struktur pendukung yang cacat.

• Misalignment antara bidang kontak dan sumbu pusat pemutus.

2.4 Penyimpanan Energi Pegas Tidak Lengkap

Setelah ditutup, mekanisme pegas mungkin gagal menyimpan energi sepenuhnya karena:

• Pemutusan sirkuit penyimpanan prematur karena pengaturan saklar batas yang tidak tepat.

• Slip gigi karena aus parah.

• Penuaan motor penyimpanan.

• Tegangan pegas tinggi menyebabkan perjalanan poros tidak lengkap.

2.5 Kesalahan Operasi dan Gagal Operasi

• Deformasi kontak: Bahan kontak lunak dapat berdeformasi setelah operasi berulang, menyebabkan kontak buruk dan hilangnya fase.

• Gagal trip: Disebabkan oleh keterlibatan engsel trip yang tidak cukup, slip pin, tegangan trip rendah, atau kontak switch bantu yang buruk.

• Gagal tutup: Akibat tegangan tutup rendah, pelat tautan yang berubah bentuk, dimensi engsel yang salah, kesalahan kabel, atau kontak switch bantu yang buruk.

3. Tindakan Pencegahan dan Perbaikan Kegagalan

3.1 Mencegah Degradasi Vakum

Inspeksi rutin botol vakum sangat penting. Gunakan alat pengujian vakum untuk pengukuran kuantitatif atau lakukan tes daya tahan tegangan untuk penilaian kualitatif. Jika deteksi hilangnya vakum, ganti pemutus dan ulangi tes perjalanan, sinkronisasi, dan pantulan untuk memastikan kepatuhan.

3.2 Pencegahan dan Penanganan Kegagalan Isolasi

Terapkan teknologi APG (Automated Pressure Gelation) dan tiang kutub padat-segel untuk mengenkapsulasi pemutus dan terminal output. Ini mengurangi ukuran dan melindungi dari efek lingkungan.

Uji kinerja isolasi secara rutin dan prediksi umur isolasi menggunakan peralatan khusus. Ikuti prosedur instalasi, komisioning, dan pemeliharaan yang ketat untuk mencegah kesalahan manusia. Bersihkan dan inspeksi isolator dan batang tarik secara rutin untuk mencegah kegagalan akibat debu.

3.3 Mengatasi Pantulan Kontak dan Asinkron

Sisipkan cincin datar antara batang tarik insulasi dan tuas transmisi untuk mengurangi pantulan kontak. Sesuaikan alignmen vertikal dari permukaan ujung kontak untuk meminimalkan pantulan.

Untuk operasi asinkron, gunakan alat pengujian karakteristik switch untuk mengukur waktu pantulan penutupan, waktu operasi tiga fase, dan sinkronisasi fase. Berdasarkan hasil, sesuaikan panjang batang tarik dalam batas perjalanan dan overtravel yang ditentukan untuk mencapai sinkronisasi.

3.4 Menyelesaikan Penyimpanan Pegas Tidak Lengkap

• Ganti motor penyimpanan yang usang.

• Perbaiki presisi perakitan komponen tripping dan interlocking.

• Tingkatkan perlakuan panas pada roda gigi penyimpanan untuk mencegah aus dan slip.

3.5 Mencegah Kesalahan Operasi dan Gagal Operasi

Tingkatkan keandalan sirkuit kontrol dengan memperkuat kontak switch bantu dan mengoptimalkan mekanisme tautan untuk mencegah deformasi atau misalignment. Pastikan koneksi kabel yang andal.

Pertahankan lingkungan operasi yang bersih dan pelumas bagian bergerak untuk mencegah karat dan kegagalan akibat kontaminasi.

Untuk kegagalan sirkuit penutupan, periksa switch bantu yang dipasang di dasar. Gunakan multimeter untuk memeriksa kontinuitas di plug sekunder. Jika plug terbuka, uji kontinuitas antara terminal switch bantu dan plug untuk menemukan kegagalan.

4. Kesimpulan

Secara keseluruhan, untuk memastikan operasi yang andal dari pemutus sirkuit vakum, perusahaan dan personel harus mengidentifikasi penyebab utama kegagalan umum—seperti hilangnya vakum, kegagalan isolasi, pantulan kontak, masalah penyimpanan pegas, dan kesalahan operasi—dan menerapkan tindakan pencegahan dan korektif yang efektif. Pemeliharaan proaktif dan optimasi teknis adalah kunci untuk meminimalkan kegagalan dan meningkatkan keamanan, efisiensi, dan umur panjang sistem gardu.