Analisis dan Penanganan Kerosakan Isolasi pada Pemutus Litar Vakum Luar 35kV

Penerangan Peralatan

Pemutus litar vakum voltan tinggi luar ruang jenis ZW7 - 40.5 adalah peralatan elektrik voltan tinggi yang dipasang di luar, tiga fasa, AC 50 Hz yang menggunakan vakum sebagai medium pemadam lengkung api. Ia digunakan utamanya untuk memindahkan arus nominal dan arus rosak dalam sistem penghantaran dan penyebaran tenaga voltan tinggi 40.5 kV [1], dan sangat sesuai untuk tempat di mana operasi sering diperlukan.

Struktur keseluruhan produk ini adalah jenis tiang bushing porselin, seperti ditunjukkan dalam Gambaraj 1. Bushing porselin atas adalah bushing porselin pemutus vakum, di mana pemutus vakum dipasang, dan bushing porselin bawah adalah bushing sokongan. Kedua-dua bushing porselin pemutus vakum dan bushing sokongan diisi dengan lemak insulasi vakum yang mempunyai ciri-ciri insulasi yang cemerlang. Tiga bushing porselin dipasang pada satu rangka bersama-sama.

Tiga transformator arus fasa dipasang dalam rangka ini dan masing-masing disambungkan ke litar utama pemutus litar di dalam tiga bushing sokongan porselin. Rangka ini dilengkapi dengan plat penyegelan di semua sisi empat dan di bahagian bawah untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran luar.

Hujung bergerak pemutus vakum disambungkan ke poros keluaran mekanisme operasi melalui lengan engkol dan rod tarikan insulasi. Operasi buka dan tutup pemutus litar, serta bekalan dan perlindungan pengendalian, dibawa keluar oleh komponen dan terminal di dalam kotak mekanisme. Operasi penghubungan tiga fasa dicapai melalui struktur operasi dan struktur penghantaran.

Gambaraj 1 Rajah struktur pemutus litar vakum

Analisis Punca Kesilapan

Pada 18 Mac 2010, semasa pemeliharaan berdasarkan keadaan rutin peralatan di suatu substesen, petugas ujian mendapati terdapat pecahan insulasi pada fasa A pemutus litar vakum 3515 (model: ZW7 - 40.5/T1250 - 25) semasa ujian tekanan AC.

Petugas ujian melakukan analisis dan ujian berkaitan pecahan insulasi pada fasa A pemutus litar 3515. Data spesifik ditunjukkan dalam Jadual 1 seperti berikut:

Menurut peraturan ujian rutin Syarikat Tenaga Negara, rintangan insulasi pemutus litar vakum pada 35 kV dan ke atas tidak seharusnya kurang daripada 3000 MΩ, dan voltan ujian tekanan AC seharusnya 80% nilai ujian kilang, iaitu 76 kV/min. Sebelum petugas ujian menjalankan ujian tekanan pada pemutus litar vakum 3515, rintangan insulasi litar utama pada ketiga-tiga fasa memenuhi keperluan peraturan.

Kemudian, petugas ujian menjalankan ujian tekanan AC pada litar utama tiga fasa masing-masing. Didapati apabila voltan litar utama fasa A meningkat hingga 35 kV, arus meningkat secara segera dan pecahan berlaku.

Selepas fenomena ini berlaku, petugas ujian menjalankan ujian-ujian berikut berdasarkan struktur pemutus litar ini:

• Pemutus litar vakum dibuka, dan ujian rintangan insulasi dijalankan pada bushing porselin atas pemutus litar. Data ujian memenuhi keperluan peraturan, mengesahkan bahawa bahagian yang cacat berada di bushing porselin bawah.

• Ujian rintangan insulasi dijalankan pada bushing porselin bawah. Data ujian tidak memenuhi keperluan peraturan, mengesahkan lebih lanjut bahawa bahagian yang cacat berada di bushing porselin bawah.

• Bushing porselin bawah terdiri daripada badan bushing porselin bawah, batang ikatan insulasi, dan vas sokongan porselin. Oleh itu, petugas ujian memutuskan lengan engkol antara batang ikatan insulasi dan vas sokongan porselin, dan menjalankan ujian rintangan insulasi pada batang ikatan insulasi dan vas sokongan porselin masing-masing. Rintangan insulasi kedua-dua vas sokongan porselin dan batang ikatan insulasi memenuhi keperluan peraturan, menentukan bahawa bahagian yang cacat berada di badan bushing porselin bawah.

• Badan bushing porselin bawah termasuk lemak insulasi vakum dan transformator arus. Penurunan rintangan insulasi mungkin disebabkan oleh kelembapan lemak insulasi vakum dan pecahan transformator arus.

Penanganan Kesilapan

Pada akhir Oktober 2010, pembuat membongkar dan menyemak pemutus litar fasa A. Langkah-langkah ujian dan hasilnya adalah seperti berikut:

• Bushing porselin atas dan sokongan pemutus litar vakum dibuang, dan ujian rintangan insulasi dijalankan secara langsung di dalam vas sokongan porselin. Hasil ujian mengesahkan bahawa analisis di atas adalah tepat.

• Lemak insulasi vakum dan transformator arus pemutus litar vakum dipisahkan, dan ujian rintangan insulasi dijalankan pada mereka masing-masing. Rintangan insulasi lemak insulasi vakum adalah kira-kira 50 MΩ, manakala rintangan insulasi transformator arus memenuhi keperluan peraturan. Ditentukan bahawa pecahan insulasi disebabkan oleh lemak insulasi vakum.

• Setelah menggantikan lemak insulasi vakum, ujian rintangan insulasi dan tekanan AC dijalankan pada fasa A pemutus litar vakum. Data ujian semua memenuhi keperluan peraturan.

 Tindakan Pencegahan

Insulasi luar pemutus litar vakum jenis ZW7 - 40.5 menggunakan lemak insulasi vakum, yang merupakan medium insulasi cecair. Semasa operasi dan pemasangan peralatan, kandungan kelembapan medium cecair akan meningkat. Air berada dalam keadaan tersuspensi dalam lemak insulasi peralatan elektrik. Di bawah tindakan daya medan elektrik, air akan secara beransur-ansur mengatur diri menjadi "jambatan" sepanjang garisan gaya elektrik.

"Jambatan" ini melalui kedua-dua kutub dan mungkin akan menurunkan voltan pecahan secara signifikan. Ini juga menjelaskan mengapa rintangan insulasi sangat rendah pada voltan 5 kV semasa pengukuran jarak jauh rintangan insulasi, tetapi bahaya tersembunyi ini tidak terdedah di bawah voltan operasi.

Melalui analisis di atas, untuk mengelakkan kesilapan pecahan insulasi disebabkan oleh kelembapan lemak insulasi vakum pemutus litar vakum, tindakan pencegahan berikut dicadangkan:

• Pasang peralatan dengan ketat mengikut proses perakitan untuk mengelakkan pencampuran impurities dan mencegah medium bertembung dengan atmosfer. 

• Tingkatkan usaha pemeriksaan dan lakukan ujian pelepasan separa menggunakan pengujian ultraviolet.

• Lakukan ujian dengan ketat mengikut peraturan ujian elektrik, termasuk ujian ketat, ujian tahap vakum, ujian insulasi, dll.