Pengujian Ketahanan Mekanis untuk Pemutus Sirkuit: Standar Tertib Teknis Tertentu Tantangan dan Praktik Terbaik

Pengujian Ketahanan Mekanis

Ketahanan mekanis pemutus sirkuit diuji sesuai IEC 62271-100, memerlukan 10.000 operasi (kelas M2). Selama pengujian di laboratorium luar negeri, prototipe pertama gagal pada 6.527 operasi karena patahnya pegas trip. Laboratorium menerima kegagalan terisolasi ini, menyalahkannya pada masalah instalasi pegas. Prototipe kedua diuji tetapi juga gagal setelah lebih dari 6.000 operasi karena patahnya pegas trip lainnya. Akibatnya, laboratorium hanya mengeluarkan laporan ketahanan mekanis untuk 2.000 operasi (kelas M1).

Analisis Penyebab Akar: Patahan berasal dari tanda palu mesin pada titik belok pegas selama pembuatan, menciptakan titik lemah yang gagal setelah ribuan operasi. Meskipun pemutus sirkuit 36 kV hanya mencapai peringkat ketahanan mekanis kelas M1 (2.000 operasi), otoritas dan kredibilitas tinggi laporan uji KEMA—berlaku untuk sistem 50/60 Hz dan sistem grounded/ungrounded—membuat penjualan berhasil di Amerika Latin, Eropa, Asia Tenggara, dan pasar global lainnya.

Untuk sakelar grounding dan pemutus sirkuit tarik-keluar, perbedaan dalam pengujian ketahanan mekanis ditunjukkan dalam Tabel 1. Secara umum, pelanggan IEC menerima bahwa gerobak pemutus sirkuit tarik-keluar hanya digunakan untuk perawatan. Dengan demikian, persyaratan pelanggan internasional dapat dipenuhi dengan melakukan hanya 25 siklus penyisipan dan penarikan seperti yang ditentukan dalam IEC 62271-200, klausa 6.102.1.

Verifikasi Kemampuan Pemutusan dan Penutupan

Uji pemutusan dan penutupan untuk pemutus sirkuit dilakukan dalam beberapa konfigurasi tergantung pada aplikasi: pemutus sirkuit mandiri (tanpa rumah), pemutus sirkuit tarik-keluar yang dipasang di peralatan uji, atau pemutus sirkuit tarik-keluar yang dipasang dalam switchgear. Saat switchgear dan pemutus sirkuit diuji bersama, uji pemutusan dan penutupan dilakukan dalam switchgear yang telah dirakit. Untuk uji tipe mandiri, disarankan untuk menyediakan kompartemen tarik-keluar khusus untuk pengujian.

Uji pemutusan IEC untuk pemutus sirkuit mendefinisikan berbagai urutan uji. Pelanggan dapat memilih urutan yang berbeda. Misalnya, Urutan 1 terdiri dari 274 operasi pemutusan (130 T10, 130 T30, 8 T60, dan 6 T100s). Untuk meningkatkan efisiensi biaya dan waktu—karena laboratorium uji mengenakan biaya berdasarkan durasi uji—pelanggan sering memilih Urutan 3, total 72 operasi (3 T10/T30, 60 T60, dan 6 T100s). Meskipun jumlah operasi berkurang, energi total bertambah. Namun, dibandingkan dengan standar uji 50 pemutusan kapasitas penuh yang umum digunakan secara domestik, uji IEC tetap jauh lebih ringan. Tabel 2 merinci jumlah operasi pemutusan yang didefinisikan dalam IEC 62271-100 untuk pengujian ketahanan.

Untuk pemutus sirkuit yang ditujukan untuk aplikasi 50 Hz dan 60 Hz, pedoman STL menentukan frekuensi pengujian seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 3 untuk memvalidasi kesesuaian dan mengeluarkan laporan uji tipe. Untuk memenuhi persyaratan dual-frekuensi, hanya uji dasar (kelas E1) pada 50 Hz dan 60 Hz yang diperlukan. Uji ketahanan dapat dilakukan pada 50 Hz atau 60 Hz. Demikian pula, uji urutan O–0.3 s–CO–15 s–CO hanya memerlukan uji dasar. Meskipun persyaratan uji bervariasi untuk sistem grounding netral yang berbeda, hal ini tidak mempengaruhi uji ketahanan.

Pengujian Busur Internal

Tegangan Pengujian: Sesuai IEC 62271-200, Lampiran AA.4.2, pengujian harus dilakukan pada tegangan apa pun yang sesuai dan tidak melebihi tegangan nominal. Jika tegangan yang lebih rendah dari tegangan nominal dipilih, kondisi berikut harus dipenuhi:
a) Arus rata-rata RMS yang dihitung harus memenuhi persyaratan arus dalam AA.4.3.1;
b) Busur tidak boleh padam sebelum waktunya pada tahap manapun.
Pemadaman sementara fase tunggal diperbolehkan jika durasi kumulatif interupsi arus tidak melebihi 2% dari total durasi pengujian, dan tidak ada interupsi tunggal yang berlangsung lebih lama dari nol arus berikutnya yang diharapkan. Integral komponen arus AC harus setidaknya sama dengan nilai yang ditentukan dalam AA.4.3.1.
Menurut pedoman STL, selama uji busur tiga fase dan dua fase, dua fase dapat dipasok oleh sumber arus pada tegangan di bawah nilai nominal, sementara fase ketiga dipasok oleh sumber tegangan terpisah pada Ur/√3. Dalam uji satu fase, busur harus dimulai antara fase tengah dan tanah. Sirkuit dapat dipasok oleh sumber arus pada tegangan di bawah nilai nominal, asalkan sumber tegangan memiliki daya short-circuit yang cukup untuk mendeteksi keruntuhan tegangan dengan jelas dan membedakannya dari gangguan.

Untuk switchgear 17.5 kV, uji kesalahan busur internal dilakukan pada 7.1 kV, yang didokumentasikan dalam laporan uji.

Kondisi Pengujian dan Tata Letak Perangkat

Diperbolehkan untuk melakukan uji berurutan pada bagian-bagian yang belum diuji dari unit tunggal. Laboratorium tidak bertanggung jawab untuk menyediakan atau mengatur saluran kabel. Tata letak uji harus didetailkan dalam laporan uji. Jika tipe unit fungsional tidak dimaksudkan untuk digunakan sebagai unit ujung dalam kondisi layanan, selama pengujian, dua atau lebih unit fungsional harus disusun dalam rangkaian, menempatkan unit yang diuji sedekat mungkin dengan sisi dan menjauh dari dinding ruangan simulasi.

Langit-langit harus setidaknya 200 mm ± 50 mm di atas objek uji. Jalur bukaan panel pelepasan tekanan tidak boleh menabrak langit-langit. Hasil uji berlaku untuk semua jarak antara objek uji dan langit-langit yang lebih besar dari jarak pengaturan uji. Sampel uji harus diuji dalam konfigurasi operasional sebenarnya. Untuk switchgear dengan sirip ventilasi engsel, pegangan operasional yang dapat dilepas tidak perlu dipasang, tetapi sirip harus dalam posisi terbuka selama uji busur internal. Seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 4, tata letak uji busur internal untuk switchgear 17.5 kV melibatkan empat unit switchgear dalam satu baris. Pengujian dilakukan pada tiga kompartemen tegangan tinggi dari unit ujung kiri. Atas kabinet berjarak 600 mm di bawah langit-langit, dengan piringan reflektor dipasang untuk mencegah refleksi busur dari langit-langit dan pembakaran indikator horizontal. Gerobak isolator uji menggantikan pemutus sirkuit untuk pengujian, dan pelat pelindung internal di pintu ventilasi bawah berada dalam posisi terbuka.

Catatan Tambahan tentang Pengujian IEC

Pengujian IEC menghasilkan sertifikat uji tipe terpisah untuk item uji yang berbeda, termasuk:

• Sertifikat uji tipe untuk kinerja isolasi

• Sertifikat uji tipe untuk kinerja pembuatan dan pemutusan short-circuit

• Sertifikat uji tipe untuk kinerja busur internal

Gambaran berikut dan dokumentasi produsen harus disediakan untuk menunjukkan konsistensi antara switchgear yang diuji dan gambar desain pendukung. Laboratorium uji akan memverifikasi sampel dengan mengukur dan memeriksa gambar, spesifikasi busbar, jarak dukungan, dll., terhadap dokumentasi yang disediakan. Setiap penyimpangan dicatat.

a) Diagram garis tunggal switchgear dan kontrol, termasuk nama jenis komponen.
b) Gambar susunan umum (gambar perakitan), termasuk:

• Dimensi keseluruhan

• Dimensi sistem busbar

• Struktur dukungan

• Jarak isolasi listrik

• Bahan komponen utama
  c) Gambar identifikasi switchgear seperti yang diuraikan dalam pedoman STL yang relevan.