Jenis dan Analisis Kegagalan Umum Peralatan Penghubung Tegangan Tinggi

Jenis dan Analisis Kegagalan Umum Peralatan Pengalih Tegangan Tinggi

Peralatan pengalih tegangan tinggi adalah perangkat listrik kritis dalam sistem tenaga. Penurunan operasional peralatan pengalih merupakan salah satu penyebab utama kegagalan sistem tenaga. Apa saja kegagalan umum dalam peralatan pengalih tegangan tinggi?

(1) Jenis Outdoor dan Indoor

Berdasarkan lingkungan pemasangan, peralatan pengalih tegangan tinggi dapat diklasifikasikan sebagai jenis outdoor atau indoor. Perangkat dengan rating 10 kV dan di bawahnya sebagian besar dipasang secara indoor. Berdasarkan konfigurasi sirkuit primer, mereka dapat dikelompokkan lebih lanjut menjadi peralatan pengalih masuk/keluar, peralatan pengalih penyeimbang, peralatan pengalih bagian bus, dan lain-lain.

Peralatan pengalih masuk/keluar 10 kV indoor biasanya memuat pemutus sirkuit minyak minimal atau vakum. Pemutus ini biasanya dilengkapi dengan mekanisme operasi pegas atau elektromagnetik, meskipun beberapa menggunakan mekanisme operasi manual atau magnet permanen. Desain peralatan pengalih yang berbeda sangat bervariasi dalam struktur, yang secara langsung mempengaruhi pemilihan dan pemasangan sensor.

(2) Jenis Tetap dan Tarik

Berdasarkan penggunaan dan desain, peralatan pengalih tegangan tinggi dapat dibagi menjadi jenis tetap dan tarik (draw-out). Secara historis, pembangkit listrik lebih memilih peralatan pengalih tarik untuk sistem layanan stasiun, sementara jenis tetap lebih umum dalam sistem pasokan tenaga utilitas.

Dengan kemajuan teknologi dan pengembangan produk baru, praktik tradisional terus berkembang. Misalnya, peralatan pengalih tarik berlapis logam yang tertutup rapat berevolusi dari peralatan pengalih jenis tetap. Jenis ini memiliki desain tertutup penuh dengan kompartemen yang dipisahkan fungsional. Ini menawarkan keselamatan operasional yang ditingkatkan, interlock anti-misoperasi yang lebih baik, dan pemeliharaan yang lebih mudah, yang sangat meningkatkan keandalan operasional.

(3) Pengembangan Peralatan Pengalih Tegangan Tinggi

Dalam beberapa tahun terakhir, dengan kemajuan dan penggunaan luas pemutus sirkuit vakum yang padat, peralatan pengalih tengah (juga dikenal sebagai "peralatan pengalih dengan unit tarik dipasang di kompartemen tengah") telah berkembang pesat sebagai jenis baru peralatan pengalih tarik berlapis logam yang tertutup rapat.

Peralatan pengalih tengah menawarkan beberapa keuntungan, yang paling signifikan adalah miniaturisasi unit tarik dan proses manufaktur mekanis, yang memungkinkan perataan yang lebih presisi antara troli dan rel pandu. Beberapa produsen bahkan mengirimkan troli pemutus sirkuit dan kabinet secara terpisah, memungkinkan perakitan dan komisi on-site dengan mudah dan keandalan tinggi.

Karena pertukaran yang sangat baik, unit-unit peralatan pengalih ini kurang terpengaruh oleh perataan lantai di lokasi pemasangan. Dengan keandalan operasional yang tinggi dan pemeliharaan yang mudah, peralatan pengalih tengah berlapis logam yang dapat ditarik semakin diterapkan dalam sistem pasokan tenaga.

II. Analisis Kegagalan Umum Peralatan Pengalih Tegangan Tinggi

Kegagalan pada peralatan pengalih tegangan tinggi sebagian besar berasal dari masalah pada isolasi, konduksi arus, dan sistem mekanis.

(1) Gagal Operasi atau Maloperasi

Ini adalah jenis kegagalan yang paling umum pada peralatan pengalih tegangan tinggi dan dapat disebabkan oleh dua alasan utama:

• Kegagalan mekanis pada mekanisme operasi dan sistem transmisi, seperti macet mekanisme, deformasi komponen, pergeseran, atau kerusakan; peluncur tutup/buka yang longgar atau macet; pin yang putus atau longgar; dan kegagalan kait.

• Kegagalan listrik pada rangkaian kontrol dan bantu, termasuk kontak buruk pada kabel sekunder, terminal yang longgar, kabel yang salah, kumparan tutup/buka yang hangus (karena macet mekanisme atau saklar selektor yang rusak), saklar bantu yang tidak berfungsi, dan kegagalan pada sumber daya kontrol, kontak tutup, atau saklar batas.

(2) Kegagalan Tutup dan Buka

Kegagalan ini berasal dari pemutus sirkuit itu sendiri.

• Pada pemutus sirkuit minyak minimal, masalah umum termasuk semprotan minyak selama hubungan pendek, kerusakan ruang busur, kapasitas pemutusan yang tidak cukup, dan ledakan saat tutup.

• Pada pemutus sirkuit vakum, kegagalan umum termasuk kebocoran pada ruang busur atau lipatan, penurunan level vakum, restriking saat memutus bank kapasitor, dan retak tabung keramik.

(3) Kegagalan Isolasi

Kinerja isolasi harus seimbang dengan berbagai tegangan yang bekerja pada isolasi (termasuk tegangan operasional normal dan overtegangan transien), tindakan perlindungan (seperti pelindung petir), dan kekuatan dielektrik bahan isolasi. Tujuannya adalah untuk mencapai desain yang aman, ekonomis, dan efektif biaya.

Kegagalan isolasi umum termasuk:

• Flashover isolasi eksternal ke tanah

• Flashover isolasi internal ke tanah

• Flashover antar fase

• Flashover akibat overtegangan petir

• Flashover, flashover polusi, tusukan, atau ledakan bushing porcelen atau kapasitor

• Flashover batang penyangga

• Flashover, tusukan, atau ledakan transformator arus (CT)

• Patah insulator porcelen

(4) Kegagalan Pembawa Arus

Pada tingkat tegangan 7.2–12 kV, kegagalan pembawa arus sebagian besar disebabkan oleh kontak buruk pada disconnector isolasi (sambungan), yang menyebabkan panas berlebih dan melelehnya kontak.

(5) Gaya Eksternal dan Kegagalan Lainnya

Ini termasuk kegagalan yang disebabkan oleh dampak benda asing, bencana alam, hubungan singkat yang disebabkan hewan, dan faktor eksternal atau kecelakaan lainnya yang tidak terduga.