8 Langkah Penting untuk Mengurangi Pengeluaran Sebagian dalam Trafo Listrik

Peningkatan Persyaratan untuk Sistem Pendinginan Trafo dan Fungsi PENDINGIN

Dengan perkembangan cepat jaringan listrik dan peningkatan tegangan transmisi, jaringan listrik dan pengguna listrik menuntut keandalan isolasi yang semakin tinggi untuk trafo daya besar. Karena pengujian pelepasan sebagian tidak merusak isolasi namun sangat sensitif, secara efektif mendeteksi cacat bawaan dalam isolasi trafo atau cacat yang mengancam keselamatan yang terjadi selama transportasi dan pemasangan, pengujian pelepasan sebagian di tempat telah mendapatkan aplikasi yang luas. Ini telah dimasukkan sebagai item uji komisioning wajib untuk trafo dengan tegangan nominal 72,5 kV dan di atasnya.

1. Pelepasan Sebagian dan Prinsipnya

Pelepasan sebagian, juga dikenal sebagai ionisasi elektrostatik, merujuk pada aliran muatan elektrostatik. Di bawah tegangan tertentu, muatan elektrostatik pertama kali mengalami ionisasi di posisi dengan isolasi yang lebih lemah di area medan listrik yang lebih kuat, tanpa menyebabkan kerusakan isolasi total. Fenomena aliran muatan elektrostatik ini disebut pelepasan sebagian. Pelepasan sebagian yang terjadi dekat konduktor yang dikelilingi gas disebut korona.

Pelepasan sebagian adalah pelepasan listrik yang terjadi di posisi lokal di dalam isolasi internal trafo. Karena pelepasan bersifat lokal dan memiliki energi rendah, hal ini tidak langsung menyebabkan kerusakan total isolasi internal.

Untuk pengujian pelepasan sebagian trafo, Cina awalnya hanya menerapkan persyaratan untuk trafo berating 220kV dan di atasnya. Kemudian, standar IEC baru menentukan bahwa pengukuran pelepasan sebagian harus dilakukan ketika tegangan operasi maksimum peralatan Um ≥ 126kV. Standar nasional juga menentukan bahwa untuk trafo dengan tegangan operasi maksimum Um ≥ 72,5kV dan kapasitas nominal P ≥ 10.000kVA, pengukuran pelepasan sebagian harus dilakukan kecuali disepakati lain.

Metode pengujian pelepasan sebagian mengikuti ketentuan dalam GB1094.3-2003, dengan batas standar ditetapkan tidak melebihi 500pC. Namun, dalam kontrak sebenarnya, pelanggan sering meminta batas ≤300pC atau ≤100pC. Perjanjian teknis seperti ini menuntut produsen trafo untuk mempertahankan standar teknis produk yang lebih tinggi.

2. Bahaya Pelepasan Sebagian

Keparahan bahaya pelepasan sebagian berkaitan dengan penyebabnya, lokasi, serta tingkat tegangan inisiasi dan pemadaman. Tegangan inisiasi dan pemadaman yang lebih tinggi berarti bahaya lebih sedikit, dan sebaliknya. Dari sifat pelepasannya, pelepasan yang mempengaruhi isolasi padat merupakan ancaman terbesar bagi trafo, mengurangi kekuatan isolasi atau bahkan menyebabkan kerusakan.

3. Penyebab Pelepasan Sebagian

Faktor-faktor yang menyebabkan pelepasan sebagian termasuk pertimbangan desain yang kurang, tetapi paling umum berasal dari proses manufaktur:

• Tepi tajam dan sisik pada komponen yang mendistorsi medan listrik dan menurunkan tegangan inisiasi pelepasan;

• Benda asing dan debu yang menyebabkan konsentrasi medan listrik, menghasilkan pelepasan korona atau pelepasan pemutusan di bawah medan listrik eksternal;

• Kelembaban atau gelembung gas. Karena konstanta dielektrik air dan gas lebih rendah, pelepasan terjadi terlebih dahulu di bawah pengaruh medan listrik;

• Kontak buruk komponen struktural logam gantung yang membentuk konsentrasi medan atau menyebabkan pelepasan percikan.

4. Langkah-langkah untuk Mengurangi Pelepasan Sebagian

4.1 Pengendalian Debu

Di antara faktor-faktor yang menyebabkan pelepasan sebagian, benda asing dan debu merupakan pemicu yang sangat penting. Hasil uji menunjukkan bahwa partikel logam yang lebih besar dari 1,5μm dapat menghasilkan jumlah pelepasan yang jauh melebihi 500pC di bawah pengaruh medan listrik. Baik debu logam maupun non-logam menciptakan medan listrik yang terkonsentrasi, menurunkan tegangan inisiasi pelepasan dan tegangan pemutusan isolasi.

Oleh karena itu, menjaga lingkungan dan badan inti yang bersih selama pembuatan trafo sangat penting, dan kontrol debu yang ketat harus diterapkan. Workshop anti-debu tertutup harus dibuat berdasarkan tingkat dampak debu pada produk selama pembuatan. Misalnya, selama penyusunan kawat, pembungkusan kertas kawat, fabrikasi gulungan, perakitan gulungan, penyusunan inti, pembuatan komponen isolasi, perakitan inti, dan finishing inti, tidak boleh ada benda asing atau debu yang tersisa atau masuk.

4.2 Proses Terpusat Komponen Isolasi

Komponen isolasi sangat rentan terhadap kontaminasi debu logam, karena setelah debu logam menempel pada komponen isolasi, sangat sulit untuk sepenuhnya dihilangkan. Oleh karena itu, diperlukan proses terpusat di workshop isolasi, dengan area pemrosesan mekanis khusus yang dipisahkan dari area lain yang menghasilkan debu.

4.3 Kontrol Ketat Sisik Lembaran Baja Silikon

Lapisan inti trafo dibentuk melalui proses pemotongan longitudinal dan transversal, yang tak terhindarkan menciptakan sisik dalam berbagai tingkat. Sisik-sisik ini tidak hanya menyebabkan hubungan pendek antar lapisan, membentuk arus sirkulasi internal yang meningkatkan kerugian kosong, tetapi juga secara efektif meningkatkan ketebalan inti sambil mengurangi jumlah lapisan yang sebenarnya. Lebih penting lagi, selama perakitan inti atau operasi di bawah getaran, sisik-sisik tersebut mungkin jatuh ke badan inti, menyebabkan pelepasan. Bahkan sisik-sisik yang jatuh ke dasar tangki mungkin bersejajar di bawah pengaruh medan listrik, menyebabkan pelepasan potensial tanah. Oleh karena itu, sisik lapisan inti harus diminimalisir sebanyak mungkin. Untuk produk 110kV, sisik lapisan inti tidak boleh melebihi 0,03mm; untuk produk 220kV, mereka tidak boleh melebihi 0,02mm.

4.4 Terminal Tekan Dingin untuk Kawat Penghantar

Penggunaan terminal press dingin untuk kabel pengarah adalah langkah efektif untuk mengurangi jumlah pembuangan parsial. Penyolderan fosfor perunggu menghasilkan banyak partikel percikan yang mudah tersebar ke badan inti dan komponen isolasi. Selain itu, area batas penyolderan memerlukan isolasi dengan tali asbes yang direndam air, yang memperkenalkan kelembaban ke dalam isolasi. Jika kelembaban tidak sepenuhnya dihilangkan setelah pembungkusan isolasi, hal ini akan meningkatkan jumlah pembuangan parsial transformator.

4.5 Pembulatan Ujung Komponen

Pembulatan ujung komponen memiliki dua tujuan: 1) Meningkatkan distribusi medan elektrik dan menaikkan tegangan inisiasi pembuangan. Oleh karena itu, komponen struktural logam di inti seperti gergaji, pelat tarik, alas kaki, braket, pelat tekan, tepi outlet, dinding riser bushing, dan pelat penahan magnetik pada dinding tangki dalam harus semuanya menjalani pembulatan ujung. 2) Mencegah gesekan yang menghasilkan serpihan besi. Misalnya, bagian kontak antara lubang angkat gergaji dan tali atau kait memerlukan pembulatan.

4.6 Lingkungan Produk dan Penyelesaian Inti Saat Perakitan Akhir

Setelah pengeringan vakum inti, penyelesaian inti harus dilakukan sebelum pemasangan tangki. Produk yang lebih besar dengan struktur yang lebih kompleks memerlukan waktu penyelesaian yang lebih lama. Karena pengepresan inti dan pengencangan fastener dilakukan dengan inti terpapar udara, penyerapan kelembaban dan kontaminasi debu mungkin terjadi selama periode ini. Oleh karena itu, penyelesaian inti harus dilakukan di area bebas debu. Jika waktu penyelesaian (atau waktu paparan di udara) melebihi 8 jam, perlakuan pengeringan ulang diperlukan. 

Setelah penyelesaian inti, bagian atas tangki dipasang diikuti oleh penghisapan vakum dan pengisian minyak. Karena isolasi inti menyerap kelembaban selama tahap penyelesaian, perlakuan dehumidifikasi diperlukan, dicapai melalui penghisapan vakum produk. Ini adalah langkah penting untuk memastikan kekuatan isolasi produk tegangan tinggi. Tingkat vakum ditentukan berdasarkan kelembaban inti dan lingkungan serta standar kandungan kelembaban, sementara durasi vakum ditentukan berdasarkan waktu keluar tungku, suhu, dan kelembaban lingkungan.

4.7 Pengisian Minyak Vakum

Tujuan dari pengisian minyak vakum adalah untuk menghilangkan titik mati dalam struktur isolasi transformator melalui penghisapan vakum, mengeluarkan udara secara total, dan kemudian mengisi dengan minyak transformator dalam kondisi vakum untuk memastikan impregnasi inti yang lengkap. Setelah pengisian minyak, transformator harus berdiri setidaknya 72 jam sebelum pengujian, karena derajat impregnasi bahan isolasi bergantung pada ketebalan bahan isolasi, suhu minyak, dan waktu rendaman. Impregnasi yang lebih baik mengurangi kemungkinan pembuangan, sehingga waktu berdiri yang cukup sangat penting.

4.8 Penutupan Tangki dan Komponen

Kualitas struktur penutupan secara langsung mempengaruhi kebocoran transformator. Jika ada titik kebocoran, kelembaban akan pasti masuk ke dalam interior transformator, menyebabkan minyak transformator dan komponen isolasi lainnya menyerap kelembaban—ini adalah salah satu faktor yang menyebabkan pembuangan parsial. Oleh karena itu, kinerja penutupan yang wajar harus dijamin.