Analisis Singkat Mengenai Poin-Poin Kunci untuk Operasi dan Pemeliharaan Pemutus Sirkuit SF6 Tegangan Tinggi

1 Gambaran Umum

Pemutus sirkuit dapat menghubungkan dan memutuskan sirkuit sesuai dengan mode operasi dalam kondisi normal. Mereka juga dapat dengan cepat memutus peralatan yang bermasalah berdasarkan sinyal proteksi sekunder ketika terjadi gangguan, atau menghubungkan sirkuit untuk memulihkan pasokan listrik setelah gangguan sementara dihilangkan. Dengan demikian, mereka memiliki fungsi ganda kontrol dan perlindungan. Saat ini, ada lebih dari seratus gardu induk di wilayah Pingdingshan. Di setiap gardu induk, pemutus sirkuit diperlukan untuk setiap jalur keluar, setiap sisi masuk, dan koneksi busbar ganda. Pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ digunakan secara luas di gardu induk 110 kV dan 220 kV karena keuntungan seperti kapasitas pemutusan yang kuat, kecepatan tindakan yang cepat, mudah dirawat, dan stabilitas tinggi.

Pemutus sirkuit tegangan tinggi terutama terdiri dari kontak gerak, kontak diam, ruang pemadam busur, dan bagian konduktif. Kontak gerak dan diam terletak di dalam ruang pemadam busur dan digunakan untuk memutus arus. Kontak diam tetap pada tempatnya, dan kontak gerak ditenagai oleh mekanisme operasi untuk memungkinkan pemutus sirkuit menyelesaikan operasi buka-tutup. Mekanisme operasi terhubung ke kontak gerak melalui mekanisme transmisi dan batang insulator.

Meskipun kinerja pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ yang umum digunakan saat ini relatif lengkap, mungkin masih terjadi kerusakan selama operasi karena perubahan jaringan listrik, lingkungan eksternal, dan faktor internal. Mengambil contoh pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ yang digunakan di gardu induk 220 kV, makalah ini secara singkat membahas masalah umum selama operasinya dan tindakan penanganan yang sesuai.

2 Analisis Masalah yang Ada dan Titik Kunci Operasi dan Pemeliharaan

Banyak komponen pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆, seperti mekanisme operasi, mekanisme transmisi, bagian pemadam busur, dan bagian penghantar arus, rentan terhadap berbagai kerusakan selama operasi. Dalam operasi gardu induk di wilayah Pingdingshan, telah terjadi insiden-insiden berikut:

• Pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ dipaksa berhenti beroperasi karena kebocoran gas SF₆.

• Kunci tekanan terjadi karena kebocoran minyak parah di mekanisme hidrolik, atau penyimpanan energi gagal karena abnormalitas di mekanisme pegas, sehingga pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ tidak dapat memutus arus secara normal.

• Pemutus sirkuit menolak beroperasi karena masalah di dalam mekanismenya sendiri, seperti putusnya sirkuit kontrol, sehingga tidak memenuhi persyaratan buka-tutup.

• Pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ rusak karena patah insulator porcelen.

• Overheating akibat masalah penghantaran arus menyebabkan pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ tidak dapat beroperasi secara normal.

• Pemutus sirkuit mengalami kerusakan dalam berbagai tingkat dan tidak dapat menjaga operasi normal karena pengaruh lingkungan eksternal atau kerusakan pada bagian isolasi.

Masalah-masalah ini dapat menyebabkan kerusakan tertentu pada pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ dalam berbagai tingkat dan mempengaruhi operasi normalnya. Selama inspeksi dan pemeliharaan harian, perlu lebih memperhatikan pemeriksaan komponen-komponen pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ ini untuk meningkatkan keandalan pasokan listrik sistem tenaga. Berikut adalah analisis individual dari masalah-masalah tersebut.

2.1 Bagian Pemadam Busur

Pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ harus memiliki kemampuan penghembusan busur yang cukup dan kekuatan pemulihan dielektrik untuk mencegah efektif renyala busur saat nol lintasan arus. Proses pemadam busur pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ terjadi di dalam ruang pemadam busur, yang terutama terdiri dari kontak utama gerak dan diam, kontak busur gerak dan diam, nozzle besar dan kecil, silinder kompresi, dan piston. Secara spesifik:

• Kontak utama menghantarkan arus saat pemutus sirkuit beroperasi secara normal.

• Kontak busur terhubung paralel dengan kontak utama, dan jarak perjalanan kontaknya lebih besar daripada kontak utama. Mereka dapat menahan semua erosi busur selama pemutusan atau penutupan arus, sehingga melindungi kontak utama dari kerusakan.

• Nozzle membatasi arah dan kecepatan aliran gas jet untuk mencapai efek penghembusan busur terbaik.

• Piston mengompresi gas di dalam silinder kompresi saat kontak gerak bergerak, meningkatkan tekanan gas di dalam silinder untuk mencapai tekanan gas penghembusan busur optimal.

Selama operasi, kebocoran gas SF₆ akan langsung mempengaruhi operasi stabil pemutus sirkuit. Ketika tekanan gas turun di bawah ambang batas, pemutus sirkuit akan mengeluarkan alarm atau dikunci karena tekanan rendah. Dalam kasus ini, mungkin terjadi kerusakan, yang dapat memperluas area pemadaman listrik.

2.2 Bagian Mekanis

Kinerja mekanis pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ secara langsung menentukan kemampuan pemadam busurnya dan mempengaruhi kecepatan dan waktu buka-tutup. Bagian mekanis dapat dibagi menjadi mekanisme operasi dan mekanisme transmisi. Menurut data statistik tentang kegagalan pemutus sirkuit, 63,2% kegagalan pemutus sirkuit di Cina disebabkan oleh mekanisme operasi.

Mekanisme operasi pemutus sirkuit SF₆ yang digunakan di gardu induk 110 kV dan di atasnya di wilayah Pingdingshan dibagi menjadi mekanisme hidrolik dan mekanisme pegas. Mekanisme pegas digunakan secara luas karena keuntungan seperti struktur mekanis sederhana, mudah dirawat, respons cepat, ramah lingkungan, dan biaya rendah. Namun, seiring bertambahnya waktu operasi, elastisitas pegas akan melemah. Mungkin ada situasi di mana pemutus sirkuit gagal memutus arus gangguan karena pegas pembuka gagal menyimpan energi, atau tutup ulang gagal karena pegas penutup gagal menyimpan energi selama tutup ulang.

Mekanisme hidrolik memiliki keuntungan seperti keandalan yang lebih kuat, keamanan yang lebih tinggi, dan masa pakai yang lebih lama. Ketika nilai hidrolik turun di bawah ambang batas, kunci tekanan nol akan diaktifkan untuk menghindari pembukaan lambat karena hilangnya tekanan. Sistem kontrol akan memulai motor untuk meningkatkan tekanan, dan setelah waktu tertentu, relay waktu akan memutus sirkuit kontrol untuk menghentikan peningkatan tekanan.

Selain itu, mekanisme transmisi seperti batang penghubung, lengan engkol, dan poros putar memainkan peran penting dalam proses buka-tutup. Ketika menerima sinyal buka-tutup, pegas buka-tutup melepaskan energi dan mendorong kontak untuk menyelesaikan tugas buka-tutup melalui mekanisme transmisi seperti batang penghubung dan lengan engkol. Jika batang penghubung, lengan engkol, atau poros putar mengalami deformasi atau retak, hal itu akan mempengaruhi transmisi normal selama buka-tutup pemutus sirkuit.

2.3 Lingkungan Operasi

Pemutus sirkuit SF₆ tipe luar ruangan juga harus memperhatikan dampak perubahan lingkungan operasi selama operasi. Misalnya, dalam kondisi angin kencang, kabel penghantar mungkin berayun signifikan atau benda asing mungkin tersangkut. Ketika petir menyerang jaringan listrik atau sistem grounding, lonjakan over-voltase mungkin terjadi, menyebabkan pemutus sirkuit trip. Dalam kondisi hujan atau salju, permukaan pemutus sirkuit cenderung lembab, yang mungkin membentuk corona discharge. Jika permukaannya terkontaminasi, flashover polusi yang lebih serius mungkin terjadi. Dalam kasus akumulasi salju atau pembekuan, sambungan mungkin overheating. Ketika suhu berubah secara tiba-tiba, tingkat minyak dan tekanan gas pemutus sirkuit juga mungkin berubah secara tiba-tiba, mengakibatkan penurunan kinerja isolasi dan mempengaruhi kecepatan buka-tutupnya.

2.4 Bagian Isolasi

Bagian isolasi berfungsi untuk mengisolasi peralatan dari udara. Bahan isolasi yang umum digunakan termasuk insulator porcelen, insulator komposit, dan insulator silikon karet. Saat ini, isolasi eksternal pemutus sirkuit SF₆ di wilayah Pingdingshan sebagian besar terbuat dari porcelen.

Selama operasi, kinerja isolasi insulator porcelen mungkin menurun secara signifikan atau bahkan hilang karena faktor-faktor seperti kualitas buruk, instalasi tidak memenuhi standar, perubahan suhu tiba-tiba, atau lonjakan over-voltase berlebihan. Jika isolasi eksternal pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ ditekan tidak merata selama instalasi, kerusakan pada isolasi eksternal akan memburuk selama operasi jangka panjang. Dalam kasus yang parah, retak atau patah mungkin terjadi pada permukaan porcelen.

Selain itu, perubahan mendadak suhu eksternal dapat secara signifikan mengurangi kekuatan lentur dan tarik bahan isolasi. Jika gaya mekanis diterapkan pada saat itu, bagian isolasi mungkin rusak atau bahkan tertembus. Ketika isolasi eksternal terkena over-voltase, discharge parsial mungkin terpicu. Jika ada debu atau kotoran di permukaan isolasi eksternal, dan lingkungan lembab, flashover polusi mungkin terjadi di bawah pengaruh medan listrik tegangan tinggi.

3 Tindakan Penanganan

Karena banyak jalur keluar di gardu induk 220 kV, dan sesuai dengan jumlah pemutus sirkuit SF₆ yang besar, untuk mengurangi terjadinya masalah-masalah tersebut, siklus inspeksi dan pemeliharaan yang wajar harus dibuat, proses penanganan cacat yang lengkap dan standar penerimaan peralatan harus ditetapkan, fokus pada pencegahan kecelakaan, dan sistem manajemen loop tertutup yang lengkap harus dibuat.

3.1 Menetapkan Siklus Inspeksi yang Wajar

Operasi normal pemutus sirkuit bergantung pada inspeksi harian oleh personel operasi dan pemeliharaan. Dengan menetapkan siklus inspeksi yang wajar, cacat pada pemutus sirkuit dapat dideteksi secara tepat waktu, mencegah cacat berkembang dan menyebabkan kecelakaan. Berikut ini adalah titik-titik penting yang perlu diperhatikan selama inspeksi pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ 220 kV.

• Inspeksi rutin harus dilakukan setidaknya sekali seminggu. Ini terutama melibatkan inspeksi rutin penampilan pemutus sirkuit, suara abnormal, kebocoran peralatan, lingkungan operasi, dan pelacakan serta inspeksi cacat dan potensi bahaya. Perhatian khusus harus diberikan pada pemeriksaan apakah nilai tekanan dan tingkat minyak pemutus sirkuit tegangan tinggi SF₆ berada dalam rentang normal, merekam nilai tekanan, mengamati apakah warna minyak normal, dan apakah penyimpanan energi dapat dilakukan secara normal.

• Inspeksi komprehensif harus dilakukan setidaknya sekali sebulan. Berdasarkan inspeksi rutin, pintu kabinet peralatan di gardu induk dibuka untuk pemeriksaan. Data operasional seperti nilai tekanan gas dan tingkat minyak pemutus sirkuit dicatat; diperiksa apakah pintu kabinet pemutus sirkuit tertutup rapat, apakah lubang-lubangnya tertutup dengan baik, dan apakah perangkat dehumidifikasi dan kontrol suhu dapat beroperasi secara normal; apakah koil buka-tutup mengalami perubahan warna, bau abnormal, atau tanda-tanda terbakar; apakah mekanisme operasi dan transmisi pemutus sirkuit normal; dan apakah kabel sekunder mengalami overheating, longgar, atau putus.

• Inspeksi di gelap harus dilakukan setidaknya sekali sebulan. Ini merujuk pada inspeksi yang dilakukan di malam hari dengan lampu dimatikan, fokus pada pemeriksaan apakah kabel penghantar, sambungan, dan klamp mengalami overheating, dan apakah ada discharge pada isolasi eksternal.

• Inspeksi khusus dilakukan untuk mencegah pemutus sirkuit beroperasi tidak normal, menolak beroperasi, mengalami deformasi struktural, kerusakan isolasi, discharge, atau flashover polusi karena perubahan lingkungan eksternal atau mode operasi sistem, yang mungkin mempengaruhi operasi normal pemutus sirkuit. Situasi khusus memiliki siklus inspeksi yang berbeda.

3.2 Menetapkan Siklus Pemeliharaan yang Wajar

Inspeksi rutin bertujuan untuk mendeteksi masalah dengan lebih baik, sementara pemeliharaan rutin dapat lebih mencegah cacat kecil berkembang menjadi kecelakaan besar. Berikut adalah beberapa item pemeliharaan umum untuk pemutus sirkuit.

• Pemeliharaan kabinet dilakukan setiap enam bulan. Fokus pada pemeriksaan apakah strip segel, engsel pintu kabinet, dan pegangan rusak, apakah kabinet berkarat, dan apakah tanda-tanda grounding utuh.

• Pemeliharaan penyumbatan dilakukan setiap bulan. Bahan penyumbatan tahan api harus digunakan, dan jika perlu, bahan insulasi seperti papan tahan api harus digunakan untuk memastikan penyumbatan rapat dan mencegah bahan penyumbatan runtuh.

• Pemeliharaan perangkat dehumidifikasi dan pemanas serta perangkat penerangan dilakukan setiap tiga bulan. Ditentukan apakah perangkat dehumidifikasi dan pemanas beroperasi normal berdasarkan perubahan lingkungan. Pada saat yang sama, diperiksa apakah perangkat penerangan di dalam kabinet normal, dan apakah saklar kontak dan kabel sirkuitnya longgar.

3.3 Membuat Proses Penanganan Cacat

Cacat yang ditemukan selama inspeksi dan pemeliharaan harus direkam, dan dilaporkan secara tepat waktu sesuai dengan tingkat keparahannya. Kemudian, personel pemeliharaan harus segera melakukan percobaan dan pekerjaan pemeliharaan. Setelah pemeliharaan, personel operasi dan pemeliharaan bertanggung jawab atas penerimaan peralatan, dan peralatan baru boleh dioperasikan setelah lulus penerimaan. Melalui manajemen loop tertutup keseluruhan dari penemuan - pencatatan - pelaporan - penanganan - penerimaan, tidak hanya dapat memperpanjang usia layanan peralatan, tetapi juga dapat mengurangi terjadinya kecelakaan, dan memberikan energi listrik berkualitas tinggi kepada pengguna.

3.4 Catatan untuk Penerimaan

Pemutus sirkuit harus diterima dan lulus pemeriksaan sebelum dioperasikan setelah pemasangan baru atau pemeliharaan. Selama penerimaan, harus dipastikan bahwa tidak ada sisa-sisa pemeliharaan di pemutus sirkuit; insulator porcelen bersih dan tidak rusak; meter tekanan gas SF₆ dan meter tingkat minyak normal; mekanisme hidrolik atau mekanisme pegas dapat menyimpan energi secara normal; kabinet tertutup rapat, dan sambungan tidak longgar atau deformasi; dan sinyal posisi dan sinyal alarm abnormal dapat beroperasi dengan benar.

4 Kesimpulan

Manajemen operasi dan pemeliharaan pemutus sirkuit adalah proses dinamis. Dalam pekerjaan harian, rasa tanggung jawab personel operasi dan pemeliharaan harus ditingkatkan. Mereka harus mengikuti aturan untuk inspeksi dan pemeliharaan yang sesuai, dan membuat sistem manajemen loop tertutup yang wajar untuk peralatan untuk memastikan operasi normal peralatan dan operasi stabil jaringan listrik.