Analisis Penyebab Kegagalan dan Langkah-langkah Penanganan Pemutus Sirkuit SF6

Dalam pemutus sirkuit SF₆, gas SF₆ dapat terurai menjadi gas beracun dan korosif serta air dalam lingkungan suhu tinggi, yang dapat merusak lapisan isolasi. Untuk mencegah situasi ini, sambil secara efektif memperkuat perlindungan komponen listrik, tingkat isolasi juga harus ditingkatkan. Selain itu, kerusakan harus dianalisis, dan tindakan yang sesuai harus diambil untuk penanganannya.

1 Analisis Kasus

Sebuah saklar 110 kV di sebuah gardu induk terkena petir, menyebabkan masalah penguncian ulang pada interval saklar. Dari penampilan luar saklar, tidak ada fenomena abnormal. Namun, setelah menguji pemutus sirkuit, ditemukan bahwa arus fase A jauh lebih tinggi daripada fase B dan fase C. Personel kelas uji di gardu induk tersebut memeriksa pemutus sirkuit. Pemeriksaan dilakukan melalui percobaan, dan isinya terutama mencakup resistansi isolasi, karakteristik operasional saklar, resistansi loop, dan uji tegangan bolak-balik. Melalui metode deteksi ini, kerusakan busur di dalam saklar dapat diperiksa, dan komponen gas SF₆ di dalam pemutus sirkuit juga dapat dites. Pemutus sirkuit di interval ini diproduksi oleh SIEMENS di Hangzhou, dan modelnya adalah 3AP1FG. Hasil uji yang diperoleh dari pemeriksaan saklar pada interval pemutus sirkuit adalah sebagai berikut:

• Resistansi isolasi saklar yang terhubung ke CT: fase A adalah 22,5 G, fase B adalah 17,4 G, dan fase C adalah 17,8 G.

• Karakteristik operasional saklar pemutus sirkuit, menurut isi laporan produksi produk, waktu penutupan adalah 65 ms; waktu pembukaan adalah 18 ms. Hasil yang diperoleh melalui deteksi adalah sebagai berikut: untuk fase A, waktu penutupan adalah 61,1 ms, dan waktu pembukaan adalah 16,8 ms; untuk fase B, waktu penutupan adalah 61,1 ms, dan waktu pembukaan adalah 16,1 ms; untuk fase C, waktu penutupan adalah 58,9 ms, dan waktu pembukaan adalah 16,4 ms. Synchronisasi penutupan adalah 1,2 ms; synchronisasi pembukaan adalah 0,3 ms.

• Hasil uji tegangan bolak-balik pada pemutus sambungan saklar: 75 kV, 1 menit, lulus.

• Uji komponen gas dalam SF₆ saklar menunjukkan bahwa untuk fase A, sulfur dioksida adalah 4,13 l/L, dan sulfida hidrogen adalah 3,15 l/L; untuk fase B, sulfur dioksida adalah 0 l/L, dan sulfida hidrogen adalah 0 l/L; untuk fase C, sulfur dioksida adalah 0 l/L, dan sulfida hidrogen adalah 0 l/L. Menurut peraturan relevan dalam prosedur uji pencegahan untuk peralatan listrik, kandungan sulfur dioksida harus lebih rendah dari 3 l/L, dan kandungan sulfida hidrogen harus lebih rendah dari 2 l/L. Hasil uji komponen gas SF₆ pada saklar fase A menunjukkan bahwa telah melebihi nilai yang ditentukan, sehingga para penguji perlu memperhatikan hal ini.

• Uji resistansi loop pada saklar pemutus sirkuit. Menurut peraturan relevan dalam prosedur uji, nilai yang diukur harus lebih rendah dari 120% dari nilai yang ditentukan oleh produsen. Pengujian ini menggunakan alat ukur resistansi loop, dan data yang diperoleh melalui tiga kali uji adalah sebagai berikut: hasil uji pertama: fase A adalah 1368 μΩ; fase B adalah 694 μΩ; fase C adalah 579 μΩ; hasil uji kedua: fase A adalah 38 μΩ; fase B adalah 36 μΩ; fase C adalah 35 μΩ; hasil uji ketiga: fase A adalah 38 μΩ; fase B adalah 39 μΩ; fase C adalah 38 μΩ.

Dengan menganalisis informasi data yang diperoleh dari uji, beberapa karakteristik dapat dikenali: Pertama, nilai uji fase A jauh lebih tinggi daripada fase B dan fase C, dan bahkan melebihi 1000 μΩ, yang telah sangat melebihi nilai resistansi normal. Kedua, dari hasil tiga kali uji, hasil uji fase A bervariasi dan sangat tidak stabil, dan hampir tidak ada repeatability dalam tiga kali uji. Ketiga, membandingkan hasil uji antara fase A, fase B, dan fase C, nilai-nilai tersebut memiliki perbedaan yang besar. Keempat, hasil uji fase A meningkat secara signifikan dibandingkan dengan uji sebelumnya. Melalui metode uji dan analisis informasi data yang diperoleh, dapat ditentukan bahwa efek isolasi fase A pemutus sirkuit baik, dan karakteristik operasional saklar pemutus sirkuit sesuai dengan peraturan yang relevan. Namun, komponen gas SF₆ pada saklar fase A melebihi standar yang ditentukan, dan resistansi loop melebihi standar yang ditentukan. Oleh karena itu, setelah dislepas dan dianalisis, karakteristik pemutus sirkuit adalah sebagai berikut: Pertama, ada bubuk hitam yang menempel pada kontak fase A. Meskipun jumlahnya tidak banyak, bulu dan fuzz di permukaannya sangat jelas. Kedua, ditemukan jejak pembakaran busur pada kontak gerak.

2 Kerusakan Pemutus Sirkuit SF₆ dan Penyebab Kerusakan

Kasus di atas merupakan kerusakan saklar pada pemutus sirkuit SF₆, yang ditunjukkan sebagai masalah penguncian ulang. Ketika pemutus sirkuit yang rusak terus digunakan, keberadaan kerusakan saklar seperti ini dapat menyebabkan kerusakan penolakan-operasi, kesalahan operasi, dan kerusakan isolasi, yang sangat berbahaya.

2.1 Penolakan-operasi dan Kesalahan Operasi Pemutus Sirkuit SF₆

Penolakan-operasi pemutus sirkuit SF₆, yaitu penolakan-membuka dan penolakan-menutup, berarti pemutus sirkuit tidak melakukan tindakan yang sesuai setelah sinyal membuka atau menutup dikirim. Kesalahan operasi pemutus sirkuit berarti pemutus sirkuit melakukan tindakan membuka atau menutup tanpa menerima perintah operasi, dan juga mungkin tindakan pemutus sirkuit tidak sesuai dengan perintah operasi. Pemutus sirkuit SF₆ juga mungkin memiliki masalah "trip tidak sah", yaitu perangkat proteksi tidak mengirim sinyal tindakan, dan pemutus sirkuit secara otomatis trip tanpa operasi manual. Ada banyak alasan untuk masalah penolakan-operasi atau kesalahan operasi pemutus sirkuit, seperti kerusakan mekanis pemutus sirkuit, kerusakan peralatan listrik, dan kerusakan perangkat relai proteksi.

2.2 Kerusakan Isolasi Pemutus Sirkuit SF₆

Jika pemutus sirkuit memiliki kerusakan isolasi, akan terjadi kebocoran gas SF₆, dan juga akan terjadi kerusakan mekanis, yang utamanya ditunjukkan sebagai flashover internal insulasi ke tanah, flashover akibat overvoltage karena petir, flashover semburan kapasitif, flashover eksternal insulasi ke tanah, dan flashover bushing porselen dan batang isolator.

2.3 Penyebab Utama Penolakan-operasi dan Kesalahan Operasi

Penyebab mekanis dari kerusakan penolakan-operasi pemutus sirkuit adalah adanya kelalaian dalam produksi, instalasi, penyetelan, atau pemeliharaan teknis pemutus sirkuit, yang menyebabkan masalah kualitas. Penolakan-operasi pemutus sirkuit yang disebabkan oleh kerusakan mekanis tersebut mencapai lebih dari 60% dari semua kerusakan penolakan-operasi pemutus sirkuit. Kerusakan pemutus sirkuit yang disebabkan oleh alasan listrik utamanya ditunjukkan sebagai masalah dalam kabel sekunder, macetnya inti buka-tutup, hangusnya koil, hangusnya resistansi loop buka, kerusakan perangkat relai proteksi pengunci, kerusakan sumber daya operasi, dan kerusakan saklar bantu.

2.4 Penyebab Kerusakan Isolasi

Penyebab kerusakan isolasi internal pemutus sirkuit termasuk adanya benda logam di dalam pemutus sirkuit, yang menyebabkan kerusakan konduksi dan pelepasan; adanya potensial mengambang di dalam pemutus sirkuit, yang menyebabkan kerusakan pelepasan; kerusakan flashover sepanjang permukaan bagian isolasi pemutus sirkuit, dan desain bagian isolasi yang tidak sempurna. Penyebab kerusakan isolasi eksternal pemutus sirkuit adalah bahwa jarak jelajah isolasi eksternal bushing porselen tidak memenuhi standar yang ditentukan, dan dari segi penampilan, spesifikasinya tidak memenuhi persyaratan, yang mungkin menyebabkan flashover isolasi eksternal bushing porselen. Jika ada masalah kualitas dalam pembuatan bushing porselen dan lingkungan kerja kotor, juga akan terjadi flashover isolasi.

3 Metode Penanganan Kerusakan Pemutus Sirkuit SF₆
3.1 Mengukur Resistansi Rangkaian Utama

Ketika saklar pemutus sirkuit dalam keadaan tertutup, ukur resistansi rangkaian utama antara baris masuk dan baris keluar. Arus dapat berupa nilai apa pun antara 100 A dan arus nominal. Jika casing tongkat konduktif saklar grounding dapat dipisahkan secara efektif dari isolasi, resistansi paralel casing konduktor dapat diukur, dan resistansi DC casing konduktor juga dapat diukur.

3.2 Melakukan Uji Tegangan Bolak-Balik pada Pemutus Sirkuit

Melakukan uji tegangan bolak-balik pada pemutus sirkuit dapat mengungkap cacat pada sampel uji. Simulasikan operasi sampel uji untuk memahami kemampuannya dalam menahan overvoltage. Ketika memeriksa berbagai impurities partikel konduktif bebas, sensitivitas tegangan bolak-balik sangat tinggi.

3.3 Melakukan Inspeksi Rutin dan Uji Eksperimental

Untuk menghindari kerusakan selama operasi pemutus sirkuit, inspeksi rutin dan uji eksperimental harus dilakukan, termasuk memeriksa tegangan operasi nominal pemutus sirkuit dan menguji karakteristik waktunya. Ketika memeriksa karakteristik mekanis pemutus sirkuit, semua komponen mekanis harus diperiksa, dan penampilan mekanisme operasi juga harus diperiksa untuk memastikan bahwa koil buka-tutup dalam kondisi baik.

3.4 Menguji Pemutus Sirkuit Menggunakan Metode Pembongkaran dan Kimia

Ketika pemutus sirkuit beroperasi normal, SF₆ tidak bereaksi kimia dengan bahan logam dan bahan padat organik. Pelepasan busur dapat berfungsi sebagai katalis, menghasilkan reaksi kimia. Ketika mendeteksi produk dekomposisi gas SF₆, komponen kimia utama yang harus dideteksi termasuk sulfur dioksida, sulfida hidrogen, metana, dan monoksida karbon. Dengan menganalisis konsentrasi gas, dapat ditebak potensi kerusakan tersembunyi pada pemutus sirkuit SF₆.

4 Kesimpulan

Secara keseluruhan, pemutus sirkuit SF₆ memainkan peran yang semakin penting dalam sistem tenaga listrik. Memelihara operasi normal pemutus sirkuit SF₆ secara efektif sangat penting bagi operasi aman sistem. Bagi personel operasi dan pemeliharaan, memahami kinerja pemutus sirkuit, mengenali penyebab kerusakan, dan menemukan metode penanganan yang tepat sesuai dengan penyebabnya telah menjadi keterampilan profesional yang diperlukan untuk memastikan operasi aman sistem tenaga listrik.