10kV SF6 Ring Main Units: Struktur Kegagalan & Kualitas Penghentian Kabel

1. Pendahuluan tentang Unit Ring Utama SF6 10kV (RMUs)

Unit ring utama SF6 10kV biasanya terdiri dari tiga bagian utama: kompartemen gas (tangki), kompartemen mekanisme operasi, dan kompartemen koneksi kabel.

• Kompartemen gas adalah komponen inti RMU. Kompartemen ini diisi dengan gas SF6 dan menampung elemen-elemen penting seperti saklar beban, busbar, dan poros saklar. Saklar beban memiliki desain tiga posisi—yang mencakup fungsi penutupan, pembukaan, dan penggandaan—and dibangun utamanya dengan saklar pisau dan ruang pemadam busur, menggunakan gas SF6 untuk mencapai isolasi dan kinerja pemadam busur yang sangat baik.

• Di dalam kompartemen mekanisme operasi, mekanisme operasi terhubung melalui poros saklar ke saklar beban dan saklar tanah. Operator memasukkan batang operasi manual ke lubang operasi untuk melakukan operasi penutupan, pembukaan, dan penggandaan. Karena kontak saklar tertutup di dalam tangki gas yang tertutup dan tidak terlihat, indikator posisi yang langsung terhubung ke poros saklar disediakan pada mekanisme operasi, menunjukkan status saat ini dari saklar beban dan saklar tanah dengan jelas. Interlock mekanis dipasang antara saklar beban, saklar tanah, dan tutup depan untuk memenuhi persyaratan "lima pencegahan", memastikan keselamatan operasi.

• Kompartemen koneksi kabel berada di bagian depan RMU, memfasilitasi koneksi kabel. Koneksi antara kabel dan bushing insulasi RMU dapat menggunakan aksesori kabel silikon karet yang dapat disentuh atau tidak dapat disentuh, menyesuaikan dengan persyaratan keamanan yang berbeda dalam berbagai lingkungan operasi.

2. Analisis Dua Insiden Kerusakan

2.1 Kerusakan Kebocoran Gas SF6

Pada 21:47 tanggal 31 Maret 2015, sebuah jalur 10kV mengalami gangguan. Selama inspeksi sepanjang jalur, asap terlihat muncul dari RMU Yangmeikeng. Saat membuka pintu lemari, ditemukan bahwa terminal saklar #2 telah patah dan tangki gas bocor. Pemeriksaan lebih lanjut setelah menghapus konektor siku menunjukkan bahwa baut ganda yang digunakan untuk menginstal bushing tidak sejajar dengan pusat lubang lug, menyebabkan bushing mengalami tegangan ke bawah secara terus-menerus dari kabel. Ini menyebabkan retak pada ujung atas dasar bushing, mengakibatkan kebocoran gas SF6. Jenis RMU (model: GAK4, produsen: Shenzhen Minyuanshun, yaitu Ormazabal) telah mengalami kerusakan serupa beberapa kali, menunjukkan cacat desain atau manufaktur yang sistematis.

Kerusakan semacam ini sering terjadi pada terminal kabel. Penyebab utamanya termasuk pemasangan kabel yang tidak tepat yang menyebabkan stres mekanis jangka panjang pada terminal, atau masalah manufaktur inheren pada RMU itu sendiri—seperti penyegelan yang tidak memadai di titik-titik tertentu—keduanya dapat menyebabkan kebocoran gas SF6.

2.2 Kerusakan Terminal Kabel di RMU

Pada Desember 2014, selama patroli rutin, ditemukan pewarnaan hitam pada pintu lemari RMU 10kV, menunjukkan kemungkinan peluruhan listrik. RMU tersebut adalah unit empat kompartemen, dengan kompartemen keempat tidak digunakan dan disimpan sebagai cadangan. Setelah pemadaman listrik dan inspeksi lemari, tanda-tanda peluruhan yang jelas ditemukan di kompartemen kedua dan ketiga. Di kompartemen kedua, fase C menunjukkan bukti jelas peluruhan dari cone stres ke badan lemari.

Cone stres telah dipasang terlalu rendah, sepenuhnya berada di bawah titik potongan lapisan semikonduktor kabel. Ujung bawahnya tidak tumpang tindih dengan potongan semikonduktor, dan ujung atasnya tidak bersentuhan dengan lapisan semikonduktor dalam konektor siku. Hal ini menyebabkan konsentrasi medan listrik di tepi atas cone stres, mengakibatkan breakdown isolasi seiring waktu dan peluruhan ke dinding lemari. Di kompartemen ketiga, konektor siku fase B menunjukkan tanda-tanda kerusakan akibat busur api yang jelas.

Setelah dilepas, ditemukan bahwa lug terminal yang digunakan dirancang untuk aplikasi outdoor, bukan jenis aslinya. Karena perbedaan dimensi, lug untuk outdoor memiliki diameter dalam yang lebih kecil, sehingga tidak dapat duduk sempurna di dasar stud terminal. Untuk mengkompensasi, cincin tambahan ditambahkan secara tidak tepat antara lug dan konduktor bushing, mengakibatkan kontak buruk, peningkatan resistansi, dan overheating. Selain itu, konektor siku yang digunakan di kompartemen ini terlalu besar dan tidak sesuai dengan cone stres, gagal menutup rapat terminasi kabel. Hal ini merusak integritas isolasi penuh RMU, memungkinkan embun menumpuk di permukaan isolasi kabel dan insulator pendukung, mengurangi kinerja isolasi dan menciptakan jalur pelacakan.

Dengan demikian, kualitas fabrikasi terminasi kabel dan koneksi antara kabel dan RMU sangat penting. Mengingat struktur padat dan ruang internal yang terbatas pada RMU, presisi tinggi dalam pekerjaan sambungan kabel diperlukan. Penanganan yang tidak tepat dari konduktor, shield, atau lapisan semikonduktor—yang menyebabkan jarak lintasan yang tidak cukup—dapat dengan mudah mengakibatkan kegagalan isolasi. Kontrol kualitas yang ketat selama instalasi terminasi kabel sangat penting untuk mencegah kerusakan pada sumbernya dan mengurangi kemungkinan pemadaman.