Penelitian Aplikasi Sistem Eliminasi Kekurangan Jarak Jauh Online untuk Kontak Pemutus Tegangan Tinggi

Pemutus tegangan tinggi, juga dikenal sebagai saklar isolator atau saklar pisau, memiliki prinsip kerja yang sederhana dan operasi yang mudah. Sebagai peralatan beralih tegangan tinggi yang umum digunakan, mereka berdampak signifikan terhadap keamanan operasional stasiun pengisian, membutuhkan keandalan yang ketat dalam aplikasi praktis. Sistem eliminasi cacat online jarak jauh untuk kontak pemutus tegangan tinggi menawarkan keuntungan seperti kemudahan operasi, biaya operasional rendah, dan stabilitas tinggi, menjadikannya sangat cocok untuk penghapusan cacat online di industri tenaga listrik.

1.Gambaran Umum Pemutus Tegangan Tinggi
Pemutus tegangan tinggi paling sering digunakan dalam sistem listrik stasiun dan pembangkit listrik dan merupakan komponen kunci dari peralatan beralih tegangan tinggi. Mereka harus digunakan bersama dengan pemutus sirkuit tegangan tinggi.

Sistem eliminasi cacat online jarak jauh berbasis laser untuk kontak pemutus terdiri dari senapan pembersih, pendingin air, serat optik, dan sumber laser. Laser quasi-continuous-wave (QCW) padat sepenuhnya digunakan untuk menghasilkan output laser daya tinggi, efisiensi tinggi, dan berkelanjutan. Sistem ini menggunakan modul sampingan semikonduktor berkinerja tinggi dengan chip reflektif untuk mengatasi potensi bahaya. Daya output laser harus ≥1.000 W, dan efisiensi kupon serat harus melebihi 96%. Fitur tambahan termasuk nol biaya pemeliharaan, ukuran kompak, dan cocok untuk integrasi.

Serat optik transmisi energi dipilih karena kemampuan perlindungan diri selama transmisi energi, dengan panjang biasanya berkisar antara 10 hingga 15 meter. Unit pendingin air presisi untuk laser dan jalur optik memungkinkan kontrol suhu yang akurat dan penyesuaian suhu lingkungan yang tepat waktu.

Fungsi utama pemutus tegangan tinggi adalah memberikan isolasi listrik yang aman selama perawatan peralatan dan instalasi tegangan tinggi. Mereka tidak dirancang untuk memutus arus beban, arus gangguan, atau arus pendek, dan hanya boleh digunakan untuk beralih arus kapasitif atau induktif kecil. Oleh karena itu, mereka tidak memiliki kemampuan pemadam busur.

Berdasarkan lokasi pemasangan, pemutus tegangan tinggi diklasifikasikan sebagai tipe indoor atau outdoor. Berdasarkan jumlah tiang dukungan insulasi, mereka dikategorikan sebagai single-post, double-post, atau triple-post. Rating tegangan harus dipilih sesuai dengan persyaratan peralatan tertentu.

Pemutus ini menyediakan celah isolasi yang terlihat untuk mengisolasi sumber tegangan tinggi secara aman selama perawatan, memastikan keselamatan personel. Meskipun mampu beralih arus kecil, mereka tidak memiliki perangkat pemadam busur khusus dan oleh karena itu tidak dapat memutus arus beban atau arus pendek.

2.Sistem Eliminasi Cacat Online Jarak Jauh Berbasis Laser untuk Kontak Pemutus
Laser menawarkan arah dan kecerahan tinggi, memungkinkan konsentrasi energi cepat ke ruang terbatas. Pembersihan laser pada dasarnya melibatkan interaksi antara radiasi laser dan kontaminan, menghasilkan efek kimia dan fisika.

Penelitian menunjukkan bahwa kontaminan permukaan menempel melalui gaya kapiler, atraksi elektrostatik, ikatan kovalen, dan gaya van der Waals—tiga terakhir ini sangat sulit untuk diatasi. Pembersihan laser mengganggu gaya ikatan ini tanpa merusak substrat bawahnya.

Tiga mekanisme pembersihan laser utama ada:
(1) Fragmentasi dan spallation: Partikel kontaminan mikroskopis menyerap energi laser, melebar dengan cepat, mengatasi gaya adhesi permukaan, dan pecah dari permukaan. Pulsa laser ultrapendek menghasilkan gelombang kejut ledakan yang mempercepat lepasnya partikel.
(2) Evaporasi: Karena komposisi kimia yang berbeda antara substrat dan kontaminan, laju absorpsi laser mereka berbeda. Dengan pemilihan jenis laser dan lebar pulsa yang tepat, sekitar 95% energi laser dipantulkan dari substrat, melindunginya. Kontaminan menyerap sekitar 90% energi, menyebabkan kenaikan suhu instan dan vaporisasi, yang menghilangkan mereka tanpa merusak substrat.
(3) Pengeluaran getaran: Laser pulsa pendek menginduksi getaran ultrasonik melalui ekspansi termal cepat. Gelombang kejut yang dihasilkan memecah dan mengeluarkan partikel.

Sistem eliminasi cacat online jarak jauh mengkonsentrasikan energi tinggi dalam jendela spasial dan temporal yang tepat. Di titik fokus, ionisasi menyebabkan ledakan mikro yang secara instan mengupas kontaminan. Sinar laser yang sangat berarah dapat dibentuk menjadi ukuran spot yang dapat disesuaikan, tidak seragam. Intensitas energi laser dikontrol dengan presisi untuk memastikan pemisahan instan kontaminan dari substrat tanpa kerusakan.

3.Cacat Umum pada Pemutus Tegangan Tinggi Selama Operasi
Cacat sering muncul selama operasi—misalnya, akumulasi debu karena kontak yang buruk, atau pembentukan film komposit pada permukaan kontak, meningkatkan resistansi kontak. Analisis menunjukkan bahwa desain yang buruk, komponen yang tidak memenuhi standar, dan pemasangan atau penyesuaian yang tidak tepat semua berkontribusi terhadap cacat.

3.1 Korosi Komponen
Paparan jangka panjang terhadap hujan, angin, dan kelembaban menyebabkan korosi komponen pemutus. Beberapa bagian menggunakan lapisan galvanis, tetapi reaksi elektrokimia selama operasi dapat menyebabkan karat parah. Proses manufaktur yang buruk lebih lanjut mengurangi kualitas dan kinerja, mempercepat korosi. Karat parah mengurangi kecepatan transmisi mekanis dan dapat menyebabkan kegagalan operasional.

3.2 Buka/Tutup Tidak Lengkap dan Overheating
Operasi buka atau tutup yang tidak tepat sering kali menghasilkan cacat. Jika kontak tidak sepenuhnya terlibat sementara sirkuit tetap dialiri, pemanasan resistif terjadi, yang berpotensi menyebabkan kebakaran atau insiden keselamatan—mempengaruhi kinerja ekonomi dan keandalan listrik.

Overheating parah di titik kontak (karena aliran arus yang persisten bahkan saat rusak) meningkatkan resistansi kontak, menciptakan siklus yang buruk: resistansi lebih tinggi → suhu lebih tinggi → peningkatan resistansi lebih lanjut → kerusakan kontak.

3.3 Penyegelan Buruk dari Mekanisme Operasi yang Menyebabkan Kerusakan Kontak
Sebagian besar pemutus tegangan tinggi beroperasi di luar ruangan dan rentan terhadap faktor lingkungan. Mekanisme operasi berfungsi sebagai sumber daya; jika korosif, ia mengganggu fungsionalitas.

Untuk mengurangi hal ini, mekanisme operasi ditempatkan dalam wadah tertutup selama pemasangan. Namun, penyegelan yang buruk memungkinkan air hujan masuk—terutama selama musim hujan—menyebabkan karat internal. Ini merusak isolasi komponen kontrol, menyebabkan kerusakan. Kenaikan resistansi kontak meningkatkan suhu, dengan arus yang lebih besar (misalnya >75% dari arus nominal) memperburuk kelebihan panas dan degradasi kontak.

3.4 Patah Insulator Porselen
Insulator porselen adalah komponen struktural kritis. Patah dapat menghancurkan sirkuit konduktif dan menonaktifkan disconnector. Penyebab termasuk:
– Proses manufaktur yang tidak memenuhi standar gagal menjamin kualitas porselen;
– Gaya mekanis berlebihan selama penanganan oleh personel yang tidak terampil.

4.Strategi untuk Sistem Penghapusan Defek Online Jarak Jauh
Karena sebagian besar defek berasal dari ketidakmampuan operator atau desain yang cacat, tindakan korektif yang ditargetkan sangat penting.

4.1 Mengatasi Korosi Komponen
Pastikan pengendalian kualitas yang ketat selama pengadaan dan konstruksi. Lakukan pemeliharaan dan inspeksi berkala. Di daerah berkelembaban tinggi, pendekkan interval inspeksi berdasarkan kondisi lingkungan. Unit yang sangat korosif harus segera diganti.

4.2 Menyelesaikan Penutupan Tidak Lengkap dan Kelebihan Panas
Kontak buruk selama penutupan sering kali disebabkan oleh komisi yang tidak memadai atau penyesuaian struktur yang tidak sesuai. Libatkan teknisi yang berpengalaman untuk pemeliharaan di tempat untuk memastikan perataan yang tepat dan resistansi loop yang dapat diterima.

Pilih material kontak berdasarkan konduktivitas dan kekuatan mekanis. Gunakan baut anti-korosi. Bersihkan permukaan kontak secara menyeluruh sebelum menyesuaikan kedalaman penyisipan. Ganti pegas klip yang telah berumur dan kehilangan tegangan, dan hilangkan kontaminan permukaan untuk mencegah penumpukan resistansi dan busur api.

4.3 Meningkatkan Penyegelan Mekanisme Operasi
Tingkatkan penyegelan dengan memasang karet pada wadah mekanisme. Pasang sensor kelembaban dan dehumidifier pada wadah. Aktifkan dehumidifikasi segera setelah mendeteksi kelembaban yang meningkat untuk mencegah korosi internal dan kegagalan isolasi.

4.4 Mencegah Patah Insulator Porselen
Laksanakan pemeriksaan kualitas yang ketat selama pengadaan porselen. Tangani insulator sesuai protokol operasional untuk menghindari gaya berlebih. Selama patroli rutin, periksa retak atau patah dan ganti unit yang rusak segera.

5.Studi Kasus: Implementasi Sistem Penghapusan Defek Online
PLTA kota—yang kritis untuk pengendalian banjir, pembangkit listrik, perlindungan ekologi, dan pengembangan ekonomi regional—digunakan sebagai studi kasus untuk menerapkan sistem penghapusan defek online jarak jauh ke disconnector tegangan tinggi substation.

Praktik kunci termasuk:
– Memilih disconnector dengan rating di atas 126 kV, menghindari desain lipat tunggal atau struktur kontak pegas yang belum terbukti; pilih model dengan laporan uji kenaikan suhu yang diverifikasi.
– Untuk unit ≥252 kV, lakukan perakitan penuh, penyesuaian dimensi, dan penandaan sebelum pengiriman pabrik.
– Untuk unit ≥72.5 kV, lakukan tes tekanan jari kontak dan berikan sertifikat kepatuhan.
– Saat serah terima, verifikasi pelapisan perak pada kontak bergerak dan statis: ketebalan >20 μm, kekerasan >120 HV.
– Setelah pemasangan, ukur resistansi loop konduktif dan bandingkan dengan nilai desain dan pabrik; hanya komisikan jika dalam toleransi.
– Selama operasi, gunakan termografi inframerah untuk memantau sambungan konduktif—terutama di bawah beban atau suhu tinggi—dan campur tangan segera jika anormal terdeteksi.
– Selama uji gangguan, patuhi siklus pemeliharaan. Uji kinerja pegas dan sirkuit kontak, mengganti bagian yang tidak memenuhi standar. Verifikasi ulang tekanan kontak pasca-pemeliharaan.
– Jaga inventaris suku cadang dan alat pembersihan laser untuk memungkinkan perbaikan defek online cepat.

6.Kesimpulan
Secara keseluruhan, sistem penghapusan defek online jarak jauh berbasis laser efektif menghapus karat dan kontaminan dari kontak disconnector, mencegah kelebihan panas dan hangus, mengurangi aus peralatan, dan meningkatkan stabilitas sistem tenaga. Disconnector tegangan tinggi memiliki potensi besar dalam infrastruktur tenaga modern—mengurangi penggunaan bahan habis pakai sambil memastikan operasi grid yang andal dan stabil.