Analisis Teknologi Perlindungan Korosi pada Pemutus Sirkuit Tegangan Tinggi

Pemutus tegangan tinggi adalah perangkat pelindung yang kritis dalam sistem listrik industri. Biasanya dipasang di dalam ruangan dan luar ruangan di tempat kerja, pemutus ini rentan terhadap korosi dari berbagai faktor selama operasi jangka panjang. Makalah ini menganalisis teknologi perlindungan korosi untuk pemutus tegangan tinggi berdasarkan kondisi lingkungan alami, desain struktur internal, dan strategi lapisan pelindung, bertujuan untuk mendukung operasi yang stabil dan dapat diandalkan bagi perusahaan terkait.

1. Latar Belakang Penelitian

Pemutus tegangan tinggi merupakan komponen pengaman penting dalam sistem listrik perusahaan. Karena biasanya ditempatkan di lingkungan indoor dan outdoor, mereka terus-menerus terpapar berbagai agen korosif seiring waktu. Makalah ini menyelidiki teknik perlindungan korosi dengan memeriksa tiga aspek kunci: lingkungan alami, konstruksi internal, dan lapisan pelindung—memberikan panduan praktis untuk meningkatkan keandalan peralatan dan mendukung operasi industri yang berkelanjutan.

Faktor Korosi yang Mempengaruhi Pemutus Tegangan Tinggi

(1) Faktor Lingkungan Alami
Mengingat peran pentingnya dalam memastikan operasi sistem listrik yang stabil, pemutus tegangan tinggi memiliki persyaratan lingkungan yang ketat. Mereka umumnya dipasang di lokasi dengan:

• Ketinggian ≤ 1.000 m

• Suhu lingkungan berkisar dari –30 °C hingga +40 °C

• Kelembaban relatif rata-rata harian ≤ 95% RH

Dalam banyak lingkungan industri dengan suhu lingkungan yang tinggi, pemutus sering ditempatkan di luar ruangan. Karena sebagian besar komponen pemutus terbuat dari logam, paparan jangka panjang terhadap kelembaban dan suhu tinggi mempercepat reaksi oksidasi antara permukaan logam dan uap air atmosfer. Hal ini mengakibatkan penurunan kinerja seiring waktu. Di daerah dengan perbedaan suhu harian yang besar, kondensasi pada permukaan logam secara signifikan memperparah korosi.

Selain itu, di area industri di mana pembakaran batubara atau proses kimia melepaskan polutan (misalnya, SO₂, NOₓ, klorida), kontaminasi atmosfer meningkatkan korosi struktur logam. Perusahaan harus memilih lapisan anti-korosi yang tepat atau menjadwalkan penggantian komponen secara tepat waktu berdasarkan kondisi lingkungan setempat.

(2) Faktor Struktural Komponen
Pemutus tegangan tinggi umumnya terdiri dari rangka dasar, bagian konduktif, komponen isolasi, dan mekanisme operasi/transmisi. Desain struktural yang buruk atau pemasangan yang tidak tepat dapat menciptakan celah atau zona mati di mana debu, kelembaban, dan partikel korosif menumpuk—akhirnya menyebabkan karat di area kritis.

Selama operasi, plat kontak—interface kunci yang menghubungkan elemen konduktif yang berbeda—sangat rentan. Ketika logam yang berbeda seperti tembaga, aluminium, dan baja bersentuhan di bawah beban, terjadi korosi galvanis (elektrokimia). Ini meningkatkan resistansi kontak, menghasilkan pemanasan lokal, dan mempercepat kerusakan mekanisme transmisi dan operasi.

Oleh karena itu, selama pengadaan dan pemeliharaan, personel harus memverifikasi parameter dimensi dan listrik dengan akurat, melakukan uji coba untuk menilai integritas struktural, dan memberikan prioritas pada pemutus dengan desain yang kuat dan tahan korosi.

2. Strategi Perlindungan Korosi untuk Pemutus Tegangan Tinggi

2.1 Deteksi Fraktur Isolator

Kegagalan isolator menimbulkan risiko serius bagi sistem listrik. Isolator porselen, yang terkena stres lingkungan jangka panjang, mungkin mengalami korosi dan penuaan. Sebagai penyedia dukungan mekanis dan isolasi listrik kritis antara bagian konduktif dan transmisi, fraktur apa pun dapat memicu hubungan pendek, pemadaman listrik, atau bahkan bahaya keselamatan.

Pengujian ultrasonik adalah metode yang luas digunakan untuk mendeteksi cacat isolator. Misalnya, pada isolator porselen post-type, fraktur umumnya terjadi 10–20 mm di bawah flensa besi tuang. Inspektur harus menggunakan probe ultrasonik (≤5 mm diameter) pada flensa dan permukaan silinder yang berdekatan, menyesuaikan kelengkungan probe dengan profil isolator. Dengan menggabungkan nilai K probe sudut dengan pengukuran jarak flensa-ke-silinder dan menganalisis data propagasi gelombang creep, retak mikro dapat dikenali dengan tepat. Deteksi dini memungkinkan penggantian tepat waktu melalui platform kerja udara, memastikan operasi pemutus tanpa gangguan.

2.2 Penggantian Komponen Utama Berbasis Aluminium

Bahan umum untuk badan pemutus termasuk aluminium, baja, dan tembaga, masing-masing dengan sifat tahan korosi yang berbeda (lihat Tabel 1). Aluminium menunjukkan resistensi oksidasi dan stabilitas termal yang superior. Pada suhu ambien, ia membentuk lapisan oksida padat dan self-passivating melalui reaksi:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

Lapisan Al₂O₃ ini (biasanya 0,010–0,015 μm tebal) secara efektif melindungi logam di bawahnya dari korosi atmosfer dan termal. Sensitivitas terhadap kelembaban sisa dapat dikurangi dengan lapisan permukaan hidrofobik.

Di mana kinerja listrik memungkinkan, komponen struktural utama harus diganti pada tanda-tanda awal karat. Dalam lingkungan dengan emisi belerang/klorida tinggi (misalnya, pembangkit listrik), korosi multifaktor dari kelembaban dan gas buang memerlukan penggunaan paduan canggih—seperti aluminium-kuprum atau aluminium-seng—sebagai pilihan material optimal untuk bagian kritis.

2.3 Pelapisan Galvanis Komponen Baja

Lapisan cat konvensional memberikan perlindungan yang tidak memadai terhadap polutan industri agresif seperti SO₂ dan klorin. Pelapisan galvanis dengan metode celup panas atau elektro-galvanis oleh karena itu menjadi teknik mitigasi korosi utama untuk bagian baja dalam pemutus.

Seng adalah biaya efektif, memberikan perlindungan katodik (korban) yang luar biasa, dan membentuk lapisan tahan korosi yang tahan lama. Proses galvanis melibatkan:

• Persiapan permukaan: Penggerindaan atau pemolesan untuk menghilangkan sisik dan karat.

• Penghilangan lemak: Pembersihan alkali menggunakan NaOH dan Na₂CO₃, diikuti dengan pembilasan air panas yang menyeluruh.

• Pengasaman: Rendaman dalam larutan asam untuk penggerusan kuat, kemudian pembilasan air dan pengeringan.

• Elektroplating: Menggunakan mandi seng berbasis klorida kalium netral (dengan pencerah dan pelembut) pada suhu 25–35 °C, dibantu oleh agitasi udara bertekanan; durasi pelapisan ≤ 30 menit.

• Passivasi: Merendam bagian yang dilapisi dalam larutan suhu ruang sekitar 8–10 g/L asam sulfat dan 200 g/L kromat kalium untuk membentuk lapisan konversi kromat yang padat.

• Pembersihan & pengeringan akhir: Pembilasan bantuan ultrasonik diikuti oleh pengeringan udara panas.

Untuk pemeliharaan berkelanjutan, teknisi harus menggunakan kit cadangan pra-fabrikasi, menerapkan pelumas berbasis disulfida molibdenum (MoS₂) pada mekanisme transmisi dan operasional, melumasi bantalan dasar, dan menutup celah kontak pada rangkaian konduktif—dengan demikian meningkatkan ketahanan korosi secara keseluruhan melalui inspeksi dan perawatan rutin.

3. Kesimpulan

Pemutus tegangan tinggi tidak terpisahkan dari sistem listrik perusahaan energi, memastikan operasi yang dapat diandalkan dari isolator dan komponen kritis lainnya. Namun, paparan jangka panjang terhadap lingkungan alam yang keras dan desain struktural yang kurang optimal membuat mereka rentan terhadap korosi. Untuk mengatasi hal ini, makalah ini menyajikan analisis komprehensif tentang langkah-langkah perlindungan korosi—termasuk deteksi fraktur isolator, substitusi material strategis (misalnya, paduan aluminium), dan teknik perlindungan logam canggih seperti galvanis. Strategi-strategi ini secara kolektif meningkatkan daya tahan, keamanan, dan umur operasional pemutus tegangan tinggi dalam aplikasi industri yang menuntut.