Analisis Teknologi Perlindungan Korosi dalam Pemutus Tegangan Tinggi

Pemutus tegangan tinggi adalah peranti perlindungan yang penting dalam sistem elektrik industri. Biasanya dipasang di kedua-dua tempat kerja dalaman dan luaran, pemutus ini cenderung mengalami korosi dari pelbagai faktor semasa operasi jangka panjang. Kertas ini menganalisis teknologi perlindungan korosi untuk pemutus tegangan tinggi berdasarkan keadaan alam semula jadi, reka bentuk struktur dalaman, dan strategi pelapisan perlindungan, bertujuan untuk menyokong operasi yang stabil dan boleh dipercayai bagi usaha berkaitan.

1. Latar Belakang Penyelidikan

Pemutus tegangan tinggi bertindak sebagai komponen penyelamat penting dalam sistem elektrik usaha. Berhubung dengan penempatan biasa mereka di kedua-dua persekitaran dalaman dan luaran, mereka terdedah secara berterusan kepada pelbagai agen korosif sepanjang masa. Kertas ini menyiasat teknik perlindungan korosi dengan menelaah tiga aspek utama: persekitaran alam, pembinaan dalaman, dan pelapisan perlindungan—memberikan panduan praktikal untuk meningkatkan kebolehpercayaan peralatan dan menyokong operasi industri yang mampan.

Faktor Korosi yang Mempengaruhi Pemutus Tegangan Tinggi

(1) Faktor Persekitaran Alam
Sehubungan dengan peranan kritikal mereka dalam memastikan operasi sistem kuasa yang stabil, pemutus tegangan tinggi mempunyai keperluan persekitaran yang ketat. Mereka biasanya dipasang di lokasi dengan:

• Ketinggian ≤ 1,000 m

• Suhu ambien antara –30 °C hingga +40 °C

• Kelembapan relatif purata harian ≤ 95% RH

Dalam banyak situasi industri dengan suhu ambien yang tinggi, pemutus sering diletakkan di luar. Sejak kebanyakan komponen pemutus adalah logam, paparan jangka panjang kepada kelembapan dan suhu yang tinggi mempercepatkan reaksi oksidasi antara permukaan logam dan kelembapan atmosfera. Ini menyebabkan penurunan prestasi seiring waktu. Di kawasan dengan perubahan suhu siang malam yang besar, pengendapan air pada permukaan logam secara signifikan memperburuk korosi.

Selain itu, di kawasan industri di mana pembakaran arang batu atau proses kimia melepaskan pencemar (contohnya, SO₂, NOₓ, klorida), pencemaran atmosfera memperparah korosi struktur logam. Usaha patut memilih pelapis anti-korosi yang sesuai atau menjadualkan penggantian komponen tepat pada masanya berdasarkan keadaan persekitaran setempat.

(2) Faktor Struktur Komponen
Pemutus tegangan tinggi biasanya terdiri daripada perakitan dasar, bahagian konduktif, komponen insulator, dan mekanisme operasi/transmisi. Reka bentuk struktur yang buruk atau pemasangan yang tidak betul boleh mencipta jurang atau zon mati di mana debu, kelembapan, dan partikel korosif berkumpul—akhirnya menyebabkan karat di kawasan kritikal.

Semasa operasi, plat kontak—antara muka utama yang menghubungkan elemen-elemen konduktif yang berbeza—sangat rentan. Apabila logam yang berbeza seperti tembaga, aluminium, dan besi saling bersentuhan di bawah beban, korosi galvanik (elektrokimia) berlaku. Ini meningkatkan rintangan kontak, menghasilkan pemanasan lokal, dan mempercepatkan kemerosotan mekanisme transmisi dan operasi.

Oleh itu, semasa pembelian dan pemeliharaan, staf mesti mengesahkan parameter dimensi dan elektrik dengan tepat, melakukan ujian percubaan untuk menilai integriti struktur, dan memberi keutamaan kepada pemutus dengan reka bentuk yang kukuh dan tahan korosi.

2. Strategi Perlindungan Korosi untuk Pemutus Tegangan Tinggi

2.1 Pengesanan Ketulan Insulator

Kegagalan insulator membawa risiko yang serius kepada sistem elektrik. Insulator porcelen, yang tunduk kepada tekanan persekitaran jangka panjang, mungkin mengalami korosi dan penuaan. Sebagai mereka menyediakan sokongan mekanikal dan isolasi elektrik yang penting antara bahagian konduktif dan transmisi, sebarang ketulan boleh memicu lompatan pendek, gangguan kuasa, atau bahkan risiko keselamatan.

Ujian ultrasonik adalah kaedah yang luas digunakan untuk mendeteksi cacat insulator. Sebagai contoh, dalam insulator porcelen tiang, ketulan biasanya berlaku 10–20 mm di bawah flens besi tuang. Penginspektor harus menggunakan probe ultrasonik (≤5 mm diameter) pada flens dan permukaan silinder berhampiran, menyesuaikan kelengkungan probe dengan profil insulator. Dengan menggabungkan nilai K probe berbentuk sudut dengan pengukuran jarak flens-silinder dan menganalisis data propagasi gelombang merayap, retak mikro dapat dikenal pasti dengan tepat. Pengesanan awal membolehkan penggantian tepat pada masanya melalui platform kerja udara, memastikan operasi pemutus tanpa gangguan.

2.2 Penggantian Komponen Utama Berasaskan Aluminium

Bahan umum untuk badan pemutus termasuk aluminium, besi, dan tembaga, setiap satu dengan sifat ketahanan korosi yang berbeza (lihat Jadual 1). Aluminium menunjukkan ketahanan oksidasi dan stabilitas termal yang lebih baik. Pada suhu ambien, ia membentuk lapisan oksida padat, self-passivating melalui reaksi:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

Lapisan Al₂O₃ ini (biasanya 0.010–0.015 μm tebal) secara efektif melindungi logam di bawahnya daripada korosi atmosfera dan termal. Sensitiviti kelembapan sisa boleh dikurangkan dengan pelapisan permukaan hidrofobik.

Apabila prestasi elektrik membenarkan, komponen struktur utama harus digantikan apabila ada tanda-tanda awal karat. Dalam persekitaran dengan pelepasan sulfur/klorida yang tinggi (contohnya, kilang kuasa), korosi multi-faktor dari kelembapan dan gas cerobong memerlukan penggunaan aloi canggih—seperti aluminium-kuprum atau aluminium-zink—sebagai pilihan bahan yang optimal untuk bahagian-bahagian kritikal.

2.3 Pelapisan Galvanis Komponen Besi

Pelapis cat konvensional memberikan perlindungan yang tidak mencukupi terhadap pencemar industri agresif seperti SO₂ dan klorin. Pelapisan galvanis panas atau elektrolisis oleh itu adalah teknik mitigasi korosi utama untuk bahagian-bahagian besi dalam pemutus.

Zink adalah kos efektif, memberikan perlindungan katodik (korban) yang luar biasa, dan membentuk lapisan tahan karat yang tahan lama. Proses galvanis melibatkan:

• Persiapan permukaan: Pemolesan atau pengasahan untuk menghilangkan duri dan karat.

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

• Penjemuran: Rendaman dalam larutan asam untuk etching 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 ruangan sekitar 8–10 g/L asam sulfurik dan 200 g/L kromat kalium untuk membentuk lapisan konversi kromat yang padat.

• Pembersihan akhir & pengeringan: 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 operasi, melumasi bantalan dasar, dan menyegel celah kontak dalam perakitan konduktif—dengan demikian meningkatkan ketahanan korosi secara keseluruhan melalui inspeksi dan perawatan rutin.

3. Kesimpulan

Pemutus tegangan tinggi tidak terpisahkan dari sistem elektrik perusahaan tenaga, memastikan operasi yang andal 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 tindakan 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.