Perbedaan Utama: Pemutus Sirkuit Vakum IEEE vs IEC

Perbedaan Antara Pemutus Sirkuit Vakum yang Mematuhi Standar IEEE C37.04 dan IEC/GB

Pemutus sirkuit vakum yang dirancang untuk memenuhi standar Amerika Utara IEEE C37.04 menunjukkan beberapa perbedaan desain dan fungsional kunci dibandingkan dengan pemutus yang sesuai dengan standar IEC/GB. Perbedaan-perbedaan ini sebagian besar berasal dari persyaratan keamanan, layanan, dan integrasi sistem dalam praktik switchgear di Amerika Utara.

1. Mekanisme Bebas Gangguan (Fungsi Anti-Pompa)

Mekanisme "bebas gangguan" — setara fungsional dengan fitur anti-pompa — memastikan bahwa jika sinyal trip mekanis (bebas gangguan) diterapkan dan dipertahankan sebelum perintah penutupan (elektrik atau manual), pemutus tidak boleh menutup, bahkan sementara.

• Setelah sinyal trip dimulai, kontak bergerak harus kembali dan tetap dalam posisi terbuka penuh, terlepas dari perintah penutupan yang berlanjut.

• Mekanisme ini mungkin memerlukan pelepasan energi pegas yang disimpan selama operasi.

• Namun, gerakan kontak selama proses ini tidak boleh mengurangi celah kontak lebih dari 10%, maupun mengurangi kemampuan tahan dielektrik celah tersebut. Kontak harus tetap dalam keadaan terisolasi penuh dan terbuka.

• Kedua interlock elektrik dan mekanis harus mencegah penutupan dalam kondisi-kondisi tersebut.

Metode Implementasi:

• Interlock Elektrik: Solenoid mencegah penutupan. Ketika tombol trip (manual atau elektrik) ditekan, Mikroswitch 1 (ditunjukkan pada Gambar 2) mematikan coil penutupan. Secara bersamaan, plunger solenoid meluas untuk secara mekanis memblokir tombol penutupan. Selain itu, Mikroswitch 2 menutup, memasukkan kontak normalnya yang terbuka dalam seri dengan rangkaian coil penutupan, mencegah penutupan elektrik.

• Desain Mekanis Alternatif: Tombol penutupan mungkin ditekan, tetapi energi yang disimpan di pegas dilepaskan ke udara (yaitu, tanpa beban), bukan ditransmisikan ke poros utama untuk menutup pemutus vakum. Ini memastikan keamanan sambil memungkinkan aktuasi mekanis tanpa penutupan sebenarnya.

2. Pelepasan Pegas Otomatis (ASD)

ASD (Auto Spring Discharge) adalah persyaratan keamanan penting menurut standar IEEE. Hal ini menuntut agar pemutus sirkuit tidak dalam keadaan terisi (energi pegas) ketika dirak ke dalam atau keluar dari kompartemennya—baik berpindah dari posisi uji ke posisi layanan, atau ditarik keluar atau dimasukkan ke dalam kubikel switchgear.

• Ini mencegah personel terpapar mekanisme pegas berenergi tinggi selama penanganan, menghilangkan risiko pelepasan energi yang tidak sengaja.

• Oleh karena itu, pemutus harus terbuka dan tidak terisi sebelum operasi rak dapat dimulai.

• Sebuah mekanisme pelepasan energi otomatis khusus harus dimasukkan untuk pelepasan aman energi pegas yang disimpan selama atau sebelum penarikan dari posisi terhubung.

• Jika energi dilepaskan sebelum penghapusan, sebuah interlock elektrik tambahan harus mencegah re-energizing otomatis pegas, memastikan pemutus tetap aman selama perawatan.

Fitur ini meningkatkan keamanan personel dan sesuai dengan protokol keamanan Amerika Utara untuk switchgear berlapis logam.

3. MOC – Indikator Posisi Kontak Utama (C37.20.2-7.3.6)

Berbeda dengan pemutus IEC/GB, di mana saklar bantu (misalnya, S5/S6) yang menunjukkan posisi kontak utama biasanya dipasang di dalam kotak mekanisme operasi pemutus dan langsung digerakkan oleh poros utama melalui tautan (sederhana dan andal), standar IEEE mensyaratkan bahwa saklar bantu Main-Open/Main-Closed (MOC) harus dipasang di dalam kompartemen switchgear tetap, bukan di pemutus itu sendiri.

Tujuan Persyaratan Ini:

• Memungkinkan Pengujian Sistem Sekunder Tanpa Pemutus: Memungkinkan teknisi untuk mensimulasikan posisi pemutus (terbuka/tutup) menggunakan probe uji atau simulator, memungkinkan verifikasi relai proteksi, rangkaian kontrol, dan sistem sinyal—bahkan ketika pemutus dihapus dari kubikel.

• Mendukung Rangkaian Bantu Arus Tinggi: Sistem kontrol lama terkadang memerlukan sinyal arus tinggi (misalnya, >5A), yang kontak plug sekunder standar (biasanya berperingkat untuk kabel 1,5 mm²) tidak dapat membawa secara andal. Saklar MOC tetap memungkinkan penggunaan kabel dengan ukuran lebih besar dalam kompartemen.

Tantangan Desain:

• Poros utama pemutus harus menggerakkan saklar MOC tetap baik dalam posisi uji maupun layanan.

• Sebuah tautan penggerak (dipasang di atas, bawah, atau samping) harus mentransfer gerakan dari pemutus yang bergerak ke saklar tetap.

• Ini memerlukan kopling yang dapat bergerak daripada koneksi rigid, meningkatkan kompleksitas mekanis.

• Karena gaya dampak tinggi selama operasi dan toleransi penyelarasan potensial, keandalan dan daya tahan mekanis sangat penting.

• IEEE mensyaratkan minimal 500 operasi mekanis untuk mekanisme MOC, tetapi dalam prakteknya, mereka harus sesuai dengan umur mekanis penuh pemutus (sering 10.000 operasi).

• Massa tautan tambahan dapat mempengaruhi kecepatan penutupan dan terutama pembukaan, sehingga komponen ringan, rendah inersia sangat penting untuk meminimalkan dampak kinerja.

4. TOC – Indikator Posisi Uji dan Terhubung (C37.20.2-7.3.6)

Berbeda dengan pemutus IEC/GB, di mana indikator posisi (misalnya, S8/S9) biasanya dipasang pada rangka pemutus dan digerakkan oleh sekrup rak, standar IEEE mensyaratkan bahwa saklar posisi Uji dan Terhubung (TOC) harus tetap dalam kompartemen switchgear.

• Saklar-saklar ini mendeteksi dan memberi sinyal posisi fisik truk pemutus: apakah berada dalam posisi Terhubung (Layanan), Uji, atau Putus (Ditarik).

• Dengan tetap di kompartemen, ini memastikan indikasi yang konsisten dan andal independen dari kondisi internal pemutus.

• Ini mendukung interlocking yang aman (misalnya, mencegah penutupan saat tidak sepenuhnya terhubung) dan memungkinkan pemantauan jarak jauh posisi pemutus.

5. Indikator Aus Kontak Mekanis untuk Pemutus Vakum

Berbeda dengan pemutus sirkuit SF₆, pemutus vakum adalah unit tertutup dengan kontak face-to-face dan tanpa tanduk busur atau kontak pre-insertion. Baik pemutusan arus gangguan maupun operasi mekanis normal menyebabkan aus dan aus kontak.

• Aus kontak adalah penentu utama umur listrik pemutus vakum.

• Meskipun banyak algoritma mengestimasi umur listrik berdasarkan jumlah operasi, tingkat arus gangguan pendek, dan waktu busur, ini sebagian besar teoretis atau empiris.

• Karena variasi pada first-pole-to-clear, fase arus, dan perbedaan unit individu, umur yang diprediksi sering kali tidak tepat berkorelasi dengan aus fisik sebenarnya.

• Masih ada celah antara prediksi berbasis perangkat lunak dan degradasi fisik dunia nyata.

Oleh karena itu, pasar Amerika Utara menuntut indikator aus kontak mekanis yang langsung terintegrasi ke dalam pemutus vakum atau mekanisme operasi.

• Gauge visual atau mekanis ini memungkinkan personel pemeliharaan untuk secara langsung mengamati derajat aus kontak selama inspeksi.

• Ini memberikan pengukuran fisik yang andal tentang umur kontak yang tersisa, meningkatkan pemeliharaan prediktif dan memastikan penggantian tepat waktu sebelum kegagalan.