Teknologi dan Pengujian Unit Ring Main Padat Isolasi Tegangan Menengah

1 Pendahuluan​
Metode isolasi umum untuk unit ring utama (RMU) tegangan menengah 10kV termasuk isolasi gas, isolasi padat, dan isolasi udara.
• Isolasi gas biasanya menggunakan SF₆ sebagai medium isolasi. Namun, satu molekul SF₆ memiliki efek rumah kaca 25.000 kali lebih besar dari molekul CO₂, dan SF₆ bertahan di atmosfer selama 3.400 tahun, menyebabkan risiko lingkungan yang signifikan. RMU tegangan menengah tersebar luas, membuat pemulihan SF₆ sulit dan mahal jika ditangani dengan bertanggung jawab.
• Isolasi udara memerlukan jarak isolasi yang lebih besar, mencegah pengurangan ukuran peralatan switchgear yang signifikan.

Dengan perkembangan cepat jaringan distribusi listrik perkotaan, aplikasi seperti bangunan bertingkat tinggi dan transit rel membutuhkan peningkatan kinerja RMU—memerlukan jejak yang lebih kecil, keamanan/keandalan tinggi, perawatan minimal, dan kesesuaian lingkungan. RMU isolasi padat tegangan menengah merupakan tren yang semakin berkembang.

RMU isolasi padat 10kV menggunakan teknologi isolasi padat alih-alih gas SF₆. Volumenya hanya 30% dari peralatan isolasi udara yang setara, menawarkan kinerja isolasi yang lebih andal dan mendapatkan pengakuan konsisten dari para ahli dan pengguna.

​2 Bahan Isolasi dan Desain​
Analisis biaya menunjukkan bahwa struktur isolasi menyumbang lebih dari 40% dari harga total RMU isolasi padat. Pemilihan bahan isolasi yang sesuai, desain struktur isolasi yang rasional, dan penentuan metode isolasi yang tepat sangat penting untuk nilai RMU.

Sejak disintesis pertama kali pada tahun 1930, resin epoksi telah terus ditingkatkan dengan aditif. Resin epoksi terkenal karena kekuatan dielektriknya yang tinggi, kekuatan mekanis tinggi, penyusutan volumetrik yang rendah selama pengerasan, dan mudah diproses. Oleh karena itu, kami menggunakannya sebagai bahan isolasi utama untuk RMU tegangan menengah, ditingkatkan dengan pengeras, agen penguat, plastisizer, filler, dan pigmen untuk membentuk resin epoksi berkinerja tinggi. Peningkatan resistansi panas, ekspansi termal, dan konduktivitas termal memberikan tahan api dan sifat isolasi yang luar biasa baik dalam tegangan operasional jangka panjang maupun tegangan overvoltage jangka pendek.

Struktur isolasi RMU konvensional menciptakan medan listrik yang tidak seragam. Hanya meningkatkan jarak tidak cukup untuk meningkatkan kekuatan isolasi dalam medan tersebut. Kami mengoptimalkan struktur medan untuk meningkatkan keseragaman. Kekuatan listrik resin epoksi berkisar antara 22-28 kV/mm, artinya hanya dibutuhkan beberapa milimeter jarak antar fase dalam struktur yang dioptimalkan, mengurangi ukuran produk secara drastis.

​3 Desain Struktural RMU Isolasi Padat Tegangan Menengah​
Pemutus vakum, disconnector, grounding switch, dan semua komponen konduktif ditempatkan ke dalam cetakan. Kemudian, resin epoksi berkinerja tinggi dicetak secara integral menggunakan teknologi pengerasan tekanan otomatis. Medium pemadam busur adalah vakum, dengan isolasi disediakan oleh resin epoksi.

Struktur kabinet mengadopsi desain moduler untuk memudahkan produksi massal standar. Setiap bay RMU dipisahkan oleh partisi logam untuk mengandung busur arus sesaat dalam modul individu. Penghubung busbar terintegrasi dan penghubung kontak terintegrasi digunakan. Busbar utama terdiri dari busbar isolasi tertutup yang tersegmentasi, dihubungkan oleh konektor terintegrasi yang dapat ditarik untuk kemudahan instalasi dan komisi di lapangan. Pintu kabinet dilengkapi dengan desain anti busur internal dan memungkinkan penutupan, pembukaan, dan grounding (operasi tiga posisi) dengan pintu tertutup. Status switch terlihat melalui jendela pengamatan, memastikan operasi yang aman dan andal.

​4 Keuntungan dan Analisis Uji Jenis RMU Isolasi Padat Tegangan Menengah​
​4.1 Keuntungan Utama:​​
(1) Menggunakan resin epoksi berkinerja tinggi untuk isolasi yang andal dan discharge parsial rendah.
(2) Struktur sepenuhnya terisolasi dan tertutup tanpa bagian hidup yang terbuka. Tidak terpengaruh oleh debu atau kontaminan. Cocok untuk berbagai lingkungan (suhu tinggi/rendah, ketinggian, area ledakan/kontaminasi). Menghilangkan masalah seperti fluktuasi tekanan gas SF₆ selama operasi suhu tinggi atau likuifaksi pada suhu dingin ekstrem. Menawarkan keunggulan yang jelas di daerah pesisir dengan kabut asin yang tinggi.
(3) Bebas SF₆ dan tidak mengandung gas berbahaya—produk ramah lingkungan. Desain anti bocor menghilangkan perawatan rutin. Ketahanan ledakan yang ditingkatkan cocok untuk lokasi berbahaya. Struktur tiga fase sepenuhnya terisolasi mencegah kerusakan antar fase, memastikan keamanan dan keandalan.
(4) Hanya membutuhkan 30% ruang yang dibutuhkan oleh RMU isolasi udara—solusi ultra-kompak.

​4.2 Analisis Uji Jenis​
Berdasarkan keuntungan-keuntungan ini, uji jenis komprehensif dilakukan, termasuk:

• Uji isolasi (tegangan tahan 42kV/48kV)
• Pengukuran discharge parsial (≤ 5pC)
• Uji suhu tinggi/rendah (+80°C / -45°C)
• Uji kondensasi (polusi Kelas II)
• Uji busur internal (0,5s)
  Hasil uji mengonfirmasi bahwa produk sepenuhnya memenuhi spesifikasi, memvalidasi semua keuntungan yang dinyatakan.

Uji standar nasional tambahan juga dilakukan:

• Uji kenaikan suhu
• Pengukuran resistansi rangkaian utama
• Uji tegangan tahan puncak nominal dan tegangan tahan singkat
• Uji kapasitas pemutusan short-circuit nominal
• Uji kapasitas pemutusan short-circuit nominal
• Uji ketahanan listrik
• Uji mekanis
• Uji arus bocor ke tanah (antar fase)
• Uji switching arus beban aktif nominal
• Uji switching arus kapasitif nominal
  Semua hasil sesuai dengan standar nasional.

​5 Poin Konstruksi Kunci​
① Saat menuangkan beton, tuangkan balok dan kolom terlebih dahulu, diikuti oleh pelat. Tuangkan lapisan demi lapisan sepanjang arah tabung bekisting (catatan: terjemahan disesuaikan untuk makna teknis yang lebih jelas), mendistribusikan beton ke bekisting stabil sendiri CBM sebelum menggetarkannya ke bawah. Tempatkan lapisan beton pertama hingga setengah tinggi bekisting, getarkan secara simetris di kedua sisi. Gunakan vibrator ≤35mm diameter (biasanya 30mm) untuk penetrasi dan getaran yang merata. Hindari celah, under-vibration, atau kontak dengan bekisting. Jarak ≤25cm, durasi ≤3s per titik. Setelah memastikan padat, getarkan lapisan permukaan lagi dengan screed vibrator sebelum set awal, diikuti oleh perataan dan pemadatan dengan float kayu.
② Saluran air/listrik harus berjalan di antara tulang antara unit bekisting stabil sendiri CBM. Jika melewati melalui unit, gunakan ukuran bekisting yang lebih kecil. Selama pemasangan bekisting dan pengecoran beton, bangun platform kerja. Letakkan dukungan pipa pompa beton di platform ini. Personel tidak boleh berjalan langsung di atas bekisting, dan material tidak boleh ditumpuk langsung di atasnya.

​6 Kinerja Teknikal Bekisting Stabil Sendiri CBM​
① Tinggi Jernih Bertambah
Dibandingkan dengan sistem balok-pelat konvensional, dua proyek yang menggunakan pelat inti kosong mengurangi ketebalan struktur per lantai sebesar 30-50cm, meningkatkan tinggi jernih. Bekisting stabil sendiri CBM ideal untuk struktur industri/publik dengan span lebar dan beban berat. Ini memastikan distribusi gaya yang merata dan memungkinkan penempatan dinding partisi yang fleksibel.
② Biaya Berkurang
Sistem pelat inti kosong CBM memiliki grid berbentuk "I" ortogonal dan tulang-tulang tersembunyi yang rapat, memungkinkan transfer gaya yang seimbang. Berdasarkan dua proyek, sistem ini mengurangi baja tulangan sebesar 27%, volume beton sebesar 29%, dan area bekisting sebesar 46% dibandingkan dengan struktur rangka beton bertulang konvensional. Biaya konstruksi secara keseluruhan berkurang sebesar 26,3%.
③ Konstruksi Disederhanakan
Bekisting CBM menawarkan kekuatan tinggi, berat ringan, tahan benturan, dan rangka penyangga terintegrasi untuk pemasangan yang mudah. Dengan balok tersembunyi, bagian bawah pelat tetap rata, menyederhanakan operasi bekisting/shoring.
④ Berat Lebih Ringan, Kinerja Dioptimalkan
Pelat inti kosong CBM mengurangi berat struktur sendiri sebesar 27,6% berdasarkan perhitungan, mengoptimalkan desain balok, pelat, kolom, dan fondasi.

​7 Diskusi tentang Masalah Konstruksi Bekisting CBM​
① Memastikan padatan beton flensa bawah menjadi tantangan. Kebocoran pada pelat inti kosong CBM sulit diperbaiki.
Berbeda dengan pelat konvensional di mana beton diletakkan langsung pada satu permukaan, pelat CBM memiliki flensa atas dan bawah. Mencapai padatan pada flensa bawah memerlukan getaran hati-hati menggunakan vibrator berdiameter kecil dan vibrator eksternal. Setelah itu, balok tersembunyi dan pelat atas dituang, membutuhkan perhatian besar dan pengawasan QC yang dedikatif.
Frekuensi retak pada pelat CBM sama atau sedikit lebih rendah dari pelat konvensional. Namun, kebocoran terjadi pada atap basement dan pelat atap dari kedua proyek. Identifikasi penyebabnya sulit—potensi sumber termasuk retak pada flensa atas, rembesan air melalui bekisting sebelah, atau saluran di dalam tulang. Perbaikan per kebocoran membutuhkan upaya/biaya 5-8 kali lebih tinggi daripada pelat konvensional.
② Sambungan Konstruksi & Jalur Ekspansi Membutuhkan Desain Detail
Lokasi sambungan ekspansi struktural biasanya ditentukan oleh kode desain. Namun, sifat dual-flange pelat CBM mempersulit pengecoran jika sambungan berbatasan dengan unit bekisting: memastikan ikatan antara beton baru/lama di flensa bawah dan mengandung grout sulit. Di lapangan, lokasi sambungan harus disesuaikan berdasarkan layout bekisting untuk memastikan sambungan jatuh dalam tulang antara unit bekisting. Penyesuaian ukuran unit sebelah mungkin diperlukan.
Dengan pelat CBM biasanya menutupi area yang luas, desainer sering mengabaikan penempatan sambungan konstruksi. Untuk memastikan ikatan yang tepat dalam waktu set awal, tim lapangan harus menentukan lokasi sambungan dengan mempertimbangkan batas lebar pengecoran dan kapabilitas sumber daya. Sambungan harus memenuhi persyaratan kode dan ditempatkan dalam tulang.
③ Sulit Mengatasi Buoyancy Bekisting
Jika buoyancy bekisting terjadi selama pengecoran, langkah-langkah countermeasure yang ada (menghapus tulangan atas, membersihkan beton, refix bekisting) tidak praktis dan sering tidak efektif. Saat ini, solusinya hanya dengan memecah/menghapus unit yang mengapung, menempatkan tulangan tambahan, dan mengecor beton padat di sana. Monitoring lapangan yang ketat terhadap pemasangan dan langkah-langkah anti-buoyancy bekisting sangat penting selama konstruksi.