Perangkat isolator merupakan salah satu komponen paling umum dalam jaringan transmisi dan kualitas serta kinerjanya memainkan peran penting dalam memastikan pasokan listrik yang andal. Bagian penting dari hal itu adalah perilaku mereka saat terkena busur listrik. Desain yang buruk sehubungan dengan perilaku busur listrik dapat secara signifikan mengurangi masa pakai rangkaian isolator dan meningkatkan kemungkinan gangguan pasokan.
Ada beragam pilihan bahan isolasi dan lingkungan di mana set isolator digunakan. Oleh karena itu, desain set isolator sangat bervariasi dan bahkan mungkin perlu disesuaikan untuk aplikasi tertentu. Bahkan perbedaan terkecil dalam desain dapat mempengaruhi perilaku busur listrik sebuah string. Pengujian fisik adalah cara yang paling dapat diandalkan untuk menilai perilaku busur listrik suatu string dan oleh karena itu utilitas semakin menuntut set isolator menjalani pengujian busur listrik sebelum mereka berkomitmen untuk memasangnya di jaringan mereka.
Selama beberapa tahun terakhir, Laboratorium KEMA, Praha melakukan lebih dari 160 pengujian busur listrik pada set isolator dari berbagai jenis. Pengujian ini dilakukan sesuai dengan IEC 61467:2008. Selain mengungkap mode kegagalan paling umum untuk berbagai jenis rangkaian isolator, gambaran umum ini disumbangkan oleh Robert Jech menyoroti potensi masalah terkait definisi IEC 61467:2008 saat ini. Ini adalah masalah yang dapat berdampak pada nilai utilitas yang diperoleh dari pengujian hari ini. Wawasan yang diperoleh dari hal ini akan memberikan masukan berguna kepada produsen perangkat isolator mengenai cara terbaik merancang string untuk meningkatkan peluang keberhasilan-pertama kali dalam pengujian dan dengan demikian mengurangi waktu dan uang yang dihabiskan untuk mendesain ulang. Hal ini juga dapat merangsang diskusi seputar spesifikasi standar untuk memastikan standar tersebut memenuhi kebutuhan produsen dan utilitas secara setara.
Pengujian busur listrik pada set isolator di KEMA dilakukan sesuai dengan standar IEC 61467:2008. Standar ini berlaku untuk rangkaian atau set isolator yang terdiri dari bahan keramik, kaca atau komposit yang akan dipasang pada tiang atau menara logam dan digunakan pada saluran udara AC dengan tegangan nominal di atas 1000 V.
Standar ini mendefinisikan metode, parameter, sirkuit, dll. untuk uji busur daya pada set isolator dan string pendek. Pengaturan pengujian yang berbeda diperbolehkan dalam standar dan pilihan tergantung pada penerapan akhir set isolator, sesuai dengan kebutuhan pelanggan. Rangkaian uji dan seri harus dipilih berdasarkan faktor-faktor seperti geometri dan jenis isolator, posisinya pada saluran dan jenis menara.
Pengaturan Tes
Posisi set yang diinginkan pada suatu saluran menentukan apakah set tersebut harus diuji dengan sirkuit suplai seimbang atau tidak seimbang dan, bergantung pada parameter saluran, arus hubung singkat yang akan digunakan selama pengujian. Jika rangkaian isolator akan ditempatkan pada 5% pertama atau terakhir dari suatu saluran, maka rangkaian isolator tersebut harus diuji dengan rangkaian suplai tidak seimbang, sedangkan rangkaian isolator yang ditempatkan antara titik 5% dan 95% dari saluran memerlukan rangkaian suplai seimbang untuk pengujian. Demikian pula, set untuk bagian 'tengah' (yaitu dari 24% hingga 76% panjang saluran) hanya memerlukan 20% arus hubung singkat terukur jaringan. Perangkat yang digunakan di lokasi antara titik 5% dan 24% – atau titik 76% dan 95% – memerlukan 50% dan perangkat di 5% pertama atau terakhir memerlukan arus hubung singkat penuh pada jaringan.
Sementara itu, jenis menara mengatur pilihan sirkuit balik yang seimbang atau tidak seimbang selama pengujian. Set yang digunakan pada jendela fase tengah menara memerlukan pengujian dengan rangkaian balik seimbang (disebut seri pengujian X). Untuk posisi luar pada menara atau dimana tidak ada jendela fasa tengah, digunakan rangkaian balik yang tidak seimbang (disebut seri uji Y). Selain itu, jumlah pengujian yang harus dilakukan bergantung pada apakah pelanggan menginginkan jenis perangkat yang sama digunakan di seluruh lini (dalam hal ini pengujian lengkap seri X atau Y dilakukan) atau hanya di sepanjang sebagian lini. Gambar. 1 menunjukkan pengaturan pengujian yang tidak biasa untuk rangkaian string V-dengan isolator komposit. Pengaturan pengujian ini terdiri dari rangkaian suplai dan pengembalian yang seimbang. Susunan yang digambarkan mensimulasikan posisi set isolator antara titik 5% dan 95% dari garis di jendela fase tengah menara.
Tergantung pada jenis set isolator, standar IEC 61467:2008 mungkin juga mengharuskannya menjalani uji verifikasi selain uji busur daya, yang utama adalah uji beban gagal mekanis (MFLT). Hal ini dilakukan pada unit isolator untuk memastikan unit tersebut dapat menahan gaya mekanis setelah busur daya diterapkan. Perangkat isolator juga mungkin perlu menjalani uji flashover frekuensi daya kering (DPFF) untuk memastikan isolator tidak mengalami tusukan pada tegangan di bawah tegangan flashover. Tes kelistrikan tambahan dapat dilakukan pada perlengkapan dan konduktor di dalam set isolator untuk memverifikasi kemampuan ketahanan.
Ikhtisar Statistik Tes
Analisis hasil pengujian yang dilakukan pada 162 set isolator selama periode lima-tahun ditunjukkan di bawah ini:
Jenis Set & Komponen Isolator
Set isolator tersedia dalam berbagai jenis desain dan bahan insulasi yang berbeda, bergantung pada aplikasi yang dimaksudkan. Set isolator yang diuji selama periode-tahun lima terdiri dari:
• 92 set suspensi
• 49 set ketegangan
• 17 senar "V".
• 4 isolator-lengan silang
Dilihat dari bahan isolasi yang digunakan dan desain isolator, rangkaian isolator yang diuji meliputi:
• 81 komposit
• 34 gelas, tutup & peniti
• 12 gelas, tutup & peniti (tali pendek)
• 27 porselen, batang panjang
• 8 porselen, tutup & peniti
Komponen Penting
Gambar di atas memberikan indikasi kualitas set isolator yang tersedia saat ini dan kebutuhan pengujian sebelum pemasangan. Namun, mungkin yang lebih mencerahkan adalah wawasan tentang mode kegagalan utama pada rangkaian isolator. Wawasan ini menyoroti bidang-bidang yang harus diperhatikan secara khusus oleh produsen ketika merancang rangkaian isolator baru.
Set Insulator-batang panjang
Untuk rangkaian batang{0}}yang panjang, ada tiga potensi masalah yang teridentifikasi. Bagian logam pada unit isolator mudah meleleh jika tidak dirancang dengan baik. Selain itu, desain yang buruk dapat menyebabkan gudang di dekat bagian logam tersebut pecah. Terakhir, busur dapat menyebabkan logam menguap dari fitting pelindung perangkat, sehingga menyebabkan 'genangan'.
Set Insulator Komposit
Karet silikon yang digunakan dalam isolator komposit menunjukkan ketahanan yang tinggi terhadap pengujian busur listrik. Namun, titik kritis untuk set ini adalah tempat inti fiberglass terhubung dengan alat kelengkapan ujung logam.
Set Insulator Tutup & Pin (Kaca atau Porselen)
Insulator tutup & pin menunjukkan ketahanan mekanis yang tinggi setelah uji busur listrik. Hal utama yang menjadi perhatian pada perangkat ini adalah kemungkinan pecahnya gudang dan, dalam kasus perangkat kaca, pendinginan unit tutup & pin.
Kelengkapan Pelindung:Pelindung-Pemasangan Bantalan & Kelengkapan Arah Busur
Uji busur listrik memberikan tekanan mekanis dan termal yang jauh lebih besar pada alat kelengkapan ini dibandingkan uji{0}}hubungan pendek. Hal ini harus diperhitungkan ketika merancang perlengkapan pelindung dari semua jenis rangkaian isolator.
Ada juga risiko material dari alat kelengkapan ini meleleh ke unit isolator. Perhatian juga harus diberikan untuk memastikan bahwa perlengkapan pelindung tidak bergerak selama busur api, yang dapat menyebabkan akar busur menempel pada-peralatan penahan beban.
Perlengkapan Pelindung: Cincin Korona, Cincin Pemeringkatan
Perlengkapan ini tidak ditujukan terutama untuk arus busur tetapi mempengaruhi posisi akar busur dan cara pergerakannya. Seperti perlengkapan pelindung lainnya, faktor risiko di sini termasuk melelehnya material pada unit isolator dan pergerakan fitting yang menyebabkan akar busur menjauh dari posisi yang diinginkan. Selain itu, perubahan pada kontur alat kelengkapan ini dapat menyebabkan pelepasan korona yang berlebihan dan kebisingan radio.
Perilaku Power ArcSelama Tes
Melakukan pengujian yang diulas di atas memberikan kesempatan untuk mempelajari secara dekat perilaku powerarc selama pengujian. Dua perilaku dasar yang berbeda diamati. Dalam kasus pertama, busur listrik berjalan di antara perlengkapan pelindung yang dirancang untuk menentukan jalurnya (yaitu tanduk busur, cincin busur, dll.). Ini adalah perilaku yang diharapkan dari busur daya dan berarti bahwa sebagian besar tegangan dari busur diberikan pada perlengkapan pelindung dan set isolator dengan dampak terbatas pada bahan isolator itu sendiri. Yang terpenting, perilaku seperti ini berdampak kecil terhadap menara dan konduktor.
Namun, perilaku kedua dapat terjadi ketika busur bergerak sepanjang konduktor saluran atau menara. Dalam hal ini, dampak pada rangkaian isolator jauh lebih kecil dengan tekanan yang jauh lebih rendah pada perlengkapan pelindung dan unit isolator. Namun, terdapat dampak negatif yang jauh lebih besar pada menara atau konduktor yang membawa busur.
Saat ini, IEC61467:2008 tidak menentukan perilaku busur selama pengujian. Hal ini juga biasanya tidak ditentukan dalam dokumen tender untuk instalasi jaringan atau proyek peningkatan. Hal ini dapat menimbulkan masalah nyata bagi utilitas dan produsen rangkaian isolator. Jika desain set isolator menyebabkan busur berperilaku seperti yang kedua dari dua cara yang dijelaskan di atas, kemungkinan besar set isolator akan lulus uji busur daya karena busur tidak dekat dengan isolator dan oleh karena itu tidak dapat merusaknya. Namun, jika perangkat tersebut digunakan di lapangan, busur apa pun yang dialami akan merambat sepanjang menara atau konduktor saluran sehingga menyebabkan kerusakan. Selain itu, kerusakan pada komponen-komponen ini akan memerlukan biaya perbaikan yang lebih mahal dan menyebabkan pemadaman yang lebih lama.
Ringkasan
Studi statistik terhadap hasil uji busur listrik memungkinkan titik-titik kritis dari berbagai jenis set isolator diidentifikasi. Hal ini memberikan wawasan berharga bagi produsen saat merancang set isolator baru.
Selain itu, pengalaman yang diperoleh dari pengujian ini menyoroti potensi masalah pada standar IEC 61467:2008 seperti yang ditentukan saat ini. Karena standar ini tidak menentukan perilaku busur listrik selama pengujian, hal ini memungkinkan rangkaian isolator yang berpotensi berbahaya untuk lulus pengujian. Hal ini dapat memberikan rasa aman yang salah kepada utilitas terhadap perangkat isolator yang mereka beli. Untuk memastikan standar tersebut memenuhi kebutuhan utilitas, penyedia bahan isolator, dan produsen perlengkapan isolator, masalah ini harus diatasi. Untuk melakukan hal ini, perilaku selama pengujian harus ditentukan baik melalui pembaruan ke IEC61467:2008 atau secara rutin dalam dokumen tender dari perusahaan utilitas. Langkah terakhir ini mengharuskan semua perusahaan utilitas untuk lebih sadar akan permasalahan ini.
https://www.inmr.com/power-arc-pengujian-insulator-set/