Nah guys, balik lagi ke pembahasan tentang 6 sebab kegagalan peralatan listrik yang paling umum dalam sistem distribusi. Part 2 dari artikel ini akan membahas lebih lanjut mengenai faktor-faktor krusial yang seringkali menjadi penyebab utama gangguan dalam operasi peralatan listrik, lalu ada apa saja sih kelanjutan penyebab kegagalan peralatan listrik di sistem distribusi?
3. Saluran Udara
Karena paparan yang tinggi, sebagian besar kerusakan saluran udara disebabkan oleh faktor eksternal seperti tumbuh-tumbuhan, hewan, dan cuaca buruk. Konduktor telanjang mampu menahan suhu yang jauh lebih tinggi dibandingkan konduktor berinsulasi dan kerusakan akibat arus tinggi tidak terlalu menjadi perhatian. Terlepas dari itu, arus yang tinggi berdampak pada keandalan saluran udara dalam beberapa cara. Arus yang tinggi akan menyebabkan saluran melorot, mengurangi ground clearance dan meningkatkan kemungkinan konduktor fasa berayun hingga bersentuhan. Arus gangguan, jika tidak dibersihkan dengan cukup cepat, dapat menyebabkan konduktor melebur dan terbakar.
Peringkat arus normal saluran udara sering kali dibatasi oleh jarak bebas ke tanah. Ketika suhu meningkat, konduktor akan memanjang berdasarkan koefisien muai panasnya. Perluasan ini akan menyebabkan penurunan kekenduran, meningkatkan kemungkinan kontak konduktor fase, dan dapat mengakibatkan jarak bebas yang tidak aman.
Kurva kerusakan konduktor untuk berbagai ukuran kawat aluminium dan tembaga masing-masing ditunjukkan pada Gambar 5 dan Gambar 6.
Gambar 5 – Kurva kerusakan pada kawat aluminium telanjang dengan suhu sebelum kerusakan 90°C. Inti baja dari konduktor ASCR akan rusak lebih lama dibandingkan aluminium dan dapat mencegah terbakarnya konduktor.
Gambar 6 – Kurva kerusakan pada kawat tembaga telanjang yang ditarik keras dengan suhu sebelum gangguan 90°C. Jika kesalahan tidak teratasi tepat waktu, kabel akan terbakar.
Banyak masalah keandalan pada sistem overhead dikaitkan dengan komponen tambahan daripada kabel sebenarnya. Ini termasuk peralatan berenergi seperti klem panas, sambungan, sakelar, pemutus arus, arester, bank kapasitor, dan pengatur tegangan. Ini juga mencakup peralatan non-energi seperti tiang dan lengan silang.
4. Pemutus Arus
Pemutus sirkuit adalah perangkat rumit yang dapat mengalami kegagalan dalam berbagai cara. Mereka bisa gagal secara spontan karena kesalahan internal, secara spontan membuka padahal seharusnya tidak, gagal membuka padahal seharusnya, gagal menutup padahal seharusnya, dan sebagainya.
Tabel di bawah mencantumkan mode kegagalan pemutus sirkuit yang paling umum dan frekuensi kejadian relatifnya.
Tabel 4 – Mode kegagalan umum pemutus sirkuit
Seperti dapat dilihat dari Tabel 4, kegagalan paling umum terjadi ketika pemutus sirkuit terbuka padahal tidak seharusnya (false tripping).
Kegagalan paling umum berikutnya disebabkan oleh kesalahan internal yang terjadi secara spontan. Pembukaan pemutus sirkuit padahal tidak seharusnya disebut sebagai tripping palsu. Tripping palsu biasanya dikaitkan dengan perangkat proteksi yang tidak terkoordinasi atau masalah dengan relai dan peralatan terkait. Trips yang salah dapat dikurangi dengan menguji koordinasi perangkat proteksi, pengaturan relai, rasio CT/PT, dan kabel kontrol. Pemutus sirkuit bisa gagal membuka atau menutup karena kabel kontrol rusak, aktuator tidak terisi daya, atau macet. Kemungkinan terjadinya kegagalan operasional seperti ini dapat dikurangi melalui latihan berkala dan pengujian semua pemutus sirkuit.
Pemutus sirkuit juga dapat mengalami kesalahan internal saat tidak dibuka atau dibuka penutupan. Kesalahan ini disebabkan oleh kerusakan dielektrik yang serupa dengan yang terjadi pada transformator. Selain penuaan insulasi, pemutus sirkuit juga dapat mengalami erosi kontak. Setiap kali kontak digunakan untuk memutus arus, sejumlah kecil bahan kontak akan menguap. Pemantauan berkelanjutan dapat digunakan untuk memperkirakan kondisi pemutus sirkuit termasuk hilangnya material kontak secara kumulatif.
5. Penangkap Gelombang
Arester surja tersedia dalam dua bentuk dasar: silikon karbida dan varistor oksida logam (MOV). Silikon karbida adalah teknologi yang lebih tua dari kedua teknologi tersebut dan memerlukan celah udara untuk menghindari arus berlebihan selama pengoperasian normal. Ketika tegangan melebihi batas tertentu, celah udara melengkung, dan tegangan dijepit pada arester.
MOV memiliki resistansi nonlinier yang tinggi (sebagai fungsi tegangan), tidak menghantarkan arus berlebihan selama pengoperasian normal, dan umumnya tidak memerlukan celah udara. Ketika tegangan melebihi ambang batas tertentu, resistansi MOV turun tajam dan menjepit tegangan pada perangkat (mirip dengan dioda Zener). Arester silikon karbida cenderung lebih sering gagal dibandingkan MOV karena adanya celah udara. Kelembapan yang masuk ke dalam celah udara dapat menyebabkan korosi dan menurunkan tegangan penahan kekuatan celah tersebut.
Gambar 7 – Arrester surja porselen pecah dan busing transformator daya rusak
Retak dan tusukan disebabkan oleh lokalisasi arus, yang menyebabkan pemanasan terkonsentrasi yang menyebabkan ekspansi termal tidak seragam dan tekanan termal. Tusukan kemungkinan besar terjadi pada disk varistor dengan rasio aspek geometris rendah ketika rapat arus memiliki nilai menengah. Untuk kepadatan arus yang rendah dan sangat tinggi, modus kegagalan yang paling mungkin terjadi adalah pelarian termal, penahan lonjakan arus tidak mampu menangani tingkat energi yang mengalir melaluinya.
6. Isolator dan Bushing
Insulator dan bushing terbuat dari tiga bahan dasar: kaca, porselen, dan polimer. Kaca dan porselen adalah teknologi tertua, namun bahan polimer semakin populer karena peningkatan kekuatannya dan berkurangnya kerapuhan. Kegagalan isolator dan bushing berhubungan dengan kerusakan dielektrik. Kerusakan dielektrik pada isolator memungkinkan arus mengalir melintasi perangkat. Kerusakan dielektrik pada selongsong memungkinkan arus mengalir dari konduktor internal ke bagian luar perangkat. Terkadang arus ini kecil atau padam dengan sendirinya. Di lain waktu, arus ini menyebabkan busur impedansi rendah, mengakibatkan korsleting dan berpotensi menimbulkan bencana besar pada isolator.
Insulator dan bushing dapat kehilangan kekuatan dielektriknya bila terkena kontaminasi seperti garam laut, pupuk, polusi industri, pasir gurun, endapan kendaraan, garam jalan, dan kabut garam. Banyak bidang dan penelitian laboratorium telah dilakukan dan menunjukkan bahwa kinerjanya terkontaminasi umumnya baik, tetapi kekuatan dielektrik secara bertahap menurun seiring dengan waktu dan isolator yang sangat terkontaminasi dalam kondisi basah kemungkinan besar akan mengalami flashover.
Gambar 8 dan 9 menunjukkan penurunan kekuatan dielektrik dengan kontaminasi garam untuk berbagai jenis desain isolator dan bahan tahan cuaca. Kemampuan menahan tegangan turun drastis seiring dengan kontaminasi tetapi dapat bervariasi secara substansial untuk desain isolator yang berbeda. Hal ini dapat menyebabkan kemungkinan flashover yang jauh lebih tinggi untuk desain tertentu.
Gambar 8 – Penurunan ketahanan tegangan dengan meningkatnya kontaminasi untuk dua jenis desain isolator polimer
Gambar 9 – Hasil uji laboratorium untuk berbagai jenis bahan tahan cuaca dalam kondisi basah sepenuhnya. Kontaminasi diukur dalam kepadatan endapan garam yang setara (ESDD).
Faktor penting lainnya termasuk keseragaman kontaminasi, rasio kontaminan yang larut dan tidak larut, bahan pembasah, ketinggian, dan posisi pemasangan.
Pencucian isolator secara teratur akan mengurangi kemungkinan terjadinya flashover dengan menjaga kepadatan kontaminasi tetap rendah dan, akibatnya, kekuatan dielektrik tetap tinggi. Frekuensi pencucian akan bergantung pada berbagai faktor termasuk tingkat akumulasi kontaminasi, dampak kontaminasi pada desain isolator tertentu, biaya, dan dampak sistem secara keseluruhan.
Mengalami kegagalan peralatan listrik dalam sistem distribusi? Jangan khawatir! Klik tombol WhatsApp di pojok kanan bawah untuk mendapatkan solusi dari Radius Electric, distributor resmi Hioki.
Sumber :
https://electrical-engineering-portal.com/failure-modes-electrical-equipment-distribution-systems
