Analisis Penyebab Ledakan Penangkal Petir Seng Oksida 10kV
1. Analisis Penyebab Ledakan Penangkal Petir Seng Oksida 10kV
Saat ini, sejumlah besar penangkal petir seng oksida (ZnO) (juga disebut arester surja) untuk distribusi daya digunakan dalam jaringan distribusi 10 kV untuk menghindari kerusakan pada peralatan distribusi daya di bawah tegangan lebih petir. Selama operasi, beberapa arester seng oksida rusak karena masalah kualitas dan pengoperasian dan pemeliharaan yang tidak memadai. Setelah kerusakan, saluran distribusi daya 10kV terhubung ke tanah melalui arester oksida seng. Dalam hal ini, gangguan isolasi harus ditangani dengan pemadaman listrik. Oleh karena itu, keandalan catu daya berkurang sampai batas tertentu.
1. Analisis penyebab kegagalan arester seng oksida
Contoh 1: Gangguan tanah terjadi pada saluran distribusi 10 kV. Sebuah arester seng oksida ditemukan rusak saat saluran diperiksa. Setelah arester seng oksida diganti, saluran itu berhasil dioperasikan kembali. Setelah arester seng oksida yang rusak dibongkar, dan ditemukan bahwa jaket karet silikonnya rusak, dan ada saluran busur yang jelas di sepanjang sisi cakram katup arester oksida seng's; namun, piringan klep tidak't retak atau pecah. Karena tidak ada satu pun cakram klep (total 4) yang rusak, itu berarti cakram klep tidak' Jika memburuk, menyebabkan arester oksida seng rusak, kegagalan muncul sebagai ledakan cakram katup daripada berkedip samping. Dalam contoh ini, ada celah udara antara cakram katup arester oksida seng dan silinder isolasi, dan respirasi rongga dapat dengan mudah menyebabkan intrusi uap air. Kelembaban berkumpul di sisi cakram katup, mengurangi kekuatan insulasi permukaan samping. Di bawah aksi tegangan lebih, flashover terjadi di sepanjang sisi cakram katup, sehingga membentuk saluran busur.
Contoh 2: Ini adalah kegagalan kerusakan arester oksida seng. Arester oksida seng dibongkar, dan tidak ada bagian logam internal yang terkorosi, dan tidak ada pelepasan yang ditemukan di dalam cakram katup dan permukaan yang disemprot aluminium, dan hanya saluran busur yang ditemukan di sisi cakram katup. Penyebab side flashing adalah bahwa pabrikan mengadopsi injeksi lem untuk menghilangkan rongga antara cakram katup arester oksida seng dan silinder isolasi luar. Suhu injeksi tinggi,sekitar 200 °C.Karena perbedaan besar dalam koefisien ekspansi termal antara glasir isolasi dan cakram katup, injeksi lem suhu tinggi dapat menyebabkan retakan kecil pada glasir isolasi, menyebabkan kekuatan insulasi turun dan flashover di bawah tegangan lebih.
Dalam 2 kasus di atas, kegagalan berkedip sisi katup dianalisis. Dalam kombinasi kasus kegagalan lainnya, dianggap bahwa jalur utama flashing samping adalah i) intrusi kelembaban yang timbul dari penyegelan yang buruk; (ii) kerusakan glasir isolasi pada sisi piringan katup; (iii) permukaan yang buruk antara piringan katup dan insulasi luar, dan seterusnya. Penyebab ini menghasilkan kekuatan insulasi sisi yang rendah. Ada kegagalan katup yang rusak dan gangguan tanah pada saluran 10 kV. Selama pemeriksaan jalur, arester oksida seng ditemukan meledak. Setelah diganti, jalur berfungsi normal kembali. Setelah arester seng oksida yang rusak dibongkar, jaket karet silikonnya ditemukan rusak, dua cakram katup retak dan dua pecah; namun, tidak ada jejak kilatan samping yang terlihat. Berdasarkan tampilan kegagalan dan karakteristik kerusakan cakram katup pada arus yang berbeda, alasan kerusakan cakram katup dianalisis. Arester oksida seng mengalami tegangan lebih petir, membuat arus petir mengalir melalui cakram katup. Karena arus petir tersebut merupakan gelombang arus impuls, maka rapat arusnya pun sangat besar. Arus impuls, bagaimanapun, tidak merata di piringan katup. Ketika kerapatan arus impuls petir dalam cakram katup lokal melebihi nilai batas yang diijinkan, cakram katup akan hancur. Karena arus petir mengandung sedikit energi, maka piringan katup umumnya tidak akan pecah atau meledak melainkan hanya retak. Alasan kerusakan cakram katup: penangkal petir seng oksida terdiri dari 4 cakram katup; dalam keadaan normal, 4 katup menanggung tegangan sistem; ketika dua dari mereka rusak dan memburuk, tegangan sistem diterapkan ke dua cakram katup yang tersisa, mempercepat degradasinya, dan akhirnya mengarah pada penghancuran cakram katup pada tegangan frekuensi daya.
Karena energi yang besar dari catu daya frekuensi daya, cakram katup pecah atau meledak. Menurut standar terbaru arester seng oksida saat ini, arester seng oksida harus mampu menahan dua dampak arus petir 65 kA (atau 40 kA). Dalam sistem 10kV, arus petir lebih dari 65kA (atau 40kA) tidak mungkin mengalir melalui arester oksida seng tidak dapat mengalir lebih dari. Hal ini karena ada dua cara arus petir mengalir melalui arester oksida seng: (1) gelombang datang sepanjang saluran, (2) sambaran petir langsung. Arus petir 65 kA (atau 40 kA) jauh melebihi tingkat ketahanan petir saluran 10 kV, sehingga tidak mungkin arus gelombang petir yang datang sepanjang saluran melebihi 65 kA (atau 40 kA); jika petir menyambar menara secara langsung, arus petir dapat melebihi 65 kA ( atau 40 kA); nilai ini jauh melebihi tingkat ketahanan petir menara tiang 10 kV, yang akan menyebabkan saluran berkedip dalam beberapa fase, hubung singkat interfase dan trip putus-cepat. Dalam hal ini, gangguan hanya pembumian fase tunggal saluran tanpa pemutusan cepat, sehingga terjadi sambaran petir langsung. Oleh karena itu, tidak mungkin arus petir melebihi 65 kA (atau 40 kA). Dapat dilihat bahwa penyebab kerusakan arester seng oksida adalah: katup arester oksida seng memiliki kemampuan yang buruk untuk menahan impuls petir; dua dari mereka pecah di bawah aksi arus petir, menyebabkan sisa cakram katup yang tersisa pecah dan jaketnya meledak.
2. Tindakan Anti-kecelakaan
Penanggulangan berikut diusulkan untuk kemampuan pencegahan kilatan samping yang buruk dan kemampuan ketahanan energi dari cakram katup arester seng oksida distribusi 10 kV:
1) Uji arester seng oksida terlebih dahulu dan ukur secara teratur arus bocor U mA dan 0,75 U mA dari arester seng oksida, untuk mengetahui apakah arester tersebut memburuk atau lembab dan untuk menanganinya secara efektif sesegera mungkin.
2) Tentukan persyaratan pada kemampuan pencegahan flashing samping cakram katup arester oksida seng dalam spesifikasi teknis. Harus ada struktur tanpa celah udara antara cakram katup dan silinder isolasi, dan persyaratan yang jelas harus ditentukan untuk tingkat ketahanan panas glasir isolasi.
3) Kemampuan menahan impuls arus tinggi yang diperlukan dari cakram katup adalah 65 kA (Kemampuan ini mencerminkan kemampuan menahan energi dari cakram katup).
4) Pilih produsen dengan kualitas produk yang baik dan reputasi yang baik.
3. Kesimpulan
Mode utama kegagalan arester lonjakan seng oksida distribusi 10 kV dalam operasi adalah flashing samping dari cakram katup, yang disebabkan oleh penyegelan yang buruk, glasir isolasi yang rusak dari cakram katup, dan antarmuka yang buruk antara cakram katup dan eksternal isolasi. Untuk meningkatkan keandalan pengoperasian arester seng oksida, kemampuan pencegahan kedip samping dan kualitas cakram katup harus dipastikan ketika arester dipilih, dan uji coba harus dilakukan dalam pengoperasian.