LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK TEGANGAN
TINGGI
Oleh:
TENGKU CHAIRIL HADI
1807111580
MUHAMMAD ADRIANTO
1807111614
MAULANA MUSTAUFA
1807113242
NOPRIADI
1807113674
RAMADHAN ARIO PUTRA
1807125096
M. FAHMI
1807125079
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO S1
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS RIAU
2021
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pada tegangan tinggi ac terdapat pengujian-pengujian yang harus dilakukan
dalam upaya pemeliharaan komponen-komponen kelistrikan pada tegangan tinggi.
Pengujian tersebut mencakup pengujian rugi-rugi dielektrik, pengujian korona,
pengujian kekuatan dielektrik, dan pengujian ketahanan peralatan terhadap
tegangan tinggi ac, maka untuk melakukan pengujian tersebut dilakukan
Pembangkitan dan Pengukuran Tegangan Tinggi ac.
Pada tegangan tinggi dc terdapat pengujian contohnya untuk mengetahui
fenomena tegangan tinggi seperti gejala tembus listrik pada bahan isolasi. Maka
untuk melakukan pengujian dilakukan Pembangkitan dan Pengukuran Tegangan
dc.
Udara merupakan salah satu dielektrik, yang mana tidak dapat
menghantarkan arus listrik, namun pada titik tertentu dapat terjadi tegangan
tembus pada media dielektrik seperti udara. Maka dilakukan pengujian Kegagalan
Dielektrik Udara.
Polaritas dalam sistem tegangan tinggi dapat mempengaruhi breakdown
dielektrik udara, dimana akan terjadi fenomena stress tegangan sebelum terjadi
kegagalan isolasi pada udara. Maka untuk itu diperlukan pengujian Efek Polaritas
Tegangan Terhadap Breakdown Dielektrik Udara.
Pada tegangan tinggi terdapat isolasi berupa zat cair, contoh penggunaan
isolasi zat cair yaitu berupa minyak transformator. Dari penggunaan isolasi zat
cair diperlukan pengujian untuk mengetahui kemampuan dielektrik isolasi
tersebut. Maka pada percobaan ini dilakukan Pengujian Isolasi Zat Cair.
Kubikel ialah suatu peralatan listrik yang berfungsi sebagai pengendali,
penghubung dan pelindung serta membagi tenaga listrik dari sumber tenaga
listrik, dibutuhkan pemahaman untuk mengetahui pengoperasian kubikel, maka
dilakukan percobaan Kubikal 20 kV.
Dilaksanakannya percobaan percobaan diatas adalah sebagai pengujian dari
teori teori yang sudah dipelajari pada semester sebelumnya, juga sebagai
tambahan ilmu baru dengan peralatan yang sebelumnya belum pernah dikenal dan
agar dapat mengetahui karakteristik dari tiap bahan isolasi yang di gunakan dalam
percobaan.
1.2
Rumusan Masalah
Pada praktikum teknik tegangan tinggi ini terdapat rumusan masalah
berupa:
1. Bagaimana pembangkitan dan pengukuran tegangan tinggi AC?
2. Bagaimana pembangkitan dan pengukuran tegangan DC?
3. Bagaimana pengujian kegagalan dielektrik udara?
4. Bagaimana pengujian efek polaritas tegangan terhadap breakdown
dielektrik udara?
5. Bagaimana pengujian isolasi zat cair?
6. Bagaimana pengoperasian kubikal 20 kV?
1.3
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada praktikum teknik tegangan tinggi ini adalah:
1.
Pembangkitan dan Pengukuran Tegangan Tinggi AC
Pada percobaan pembangkitan dan pengukuran tegangan tinggi ac
hanya dilakukan proses simulasi pembangkitan tegangan tinggi ac tanpa
dilakukannya pengujian parameter-parameter pengujian dalam tegangan
tinggi. dan percobaan dilakukan dengan simulasi menggunakan software
ATP.
2.
Pembangkitan dan Pengukuran Tegangan DC
Pada percobaan pembangkitan dan pengukuran tegangan dc hanya
dilakukan proses simulasi pembangkitan tegangan tinggi dc tanpa
dilakukannya pengujian parameter-parameter pengujian dalam tegangan
tinggi. dan percobaan dilakukan dengan simulasi menggunakan software
ATP.
3.
Kegagalan Dielektrik Udara
Percobaan dilakukan dengan pengujian laboratorium menggunakan
elektroda tanpa memperhatikan efek eksternal kegagalan dielektrik udara
dan tanpa dilakukannya kajian terhadap bahan dari elektroda yang
digunakan.
4.
Pengujian
Efek
Polaritas
Tegangan
Terhadap
Breakdown
Dielektrik Udara
Percobaan hanya dilakukan untuk mengkaji fenomena kegagalan
dielektrik yang dipengaruhi oleh polaritas tegangan pada sistem tegangan
tinggi. Media elektroda yang digunakan merupakan elektroda jarum plat.
5.
Pengujian Isolasi Zat Cair
Proses percobaan dilakukan untuk menguji ketahanan isolasi dengan
jenis isolasi zat cair. Zat cair yang digunakan berupa minyak transformator
yang berfungsi untuk mengisolasi transformator agar tidak terjadi tegangan
tembung dengan case transformator.
6.
Kubikal 20 kV
Pada percobaan kubikal 20 kV hanya mencakup pengenalan tiap-tiap
komponen kubikel tegangan menengah dan pengoperasian sistem mekanik
pada kubikel. Jenis kubikel yang digunakan pada percobaan ini berupa
kubikel outgoing tipe DM1-W.
1.4
Tujuan Praktikum
Adapun tujuan-tujuan dari pelaksanaan praktikum teknik tegangan tinggi ini
adalah :
1.
Pembangkitan dan Pengukuran Tegangan Tinggi AC
Tegangan tinggi bolak balik diperlukan untuk
pengujian rugi-rugi
dielektrik, pengujian korona, pengujian kekuatan dielektrik, pengujian
ketahanan peralatan terhadap tegangan tinggi ac. Oleh karena itu diperlukan
pembelajaran dan percobaan yang menjelaskan metode pembangkitan
tegangan tinggi bolak balik seperti halnya yang akan dilakukan pada
praktikum ini. Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu :
a.
Praktikan mampu dan memahami cara pembangkitan tegangan
tinggi tegangan bolak-balik menggunakan transformator uji.
b.
Praktikan memahami dan mampu melakukan pengukuran tegangan
tinggi ac menggunakan metode :
1) Tegangan primer dan rasio transformator
2) Selo bola standart
2.
Pembangkitan dan Pengukuran Tegangan DC
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk meneliti pembangkitan
tegangan tinggi dc dan pengukurannya menggunakan peralatan tegangan
tinggi terco. Pengetahuan tentang tegangan tinggi adalah syarat untuk
melakukan praktikum berikut.
3.
Kegagalan Dielektrik Udara
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk meneliti dan memahami
kegagalan dielektrik pada udara serta faktor penyebabnya. Pengetahuan
tentang tegangan tinggi adalah syarat untuk melakukan praktikum berikut.
4.
Pengujian
Efek
Polaritas
Tegangan
Terhadap
Breakdown
Dielektrik Udara
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh
polaritas tegangan terhadap tembus sela udara. Pengetahuan tentang
tegangan tinggi adalah syarat untuk melakukan praktikum berikut.
5.
Pengujian Isolasi Zat Cair
Adapun tujuan dari pelaksanaan percobaan pengujian isolasi zat cair
ialah :
a.
Mengetahui karakteristik kegagalan isolasi zat cair.
b.
Mengetahui pengaruh jarak elektroda terhadap tegangan gagal pada
isolator zat cair.
6.
Kubikal 20 kV
Adapun tujuan-tujuan dari pelaksanaan percobaan kubikal 20 kV
adalah:
a.
Dapat mengenal komponen kubikel teganganmenegah.
b.
Mampu mengoperasikan sistem mekanik pada kubikel outging tipe
DM1-W.
1.5
Sistematika Praktikum
1.
Pembangkitan dan Pengukuran Tegangan Tinggi AC
Dilaksanaknnya percobaan 1 ini bertujuan sebagai pengujian rugi-rugi
dielektrik, pengujian korona, pengujian kekuatan dielektrik, pengujian
ketahanan peralatan terhadap tegangan tinggi ac. Salah satu cara untuk
membangkitkan tegangan tinggi dengan peralatan yang cukup portabel,
mudah dalam penggunaannya, dan biaya yang cukup murah adalah dengan
menggunakan kumparan tesla. Tegangan keluaran kumparan tesla berbentuk
pulsa dengan lebar pulsa bervariasi dari nano detik sampai ratusan mikro
detik. Pengujian tegangan tinggi ac digunakan Trafo uji 1-fasa. Trafo uji
untuk keperluan ini memiliki daya relative lebih kecil dari trafo daya.
2.
Pembangkitan dan Pengukuran Tegangan DC.
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk meneliti pembangkitan
tegangan tinggi dc dan pengukurannya menggunakan peralatan tegangan
tinggi terco. Pembangkit tegangan tinggi DC umumnya banyak digunakan
dalam fisika terapan seperti instrumen dalam bidang nuklir (akselerator,
mikroskop elektron), peralatan elektromedik (x-ray), peralatan industri
(presipitat dan penyaringan gas buang di pembangkit listrik, industri semen,
pengecatan elektrostatik dan pelapisan serbuk) atau eletronika komunikasi
(televisi). Kebutuhan bentuk tegangan, tingkat tegangan dan besar arus serta
kestabilan dari pembangkit tegangan tinggi tersebut akan berbeda satu
aplikasi dengan lainnya. Salah satu prinsip untuk membangkitkan tegangan
tinggi menggunakan n-tingkat sirkuit bertingkat satu fasa Cockcroft –
Walton atau Greinacher .
3.
Kegagalan Dielektrik Udara
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk meneliti dan memahami
kegagalan dielektrik pada udara serta faktor penyebabnya. Bahan isolasi gas
terutama udara merupakan bahan isolasi yang banyak digunakan pada
peralatan tegangan tinggi karena udara pada keadaan normal ( udara yang
ideal ) merupakan isolator yang sempurna dan juga paling banyak
digunakan karena murah, mudah dan sederhana. Menurut standart VDE (
VDE 0433-2 ) bentuk elektroda yang digunakan dalam pengujian tegangan
tembus gas adalah elektroda bolabola. Untuk mengetahui pengaruh bentuk
elektroda terhadap besarnya tegangan tembus pada isolasi udara perlu
dilakukan pengujian pada bentuk elektroda yang lain. Bentuk elektroda
yang dapat digunakan adalah elektroda bola-bidang dan jarum bidang.
4.
Pengujian
Efek
Polaritas
Tegangan
Terhadap
Breakdown
Dielektrik Udara
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh
polaritas tegangan terhadaptembus sela udara. Isolasi memiliki peranan
yang sangat penting dalam sistem tenaga listrik. Isolasi diperlukan untuk
memisahkan bagian yang bertegangan dengan yang tidak bertegangan
sehingga tidak terjadi lompatan listrik atau percikan diantaranya. Bahan
isolasi akan menunjukkan sifatnya bila dipengaruhi medan listrik. Gas
ataupun udara merupakan salah satu bahan isolasi yang termasuk dalam
bahan dielektrik. Tegangan tembus isolasi merupakan tegangan yang
mampu merusak ketahanan isolasi dari suatu bahan isolasi. Begitu juga
dengan peristiwa korona yang merupakan salah satu fenomena dari
tegangan tinggi. Inception Voltage korona atau tegangan awal korona
didefinisikan sebagai tegangan yang terukur pada saat terjadi lucutan
pertama kali saat pengujian dilakukan. Definisi ini sebagai acuan untuk
mendapatkan nilai inception voltage secara langsung, dikarenakan pada
pengujiannya tidak digunakan oscilloscope untuk mendapatkan sinyal yang
menunjukkan awal terjadi korona.
5.
Pengujian Isolasi Zat Cair
Adapun tujuan dari pelaksanaan percobaan pengujian isolasi zat cair
adalah mengetahui karakteristik kegagalan isolasi zat cair dan mengetahui
pengaruh jarak elektroda terhadap tegangan gagal pada isolator zat cair.
Minyak trafo merupakan bahan isolasi cair, minyak ini secara luas
digunakan sebagai bahan dielektrik pada berbagai peralatan tenaga seperti
transformator, circuit breaker, switchgear, kabel daya, dsb. Sebagai bahan
dielektrik minyak trafo dapat bekerja ganda. Fungsi utama adalah sebagai
solasi media diantara bagian-bagian yang mengandung beda potensial agar
tidak terjadi lompatan listrik (flash-over) atau api (spark-over), dan fungsi
lainnya sebagai media pendingin pada trafo, kabel daya, atau sebagai media
pemadam busur api pada circuit breaker Minyak trafo mineral tersusun atas
senyawa utama hidrokarbon yang terdiri atas senyawa hidrokarbon
parafanik, senyawa hidrokarbon naftenik dan senyawa hidrokarbon
aromatik. Selain ketiga senyawa itu masih mengandung senyawa tambahan
aditif yang zat kandungannya kecil yang berguna untuk meningkatkan
pengaruh oksidasi, penyerapan gas, dan sebagainya.
6.
Kubikal 20 kV
Adapun tujuan-tujuan dari pelaksanaan percobaan kubikal 20 kV yaitu
dapat mengenal komponen kubikel tegangan menegah dan mampu
mengoperasikan sistem mekanik pada kubikel outging tipe DM1-W.
Kubikel adalah alat penghubung, pembagi dan memutuskan beban
melakukan pengujian. Hasil pengukuran tahanan isolasi dipengaruhi oleh
kelembapaan isolasi, temperatur dilingkungan sekitar, standart minimal
hasil pengujian tahanan isolasi yang digunakan pada test panel Kubikel 20
kV adalah 20 MOhm. Dengan demikian hasil pengukuran tahanan isolasi
menunjukan bahwa nilai tahanan isolasi yang didapat cukup baik.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Landasan Teori
Peluahan parsia (partial discharge) adalah peristiwa pelepasan/loncatan
bunga api listrik yang terjadi pada suatu bagian isolasi (pada rongga dalam atau
pada permukaan) sebagai akibat adanya beda potensial yang tinggi dalam isolasi
tersebut. Peluahan parsialdapat terjadi pada bahan isolasi padat, bahan isolasi cair
maupun bahan isolasi gas. Mekanisme kegagalan pada bahan isolasi padat
meliputi kegagalan asasi (intrinsik), elektro mekanik, streamer, thermal dan
kegagalan erosi. Kegagalan pada bahan isolasi cair disebabkan oleh adanya
kavitasi, adanya butiran pada zat cair dan tercampurnya bahan isolasi cair. Pada
bahan isolasi gas mekanisme townsend dan mekanisme streamer merupakan
penyebab kegagalan.Dari uraian di atas menunjukkan bahwa kegagalan isolasi ini
berkaitan dengan adanya peluahan parsial (Abdul Syamsir, 2003).
Pengukuran peluahan parsial pada peralatan tegangan tinggi merupakan hal
yang sangat penting karena dari data yang diperoleh dan interpretasinya dapat
ditentukan reabiliti suatu peralatan yang disebabkan oleh penuaan (agging) dan
resiko kegagalan dapat dianalisis. Spesifikasi pengujian partial discharge
tergantung pada tipe peralatan tes dan bahan isolasi yang digunakan pada proses
konstruksi suatu peralatan. Adanya partial discharge di dalam bahan isolasi dapat
ditentukan dengan tiga metode yaitu: dengan pengukuran tegangan pada objek,
dengan peng-ukuran arus di dalam rangkaian luar dan mengukur intensitas radiasi
gelombang elektromagnetik yang disebabkan karena adanya peluahan parsial.
Kegagalan isolasi (insulation breakdown, insulation failure) disebabkan
karena beberapa hal antara lain isolasi tersebut sudah lama dipakai, berkurangnya
kekuatan dielektrik dan karena isolasi tersebut dikenakan tegangan lebih. Pada
prinsipnya tegangan pada isolator merupakan suatu tarikan atau tekanan (stress)
yang harus dilawan oleh gaya dalam isolator itu sendiri agar isolator tidak gagal.
Dalam struktur molekul material isolasi, elektron-elektron terikat erat pada
molekulnya, dan ikatan ini mengadakan perlawanan terhadap tekanan yang
disebabkan oleh tegangan. Bila ikatan ini putus pada suatu tempat maka sifat
isolasi pada tempat itu hilang. Bila pada bahan isolasi tersebut diberikan tegangan
akan terjadi perpindahan elektron-elektron dari suatu molekul ke molekul lainnya
sehingga timbul arus konduksi atau arus bocor. Karakteristik isolator akan
berubah bila material tersebut kemasukan suatu ketidakmurnian (impurity) seperti
adanya arang atau kelembaban dalam isolasi yang dapat menurunkan tegangan
gagal (Ariawan, Putu Rusdi, 2010).
Bahan isolasi digunakan untuk memisahkan bagian-bagian bertegangan atau
bagian-bagian yang aktif. Untuk itu sifat kelistrikannya memegang peran yang
sangat penting, namun demikian sifat mekanis, sifat thermal, ketahanan terhadap
bahan kimia serta sifat lainnya perlu diperhatikan (Muhaimin, 1999). Maksud
pengujian isolasi adalah untuk mengetahui kinerja isolasi, supaya kegagalan
dalam operasi dapat dihindarkan sebelumnya (Artono Arismunandar, 1983).
Mekanisme flashover Pada Isolasi Padat, kegagalan isolasi adalah kondisi
dimana suatu isolator tidak dapat berfungsi sebagai isolasi karena tidak mampu
menanggung tegangan yang ditahannya. Pada isolasi padat, terjadinya kegagalan
dapat dibedakan dalam 2 kategori yaitu: kegagalan tembus (breakdown voltage)
dan kegagalan pada permukaan isolator (flashover). Kegagalan berupa tembus
berkaitan dengan adanya rongga udara pada isolator yang menyebabkan partial
discharge, rongga udara ini muncul ketika ada udara yang tejadi saat pembuatan
isolator tersebut. Berbeda dengan kegagalan tembus, kegagalan flashover
biasanya ditandai dengan adanya loncatan busur api dari kedua elektroda yang
mengapit isolator tersebut. Munculnya busur api dipengaruhi oleh lingkungan
disekitar isolator dan kondisi permukaan isolator. Adanya pengaruh lingkungan
disekitar isolator yang berbeda-beda membuat setiap perhitungan tegangan gagal
memerlukan suatu faktor koreksi untuk mendapatkan hasil tegangan gagal
standarnya. Untuk mendapatkan tegangan gagal standar maka dilakukan suatu
koreksi dengan menggunakan suhu udara, tekanan udara, dan kelembaban udara
ketika tegangan gagal tersebut terjadi.
2.2
Pembangkitan dan Pengukuran Tegangan Tinggi AC
Sekarang ini saluran transmisi dan distribusi bekerja pada tegangan ac,
karena itu kebanyakan perlatan uji / test equipment berhubungan dengan tegangan
tinggi ac untuk membangkitkan tegangan tinggi ac untuk keperluan pengujian dan
percobaan digunakan transformator uj, meskipun peralatan didalam suatu sistem
umunya memakai sistem 3-fasa,dalam hal pengujian tegangan tinggi ac digunakan
Trafo uji 1-fasa. Trafo uji untuk keperluan ini memiliki daya relative lebih kecil
dari trafo daya. Bagian utama trafo uji adalah isolasi, yang digunakan untuk
mengisolir kumparan tegangan tinggi dengan inti, tangki, dan kumparan tegangan
rendah. Harga suatu trafo uji terutama ditentukan oleh harga isolasinya. Isolasi ini
dirancang agar mampu memikul tegangan maksimum yang dibangkitkan. Saat
trafo uji bekerja, terjadi terpaan elektrik pada isolasinya. Tebal isolasi yang
digunakan pada trafo uji sebanding dengan terpaan elektrik yang dipikul isolasi
tersebut. Jika tepaan elektrik yang dipikul suatu isolasi semakin besar, maka
isolasi harus semakin tebal sehingga volume isolasi semakin banyak. Oleh karena
itu, terpaan elektrik pada isolasi pada trafo uji harus diusahakan sekecil mungkin
agar isolasi yang digunkan juga sesedikit mungkin. Konstuksi lilitan dan
isolasinya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dihasilkan terpaaan elektrik
merata
Salah satu cara untuk membangkitkan tegangan tinggi dengan peralatan
yang cukup portabel, mudah dalam penggunaannya, dan biaya yang cukup murah
adalah dengan menggunakan kumparan tesla. Kumparan tesla merupakan alat
yang mampu menghasilkan tegangan tinggi bolak-balik mulai dari ribuan volt
sampai jutaan volt dengan frekuensi berkisar antara puluhan kilohertz sampai
dengan orde MHz. Tegangan keluaran kumparan tesla berbentuk pulsa dengan
lebar pulsa bervariasi dari nano detik sampai ratusan mikro detik.
2.3
Pembangkitan dan Pengukuran Tegangan DC.
Pembangkit tegangan tinggi DC umumnya banyak digunakan dalam fisika
terapan seperti instrumen dalam bidang nuklir (akselerator, mikroskop elektron),
peralatan elektromedik (x-ray), peralatan industri (presipitat dan penyaringan gas
buang di pembangkit listrik, industri semen, pengecatan elektrostatik dan
pelapisan serbuk) atau eletronika komunikasi (televisi). Kebutuhan bentuk
tegangan, tingkat tegangan dan besar arus serta kestabilan dari pembangkit
tegangan tinggi tersebut akan berbeda satu aplikasi dengan lainnya. Salah satu
prinsip untuk membangkitkan tegangan tinggi menggunakan n-tingkat sirkuit
bertingkat satu fasa Cockcroft –Walton atau Greinacher .
Tegangan tinggi dc banyak digunakan untuk pengujian dan penelitian
susunan isolator dengan kapasitansi fungsi seperti kabel dan kapasitor.
Pemanfaatan tegangan tinggi dc banyak dijumpai pada instalasi elektrostatik
(penyaring gas buang, peralatan pengecatan), peralatan kedokteran (alat rontgen)
dan pada fisika inti (pemercepat muatan). Pada umumnya pembangkitan tegangan
tinggi searah dilakukan dengan penyearahan tegangan tinggi bolak-balik melalui
dioda Selenium, Germanium dan Silizium. Dioda Selenium memiliki volume yang
lebih besar, efisiensi yang rendah dan kapasitas penyaluran arus yang rendah.
Tegangan tinggi searah banyak digunakan untuk pengujian dan penelitian
susunan
isolator
dengan
kapasitansi
fungsi
seperti
pada
kabel
atau
kondensator.Pemanfaatan tegangan tinggi searah dapat dijumpai pada instalasi
elektrostatik, pada peralatan kedokteran dan pada fisika inti.
Pada umumnya pembangkitan tegangan tinggi searah dilakukan dengan
penyearahan tegangan tinggi bolak balik melalui dioda, kemudian dapat dilipat
gandakan tingginya. Sedangkan generator elektrostatis sangan jarang digunakan.
sebagai dioda penyearah biasa digunakan bahan selenium, germanium dan
silizium. Dioda selenium memiliki volume yang lebih besar, efisiensi yang redah
dan kapaita penyaluran arus yang rendah. Akan tetapi dioda sedemikian ini dapat
menahan tegangan bolak balik sampai 600 kV tanpa kondensator pengarah
tegangan, karena kapasitansi lapisan dioda yang tinggi. (Junaedi, Donny
Nurmayady, 2012)
2.4
Kegagalan Dielektrik Udara
Udara dan gas termasuk bahan isolasi yang banyak digunakan untuk
mengisolasi peralatan listrik tegangan tinggi karena biayanya lebih murah
dibandingkan bahan isolasi yang lainnya. Isolasi dimaksudkan untuk memisahkan
dua atau lebih penghantar listrik yang bertegangan, sehingga antara penghantar penghantar yang bertegangan tidak terjadi lompatan listrik ( flashover ) atau
percikan ( sparkover ).
Bahan isolasi gas terutama udara merupakan bahan isolasi yang banyak
digunakan pada peralatan tegangan tinggi karena udara pada keadaan normal (
udara yang ideal ) merupakan isolator yang sempurna dan juga paling banyak
digunakan karena murah, mudah dan sederhana. Menurut standart VDE ( VDE
0433-2 ) bentuk elektroda yang digunakan dalam pengujian tegangan tembus gas
adalah elektroda bolabola. Untuk mengetahui pengaruh bentuk elektroda terhadap
besarnya tegangan tembus pada isolasi udara perlu dilakukan pengujian pada
bentuk elektroda yang lain. Bentuk elektroda yang dapat digunakan adalah
elektroda bola-bidang dan jarum bidang.
Namun pada kenyataannya, udara yang sesungguhnya tidak hanya terdiri
dari molekul-molekul netral saja tetapi ada sebagian kecil didalamnya berupa ionion dan elektron-elektron bebas, yang akan mengakibatkan udara dan gas
mengalirkan arus walaupun dalam kapasitas yang terbatas atau kecil. Jika gas
dipanasi sampai suhu yang cukup tinggi, maka banyak atom netral akan
memperoleh energi yang diperlukan untuk mengionisasikan atom- atom yang
mereka bentur. Selain temperatur, jarak sela antar penghantar yang bertegangan
juga akan menentukan laju pergerakan elektron dalam dielektrik udara.
Peningkatan temperatur akan mempengaruhi pertambahan energi yang dapat
mempercepat pergerakan elektron-elektron di udara sehingga berakibat pada
penurunan kekuatan dielektrik udara dalam fungsinya sebagai bahan isolasi. Dan
jarak sela yang semakin lebar akan menghambat laju pergerakan elektron
sehingga diperlukan energi yang lebih besar untuk proses ionisasi.
Dalam pengukuran tegangan tembus dielektrik udara, dimaksudkan untuk
mempelajari karakteristik isolasi udara terhadap tegangan yang diterapkan.
Dengan mengetahui karakteristik tegangan tembusnya maka dapat diketahui
seberapa besar kemampuan isolasi yang akan digunakan untuk mengisolasi suatu
peralatan tegangan tinggi. Sehingga dapat digunakan untuk memilih jenis isolasi
yang tepat untuk perlindungan dan tujuan dari isolasi itu sendiri dapat terpenuhi.
Serta mengetahui berapa besar tegangan maksimum yang dapat diterapkan pada
suatu peralatan sehingga peralatan tersebut dalam kondisi aman
2.5
Pengujian Efek Polaritas Tegangan Terhadap Breakdown Dielektrik
Udara
Isolasi memiliki peranan yang sangat penting dalam sistem tenaga listrik.
Isolasi diperlukan untuk memisahkan bagian yang bertegangan dengan yang tidak
bertegangan sehingga tidak terjadi lompatan listrik atau percikan diantaranya.
Bahan isolasi akan menunjukkan sifatnya bila dipengaruhi medan listrik. Gas
ataupun udara merupakan salah satu bahan isolasi yang termasuk dalam bahan
dielektrik. Tegangan tembus isolasi merupakan tegangan yang mampu merusak
ketahanan isolasi dari suatu bahan isolasi. Begitu juga dengan peristiwa korona
yang merupakan salah satu fenomena dari tegangan tinggi. Studi tentang korona
telah banyak dilakukan sebelumnya seperti oleh M.Goldman dan RS.Sigmond.
Korona merupakan proses dimana arus, mungkin diteruskan, muncul dari
sebuah elektroda berpotensial tinggi di dalam sebuah fluida yang netral, biasanya
udara, dengan mengionisasi fluida hingga menciptakan plasma di sekitar
elektroda. Bila dua kawat sejajar yang penampangnya kecil dibandingkan dengan
jarak antar kawat tersebut diberi tegangan, maka akan terjadi korona. Pada
tegangan yang cukup rendah tidak terlihat apa-apa, bila tegangan dinaikkan maka
akan tejadi korona secara bertahap. Pertama kali, kawat kelihatan bercahaya yang
berwarna ungu muda, mengeluarkan suara berdesis (hissing) dan berbau ozon.
Jika tegangan dinaikkan terus, maka karakteristik diatas akan terlihat semakin
jelas, terutama pada bagian yang kasar, runcing atau kotor serta cahaya bertambah
besar dan terang. Bila tegangan masih terus dinaikkan akan terjadi busur api.
Korona bisa bermuatan positif atau negatif. Hal ini ditentukan oleh polaritas
tegangan di elektroda yang kelengkungannya tinggi. Jika elektroda melengkung
bemuatan positif berkenaan dengan elektoda rata terciptalah korona positif, tapi
jika negatif yang tercipta adalah korona negatif.
Inception Voltage korona atau tegangan awal korona didefinisikan sebagai
tegangan yang terukur pada saat terjadi lucutan pertama kali saat pengujian
dilakukan. Definisi ini sebagai acuan untuk mendapatkan nilai inception voltage
secara langsung, dikarenakan pada pengujiannya tidak digunakan oscilloscope
untuk mendapatkan sinyal yang menunjukkan awal terjadi korona. (Luqman
Kumara, 2011)
2.6
Pengujian Isolasi Zat Cair
Minyak trafo merupakan bahan isolasi cair, minyak ini secara luas
digunakan sebagai bahan dielektrik pada berbagai peralatan tenaga seperti
transformator, circuit breaker, switchgear, kabel daya, dsb.
Sebagai bahan
dielektrik minyak trafo dapat bekerja ganda. Fungsi utama adalah sebagai solasi
media diantara bagian-bagian yang mengandung beda potensial agar tidak terjadi
lompatan listrik (flash-over) atau api (spark-over), dan fungsi lainnya sebagai
media pendingin pada trafo, kabel daya, atau sebagai media pemadam busur api
pada circuit breaker Minyak trafo mineral tersusun atas senyawa utama
hidrokarbon yang terdiri atas senyawa hidrokarbon parafanik, senyawa
hidrokarbon naftenik dan senyawa hidrokarbon aromatik. Selain ketiga senyawa
itu masih mengandung senyawa tambahan aditif yang zat kandungannya kecil
yang berguna untuk meningkatkan pengaruh oksidasi, penyerapan gas, dan
sebagainya.
Ada beberapa alasan mengapa bahan isolasi diisolasi secara luas digunakan
pada beberapa peralatan seperti bahan isolasi cair yang memiliki kerapatan 1000
kali atau lebih dibandingkan bahan isolasi gas, sehingga memiliki kekuatan
dielektrik yang lebih tinggi, bahan isolasi akan mengisi celah atau ruang yang
akan diisi bahan. isolasi dapat menghilangkan panas yang timbul akibat dan
bahan isolasi akan memperbaiki perbaikan jika terjadi pembuangan (discharge).
Bahan isolasi cair ideal adalah mepunyai nilai-nilai yang tinggi untuk kekuatan
dielektrik, volume resistivitas, panas jenis, dan konduktivitasnya. Selain itu bahan
isolasi harus memiliki nilai yang rendah untuk faktor kerugian, kerapatan, dan
kekentalan. Bahan isolasi cair juga hanus memiliki si fat tidak menimbulkan
korosi, tidak mudah menyala, tidak aman, dan kestabilan kimia.
Ketika bahan isolasi (bahan dielektrik) cair tersebut digunakan pada
peralatan listrik maka bahan dielektrik tersebut akan dikenai tekanan – tekanan
baik berupa tekanan elektrik maupun panas. Setiap bahan dielektrik memiliki
batas kekuatan untuk tekanan elektrik. Jika tekanan elektrik yang dipikul oleh
bahan dielektrik melampaui batas kemampuannya maka bahan dielektrik akan
menghantarkan (tembus listrik/ breakdown) dan mengalami kegagalan sebagai
isolator. kemampuan bahan dielektrik untuk tekanan tekanan elektrik tertinggi
tanpa menimbulkan tembusan kekuatan dielektrik.
Adanya bahan-bahan lain yang terkandung dalam bahan isolasi seperti
oksigen, air, pan, kotoran- kotoran hasil dekomposisi bahan padat, dapat
menurunkan kekuatan bahan dielektrik cair.
2.7
Kubikal 20 kV
Pesatnya perkebangan zaman saat ini telah hadir berbagai alat-alat
elektronik yang dapat mempermudah pekerjaan manusia, sehingga energi listrik
dapat menjadi sumber kebutuhan dalam kehidupan. Penggunaan tenaga listrik
mengalami peningkatan, oleh karena itu banyak perusahan-perusahan penyedia
tenaga listrik berkompetisi dalam mengembangkan perusahan dibidang tenaga
listrik guna menunjangan tujuan tersebut. Maka perlu dibutukan sumber daya
manusia berkualitas.
Pada Pabrik perakitan kubikel dalam hal ini banyak sekali yang
membutuhkan alat kelistrikan untuk digunakan pada jaringan distribusi yaitu salah
satu alat kubikel sebelum dipasarkan pada perusahaan lain. Kubikel adalah alat
penghubung, pembagi dan memutuskan beban melakukan pengujian. Pada
pengukuran tahanan isolasi memperoleh proses pengukuran menggunakan suatu
alat ukur (megger) untuk memperoleh nilai tahanan isolasi pada bagian konduktor
yang diberi tegangan (fasa). Dan pada pengujian tahanan isolasinya juga dalam
keadaan baik dilihat dari hasil yang telah di uji masih menunjukan nilai diatas
standar tahanan isolasi. Dengan pemeriksaan secara visual dengan melihat hasil
pekerjaan dengan mata maupun alat bantu, yaitu melihat bentuk, karatan dan
penempatan komponen yang sudah tepat. Jika nilai tahanan isolasinya rendah
ditakutkan akan adanya kegagalan isolasi pada peralatan. Hasil pengukuran
tahanan isolasi dipengaruhi oleh kelembapaan isolasi, temperatur dilingkungan
sekitar, standart minimal hasil pengujian tahanan isolasi yang digunakan pada test
panel Kubikel 20 kV adalah 20 MOhm. Dengan demikian hasil pengukuran
tahanan isolasi diatas diatas menunjukan bahwa nilai tahanan isolasi yang didapat
cukup baik.
Penghantar netral (N) adalah suatu konduktor yang saling di hubungkan
dengan titik netral dari suatu sistem dan bertujuan untuk menyalurkan arus listrik.
2 Pada panel Medium Voltage Main Distribution Panel ini peminat jasa ketika
melihat factory test di Pabrik perakitan kubikel meminta untuk menambahkan
panel box kosong untuk dudukan agar panel Medium Voltage Main distribution
lebih tinggi dikarnakan perusahaan peminat jasa panel MVMDP ini sering banjir
agar panel MVMDP tidak terendam banjir.
Medium voltage main distribution panel tersebut masih baik karena batasan
tahan isolasi sesuai buku pemeliharaan peralatan SE.032/PST/1984 dan menurut
standart VDE (catalogue 228/4) minimum besarnya tahanan isolasi pada suhu
operasi di hitung 1 kilo volt = 1 Mega Ohm.
DAFTAR PUSTAKA
Nugroho. Dedi (2010). Kegagalan Isolasi Minyak Trafo. Vol.3 No.2. Universitas
Islam Sultan Agung Semarang.
Kumara, Luqman (2011). Efek Polaritas dan Fenomena Stres Tegangan Sebelum
Kegagalan Isolasi pada Sela Udara Jarum – Plat. Institut Teknologi
Sepuluh Nopember.
Hani, Slamet (2016). Pengujian Tegangan Tembus Pada Isolasi Rubber Dalam
Rendaman Minyak. Vol. 9 No. 1. Institut Sains & Teknologi AKPRIND
Yogyakarta.
Anugrah Mochamad H.S (2017). Pengujian Tahanan Isolasi Kubikel 20kv.
Institut Teknologi PLN.
Junaedi, Donny (2012). Perancangan Pembangkit Tegangan Tinggi Direct
Current Pada Sistem Electrospinning. No. 09 – 10. Pusat Teknologi Bahan
Bakar Nuklir – BATAN
Bagas Alga S, dkk (2014). Perancangan Pembangkitan Tegangan Tinggi Ac
Frekuensi Tinggi Menggunakan Kumparan Tesla Dengan Rangkaian
Resonansi Seri. VOL.3, NO.2. Universitas Diponegoro Semarang.
Teguh Sasmito P, dkk (2012). Pengukuran Tegangan Tembus Dielektrik Udara
Pada Berbagai Sela Dan Bentuk Elektroda Dengan Variasi Temperatur
Sekitar. Universitas Diponegoro Semarang.