BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah Desain
isolasi
untuk
tegangan
tinggi
(HV)
dimaksudkan
untuk
melindungi saluran dari adanya tegangan lebih akibat surja hubung dan surja petir. Untuk tegangan ultra tinggi (UHV), desain isolasi lebih dimaksudkan kepada proteksi terhadap surja hubung, terutama dalam proses switching. Adanya tegangan lebih ini akan mengakibatkan naiknya tegangan operasi yang tentunya dapat merusak peralatan-peralatan listrik yang ada dalam gardu induk, antara lain transformator bertegangan tinggi dan bushing. Tegangan lebih adalah tegangan yang hanya dapat ditahan untuk waktu yang terbatas. Tegangan lebih menurut sumber gangguan dibagi menjadi 2 macam, yaitu tegangan lebih internal dan tegangan lebih eksternal. Tegangan lebih internal meliputi operasi on/ off switching (surja hubung) dan gangguan tak simetris (sistem pentanahan netral). Sedangkan tegangan lebih eksternal adalah gangguan yang berasal dari atmosfer, yaitu sambaran petir. Untuk melindungi peralatan listrik dari bahaya merusak yang disebabkan oleh tegangan lebih khususnya surja, maka dipasang peralatan pelindung surja (Surge Protection Device/ SPD) yang disebut arester. Arester bekerja pada dua kondisi, yaitu ketika tegangan kerja dan ketika ada gangguan tegangan lebih surja. Dalam kondisi
normal lightning
arrester berfungsi
sebagai isolator, apabila timbul
gangguan surja petir atau surja hubung alat ini akan berubah menjadi
1
konduktor yang mengalirkan arus surja ke tanah dan akan berubah lagi menjadi isolator jika keadaan sudah normal, sehingga peralatan dapat bekerja secara optimal. Ketika perlindungan terhadap peralatan listrik menjadi prioritas dan arester harus dapat menahan tegangan lebih surja setiap saat pada jangka waktu yang sangat lama. Hal tersebut berpengaruh pada perkembangan teknologi arester yang semakin baik, terutama pada aspek jenis bahan/ material yang digunakan dalam pembuatan arester. Ada beberapa tipe arester berdasarkan jenis bahan yang dipakai, di antaranya Silicon Carbide (SiC), Metal Oxide (ZnO), dan lain-lain. Pada tugas akhir ini akan dijelaskan penelitian karakteristik arester terhadap tegangan impuls, karakteristik arester terhadap tegangan AC dan DC saat mengalami kedadalan, juga karakteristik pengujian isolasi. Penelitian menggunakan arester 6 kV.
1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut : 1.
Terdapat hubungan antara arus bocor arester terhadap tegangan kerja arus bolak-balik maupun terhadap tegangan searah dalam beberapa level tegangan.
2.
Pengaruh kenaikan tegangan impuls terhadap watak gelombang pemotongan arester 6 kV (tegangan residu). Jika tegangan dinaikkan, timbul pertanyaan apakah gelombang impuls terpotong pada nilai yang sama atau tidak.
2
3.
Terdapat batas tegangan dadal pada arester 6 kV tersebut terhadap tegangan AC dan terhadap tegangan DC.
4.
Pengaruh tegangan yang dikenakan arester dalam durasi waktu tertentu terhadap resistans isolasi arester tersebut.
5.
Terdapat karakteristik isolasi yang bisa diinterpretasikan dalam suatu kondisi yang dilakukan dengan berbagai pengujian isolasi padat menggunakan tegangan AC dan tegangan DC.
1.3 Batasan Masalah Untuk mendapatkan hasil penelitian yang terarah dan tidak menyimpang dari tujuan penelitian, maka pada skripsi ini dibatasi sebagai berikut :
Arester yang digunakan adalah arester 6 kV.
Teknik pengujian yang digunakan adalah pengujian arester tak merusak..
Tegangan yang akan diujikan yaitu berupa tegangan impuls, tegangan AC, tegangan DC pada level tegangan yang berbeda-beda
Pengujian dilakukan dengan membangkitkan tegangan impuls sebagai representasi surja petir yang akan dikenakan di arester. Kemudian ditampilkan dan dianalisis karakteristik gelombang pemotongan tegangan impuls (tegangan residu) terhadap gelombang impuls yang dibangkitkan.
Teknik pengujian yang akan dilakukan berikutnya adalah pengujian arus bocor arester, dan pengujian ketahanan arester jika dikenai beberapa impuls dengan puncak tegangan impuls yang sama.
Parameter yang akan diukur yaitu parameter tegangan dan arus.
3
1.4 Tujuan Penelitian Tujuan yang hendak dicapai dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1.
Mengetahui hubungan antara arus bocor arester terhadap tegangan kerja arus bolak-balik maupun terhadap tegangan searah dalam beberapa level tegangan.
2.
Dapat menjelaskan pengaruh kenaikan tegangan impuls terhadap watak gelombang pemotongan arester 6 kV (tegangan residu) sehingga dapat diketahui apabila tegangan dinaikkan, gelombang impuls terpotong pada nilai yang sama atau tidak.
3.
Mengetahui nilai batas tegangan dadal pada arester 6 kV tersebut terhadap tegangan AC dan terhadap tegangan DC
4.
Mengetahui karakteristik tegangan yang dikenakan arester dalam durasi waktu tertentu terhadap resistans isolasi arester tersebut.
5.
Dapat mengetahui interpretasi isolasi arester dengan cara uji isolasi padat yang menggunakan tegangan AC dan tegangan DC dalam durasi waktu tertentu.
6.
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana strata satu (S-1) di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada.
1.5 Metodologi Penulisan Dalam penulisan tugas akhir ini, digunakan beberapa metode untuk mendapatkan data yang obyektif yang diharapkan dapat dijadikan pedoman selama pembuatan tugas akhir dan penyusunan laporan tugas akhir ini.
4
Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah : 1.
Studi pustaka dengan mengumpulkan dan mempelajari literatur mengenai konsep dasar arester sebagai alat perlindungan peralatan listrik terhadap gangguan tegangan lebih khususnya tegangan impuls.
2.
Melaksanakan pengujian terhadap arester 6 kV, yaitu pengujian saat terdapat impuls dengan melewatkan impuls pada arester dan pengujian saat impuls sudah hilang dengan pengukuran arus bocor pada tegangan kerja, serta pengujian ketahanan arester jika dikenai beberapa level tegangan AC dan DC. Penelitian ini dilakukan di laboratorium Teknik Tegangan Tinggi JTE UGM dengan alat-alat : pembangkit tegangan impuls, arester, sumber tegangan AC/ DC variabel, multimeter dan osiloskop.
3.
Data yang diperoleh pada waktu pengujian disajikan dalam bentuk gambar, tabel, grafik, dan keterangan-keterangan pendukung.
4.
Hasil konsultasi dengan dosen pembimbing, laboran, dan rekan-rekan mahasiswa.
5.
Melakukan analisis atas hasil pengujian dan kemudian menuliskannya dalam bentuk Laporan Tugas Akhir.
1.6 Sistematika Penulisan Secara garis besar, skripsi ini akan mencakup beberapa aspek yang akan disajikan dalam urutan penulisan sebagai berikut :
5
BAB I : Pendahuluan Mnjelaskan secara ringkas latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, metodologi penulisan serta sistematika penulisan tugas akhir. BAB II: Dasar Teori Bab ini menjelaskan tentang konsep dasar arester sebagai sistem perlindungan terhadap tegangan lebih, khususnya tegangan impuls dan beberapa teori yang mendukung dalam penelitian yang dilakukan. BAB III: Cara Penelitian Berisi tentang model penelitian yang dilaksanakan pada saat penelitian, mulai dari merancang rangkaian pengujian, dan langkah-langkah pengujian yang berkaitan dengan cara kerja sistem ini. BAB IV: Analisis dan Pembahasan Bab ini menjelaskan data hasil pengujian dan menganalisis data tersebut. BAB V: Kesimpulan Bagian ini memberikan kesimpulan dan saran dari hasil yang diperoleh.
6
