Pengaruh Equivalent Salt Deposit Density (ESDD) Terhadap Tegangan Flashover

Pengaruh Equivalent Salt Deposit Density (ESDD) Terhadap Tegangan Flashover dan Arus Bocor pada Isolator Berbahan Resin Epoksi Silane dengan Pengisi Bahan Pasir Silika Hafizh Rahman1, Abdul Syakur 2, Yuningtyastuti3 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia 1

2

[email protected] [email protected]

Abstrak - Isolator polymer telah dikembangkan dan digunakan pada saluran transmisi dan jaringan distribusi dengan melalui kawasan penduduk, daerah industri dan daerah pantai. Salah satu bahan polymer yang telah digunakan adalah resin epoksi. isolator sangat rentan terhadap pengaruh lingkungan seperti adanya polutan yang menempel pada permukaan isolator yang dapat menyebabkan arus bocor permukaan. Penelitian ini dilakukan agar mengetahui pengaruh esdd terhadap tegangan flashover dan arus bocor yang terjadi pada permukaan bahan isolasi polimer resin epoksi dengan penambahan kontaminasi buatan berupa campuran antara NaCl, Kaolin seberat 10gram dan 20gram yang dilarutkan ke dalam air 500ml. Tujuan penelitian ini adalah : (1) Untuk mengetahui kinerja tegangan flashover dan arus bocor pada permukaan bahan isolasi polimer resin epoksi yang mengalami perlakuan polutan berbeda. (2) Untuk mengetahui kinerja arus bocor pada permukaan bahan isolasi polimer resin epoksi dengan kondisi kering dan basah. Hasil eksperimen didapat bahwa dengan nilai ESDD yang tinggi, mempunyai nilai arus bocor yang tinggi. Dengan arus bocor yang tinggi maka nilai tegangan flashover rendah, sehingga fungsi dari isolator akan menurun. Dalam kondisi isolator basah mempunyai arus bocor yang tinggi, hal ini dikarenakan kontaminan yang menempel pada permukaan akan membentuk lapisan konduktif, sehingga dalam keadaan lembab / basah / hujan gerimis akan mudah terjadi arus bocor pada permukaan isolator. Keywords: Isolator, ESDD, arus bocor, tegangan flashover, pelapisan.

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Salah satu peralatan yang mempunyai peranan penting pada sistem saluran tenaga listrik adalah isolator. Isolator berfungsi untuk mengisolasi bagian yang bertegangan dalam hal ini saluran udara bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan. [1] Isolator biasanya dipasang di udara luar, maka dari itu banyak faktor yang dapat mengakibatkan isolator mengalami

1 2, 3

degradasi atau penurunan kualitas. Isolator yang terpasang pada daerah pesisir pantai lebih sering mengalami flashover, hal ini disebabkan tingkat polutan garam air laut (ESDD) yang melekat pada permukaan isolator sangat besar, sehingga dapat terjadi arus bocor pada permukaan isolator yang berpolutan. [1] Untuk mengetahui pengaruh polutan, dalam hal ini polutan garam (ESDD) terhadap unjuk kerja isolator, maka pada penelitian ini dilakukan pengujian isolator berbahan sesin epoksi silane dengan menggunakan uji polutan buatan (NaCl) 10gram dan 20gram. B. Tujuan Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah untuk menganalisis pengaruh Equvalent Salt Deposit Density (ESDD) terhadap unjuk kerja tegangan flashover dan arus bocor pada isolator dengan pelapis silane, pelapis melamin dan tanpa lapisan. C. Pembatasan Masalah Pembahasan masalah hanya dibatasi pada hal-hal berikut : 1. Polutan (ESDD) yang digunakan adalah garam (NaCl) dengan penambahan kaolin yang dilarutkan dalam 500 ml air dan disemprotkan ke permukaan isolator. 2. Dalam penelitian ini dilakukan pada 2 isolator yang memiliki sirip yang berbeda, yaitu masing-masing Besar-Kecil-Besar (BKB) dan Besar-Besar-Besar (BBB). 3. Pengujian dilakukan pada kondisi suhu (28 0C) dan kelembaban ruang (55%). 4. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Tegangan Tinggi Teknik Elektro UGM. 5. Pada penelitian ini isolator menggunakan komposisi DGEBA 30%, MPDA 30%, Silika 20% dan Silane 20% dan tidak membahas proses pembuatan isolator. 6. Pada penelitian ini tidak membahas proses / rumus kimia dari bahan resin epoksi. 7. Pada penelitian ini tebal lapisan tidak diperhitungkan.

Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro UNDIP Semarang Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro UNDIP Semarang

1

Tabel 1 Klasifikasi polutan IEC No.815: 1986

II. LANDASAN TEORI

Tingkat polusi Isolasi adalah sifat atau bahan yang dapat memisahkan secara elektris dua buah penghantar atau lebih, sehingga tidak terjadi arus bocor / flashover. [2] Secara mekanis, isolator bergungsi menahan beban mekanis dari penghantar yang terpasang pada isolator tersebut, sedangkan secara elektris berfungsi memisahkan bagian antar bertegangan. [3]

Ringan Sedang Berat Sangat Berat

ESDD (mg/cm2) 0,03 - 0,06 0,1 - 0,2 0, 3 - 0, 6 > 0,8

Jarak rambat (mm/Kv) 16 20 25 > 30

Menghitung ESDD dan konduktivitas [3], [4] Pengukuran ini dilakukan untuk mengamati besarnya nilai ESDD, hubungannya dengan komposisi polutan yang diberikan, besarnya konduktivitas yang berhubungan dengan tegangan flashover. Pengukuran konduktivitas air dan kapas, baik yang mengandung polutan, maupun yang tidak pada suhu tertentu, kemudian dihitung dalam persamaan 1. [3], [4] 1.

A.

Bahan Isolator Selama ini bahan pembuatan isolator yang banyak digunakan pada saluran transmisi dan jaringan distribusi adalah dari bahan keramik dan kaca, tetapi pada penelitian ini digunakan bahan isolasi dari bahan resin epoksi, karena memiliki kelebihan dari pada bahan yang terbuat dari porselin dan kaca. [3], [4] Terdapat beberapa keuntungan yang dimiliki bahan polymer jika dibandingkan dengan bahan porselin / keramik, yaitu konstruksi lebih ringan (rapat massa rendah), sifat dielektrik, resistifitas volume dan sifat thermal lebih baik, bersifat hydrophobic (anti air), dan proses pembuatan lebih cepat.[4], [8] Adapun kekurangan yang dimilki oleh isolator polymer (non-keramik) adalah penuaan / degradasi pada permukaan isolator, kekuatan mekaniknya kecil / kurang bagus, kompabilitas material, kurang tahan terhadap perubahan cuaca, dan bahan mentah relatif mahal. [7], [8] Dalam penelitian ini digunakan isolator dengan bahan uji resin epoksi, silicone rubber dan pasir silica dengan komposisi DGEBA 30%, MPDA 30%, Silika 20% dan Silane 20%.

B.

Pecucian Isolator Pencucian sebuah isolator merupakan hal yang penting dalam pemeliharaan isolator, umumnya sebuah isolator dicuci dengan menggunakan aliran air yang bertekanan tinggi sehingga dapat membuang zat-zat pengotor seperti debu, garam dan selaput asam yang tidak melekat secara kuat pada permukaan isolator. [1] Pencucian isolator polymer ini harus dilakukan secara rutin jika permukaan isolator sudah berdebu, yaitu terlebih dahulu diturunkan dari saluran transmisi dan kemudian dipasang kembali. Dapat juga dilakukan dengan mengelap permukaan isolator dengan kain bersih yang bebas dari unsur polutan. [1] Kontaminasi pada Isolator Jenis polutan yang menempel pada permukaan isolator seperti garam (NaCl), pasir atau debu yang mengandung besi (Fe) serta polutan asap pabrik dan sebagainya. [1] ESDD merupakan kepadatan timbunan garam equivalent (Equivalent salt deposit density) dari larutan pengotor yang menempel pada permukaan isolator. [4] Klasifikasi polutan pada permukaan isolator ditentukan oleh besarnya ESDD, seperti ditunjukkan pada tabel 1. [9]

............................... (1) dengan : σ 20 = konduktivitas pada suhu 200 C = suhu larutan

σ

= konduktivitas pada suhu b = faktor koreksi pada suhu

(IEC 507)

Sesudah didapat konduktivitas pada suhu 200 C, selanjutnya dihitung konduktivitas garam dalam gram, menggungakan persamaan 2. [3], [4] 5,6𝑥𝑥10 −4 𝑥𝑥σ 20 𝐷𝐷 = ............................... (2) 10 dengan : D = konsentrasi garam NaCl (gram) σ 20 = konduktivitas garam µs/cm pada 200 C Setelah diperoleh konduktivitas pada suhu 200 C dan konsentrasi garam, kemudian dihitung nilai ESDD menggunakan persamaan 3. [3], [4] ............................ (3) dengan : ESDD = Equivalent Salt Deposit Density (mg/cm2) V = Volume air pencuci (ml) D 1 = Eqivalen konsentrasi garam dan air bersama kapas sebelum ada polutan (gr) D 2 = Eqivalen konsentrasi garam dan air bersama kapas dari polutan (gram) S = Luas permukaan isolator (cm2)

C.

Isolator terkontaminasi [3] Terbentuknya kontaminasi dapat diuraikan sebagai berikut : a. Polutan Laut Polutan garam yang terbawa oleh angin akan menempel dan mengotori permukaan isolator yang terpasang pada saluran udara di daerah pantai. [3] b. Polutan Darat Polutan debu dan asap dari pabrik industri yang terbawa angin dan menempel pada permukaan isolator 2.

2

akan terus bertambah dengan penambahan faktor-faktor lain seperti suhu udara, tekanan udara dan kelembaban akan menimbulkan lapisan konduktif pada permukaan isolator, yang dapat menyebabkan terjadinya flashover, sehingga dapat mengurangi kemampuan isolator, baik kemampuan mekanis maupun kemampuan elektris. [3] 3.

Pengaruh Polutan terhadap kinerja Isolator Polusi pada isolator dapat menimbulkan arus bocor pada permukaan isolator, arus bocor ini akan bertambah besar jika udara lembab atau pada saat hujan gerimis. [8], [9] Apabila polutan ini dibiarkan, maka jalur konduktif pada permukaan isolator yang terbentuk akan semakin tinggi nilai konduktivitasnya, yang menyebabkan adanya arus bocor bahkan dapat terjadi tegangan lewat denyar / flashover. [5] D.

Flashover pada Isolator Flashover adalah gangguan eksternal yang terjadi pada permukaan isolator atau proses loncatan api pada permukaan suatu isolator yang disebabkan oleh berbagai faktor, diantaranya suhu, kelembaban, dan lingkungan sekitarnya (debu, asap pabrik dan polutan garam). [3], [4] Tegangan flashover adalah nilai atau ukuran tegangan yang dapat ditahan isolator sampai terjadinya lompatan api / flashover. Di Indonesia pada musim kemarau terjadi penumpukan partikel-partikel kontamninan pada permukaan isolator dengan jenis dan tingkat kontaminan yang berbeda-beda. Sesuai dengan kondisi sekitar isolator itu dipasang, semakin jauh dari pantai semakin kecil ESDD nya. [5] Tegangan flashover pada permukaan isolator kering lebih tinggi dari pada tegangan flashover pada udara lembab, sehingga dalam keadaan basah / lembab isolator mudah terjadi flashover. Kegagalan tegangan pada isolator dapat dibedakan dalam dua kejadian, yaitu kegagalan tegangan tembus (puncture voltage) dan kegagalan permukaan yang berupa flashover. Tegangan gagal flashover lebih rendah dari tegangan gagal tembus, apabila isolator mengalami tegangan tembus, maka isolator dapat mengalami kerusakan total (hancur). [1] Besarnya tegangan gagal lewat denyar / flashover berbanding lurus dengan kepadatan udara relatif, secara matematis dinyatakan dalam persamaan 4. [11]

V = V ds . δ …….…. (4) dengan Vds : Tegangan dadal standar (volt) V : Tegangan gagal uji (volt) δ : kerapatan udara relatif besarnya kerapatan udara relatif dapat dilihat pada persamaan 5. [111 0,386.𝑏𝑏 δ= ...........…. (5) 273+𝑡𝑡 dengan b : tekanan udara (milibar) t : suhu udara ( 0c )

Tegangan flashover isolator akan semakin rendah dengan meningkatnya kelembaban udara. Jika V S adalah tegangan flashover isolator pada keadaan udara standar dan kelembaban 11 gr/m3, maka tegangan flashover isolator pada sembarang suhu, tekanan dan kelembaban udara dapat ditentukan sebagai berikut : [11] δ Vs V= …....................................................(6) kh Dimana k h adalah faktor koreksi kelembaban udara, dan dapat dilih at bahwa untu k δ d an V S tetap, tegangan flashover isolator pada saat pengujian (V) berbanding terbalik terhadap faktor koreksi kelembaban udara (k h ). Jadi semakin tinggi k h maka V akan semakin rendah. E.

Arus Bocor pada Isolator Apabila tegangan yang harus ditahan sebuah isolator melebihi dari kemampuannya maka akan terjadi aliran arus yang disebut dengan arus bocor. Pada pengujian arus bocor dibutuhkan alat tambahan berupa voltage devider yang berfungsi untuk membagi tegangan agar tegangan yang masuk ke osiloskop dapat terbaca pada skala dari osiloskop atau sebagai pengaman agar arus yang masuk pada osiloskop tidak terlalu besar pada saat terjadinya flashover. [1]

Gambar 1 Rangkain Resistor Pengukuran Arus Bocor

[8]

Dengan R 1 = 680 Ω, R 2 = 920 Ω, R 3 = 100 Ω, R 4 = 820 Ω, d an R 5 = 10.000 Ω. Berdasarkan perhitungan rangkaian pada gambar 1 diatas, didapat persamaan 7. Pada persamaan tersebut dapat dipergunakan untuk mendapatkan nilai arus bocor yang diamati dari Osiloskop. [8] I bocor (mA) = V osiloskop x 0,027285294 ............ (7) dengan : V osiloskop =

𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 1+ 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 2+𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉 3

3 Apabila tegangan kerja yang diterapkan semakin ditingkatkan, maka arus bocor yang mengalir pada permukaan isolator akan meningkat juga. Hal ini sesuai dengan persamaan 8. V = I * R ......................................................... (8) dimana : V : tegangan (volt) I : arus (Ampere) R : resistansi (ohm)

3

cm-tinggi 3 cm untuk ukuran kecil. Tunggu kira-kira sehari sampai benar-benar kering dan mengeras, setelah mengeras keluarkan bahan dari cetakan kemudian siap dicetak menyerupai dimensi isolator suspensi (isolator gantung) dengan tipe besar dan kecil masing-masing 5 buah dan 3 buah untuk membentuk dua buah isolator dengan urutan siripnya masing-masing Besar-Kecil-Besar (BKB) dan Besar-Besar-Besar (BBB).

III. METODOLOGI PENELITIAN Berikut proses penelitian yang dilakukan : MULAI

PERSIAPAN PENELITIAN

PEMBUATAN ISOLATOR

PEMBERIAN ESDD

PENGUJIAN TEGANGAN FLASHOVER & ARUS BOCOR

PENCUCIAN ESDD

PENGUKURAN ESDD

Gambar 3 Isolator 3 sirip BBB dan BKB

DATA

2) Pengujian tegangan lewat denyar (flashover)

ANALISA

KESIMPULAN

SELESAI

Gambar 2 Diagram alir proses penelitian

A.

Bahan Pembuatan Isolator Bahan isolator yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: • Resin Epoksi • Lem Silicone Rubber • Pasir Silika Dari bahan – bahan tersebut kemudian dicampur dengan komposisi seperti pada tabel 2. Tabel 2 komposisi pembuatan isolator uji

MPDA (%)

DGEBA (%)

Silika (%)

sealant (%)

30

30

20

20

B.

Peralatan Pengujian Pengujian isolator gantung (suspension isolator) menggunakan peralatan pengujian berupa : • Peralatan pengujian tegangan tinggi. • Chamber tempat pengujian. • Lemari uji. • Thermometer dan hygrometer. • Seperangkat alat penyemprot air. • Pembagi Tegangan. • Sela jarum. • Osiloskop. • Peralatan pendukung (alat tulis, laptop, kamera digital).

C.

Proses Pengujian

Tujuan pengujian tegangan Flashover adalah untuk mengetahui tegangan terapan pada pengujian arus bocor. Dimana tegangan terapan maksimal pada pengujian arus bocor adalah setengah dari tegangan flashover isolator uji itu sendiri. bagan pengujian dan rangkaian pengujian tegangan flashover isolator dapat dilihat pada gambar 4.

Gambar 4 Rangkaian Pengujian Tegangan Flashover

3.) Pengujian Arus Bocor Pada pengujian arus bocor ini bertujuan untuk mengetahui besarnya arus bocor yang terjadi pada isolator saat diberi tegangan nominalnya.[1] Adapun rangkaian pengujian arus bocor diperlihatkan pada gambar 5.

Gambar 5 Rangkaian Pengujian Arus Bocor

[9]

Tegangan terapan untuk arus bocor menggunakan skala 40-80 Volt dengan skala pengali tegangan 1 : 466.[5] Adapun langkah-langkah pengujian arus bocor dapat dilihat pada gambar 6.

1) Pembuatan Isolator Awalnya membuat cetakan isolator dari potongan pipa dengan ukuran diameter 10 cm-tinggi 3 cm dan diameter 8

4

Pada tabel 1 diatas merupakan hasil pengukuran konduktivitas hasil pencucian permukaan isolator dengan alat konduktometer yang diberi polutan buatan (NaCl). Dimana konduktivitas sebelum adalah hasil pengukuran konduktivitas pada air aquades sebelum dilakukan pencucian dan konduktivitas sesudah adalah hasil pengukuran air dan kapas sesudah dilakukan pencucian. Dalam pengukuran ESDD cukup konduktivitas sesduah yang dipakai, dan berat polutan berbanding lurus dengan konduktivitas hasil pencucian. Akan tetapi terdapat beberapa yang menurun, hal ini dikarenakan faktor luar pada saat dilakukan pencucian tidak menggunakan sarung tangan. Berikut merupakan hasil perhitungan ESDD dari data tabel 1.

Mulai

Pemasangan Isolator

Variasi basah kering

Kering

Variasi kontaminan

Basah

ESDD 10 gr

ESDD 10 gr

Mengatur tegangan terapan

Catat dan foto gambar gelombang pada osiloskop

1.

Polutan 10gram BKB tanpa lapisan Berdasarkan persamaan 2.6 dan data tabel 1, didapat hasil perhitungan sebagai berikut. D 1 = 2,63 x 10-4 D 2 = 2,871 x 10-3 dan berdasarkan 2.7, didapat hasil perhitungan sebagai berikut. ESDD = 0,117 mg/cm2

Ya Uji lagi ? Tidak Ganti Isolator

Selesai

Gambar 6 Diagram alir proses pengujian

IV. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA A.

Pengujian ESDD Tujuan pengukuran ESDD (Equivalent Salt Deposit Density) adalah untuk menjelaskan besarnya kandungan garam dalam mg/cm2 sebagai suatu unsur konduktif pada permukaan isolator. Pada penelitian ini adapun luas permukaan pada isolator Besar-Kecil-Besar (BKB) dan Besar-Besar-Besar (BBB) adalah masing-masing 111,076 cm2 dan 118,926 cm2. Tabel 1 Hasil pengukuran konduktivitas pada isolator Tanpa lapisan BKB BBB

Konduktivitas Konduktivitas Berat sebelum setelah Polutan 10 gr 5,2 µs/cm 54 µs/cm 20 gr 6 µs/cm 84,7 µs/cm 10 gr 7,4 µs/cm 86,1 µs/cm 20 gr 8 µs/cm 86,8 µs/cm

Berat kapas 2,54 gr

Suhu air 27,8

2,52 gr

27,8

Lapisan silane BKB BBB

10 gr 20 gr 10 gr 20 gr

3,6 µs/cm 6,6 µs/cm 3,6 µs/cm 6,9 µs/cm


2,48 gr

27,8

2,44 gr

27,8

10 gr 20 gr 10 gr 20 gr


65,7 µs/cm 150 µs/cm 68,3 µs/cm

2,56 gr

27,8

2,55 gr

27,8

Lapisan melamin BKB BBB

Berdasarkan persamaan 2.6 dan tabel 1, dengan cara yang sama untuk isolator lapisan silane dan lapisan melamin, maupun untuk polutan 20gram, maka akan didapat seperti pada tabel 2. Pada hasil perhitungan ESDD diatas, apabila semakin tinggi nilai ESDD (mg/cm2), maka tegangan flashover justru mengalami penurunan. Tabel 2 Hasil perhitungan ESDD pada isolator Jenis Polutan BKB tanpa lapisan BBB tanpa lapisan BKB lapisan silane BBB lapisan silane BKB lapisan melamin BBB lapisan melamin

ESDD 10 gram 0,117 mg/cm2 0,178 mg/cm2 0,0662 mg/cm2 0,192 mg/cm2 0,125 mg/cm2 0,1333 mg/cm2

ESDD 20 gram 0,095 mg/cm2 0,089 mg/cm2 0,098 mg/cm2 0,101 mg/cm2 0,178 mg/cm2 0,218 mg/cm2

B.

Pengujian Tegangan Flashover Pada penelitian ini pengujian tegangan Flashover akan terbagi menjadi dua pengaruh terhadap tegangan Flashover, yaitu : 1.

Pengaruh polutan ESDD dan lapisan isolator terhadap tegangan Flashover Pengujian dilakukan pada variasi lapisan, yaitu tanpa lapisan, lapisan silane dan lapisan melamin dengan pengaruh basah-kering.

199,5 µs/cm

5

a. Isolator BKB pada keadaan Kering

silane polutan 10 gram tegangan flashover justru mengalami penurunan, hal ini dikarenakan faktor kelembaban pada saat pengujian. c.

Isolator BBB pada keadaan kering

ESDD 10 gr ESDD 20 gr

Tanpa Lap

Vp (volt) Lap Lap Silane Melamin

Vs (kv) = Vp (kv) *466 Tanpa Lap Lap Lap Silane Melamin

209,3

197,7

216,3

97,5

92,1

100,8

209,3

210,0

222,3

97,5

97,9

103,6

Gambar 7 Pengaruh ESDD dan lapisan terhadap tegangan flashover pada isolator BKB kering

Dari gambar 7 merupakan hasil pengujian pengaruh polutan ESDD dan lapisan terhadap tegangan flashover isolator pada sirip BKB kering. Berdasar pada tabel 2 dan gambar 7 dapat dilihat bahwa semakin tinggi ESDD, semakin rendah tegangan flashover. Namun pada lapisan melamin polutan 20 gram tegangan flashover justru mengalami penurunan, hal ini dikarenakan faktor kelembaban pada saat pengujian. b.

Isolator BKB pada keadaan basah


Tanpa Lap



133,3

140,0

154,3

62,1

65,2

71,9

145,7

159,0

136,7

67,9

74,1

63,7

Gambar 9 Pengaruh ESDD dan lapisan terhadap tegangan flashover pada isolator BBB kering

Dari gambar 9 merupakan hasil pengujian pengaruh polutan ESDD dan lapisan terhadap tegangan flashover isolator pada sirip BBB kering. Berdasar pada tabel 2 dan gambar 9 dapat dilihat bahwa semakin tinggi ESDD, semakin rendah tegangan flashover. Namun pada lapisan melamin polutan 10 gram tegangan flashover justru mengalami penurunan, hal ini dikarenakan faktor kelembaban pada saat pengujian. d.

Isolator BBB pada keadaan basah


Tanpa Lap



126,3

155,7

166,0

58,9

73,5

77,4

140,0

163,0

138,3

65,2

76,0

64,4

Gambar 8 Pengaruh ESDD dan lapisan terhadap tegangan flashover pada isolator BKB basah

Dari gambar 8 merupakan hasil pengujian pengaruh polutan ESDD dan lapisan terhadap tegangan flashover isolator pada sirip BKB basah. Berdasar pada tabel 2 dan gambar 8 dapat dilihat bahwa semakin tinggi ESDD, semakin rendah tegangan flashover. Namun pada lapisan

Gambar 10 Pengaruh ESDD dan lapisan terhadap tegangan flashover pada isolator BBB basah

6

Dari gambar 10 merupakan hasil pengujian pengaruh polutan ESDD dan lapisan terhadap tegangan flashover isolator pada sirip BBB basah. Berdasar pada tabel 2 dan gambar 10 dapat dilihat bahwa semakin tinggi ESDD, semakin rendah tegangan flashover. 2.

Pengaruh basah-kering dan bentuk sirip isolator terhadap tegangan Flashover Pengujian Flashover ini dilakukan pada variasi lapisan, yaitu tanpa lapisan, lapisan silane dan lapisan melamin dengan pengaruh tingkat polutan.

c. Lapisan melamin 10gram Vp (volt) BKB

BBB

Vs (kv)

Kering

Basah

Kering

Basah

190,3

140

88,68

65,24

Kering

Basah

Kering

Basah

197,7

155,7

92,13

72,56

a. Tanpa lapisan 10gram Vp (volt) BKB

BBB

Vs (kv)

Kering

Basah

Kering

Basah

198,7

133,3

92,59

62,12

Kering

Basah

Kering

Basah

209,3

126,3

97,53

58,86

Gambar 13 Pengaruh basah-kering dan BKB-BBB terhadap tegangan flashover pada isolator lapisan melamin 10gram

d. Tanpa lapisan 20gram Vp (volt) BKB

BBB

Vs (kv)

Kering

Basah

Kering

Basah

210

154,3

97,86

71,90

Kering

Basah

Kering

Basah

216,3

166

100,80

77,36

Gambar 11 Pengaruh basah-kering dan BKB-BBB terhadap tegangan flashover pada isolator tanpa lapisan 10gram

b. Lapisan silane 10gram Vp (volt) BKB

BBB

Kering

Basah

Vs (kv) Kering

Basah

190,3

140

88,68

65,24

Kering

Basah

Kering

Basah

197,7

155,7

92,13

72,56 Gambar 14 Pengaruh basah-kering dan BKB-BBB terhadap tegangan flashover pada isolator tanpa lapisan 20gram

e. Lapisan silane 20gram Vp (volt) BKB

BBB

Kering

Basah

188,3

159

Kering

Basah

210

163

Vs (kv) Kering 87,75 Kering 97,86

Basah 74,09 Basah 75,96

Gambar 12 Pengaruh basah-kering dan BKB-BBB terhadap tegangan flashover pada isolator lapisan silane 10gram

7

Pengaruh Polutan ESDD terhadap Arus Bocor 1. Tanpa lapisan a. BKB kering

Gambar 15 Pengaruh basah-kering dan BKB-BBB terhadap tegangan flashover pada isolator lapisan silane 20gram

f. Lapisan melamin 20gram Vp (volt) BKB

BBB

Kering

Basah

217,7

136,7

Kering

Basah

222,3

138,3

Vs (kv) Kering 101,45 Kering 103,59

Basah 63,70 Basah 64,45 Gambar 17 Pengaruh ESDD terhadap arus bocor tanpa lapisan dan BBB kering

b.

BKB basah

Gambar 16 Pengaruh basah-kering dan BKB-BBB terhadap tegangan flashover pada isolator lapisan melamin 20gram

Dari gambar 11,12,13,14,15 dan 16 didapat untuk variasi basah-kering pada isolator BKB maupun BBB tegangan flashover paling tinggi pada keadaan kering. Jadi dapat dilihat jika semakin tinggi kelembaban maka tegangan flashover akan semakin rendah. Hal ini sesuai dengan persamaan (6), yang mana untuk δ dan V S tetap, tegangan flashover isolator pada saat pengujian (V) berbanding terbalik terhadap faktor koreksi kelembaban udara (k h ). Jadi semakin tinggi k h maka V akan semakin rendah C. Pengujian Arus Bocor Pada penelitian ini pengujian arus bocor dilakukan secara tiga kali dan dirata-rata pada isolator tanpa lapisan, lapisan silane dan lapisan melamin dan masing-masing lapisan tersebut terdapat sirip Besar-Kecil-Besar (BKB) dan BesarBesar-Besar (BBB). Adapun hasilnya dari layar osiloskop.

Gambar 18 Pengaruh ESDD terhadap arus bocor tanpa lapisan dan BKB basah

Dari gambar 17 dan 18 didapat untuk setiap kenaikan tegangan terapan, arus bocor mengalami kenaikan. Hal ini sesuai dengan persamaan (8). Dan efek polutan pada isolator akan berpengaruh arus bocor, semakin tinggi polutan maka arus bocor akan semakin tinggi. Polutan yang menempel pada permukaan isolator akan berangsur-angsur membentuk lapisan tipis yang bersifat konduktif, dan semakin tinggi polutan yang menempel, maka lapisan garam tersebut akan semakin tebal dan arus bocor semakin tinggi.

8

c.

BBB kering

Dari gambar 20 didapat untuk setiap kenaikan tegangan terapan, arus bocor mengalami kenaikan. Hal ini sesuai dengan persamaan (8). Dan efek polutan pada isolator akan berpengaruh arus bocor, dimana semakin tinggi polutan, maka arus bocor akan semakin tinggi. Namun pada tegangan terapan 18,64 Kv, 23,3 Kv, 27,96 Kv, 32,62 Kv dan 37,28 Kv pada polutan 10gram mempunyai nilai arus bocor yang lebih tinggi. Hal ini bisa disebabkan oleh tingkat kelembaban yang tidak konstan pada ruang uji, 2.

Lapisan silane a. BKB kering

Gambar 19 Pengaruh ESDD terhadap arus bocor tanpa lapisan dan BBB kering

Dari gambar 19 didapat untuk setiap kenaikan tegangan terapan, arus bocor mengalami kenaikan. Hal ini sesuai dengan persamaan (8). Dan efek polutan pada isolator akan berpengaruh arus bocor, dimana semakin tinggi polutan, maka arus bocor akan semakin tinggi. Kecuali pada tegangan terapan 32,62 Kv dan 37,28 Kv yang pada polutan 10gram mempunyai nilai arus bocor yang lebih tinggi. Hal ini bisa disebabkan oleh tingkat kelembaban yang tidak konstan pada ruang uji.

Gambar 21 Pengaruh ESDD terhadap arus bocor lapisan silane dan BKB kering

b. d.

BKB basah

BBB basah

Gambar 22 Pengaruh ESDD terhadap arus bocor lapisan silane dan BKB basah

Gambar 20 Pengaruh ESDD terhadap arus bocor tanpa lapisan dan BBB basah

Dari gambar 21 dan 22 didapat untuk setiap kenaikan tegangan terapan, arus bocor mengalami kenaikan. Hal ini sesuai dengan persamaan (8). Dan efek polutan pada isolator akan berpengaruh arus bocor, semakin tinggi polutan maka

9

arus bocor akan semakin tinggi. Polutan yang menempel pada permukaan isolator akan berangsur-angsur membentuk lapisan tipis yang bersifat konduktif, dan semakin tinggi polutan yang menempel, maka lapisan garam tersebut akan semakin tebal dan arus bocor semakin tinggi. c.

3. a.

Lapisan melamin BKB kering

BBB Kering

Gambar 25 Pengaruh ESDD terhadap arus bocor lapisan melamin dan BKB kering

b.

BKB Basah

Gambar 23 Pengaruh ESDD terhadap arus bocor lapisan silane dan BBB kering

Dari gambar 23 didapat untuk setiap kenaikan tegangan terapan, arus bocor mengalami kenaikan. Hal ini sesuai dengan persamaan (8). Dan efek polutan pada isolator akan berpengaruh arus bocor, dimana semakin tinggi polutan, maka arus bocor akan semakin tinggi. Kecuali pada tegangan terapan 32,62 Kv dan 37,28 Kv yang pada polutan 10gram mempunyai nilai arus bocor yang lebih tinggi. Hal ini bisa disebabkan oleh tingkat kelembaban yang tidak konstan pada ruang uji. d.

BBB basah Gambar 26 Pengaruh ESDD terhadap arus bocor lapisan melamin dan BKB basah

c.

BBB Kering

Gambar 24 Pengaruh ESDD terhadap arus bocor lapisan silane dan BBB basah

10

2.

3.

Gambar 27 Pengaruh ESDD terhadap arus bocor lapisan melamin dan BBB kering

d.

4.

BBB Basah 5.

10gram lebih besar dari polutan 20gram, hal ini seperti yang ditunjukkan pada gambar 7. Hasil pengujian menyatakan bahwa untuk isolator dalam keadaan basah mempunyai nilai tegangan flashover yang rendah. Hal ini seperti yang ditunjukkan pada gambar 16. Besarnya arus bocor yang mengalir pada permukaan isolator berbanding lurus dengan tegangan kerja yang dikenakan pada isolator, dalam arti dengan peningkatan tenaga kerja akan memperbesar nilai arus bocor yang mengalir pada permukaan isolator. Hal ini seperti yang ditunjukkan pada gambar 28. Pengaruh polutan ESDD terhadap arus bocor pada tegangan ujinya bervariasi, menunjukkan bahwa arus bocor pada ESDD 10gram lebih besar dari pada arus bocor untuk ESDD 20gram, hal ini ditunjukkan pada gambar 18,19,20. Dalam keadaan basah arus bocor yang mengalir pada permukaan isolator akan mengalami peningkatan, dalam arti isolator akan mudah terjadi arus bocor pada keadaan udara lembab / basah / hujan yang akan menurunkan fungsi iosolator bahkan merusak jika terjadi secara kontinyu. Hal ini seperti yang ditunjukkan pada gambar 28.

B.

Gambar 28 Pengaruh ESDD terhadap arus bocor lapisan melamin dan BBB basah

Dari gambar 24, 25, 26, 27 dan 28 didapat untuk setiap kenaikan tegangan terapan, arus bocor mengalami kenaikan. Hal ini sesuai dengan persamaan (8). Dan efek polutan pada isolator akan berpengaruh arus bocor, semakin tinggi polutan maka arus bocor akan semakin tinggi. Polutan yang menempel pada permukaan isolator akan berangsur-angsur membentuk lapisan tipis yang bersifat konduktif, dan semakin tinggi polutan yang menempel, maka lapisan garam tersebut akan semakin tebal dan arus bocor semakin tinggi.

V. PENUTUP A.

Kesimpulan Dengan melihat beberapa hal penting dalam pembahasan dan data-data yang diperoleh, selanjutnya dapat diambil beberapa point yang dijadikan kesimpulan didalam penelitian ini, yaitu : 1.

Besarnya tegangan flashover berbanding terbalik dengan tingkat polutan ESDD, dalam arti semakin tinggi ESDD, semakin rendah tegangan flashover, hal ini seperti yang ditunjukkan pada gambar 9. Sedangkan pada lapisan silane tingkat polutan

Saran Penulis selanjutnya memberikan saran-saran sebagai pertimbangan bagi peneliti berikutnya. Adapun saran-saran tersebut adalah : 1 Perlu dikembangkan berbagai metode pengujian arus bocor selain pada pengaruh ESDD, agar dapat memberikan hasil yang lebih baik. 2 Perlu dilakukan perhitungan ESDD pada permukaan isolator dengan menggunakan software Matlab agar dapat mengetahui tingkat polutannya secara pasti dan mengantisipasi karakteristik isolator yang dipakai. DAFTAR PUSTAKA

[1] Amriadi Ivran, “Karakteristik Flashover dan Arus Bocor pada bahan isolasi polymer yang berpolutan”, Skripsi, UGM, 2000, Yogyakarta. [2] Agus suryanto - T. Haryono - Tumiran, “Efek polutan garam pada kegagalan tegangan isolator gantung dengan analisis data memakai program bantu Matlab”, Tesis Fakultas Teknik Elektro Universitas Gadjah Mada, Januari 2005, Yogyakarta. [3] Bahri Syamsul, “Pengukuran sudut kontak terhadap knerja material isolasi berbahan dasar resin epoksi dengan pengisi Alumunium Trihydate (ATH) dan silicone rubber terkontaminasi polutan parangtritis dan industri gresik”, skripsi UGM, 2005, Yogyakarta.

11

[4] Wa Ode Zulkaidah, “Pengaruh polutan terhadap kinerja hodrofobik permukaan bahan isolator silicone rubber”, Makalah dosen, Unversitas Haluoleo, 2009, Yogyakarta. [5] Djoko Sedyadi – Tumiran – Hamzah Berahim, “Pengaruh kontaminan terhadap arus bocor pada isolator gantung”, Tesis Fakultas Teknik Elektro Universitas Gadjah Mada, Mei 2001, Yogyakarta. [6] Arif Rahman Hakim, Muhammad, “Studi Pengaruh UV terhadap karakteristik bahan isolasi resin epoksi berpolutan garam (NaCl) dengan bahan pengisi pasir silika dan lem silicon”, Skripsi UGM, 2003, Yogyakarta

BIODATA Penulis lahir di Semarang, 23 Januari 1990 mempunyai riwayat pendidikan di SD sampai SMA di Semarang. Saat ini sedang menjalankan studi strata 1 di Teknik Elektro Universitas Diponegoro konsentrasi teknik tenaga listrik.

Mengetahui / Mengesahkan : Pembimbing I

[7] Abdul Syakur (2010). Isolator Saluran Udara. From http://abdulsyakur.blog.undip.ac.id/tag/isolator/, (diakses tanggal 30 desember 2011). [8] Jatmiko, Hasyim Asyari, Hartoyo, “Pengaruh Polutan Garam Terhadap Arus Bocor pada Bahan Isolasi Resin Epoksi Bhisphenol A untuk Isolator Tegangan Tinggi” , Jurnal Teknik, UMS, Surakarta, 2004. [9] Tobing Bonggas L , “Hubungan profil isolator dengan tingkat intensitas polusi di suatu kawasan”, Makalah, USU, Sumatra Utara 2003. [10] Arismunandar A., Teknik Tegangan Tinggi, Pradnya Paramita, Jakarta, 1984.

Abdul Syakur, S.T., M.T. NIP. 19720422 199903 1 004 Pembimbing II

Ir. Yuningtyastuti, M.T. NIP. 19520926 198303 2 001

[11] Tobing Bonggas L , “Peralatan Tegangan Tinggi”, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2002. [12] Berahim H, “Metodologi untuk mengkaji kinerja isolasi polimer resin epoksi silane sebagai material isolator tegangan tinggi di daerah tropis”, Dessertasi Teknik Elektro Fakultas Teknik UGM, 2005, Yogyakarta. [13] Syafriyudin, “Pengujian kandungan ESDD dan sifat hidrofobik bahan isolasi resin epoksi dengan bahan pengisi sekam padi”, Makalah Skripsi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Sains dan Teknologi AKPRINDO, Desember 2009, Yogyakarta. [14] R.S Gorur, E.A Cherney, J.T Burham, “Outdoor Insulator”, Erlangga, Bandung, 2005. [15] Henry Lee, Kriss Nevile, “Resin Epoxy”, Mc Graw Hill Book Company, Inc., New York, 1957.

12

Pengaruh Equivalent Salt Deposit Density (ESDD) Terhadap Tegangan Flashover

Recommend Documents