tugas individu - teknik tegangan tinggi - prof.ir. syamsir abduh , mm, ph.d - universitas trisakti
TRANSCRIPT
KARAKTERISTIK KORONA DAN TEGANGAN TEMBUS ISOLASI MINYAK
PADA KONFIGURASI ELEKTRODA JARUM-PLAT
Anggita Mentari Putri / 062.13.004
85
PENDAHULUAN
Isolasi memiliki peranan yang sangat penting dalam sistem tenaga listrik.
Mengapa?
Isolasi diperlukan untuk memisahkan bagian yang bertegangan dengan yang tidak bertegangan sehingga tidak terjadi lompatan listrik atau percikan diantaranya.
Namun, tegangan tembus isolasi dan peristiwa korona merupakan tegangan yang mampu merusak ketahanan isolasi dari suatu bahan isolasi.
Maka dilakukan pengujian untuk mengetahui karakteristik dari kedua permasalahan tersebut.
Dengan sumber tegangan tinggi AC dan DC.
FENOMENA PRE-BREAKDOWN
Isolasi Cair
Isolasi cair memiliki dua fungsi yaitu sebagai pemisah antara bagian yang bertegangan dan juga sebagai pendingin (banyak digunakan pada transformator, pemutus tenaga, switch gear).
Minyak merupakan salah satu bahan isolasi yang termasuk dalam bahan dielektrik.
Mekanisme Kegagalan Isolasi Cair
Ada beberapa alasan mengapa isolasi cair digunakan, antara lain:
1. Memiliki kerapatan 1000 kali kekuatan dielektrik yang lebih tinggi menurut hukum Paschen.
2. Mengisi celah / ruang yang diisolasi secara serentak melalui proses konversi menghilangkan panas yang timbul akibat rugi energi.
3. Self healing discharge.
Namun kekurangan utama isolasi cair adalah mudah terkontaminasi
Terdapat beberapa macam faktor yang diperkirakan mempengaruhi kegagalan minyak transformator seperti:
• Luas daerah elektroda• Jarak celah (gap spacing)• Pendinginan• Perawatan sebelum pemakaian (elektroda dan
minyak)• Pengaruh kekuatan dielektrik dari minyak
transformator yang diukur
Kegagalan isolasi (insulation breakdown, insulation failure) disebabkan karena
- Aging- Berkurangnya kekuatan dielektrik karena dikenakan tegangan lebih.
Karakteristik isolator akan berubah bila material tersebut kemasukan suatu ketidakmurnian (lembab)
Fenomena KoronaKorona disifatkan sebagai:“Terjadinya suatu pelepasan muatan yang bermula pada permukaan dari suatu kawat bila nilai medan listrik pada permukaan kawat itu melampaui nilai tertentu”
PENGUJIAN
Elektroda Elektroda jarum-plat terbuat dari bahan stainless steel. Elektroda jarum di manfaatkan sebagai anoda sedangkan elektroda plat sebagai katodanya.
Minyak Isolasi TRANSFORMER OIL POWEROIL TO 1020 60U yang di produksi oleh APAR INDUSTRIES LTD. Dibutukan 3 liter minyak trafo untuk mengisi tempat pengujian.
Pengujian dilakukan di laboratorium Tegangan Tinggi milik Teknik Elektro ITS, dengan menggunakan tegangan tinggi AC dan DC. Langkah-langkah pengujian yaitu,
1. Tahap persiapan (peralatan dibersihkan, jarak sela elektroda diatur)
2. Tahap pengujian (Mengatur Test Method dari kontrol box pada posisi AC atau DC)
3. Tahap akhir pengujian (Catat nilai tegangan tembusnya)
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Hasil Pengujian Pengujian dilakukan sebanyak 5 kali. Hasil dari pengujian diperoleh rata-rata nilai inception voltage (nilai korona) dan streamer breakdown (tegangan tembus ) adalah sebagai berikut :
STREAMER BREAKDOWN
Dimana elektroda dengan ukuran diameter lebih besar
(2.0 mm) dan jarak sela ditambahkan maka peristiwa
untuk mencapai tegangan tembusnya juga
membutuhkan tegangan semakin besar.
Hal ini terjadi karena semakin besar jarak sela maka semakin tebal juga
kerapatan minyak sebagai media isolasinya
INCEPTION VOLTAGE
Dimana semakin besar ukuran ujung permukaan elektroda maka
makin besar tegangan yang diperlukan untuk mencapai
peristiwa korona, begitu juga semakin besar jarak sela maka
semakin besar juga nilai Inception Voltage.
Nilai Inception Voltage tegangan tinggi DC lebih tinggi dari AC karena perbedaan muatan,
dimana pada tegangan tinggi DC hanya muatan positif, sedangkan pada tegangan tinggi AC terdapat
muatan positif dan negatif.
ANALISIS
Tegangan dinaikkan sampai 30 kV muncul flashover untuk pertama kali atau dikenal dengan istilah
Inception Voltage
Tegangan dinaikkan sampai 34 kV maka terjadi peristiwa tegangan tembus, terjadi
flashover dan muncul gelembung gelembung gas,.
Gelembungini tercipta akibat dari reaksi kimia karena
pengaruh tegangan yang kuat maka
beberapa molekul minyak akan terionisasi, dan
melepas gas.
Terdapat medan disekitar elektroda jika elektroda
diberi tegangan. Bila tegangan yangdiberikan sudah
melampaui batas kekuatan isolasi minyak,
maka akan muncul lucutan korona yang
pertama kali.
Mekanisme Streamer Breakdown Voltage
Inception Voltage CoronaLucutan Korona pada Gelembung
Gelembung gas tersebut tidak menghilang
dengan cepat, tetapi masih terpencar di kedua ujung
elektrodamenjadi gelembung yang lebih kecil lagi . Sehingga menyebabkan terjadinya
SteamerBreakdown Voltage.
Streamer Breakdown Voltage
Streamer Breakdown pada elektroda 1 mm tegangan AC
Streamer Breakdown pada elektroda 2 mm tegangan DC
Efek Mekanik Korona
Kesimpulan
1. Semakin besar diameter ujung elektroda maka semakin besar juga nilai Inception Voltage dan Streamer Breakdown Voltage.
2. Gelembung-gelembung gas mempunyai pengaruh pada peristiwa terjadinya tegangan tembus (Streamer Breakdown Voltage) dimana gelembung tersebut akan mempercepat proses terjadinya Streamer Breakdown, karena gelembung-gelembung gas tersebut memilki kekuatan dielektrik yang lebih rendah dari minyak.
Daftar Pustaka
Wijaya, I Made Indra. KARAKTERISTIK KORONA DAN TEGANGAN TEMBUS ISOLASI MINYAK PADA KONFIGURASI ELEKTRODA JARUM-PLAT. Tugas Akhir S1. Jurusan Teknik Elektro-FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember