Pengaruh Bentuk dan Jumlah Partikel Terhadap

PROSEDING SEMINAR TUGAS AKHIR (2014) 1-6
1
Pengaruh Bentuk dan Jumlah Partikel Terhadap
Karakteristik Partial Discharge dan Tegangan Tembus
Isolasi Minyak Pada Medan Seragam
Made Yudhi Setyawan, I Made Yulistya Negara. R. Wahyudi
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: [email protected]
Abstrak— Media isolasi minyak merupakan suatu jenis media
isolasi yang biasa digunakan dalam peralatan tegangan tinggi
untuk memisahkan bagian bertegangan dengan bagian tidak
bertegangan. Namun media isolasi minyak dapat mengalami
penurunan nilai tegangan tembus, salah satu penyebab
penurunan tersebut adalah adanya partikel pejal. Oleh karena
itu diperlukan suatu pengujian untuk mengetahui pengaruh
suatu partikel terhadap karakteristik partial discharge dan
tegangan tembus isolasi minyak. Dari hasil pengujian
didapatkan adanya partikel mengurangi nilai tegangan tembus
dari suatu media isolasi minyak. Selain itu adanya partikel
menyebabkan timbulnya dua jenis korona pada media isolasi
minyak, yaitu korona positif dan korona negatif.
Kata Kunci—isolasi minyak, partial dischrage, partikel,
tegangan tembus
M
I. PENDAHULUAN
EDIA isolasi merupakan suatu media yang digunakan
untuk memisahkan dua atau lebih elektroda
bertegangan. Salah satu jenis dari media isolasi ini adalah
media isolasi cair. Media isolasi cair memiliki kekuatan
dielektrik yang lebih besar jika dibandingkan dengan media
isolasi gas. Dibandingkan dengan media isolasi gas, media
isolasi cair memiliki kerapatan 1000 kali atau lebih. Media
isolasi cair biasanya digunakan sebagai media isolasi pada
kapasitir dan trensformator. Salah satu jenis media isolasi cair
adalah minyak.
Dibalik keunggulan yang dimiliki oleh media isolasi cair,
media isolasi cair juga dapat mengalami tegangan tembus
atau proses kegagalan media isolasi. Salah satu penyebab
terjadinya tegangan tembus karena adanya kontaminasi
partikel pada media isolasi cair. Media isolasi cair dapat
mengalami penuaan yang mengakibatkan adanya partikelpartikel lain di dalamnya, seperti oksigen, air, endapan,
partikel-partikel lain hasil dekomposisi bahan padat yang
akan mengkontaminasi media isolasi cair dan dapat
menurunkan nilai tegangan tembus media isolasi cair
tersebut.[1]
Karena adanya partikel dapat mempengaruhi karakteristik
tegangan media isolasi cair, maka dibutuhkan penelitian
pengaruh bentuk dan jumlah partikel terhdap karakteristik
tegangan tembus pada media isolasi minyak.
partikel tersebut. Adanya medan akan menghasilkan gaya
elektrik yang mendorong partikel kearah medan yang kuat.
Besarnya gaya elektrik yang bekerja pada butiran padat
adalah sebagai berikut:
𝜀 −𝜀
𝐹 = 2𝜋𝑟 3 𝜀0 𝜀1 𝜀 2+2𝜀1
2
1
∇𝐸2
(1)
Adapun F= besarnya gaya yang bekerja pada partikel, r=
jari-jari partikel, E= gradient tegangan, 𝜀1 = permitivitas
dielektrik cair, 𝜀2 = Permitivitas partikel.
Jika 𝜀2 > 𝜀1 , maka gaya yang bekerja pada partikel searah
dengan tekanan listrik masksimum (Fa) dan mendorong
partikel ke arah bagian yang memiliki medan yang kuat.
Sebaliknya, jika 𝜀2 < 𝜀1 , maka gaya yang bekerja pada butiran
berlawanan arah dengan tekanan listrik maksimum (Fb). Saat
𝜀2 > 𝜀1 , konstanta dielektrik partikel lebih besar jika
dibandingkan dengan dielektrik di sekitarnya, sehingga saat
terdapat medan yang tinggi di elektroda, partikel tersebut
akan terdorong ke arah bagian yeng memiliki medan yang
kuat. Partikel yang tertarik pada medan yang kuat akan terisi
muatan akibat pengaruh medan tersebut. Setelah partikel
tersebut termuati, partikel akan kembali ke elektroda dengan
medan yang lemah dan akan melepaskan muatan sehingga
terjadi peluahan kecil antara partikel dengan elektroda. [2]
Selain itu terdapat pula gaya grafitasi dan gaya viscous
(kekentalan) yang berpengaruh pada partikel. Gaya grafitasi
merupakan gaya tekan ke bawah yang bekerja pada partikel.
Sedangkan gaya viscous merupakan kekentalan suatu media
isolasi. Gaya ini akan memperlambat pergerakan partikel.
Besarnya gaya grafitasi dan viscous adalah sebagai berikut:
Gaya grafitasi
𝐹𝑔 = 𝜋𝑟 2 𝑙𝜌𝑔
(2)
Gaya kekentalan (viscous)
𝐹𝑣 = 6𝜋𝜂𝑟𝑣
(3)
+
FA
FB
II. KEGAGALAN PARTIKEL MEDIA ISOLASI CAIR
Adanya butiran padat/partikel pada suatu bahan isolasi
dapat disebabkan oleh adanya penuaan bahan isolasi,
masuknya partikel-partikel pada saat pengoperasian dan
kontak terhadap lingkungan luar pada peralatan yang tidak
tertutup. Partikel dalam bahan isolasi akan mengakibatkan
terjadinya pembesaran medan pada bahan isolasi disekitar
Gambar 1. Kegagalan partikel media isolasi minyak
PROSEDING SEMINAR TUGAS AKHIR (2014) 1-6
2
Adapun 𝜌= kepadatan partikel (kg/m3), g = percepatan
grafitasi (9,8m/s2), v = kecepatan partikel, 𝜂 = koefisien
kekentalan (viscocity).[7,8]
Ketiga gaya tersebut bekerja secara bersama terhadap
partikel. Jika gaya elektrik lebih besar dari gaya grafitasi dan
viscous maka partikel akan terdorong ke arah medan yang
kuat.
Saat terdapat banyak partikel dalam dielektrik, gaya Fa
mengakibatkan partikel akan tertarik dan sejajar diantara
kedua elektroda seakan-akan membentuk jembatan yang
akan mengawali terjadinya kegagalan.
Terdapat standar pengujian dalam melaksanakan suatu
pengujian tegangan tembus dalam isolasi minyak, yaitu IEC
156 dan SPLN 49-1 1982. Menurut standar tersebut, jarak
yang digunakan antara elektroda adalah 2,5 mm dengan besar
tegangan tembus yang terjadi adalah 30 kV. Namun dalam
pengujian ini, digunakan jarak sela sebasar 10 mm, hal itu
dikarenakan pengujian ini hanya bertujuan untuk mengetahui
pengaruh bentuk dan jumlah partikel terhadap partial
discharge dan tegangan tembus pada media isolasi minyak.
Selain itu, digunakannya jarak sela 10 mm dikarenakan untuk
mempermudah melihat gejala-gejala yang terjadi saat
pengujian dilakukan.
III. RANGKAIAN PERCOBAAN
Pada Tugas Akhir ini digunakan tegangan tinggi DC dalam
pengujian untuk mengetahui pengaruh bentuk dan jumlah
partikel terhadap karakteristik partial discharge dan tegangan
tembus isolasi minyak. Adapun rangkaian penguian yang
akan digunakan seperti gambar 2 dan gambar 3.
Adapun bagian-bagian dari rangkaian pengujian tersebut
adalah sebagai berikut: 1 = high voltage transformer, 2 = high
voltage dioda, 3 = coupling capacitor, 4 = measuring
resistor, 5 = elektroda plat-plat, 6 = grounding switch, 7 =
current transducer, 8 = PC, 9 = current probe.
Pengujian untuk menentukan pengaruh bentuk dan jumlah
partikel terhadap karakteristik partial discharge dan tegangan
tembus isolasi minyak pada medan seragam dilakukan di
Laboratorium Tegangan Tinggi Teknik Elektro ITS.
Pengujian dilakukan dengan menggunakan tegangan tinggi
DC dan bentuk serta jumlah partikel sebagai variabelnya.
Partikel yang digunakan adalah aluminium.
Partikel yang digunakan terbuat dari aluminium yang
terbuat dari kabel aluminium yang dipotong kecil-kecil.
Kabel aluminium dipotong dengan ukuran 2mm, 4mm dan
6mm.
IV. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
A. Hasil Pengujian Pergerakan Partikel
Selama pelaksanaan pengujian, dilakukan pula proses
perekaman video untuk mengetahui pergerakan partikel di
dalam media isolasi minyak. Dari rekaman video didapatkan
hasil seperti gambar 4.
B. Hasil Pengujian Partial Dicharge dan Tegangan Tembus
Dalam pengujian untuk menentukan pengaruh bentuk dan
jumlah partikel karakteristik partial discharge dan tegangan
tembus pada medan seragam dilakukan proses pengukuran
inception voltage dan didapatkan hasil tabel 1 dan tabel 2.
Setelah didapatkan hasil tegangan awal terjadinya partial
discharge , selanjutnya dilakukan pengujian nilai tegangan
tembus dengan hasil seperti tabel 3.
A
B
C
D
2
3
1
4
5
6
Gambar 2. Rangkaian pengujian DC
E
Gambar 4 Pergerakan partikel dalam media isolasi minyak
Tabel 1. Inception voltage partial discharge terhadap jumlah dan ukuran
panjang partikel (jari-jari penampang 0,5 mm)
2
l
3
1
4
5
6
A
7
Gambar 3. Rangkaian pengujian arus partial discharge
8
9
2
mm
4
mm
6
mm
Jumlah
Tegangan (KV)
I
II
III
rata-rata
min
max
1
20.5
19.8
20.3
20.20
19.8
20.5
2
20.3
19.4
19.6
19.77
19.4
20.3
3
20.1
19.8
19.2
19.70
19.2
20.1
1
20.1
19.8
20.3
20.07
19.8
20.3
2
19.8
19.4
19.7
19.63
19.4
19.8
3
18.4
19.5
19.3
19.07
18.4
19.5
1
19.1
18.6
18.5
18.73
18.5
19.1
2
17.8
19.2
18.3
18.43
17.8
19.2
3
17.3
16.6
17.2
17.03
16.6
17.3
PROSEDING SEMINAR TUGAS AKHIR (2014) 1-6
3
Tabel 2. Inception voltage partial discharge terhadap jari-jari penampang
partikel (panjang jari-jari 4 mm)
Tegangan (KV)
Jarijari
Jumlah
I
II
III
ratarata
min
max
0,5
mm
1
20.1
19.8
20.3
20.07
19.8
20.3
2
19.8
19.4
19.7
19.63
19.4
19.8
0,75
mm
1
18.4
18.3
17.8
18.17
17.8
18.4
-+
2
17.7
17.5
18.2
17.80
17.5
18.2
-
0,8
mm
1
16.7
16.1
14.2
15.67
14.2
16.7
2
14.2
13.8
14.6
14.20
13.8
14.6
Tabel 3. Tegangan tembus terhadap ukuran partikel
Jari-Jari
Panjang (mm)
Jumlah
(mm)
+
+
-
A
B
Tegangan (KV)
+
3
101
4
3
96
-
6
3
93
+
0.75
4
3
90
0.8
4
3
86
C. Mekanisme Pergerakan Partikel
Pergerakan partikel dalam media isolasi minyak diantara
elektroda merupakan bentuk awal dari terjadinya proses
partial discharge. Pergerakan partikel diawali dengan adanya
peningkatan nilai tegangan pada elektroda. Pergerakan
partikel dimulai dengan berdirinya partikel pada elektroda
bermuatan negatif.
Pada gamber 5 terlihat partikel yang mulai berdiri. Partikel
yang berdiri diakibatkan adanya muatan yang mulai
terinduksi ke dalam partikel. Peningkatan nilai tegangan pada
elektroda mengakibatkan besarnya muatan yang terinduksi.
Besarnya muatan yang terinduksi sesuai dengan persamaan
berikut:
𝑄 = 2𝜋𝜀0 𝑟𝑙𝐸
(4)
Persamaan 4 merupakan besarnya muatan yang terinduksi
pada saat partikel dalam posisi horizontal. Saat partikel dalam
posisi vertikal besarnya muatan yang terinduksi sesuai
dengan persamaan:
2
𝜋𝜀 𝑙 𝐸
𝑄 = 02𝑙
(5)
ln( )−1
𝑟
-
Gambar 5 Awal pergerakan partikel
2
0.5
+
Adapun E merupakan besar medan diantara elektroda, ε_0
merupakan permitivitas ruang hampa, l merupakan panjang
partikel dan r merupakan jari-jari partikel.
Adanya perbedaan muatan antara partikel dengan elektroda
yang bermuatan yang bermuatan positif mengakibatkan
adanya gaya yang menarik partikel ke arah elektroda
bermuatan positif.
Pada gambar 6 (A dan i) terlihat partikel yang sudah
berdiri. Akibat adanya medan yang kuat pada elektroda
bermuatan positif dan perbedaan muatan antara elektroda
positif dengan partikel mengakibatkan partikel akan
terdorong ke arah elektroda bermuatan positif. Terdorongnya
partikel ke arah medan yang kuat dipengaruhi oleh tiga gaya
yang bekerja pada partikel tersebut yaitu gaya elektrik, gaya
grafitasi dan gaya kekentalan (viscous). Jika gaya elektrik
lebih besar dari gaya grafitasi dan gaya kekentalan maka
partikel akan terdorong ke arah medan yang kuat. Adapun
persamaan untuk ketiga dapat dilihat pada persamaan 1, 2 dan
3.
+
+
-
+
i
-
+
ii
-
iii
-
Gambar 6 Partikel bergerak ke elektroda bermuatan positif
A
+
+
i
-
+
+
+
B
ii
+
-
-
+
iii
- iv
-
Gambar 7 Parttikel yang termuati muatan positif
Gambar 7 menunjukan partikel yang telah menempel pada
elektroda bermuatan positif. Medan yang kuat pada elektroda
bermuatan positif terinduksi ke partikel sehingga partikel
juga akan bermuatan positif. Partikel yang termuati muatan
positif akan kembali terdorong ke elektroda bermuatan
negatif akibat partikel dan elektroda memiliki muatan yang
sama. Partikel bermuatan positif yang terdorong ke elektroda
negatif akan melepaskan muatan saat tiba di elektroda negatif
sehingga terjadi micro discharge antara partikel dengan
elektroda bermuatan negatif. Micro discharge merupakan
pelepasan muatan antara partikel dengan elektroda dalam
jumlah yang kecil. Pelepasan muatan pada partikel
mengakibatkan partikel akan bermuatan negatif dan akan
tertarik kembali ke elektroda bermuatan positif. Kejadian
yang dijelaskan pada gambar 5 sampai dengan gambar 7 akan
terjadi secara terus menerus sehingga partikel bergerak
memantul diantara kedua elektroda.
D. Pengaruh Partikel Terhadap Tegangan Mula Partial
Discharge
Pada pengukuran tegangan partial discharge didapatkan
hasil sesuai dengan tabel 1. Dari tabel 1 digambarkan grafik
yang menunjukan karakteristik tegangan awal partial
discharge sebagai fungsi perbedaan ukuran dan jumlah
partikel.
Gambar 8 menunjukan pengaruh ukuran partikel terhadap
tegangan awal partial discharge. Gambar 8 menunjukan
semakin panjang ukuran partikel semakin kecil tegangan
mula yang terjadi, hal tersebut dikarenakan pengaruh medan
PROSEDING SEMINAR TUGAS AKHIR (2014) 1-6
yang terdapat di sekitar partikel. Sesuai dengan persamaan 4,
muatan dalam partikel berbanding lurus dengan panjang
partikel, sehingga semakin panjang partikel, semakin besar
muatan yang terdapat dalam partikel. Peningkatan jumlah
muatan maka akan meningkatkan medan yang terbentuk.
Adanya medan yang semakin besar maka akan menyebabkan
tegangan mula yang semakin kecil.
Hal yang serupa terlihat pada gambar 9. gambar tersebut
menunjukan karakteristik tegangan mula terhadap jumlah
partikel. Terlihat jumlah partikel berbanding terbalik
terhadap tegangan mula partial discharge yang terjadi.
Pada gambar 10 menunjukan karakteristik tegangan mula
partial discharge terhadap jari-jari partikel. Semakin besar
nilai jari-jari partikel semakin kecil tegangan mula yang
terukur, hal tersebut dikarenakan keseragaman medan yang
terletak pada ujung partikel. Semakin luas penampang suatu
partikel, maka medan yang dihasilkan akan semakin seragam
sehigga mengakibatkan turunnya nilai tegangan mula partial
discharge.
Tegangan (KV)
21.00
20.00
19.00
18.00
1 Partikel
17.00
2 Partikel
16.00
3 Partikel
15.00
2
4
6
Panjang Partikel (mm)
Gambar 8 Grafik tegangan mula terhadap ukuran partikel (jari-jari 0,5 mm)
Tegangan (KV)
21.00
20.00
19.00
18.00
2 mm
17.00
4 mm
16.00
6 mm
15.00
1
2
3
Jumlah Partikel
Gambar 9 Grafik tegangan mula terhadap jumlah partikel (jari-jari 0,5 mm)
4
E. Pengaruh Partikel Terhadap Tegangan Tembus
Pada pengukuran nilai tegangan tembus didapatkan hasil
sesuai dengan tabel 3. Dapat dilihat pada tabel 3 nilai
tegangan tembus yang terukur berbanding terbalik dengan
panjang partikel. Hal tersebut dikarenakan semakin panjang
partikel semakin banyak muatan yang terdapat dalam partikel
(persamaan 1) Tegangan tembus terjadi saat partikel berada
melayang diantara kedua elektroda. Saat terdapat cukup
medan dan terdapat cukup muatan pada partikel sehingga
akan menyebabkan tegangan tembus diantara elektroda.
Hal lain yang dapat dilihat pada tabel 3 adalah nilai
tegangan tembus berbanding terbalik terhadap jari-jari
partikel. Semakin luas penampang suatu partikel
menyebabkan muatan yang terkandung dalam partikel
semakin besar. Jika terdapat cukup muatan pada partikel dan
medan yang kuat pada elektroda, maka akan terjadi peristiwa
tegangan tembus.
F. Mekanisme Korona
Partikel yang bergerak memantul diantara ke dua elektroda
mengakibatkan timbulnya korona di ke dua ujung partikel.
Dari gambar 11 dapat dilihat mekanisme terjadinya korona
akkibat pergerakan partikel. Pada partikel terjadi dua jenis
korona, yaitu korona positif (KP) dan korona negatif (KN).
Adapun mekanisme terjadinya korona adalah sebagai berikut:
i.
Partikel yang terdorong ke arah elektroda negatif
akibat adanya persamaan muatan antara partikel dengan
elektroda positif.
ii.
Partikel saat berada di elektroda negatif akan
melepaskan muatan pada elektroda negatif sehingga saat
terjadi pelepasan muatan akan terjadi pula korona positif
antara partikel bermuatan positif dengan elektroda negatif.
iii.
Pelepasan
muatan
positif
pada
partikel
mengakibatkan bagian atas partikel akan bermuatan negatif
dan pada medan yang kuat mengakibatkan munculnya korona
negatif antara partikel dengan elektroda positif.
iv.
Perbedaan antara partikel dan elektroda positif
mengakibatkan partikel akan tertarik ke arah elektroda
positif. Pada medan yang kuat pergerakan partikel akan
mengakibatkan terjadinya bicorona, terjadinya dua jenis
korona pada ujung partikel.
v.
Partikel yang bermuatan negatif pada elektroda
positif mengakibatkan munculnya korona positif.
vi.
Partikel akan termuati muatan positif akibat medan
yang kuat pada elektroda positif. Akibat partikel yang
bermuatan positif memicu munculnya korona positif antara
partikel dengan elektroda negatif.
Tegangan (KV)
22.00
+
20.00
18.00
+
+
+
16.00
i
1 partikel
14.00
2 Partikel
12.00
KN
+
KP
-
ii
-
KP +
-
-
+
+
-
+
iii
10.00
+
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
Jari-jari (mm)
Gambar 10 Grafik tegangan mula terhadap jari-jari partikel (ukuran panjang
partikel yang digunakan 4 mm)
KN
KP
KN
+
iv
Gambar 11 Mekanisme korona
-
v
KP
vi
-
PROSEDING SEMINAR TUGAS AKHIR (2014) 1-6
G. Karakteristik Korona
Gambar 12.a merupakan arus korona pada saat tegangan 20
KV. Korona diawali dengan ketidakstabilan jarak antara satu
sinyal arus dengan yang lain.
Seiring tegangan yang terus dinaikan pada elektroda
mengakibatkan naiknya nilai arus dan jumlah arus korona
yang semakin banyak. Selain itu jarak antara satu sinyal arus
dengan sinyal arus yang lainnya mulai stabil. Kenaikan nilai
arus dikarenakn medan pada elektroda yang semakin besar
akibat nilai tegangan yang semakin tinggi.
Gambar 12.c menunjukan karakteristik arus korona ketika
tegangan 80 KV. Terlihat arus krona yang terjadi semakin
banyak dan nilai arus yang semakin tinggi. Semakin banyak
jumlah nilai arus yang terjadi diakibatkan pergerakan partikel
yang semakin cepat di antara kedua elektroda.
Pada gambar grafik arus korona tidak dapat dipisahkan
antara korona positif dengan korona negatif. Hal tersebut
dikarenakan pergerakan partikel yang cepat dan jumlah arus
korona yang terjadi dalam jumlah yang banyak. Nilai arus
korona yang tinggi pada gambar 12.c merupakan arus korona
saat terjadi bicorona pada partikel. Hal tersebut dikarenakan
nilai arus bicorona merupakan penggabungan antara nilai
korona positif dan korona negatif yang terjadi.
Jika bentuk grafik arus korona diperbesar akan terlihat
seperti gambar 13. Pada gambar terdapat bagian A dan bagian
B, bagian A arus trigger yang akan memicu timbulnya
korona, sedangkan bagian B merupakan arus korona dimana
dalam bagian tersebut terdiri atas ion negatif dan positif.
H. Pengaruh Jumlah dan Bentuk Partikekl Terhadap
Karakteristik Arus Korona
Dari pengujian yang telah dilakukan didapatkan hasil
seperti gambar 14 dan gambar 15. pada gambar tersebut dapat
dilihat arus yang tidak memiliki kestabilan jarak antara satu
arus dengan arus yang lainnya. Antara bentuk arus pada saat
partikel 2 mm, 4 mm dan 6 mm sulit ditentukan
karakteristiknya. Hal tersebut dikarenkan pola grafik arus
yang tidak dapat ditentukan. Selain itu, sangat sulit untuk
menentukan antara arus korona positif dan korona negatif.
Pada gambar 15, diasumsikan nilai arus yang lebih kecil
dari 20 Ampere dinamakan minor pulse, sedangkan nilai yang
lebih besar dinamakan major pulse. Dapat dilihat pada
gambar tersebut nilai rata-rata minor current pada partikel
dengan panjang 6 mm lebih tinggi jika dibandingkan dengan
minor pulse pada partikel dengan panjang 4 mm dan 2 mm.
Hal tersebut dikarenakan muatan yang tersimpan pada
partikel dengan panjang 6 mm lebih besar jika dibandingkan
4 mm dan 2 mm. hal tersebut mengakibatkan nilai partial
discharge yang lebih tinggi.
Gambar 16 menunjukan hal yang serupa. Pada gambar
grafik arus terhadap ukuran jari-jari partikel, sulit untuk
menentukan perbedaan serta pola diantara grafik tersebut.
Tidak dapat ditentukan arus korona positif dan negatif.
Pada gambar 16, jika diihat dari nilai minor pulse dan major
pulse, terdapat perbedaan diantara kedua gambar tersebut.
Pada partikel dengan jari-jari penampang 0,75 mm memiliki
nilai minor pulse yang lebih besar jika dibandingkan dengan
partikel dengan penampang 0.55 mm. hal tersebut juga
disebabkan oleh banyaknya muatan yang terdapat dalam
partikel. Semakin besar panjang jari-jari penampang partikel,
maka semakin banyak muatan yang terdapat dalam partikel
sehingga nilai rata-rata arus saat terjadi partial discharge
menjadi lebih besar. Namun ketika jari-jari dinaikan menjadi
0,8 mm, minor pulse sangat sedikit dan kecil. Hal tersebut
5
dikarenakan medan pada partikel yang semakin seragam
sehingga sulit menghasilkan korona.
a
b
c
Gambar 12 Arus korona saat 1 partikel 2 mm jari-jari 0,5 mm (a. tegangan
20 KV, b. tegangan 40 KV, c. tegangan 80 KV)
B
A
Gambar 13 Arus korona yang diperbesar
1 partikel 2 mm 20 KV
1 partikel 4 mm 20 KV
1 partikel 6 mm 20 KV
Gambar 14 Pengaruh ukuran partikel terhadap arus korona pada tegangan 20
KV (jair-jari 0,5 mm)
1 partikel 2 mm 80 KV
1 partikel 4 mm 80 KV
1 partikel 6 mm 80 KV
Gambar 15 Pengaruh ukuran partikel terhadap arus korona pada tegangan 80
KV (jari-jari 0,5 mm)
PROSEDING SEMINAR TUGAS AKHIR (2014) 1-6
6
[6]
1 partikel r 0,8 mm 20 KV
[7]
[8]
1 partikel r 0,75 mm 20 KV
[9]
[10]
1 partikel r 0,5 mm 20 KV
Hayt, William H. dan Buck, John A. 2006. Elektromagnetika. Jakarta:
Erlangga.
Holmberg, Magnus. 1997. Motion of Metallic Particles in Gas
Insulated Systems. Goteborg: Chalmers University of Technology.
Khan. Yasin. 2004. Particle Triggered Breakdown Characteristics
and Methods of Particle Deactivation around Spacers in Simulated
GIS. Fukuoka: Kyushu University.
Negara, Yulistya; Yaji, Kohei; Suehiro, Junya; Hayashi, Noriyuki dan
Hara, Masanori. 2006. DC Corona Discharge from Floating Particle
in Low Pressure SF6. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical
Insulation, Vol. 13 (6).
Negara, Yulistya; Yaji, Kohei; Imasaka, Kiminobu; Hayashi,
Noriyuki; Suehiro, Junya dan Hara, Masanori. 2007. AC Particle
Triggered Corona Discharge in Low Preassure SF6 Gas. IEEE
Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 14 (1).
BIODATA PENULIS
Gambar 16 Pengaruh jari-jari partikel terhadap arus korona pada tegangan
80 KV (panjang partikel 4 mm)
V. KESIMPULAN
Dari analisis hasil pengujian yang telah dilakukan maka
dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1.
Ukuran partikel berbanding terbalik terhadap
tegangan mula partial discharge. Partikel yang digunakan
memiliki ukuran 2 mm, 4 mm dan 6 mm. Pada partikel 2 mm
nilai tegangan mula sebesar 20,20 KV, pada 4 mm sebesar
20,07 KV dan pada 6 mm memiliki nilai tegangan mula 18,03
KV.
2.
Jumlah partikel berbanding terbalik terhadap
tegangan mula partial discharge. Jumlah partikel yang
digunakan adalah 1, 2 dan 3. Pada 1 partikel 2 mm memiliki
tegangan mula 20,20 KV, pada 2 partikel memiliki tegangan
mula 19,77 dan pada 3 partikel memiliki tagngan mula 19,70
KV.
3.
Panjang dan jari-jari penampang partikel berbanding
terbalik dengan tegangan tembus. Pada partikel dengan
panjang 2 mm nilai tegangan tembus sebesar 101 KV, pada 4
mm sebesar 96 KV dan pada 6 mm sebesar 93 KV (jari-jari
penampang 0,5 mm). Pada jari-jari penampang 0,5mm
memiliki tegangan tembus 96 KV, pada 0,75 mm sebesar 90
KV dan pada 0,8 mm sebesar 86 KV (panjang partikel 4 mm).
4.
Partikel mengakibatkan munculnya dua jenis
korona, yaitu korona positif dan korona negatif.
5.
Sulit untuk menentukan karakteristik korona yang
terjadi. Hal tersebut dikarenakan pola grafik yang tidak dapat
ditentukan serta ampliudo dan pengulangan arus korona yang
tidak pasti.
6.
Terdapat perbedaan minor pulse pada pengaruh
korona terhadap panjang partikel. Rata-rata nilai minor pulse
berbanding lurus dengan panjang partikel.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Negara, I Made Yulistya. 2013. Teknik Tegangan Tinggi Prinsip dan
Aplikasi Praktis. Yogyakarta: Graha Ilmu.
Koffel, E.; Zaengl, W.S.; dan Kuffel, J. 2000. High Voltage
Engineering Fundamentals. Oxford: Butterworth-Heinemannn.
Huh, C.S.; Jeong, J.I.; dan Cho, H.W. 1999. Study on the Breakdown
Characteristics of Flowing Insulating Oil. Naskah dipresentasikan
dalam International Conference on Dielectric Liquids. Nara.
Wijaya, I Made Indra. 2010. Karakteristik Korona dan Tegangan
Tembus Isolasi Minyak pada Konfigurasi Elektroda Jarum-Plat.
Skripsi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Kurniastuti, Agustin. 2009. Studi Gangguan dan Pemilihan Peralatan
Pendeteksi Partial Discharge pada Motor BFP 7,1MW/10KV di
PLTU Paiton Unit 2. Tesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Penulis memiliki nama lengkap Made Yudhi
Setyawan. Lahir di Denpasar pada tanggal 4
Februari 1991. Penulis merupakan anak
kedua dari pasangan Wayan Suarsa dan Luh
Wayan
Dartini.
Penulis
mengawali
pendidikannya di SD Negeri 24 Pemecutan
pada
tahun
1997-2003,
kemudian
melanjutkan ke SMP Negeri 2 Denpasar hingga tahun 2006.
Selanjutnya penulis melanjutkan pensisikan di SMA Negeri
4 Denpasar. Pada tahun 2009, penulis melanjutkan
pendidikannya di Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya, Jurusan Teknik Elektro, Bidang Studi Teknik
Sistem Tenaga. Penulis dapat dihubungi di alamat email
[email protected].