analisis pengaruh kenaikan temperatur terhadap tegangan tembus

ANALISIS PENGARUH KENAIKAN TEMPERATUR TERHADAP
TEGANGAN TEMBUS DAN NILAI HARAPAN HIDUP ISOLASIPADAT
DAN CAIR TRANSFORMATOR
Ahmad Yanuar Hidayat, Iwa Garniwa M.K
Teknik Elektro,Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Skripsi ini membahas tentang pengaruh suhu terhadap degradasi isolasi dan perkiraan nilai
harapan hidup isolasi padat dan cair transformator. Hasil pengujian menunjukkan bahwa
temperatur berbanding terbalik dengan tegangan tembus dan temperatur akan memperkecil nilai
harapan hidup isolasi.Tegangan tembus isolasi paling rendah secara berurutan dari variasi jarak 0
cm hingga 1,5 cm terdapat pada temperatur 140 0C yakni sebesar 13,87 kV, 21,07 kV, 32,52 kV,
dan 39,78 kV. Sementara paling tinggi saat temperatur minyak 95 0C sebesar 15,47 kV, 23,38
kV, 35,42 kV, dan 41,12 kV. Nilai harapan hidup transformator pada suhu 95 0C, 1080C, 1230C,
dan 140 0C masing – masing adalah 99,9973 %, 99,9892 %, 99,9518 %, dan 99,7707%.
Kata kunci : Temperatur, Degradasi Isolasi, Tegangan Tembus, Nilai Harapan Hidup Isolasi
The following thesis is discussing the effect of temperature to insulation degradation and life
expectancy of transformer’s liquid and solid insulation. The test result shows that the
temperature will be inversely equivalent to breakdown voltage and will reduce the life
expectancy of transformer’s insulation. The lowest breakdown voltage occurs at temperature of
1400C which values from 0 cm to 1,5 cm respectively are 13,87kV, 21,07kV, 32,52kV, dan
39,78kV. Whilethe highest occurs at 950C which values from 0 cm to 1,5 cm respectively are
15,47kV, 23,38kV, 35,42kV, and 41,12kV. Life expectancy values of transformer’s insulation at
temperature of 950C, 1080C, 1230C, and 1400C respectively are99,9973%, 99,9892%, 99,9518%,
dan 99,7707%
Keyword: temperature, insulation degradation, breakdown volatage, transformer’s insulation life
expectancy
1.
Pendahuluan
1.1. Latar Belakang
Dalam sistem transmisi maupun distribusi, terdapat berbagai alat yang sangat penting
dalam penyaluran tenaga listrik. Salah satu alat tersebut adalah transformator Sebagai
selayaknya sebuah alat listrik yang bekerja hampir dua puluh empat jam terus menerus,
transformator akan mempunyai suatu batasan nilai usia efektif. Usia transformator yang
diharapkan adalah sekitar 20–30 tahun dengan penggunaan sesuai kondisi–kondisi tertentu
diantaranya adalah suhu lingkungan maupun pembebanan pada transformator sendiri yang
dimana kondisi–kondisi tersebut akan berpengaruh terhadap usia transformator sendiri. Pada
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
praktik yang terdapat dilapangan, operasi yang dilakukan pada transformator sering tidak
memenuhi kondisi – kondisi yang sudah disebutkan. Akibatnya adalah usia pakai dari
transformator sendiri akan mengalami penurunan yang berakibat transformator menjadi
tidak layak untuk dipakai. Hal ini secara teori tentu akan berpengaruh pada banyak hal
diantaranya adalah kualitas daya yang disuplai pada pelanggan, resiko kegagalan
transformator sendiri, hingga adanya resiko kerugian materi yang dialami oleh negara akibat
meningkatnya rugi–rugi pada transformator. Dengan penulisan ini, penulis berharap bahwa
suatu saat nantinya penulisan ini dapat membantu dalam pengkajian usia isolasi
transformator
dan
keterkaitan
dengan
keputusan–keputusan
tentang
penggantian
transformator sendiri secara efektif dan efisien.
1.2. Tujuan Penelitian
Harapan penulis dalam skripsi ini adalah:
1. Mensimulasikan kegagalan isolasi pada transformator
2. Mengetahui hubungan antara kenaikan suhu dengan tegangan tembus isolasi
3. Mengetahui hubungan antara kenaikan suhu dengan nilai harapan hidup isolasi
2. Dasar Teori
2.1. Definisi Transformator
Transformator merupakan suatu divais yang berguna mengubah level tegangan
AC dari suatu nilai ke nilai yang lain berdasarkan prinsip elektromagnetik pada
frekuensi tetap. Dalam praktiknya transformator merupakan divais yang sangat penting
mengingat sistem transmisi maupun distribusi menggunakan level tegangan yang
berbeda – beda.
2.2. Isolasi Listrik
2.2.1. Isolasi Gas
Diantaranya adalah udara dan SF6.Udara merupakan bahan isolasi yang
mudah didapatkan, mempunyai tegangan tembus yang cukup besar yaitu 30 KV/
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
cm.SF6 merupakan gas terberat yang mempunyai massa jenis 6,139 kg/m3 yaitu
sekitar 5 kali berat udara pada suhu 00C dan tekanan 1 atm.
2.2.2. Isolasi Minyak
Diantaranya adalah minyak trafo seperti minyak mineral maupun sintetis.
Selain itu juga dapat digunakan sovol, askarel, araclor, pyralen, shibanol.
2.2.3. Isolasi Padat
Diantaranya adalah kaca, sitol, porselain, hingga epoxy resin yang sering
digunakan dalam aplikasi sehari-hari.
2.3. Kegagalan Isolasi
2.3.1. Teori Kegagalan Elektronik
Teori ini mengasumsikan proses kegagalan dalam zat cair diperlukan
elektron awal yang akan memulai proses kegagalan sehingga nantinya elektro ini
akan membuat suatu jalur yang akan memicu terjadinya kegagalan isolasi
2.3.2. Teori kegagalan gelembung gas
Kegagalan ini disebabkan oleh adanya gelembung-gelembung gas
didalam isolasi cair Karena pengaruh medan yang kuat diantara elektroda
maka
gelembung-gelembung
gas
yang terbentuk
tersebut
akan
saling
sambung-menyambung membentuk jembatan yang akan mengawali terjadinya
kegagalan.
2.3.3. Teori kegagalan bola cair
Air dan uap air terdapat pada minyak, terutama pada minyak yang
telah lama digunakan. Jika terdapat medan listrik, maka molekul uap air
terpolarisasi membentuk suatu dipol. Jika jumlah molekul molekul uap air ini
banyak, maka akan tersusun semacam jembatan bertahanan lebih rendah
dibanding isolasi cair itu sendiri sehingga terbentuk suatu kanal peluahan.
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
Kanal ini akan merambat dan memanjangsampai menghasilkan tembusan
listrik.
2.3.4. Teori kegagalan tak murnian padat
Partikel debu atau serat selulosa yang ada seringkali ikut tercampur
dengan minyak, selain itu partikel padat ini pun dapat terbentuk ketika terjadi
tegangan tembus. Pada saat diberi medan listrik, partikel–partikel ini akan
terpolarisasi
dan
membentuk
jembatan
yang menyebabkan terjadinya
kegagalan.
3. Metode Pengujian
Hipotesis awal adalah berangkat dari pemikiran bahwa pada pembebanan transformator
akan mengalir arus pada kumparannya yang nantinya arus tersebut akan mengahsilkan panas.
Secara teori semakin besar pembebanan maka akan semakin tinggi arus yang mengalir pada
kumparan dan semakin tinggi suhu transformator. Penambahan nilai temperatur akan
berakibat pada percepatan peningkatan degradasi isolasi dan mempercepat terjadinya usia
transformator sendiri.
Dari sinilah nantinya zat isolasi akan dipanaskan sesuai dengan asumsi pembebanan pada
transformator dan akan dilihat kecenderungannya terhadap nilai tegangan tembus dan nilai
harapan hidup isolasi sendiri.
Berikut adalah temperatur pengujian yang dilakukan berdasarkan asumsi pembebanan yang
diambil dari jurnal jurnal hasil penelitian M.A. Taghikani dan A. Golami yang berjudul
Estimation of Hottest Spot Temperature in Power Transformer Windings with NDOF and
DOF Cooling tahun 2007
Tabel 3. 1 Hubungan Pembebanan Terhadap Temperatur Hotspot
Pembebanan (p.u)
Temp. Hot Spot (0C)
0,8
95
0,9
108
1
123
1,1
140
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
Nantinya akan dibuat sebuah simulator kegagalan antara kumparan dengan tangki
transformator dengan kondisi yang sudah diatur sedemikian rupa sehingga akan dapat terlihat
pengaruh temperatur terhadap tegangan tembus. Selain itu akan divariasikan jarak antara
kedua elektroda untuk melihat pengaruhnya juga.
Berikut adalah alat – alat yang digunakan dalam pengujian
1. Satu buah transformator penguji 100 kV/10 kVA (TEO 100/10)
2. Satu buah support insulator
3. Satu buah measuring capacitor 100 kV, 100 pF
4. Satu buah grounding Switch
5. Satu buah set unit pengendali DMI 551 dan OT 275
6. Satu buah Loyang logam
7. Set kawat konduktor dengan isolasi email
8. Set alat pemanas portabel
9. Satu termometer optik
10. Minyak Diala S2-ZU-1
11. Satu buah Multimeter
Berikut adalah rangkaian pengujian yang digunakan
Gambar 3. 1 Rangkaian Pengujian
Sementara berikut adalah konfigurasi bejana uji yang terdiri dari konduktor yang sudah
memiliki isolasi berupa enamel dan bejana konduktor logam
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
Gambar 3. 2 Konfigurasi Bejana Uji
Diharapkan akan terjadi lompatan antara konduktor dengan dasar bejana yang dimana
akan dituang minyak yang sudah dipanaskan terlebih dahulu sesuai dengan asumsi
temperatur sebelumnya
3.1. Perhitungan Nilai Harapan Hidup Isolasi Transformator
Dalam perhitungan nilai harapan hidup isolasi dikenal istilah FAA (aging
acceleration factor) atau faktor percepatan penuaan. Faktor ini memakai temperatur
hotspot sebagai parameter nilainya. Berikut adalah tabel nilai FAA dari temperatur
pengujian yaitu 950C, 1080C, 1230C, dan 1400C yang diambil dari IEEE Guide for
Loading Mineral Oil Immersed Transformers tahun 1995
Tabel 3. 2 Hubungan Temperatur Dengan FAA
Temperatur (0C)
FAA
95
0.2026
108
0.8142
123
3.6172
140
17.1994
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
Setelah mendapat nilai FAA sesuai temperatur pengujian, maka tahap berikutnya
adalah mencari FEQA ( equivalent aging factor ) atau faktor penuaan ekivalen dari
transformator pada selang waktu tertentu. Nilai FEQA didapat dari persamaan berikut
F!"# = Dimana : n
N
! !
!!! !!! ∆!!
! ∆!
!!! !
(3.1)
= interval waktu
= total interval waktu
∆!! = interval waktu (jam)
Dengan asumsi nilai FAA tidak berubah pada interval waktu, maka dapat
disimpulkan FAA = FEQA. Setelah mendapat nilai FEQA , dapat dihitung nilai persentase
pengurangan harapan hidup isolasi dengan persamaan
% loss of life = Dimana : t
!!"# . ! . !""
!"#$%& (3.2)
= periode waktu
normal = nilai harapan hidup normal
Nilai periode waktu diasumsikan selama 24 jam dan nilai harapan hidup normal
transformator diasumsikan adalah 180.000 jam.
Sehingga nilai harapan hidup isolasi tranformator didapat menggunakan persamaan
% !"#$ = 100% − % !"## !" !"#$
(3.3)
4. Hasil pengujian dan analisis
4.1. Hasil Pengujian
4.1.1. Jarak 0 cm
Berikut adalah tabel hasil pengujian beserta grafik pada setiap variasi
temperatur dan jarak antara kedua elektroda sebesar 0 cm
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
Tabel 4. 1Hasil
Pengujian pada Jarak 0 cm
percobaan
95 0C
1080C
123 0C
1400C
Vbd1 (kV)
15.4
17.11
15.50
13.26
Vbd2 (kV)
13.6
15.36
13.69
16.41
Vbd3 (kV)
17.4
13.10
13.78
11.94
rata-rata
15.47
15.19
14.32
13.87
Gambar 4. 1Grafik
Vbd vs Temperatur Pada Jarak 0 cm
Grafik hasil pengujian tegangan tembus terhadap temperatur pada variasi
jarak 0 cm menunjukkan adanya korelasi yang cukup kuat antara kedua parameter
tersebut. Hal ini terlihat pada nilai R2 yang bernilai 0,969. Nilai R2 yang tinggi
menunjukkan bahwa temperatur mempengaruhi tegangan tembus isolasi dengan
hubungan terbalik. Bila diambil persamaan yang dapat menunjukkan hubngan
antara tegangan tembus sebagai fungsi dari temperatur maka hasilanya adalah
! ! = 2×10!! ! ! − 0,041! + 19,33
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
4.1.2. Jarak 0,5 cm
Berikut adalah tabel hasil pengujian beserta grafik pada setiap variasi
temperatur dan jarak antara kedua elektroda sebesar 0,5 cm
Tabel 4. 2Hasil Pengujian pada Jarak 0,5 cm
percobaan
95 0C
1080C
123 0C
1400C
Vbd1 (kV)
23.18
24.84
22.83
21.97
Vbd2 (kV)
24.19
21.76
21.28
21.58
Vbd3 (kV)
22.76
22.02
21.64
19.67
rata - rata
23.38
22.87
21.92
21.07
Gambar 4. 2Grafik Vbd vs Temperatur Pada Jarak 0,5 cm
Grafik hasil pengujian tegangan tembus terhadap temperatur pada variasi
jarak 0,5 cm menunjukkan adanya korelasi yang cukup kuat antara kedua
parameter tersebut. Hal ini terlihat pada nilai R2 yang bernilai 0,993. Nilai R2
yang tinggi menunjukkan bahwa temperatur mempengaruhi tegangan tembus
isolasi dengan hubungan terbalik. Bila diambil persamaan yang dapat
menunjukkan hubngan antara tegangan tembus sebagai fungsi dari temperatur
maka hasilanya adalah
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
! ! = −0,052! + 28,43
4.1.3. Jarak 1 cm
Berikut adalah tabel hasil pengujian beserta grafik pada setiap variasi
temperatur dan jarak antara kedua elektroda sebesar 1 cm
Tabel 4. 3Hasil Pengujian pada Jarak 1 cm
percobaan
95 0C
1080C
123 0C
1400C
Vbd1 (kV)
36.26
35.46
33.56
32.52
Vbd2 (kV)
34.58
34.76
34.43
33.75
Vbd3 (kV)
35.24
33.95
32.72
31.66
rata - rata
35.42
34.72
33.56
32.52
Gambar 4. 3Grafik Vbd vs Temperatur Pada Jarak 1 cm
Grafik hasil pengujian tegangan tembus terhadap temperatur pada variasi
jarak 1 cm menunjukkan adanya korelasi yang cukup kuat antara kedua parameter
tersebut. Hal ini terlihat pada nilai R2 yang bernilai 0,996. Nilai R2 yang tinggi
menunjukkan bahwa temperatur mempengaruhi tegangan tembus isolasi dengan
hubungan terbalik. Bila diambil persamaan yang dapat menunjukkan hubngan
antara tegangan tembus sebagai fungsi dari temperatur maka hasilanya adalah
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
! ! = −6×10!! ! ! − 0,051! + 40,87
4.1.4. Jarak 1,5 cm
Berikut adalah tabel hasil pengujian beserta grafik pada setiap variasi
temperatur dan jarak antara kedua elektroda sebesar 1,5 cm
Tabel 4. 4Hasil Pengujian pada Jarak 1,5 cm
percobaan
95 0C
1080C
123 0C
1400C
Vbd1 (kV)
41.42
41.05
41.05
41.26
Vbd2 (kV)
42.03
40.06
39.01
38.84
Vbd3 (kV)
39.90
41.42
40.58
39.24
rata - rata
41.12
40.84
40.21
39.78
Gambar 4. 4Grafik Vbd vs Temperatur Pada Jarak 1,5 cm
Grafik hasil pengujian tegangan tembus terhadap temperatur pada variasi
jarak 1,5 cm menunjukkan adanya korelasi yang cukup kuat antara kedua
parameter tersebut. Hal ini terlihat pada nilai R2 yang bernilai 0,985. Nilai R2
yang tinggi menunjukkan bahwa temperatur mempengaruhi tegangan tembus
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
isolasi dengan hubungan terbalik. Bila diambil persamaan yang dapat
menunjukkan hubngan antara tegangan tembus sebagai fungsi dari temperatur
maka hasilanya adalah
! ! = −2×10!! ! ! − 0,026! + 43,86
4.2. Analisis
4.2.1. Analisis Hubungan Temperatur dan Tegangan Tembus
Dari semua data menunjukkan tren yang sama yaitu tegangan tembus yang
semakin menurun seiring dengan kenaikkan suhu. Ada beberapa faktor yang
dapat menjadi penyebab turunnya tegangan tembus seiring dengan kenaikkan
temperatur yaitu resistansi yang semakin menurun, degradasi material, dan
timbulnya zat – zat yang mempengaruhi kualitas isolasi.
Resistansi merupakan salah satu parameter yang dapat digunkan sebagai
penanda bagus atau tidaknya kualitas bahan isolasi tersebut. Dalam pengujian,
dilakukan variasi parameter temperatur untuk melihat hubungan dengan tegangan
tembus. Kenaikan temperatur berbanding terbalik dengan nilai tegangan tembus.
Hal ini menunjukkan adanya perubahan nilai resistansi dimana semakin tinggi
nilai temperatur akan mengakibatkan penurunan nilai resistansi.
Resistansi yang semakin rendah dapat disebabkan oleh berkurangnya nilai
viskositas dari minyak. Semakin tinggi temperatur, molekul – molekul minyak
akan mengalami pemuaian dan bergerak lebih cepat. Semakin cepat molekul –
molekul minyak bergerak maka resiko terjadinya loncatan muatan akan
bertambah besar. Demikian juga pada isolasi padat. Molekul – molekul
penyusunnya akan bergerak semakin cepat sehingga resiko terjadinya loncatan
muatan juga bertambah. Dengan kata lain dapat terlihat bahwa zat isolasi yang
mengalami peningkatan temperatur akan mengalami penurunan resistansi
Bahan yang mengalami kondisi terekspos pada temperatur tinggi akan
mengalami penurunan sifat – sifat kimia sehingga dapat dikatakan bahan sudah
mengalami degradasi atau penurunan kualitas. Bahan isolasi padat maupun cair
akan mengalami perubahan sifat kimia. Contoh yang dapat terjadi adalah
penipisan bahan isolasi padat maupun pemecahan molekul minyak.
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
Sebab lain terjadinya penurunan tegangan tembus adalah timbulnya residu
atau zat buangan hasil perubahan kimia zat isolasi yang mendapat temperatur
tinggi. Zat- zat isolasi yang dipanaskan secara terus menerus akan mengalami
pemecahan molekul. Molekul – molekul yang pecah tersebut akan menghasilkan
zat residu. Pada umumnya zat buangan dapat berupa padatan karbon atau gas.
Kedua zat tersebut memiliki resistansi yang lebih rendah dari zat isolasi. Semakin
sering zat isolasi diberi temperatur yang tinggi maka akan semakin banyak zat
residu yang terbentuk sehingga resiko terjadinya loncatan akan meningkat. Oleh
karena itu, nilai tegangan tembus yang dibutuhkan untuk terjadinya loncatan akan
semakin rendah. Hal ini dapat terlihat pada timbulnya zat – zat lain pada minyak
seperti partikulat karbon dan gelembung – gelembung gas setelah terjadinya
loncatan
4.2.2. Analisis Hubungan Jarak dengan Tegangan Tembus
Secara teori kenaikan tegangan akan sebanding dengan jarak elektroda.
Kenaikan tegangan tembus akan naik sesuai dengan kelipatan penambahan jarak.
Sesuai dengan persamaan berikut dapat terlihat hubungan antara tegangan tembus
dengan jarak elektroda
!!" = ! ! !
dimana d = jarak elektroda
A = konstanta
n = konstanta; bernilai kurang dari 1
Persamaan diatas menunjukkan bahwa tegangan sebanding dengan jarak.
Meskipun tidak menunjukkan hubungan dengan linear, tapi data menunjukkan
kenaikkan seiring dengan penambahan jarak. Ada beberapa faktor yang
menyebabkan terjadinya peningkatan nilai tegangan tembus terhadap jarak
diantaranya yaitu peningkatan resistansi
Persamaan umum resistansi adalah sebagai berikut
! = ! !
!
Dimana: ρ = massa jenis kawat (Ω/m)
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
l = panjang (m)
A = luas penampang (m2)
Dengan mengasumsikan bahwa variabel lain konstan, maka variabel jarak
akan berbanding lurus dengan panjang. Sehingga peningkatan jarak elektroda
akan menyebabkan peningkatan nilai resistansi yang menyebabkan peningkatan
nilai tegangan tembus. Meskipun tidak sama persis dengan teori akan tetapi data –
data menunjukkan bahwa hasil pengujian sesuai dengan teori.
4.2.3. Perhitungan dan Analisis Nilai Harapan Hidup Isolasi Transformator
Berikut adalah tabel nilai FAA dari temperatur pengujian yaitu 950C, 1080C,
1230C, dan 1400C yang diambil dari IEEE Guide for Loading Mineral Oil Immersed
Transformers tahun 1995
Temperatur (0C)
FAA
95
0.2026
108
0.8142
123
3.6172
140
17.1994
Sesuai dengan asumsi bahwa tidak ada perubahan nilai FAA, maka nilai
FEQA akan sama dengan nilai FAA .
Nilai persentase pengurangan hidup isolasi untuk masing – masing
temperatur adalah
Temperatur 95 0C
% !"## !" !"#$ = 0,2026 . 24 . 100
180.000
% !"## !" !"#$ = 0,0027 %
Dari hasil perhitungan persentase pengurangan harapan hidup dapat
dihitung nilai harapan hidup isolasi
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
Temperatur 95 0C
% !"#$ = 100% − % !"## !" !"#$
% !"#$ = 100% − 0,0027 % = 99,9973 %
Dengan cara yang sama dilakukan pada ketiga variasi suhu yang lain
sehingga didapatkan tabel dan grafik berikut
Temperatur (0C)
Nilai Harapan Hidup (%)
95
99.9973
108
99.9892
123
99.9518
140
99.7707
Grafik Nilai Harapan Hidup vs Temperatur Nilai Harapan Hidup (%) 100 99.95 99.9 99.85 99.8 99.75 90 100 110 120 130 140 Temperatur (0C) Gambar 4. 5Grafik Grafik Temperatur vs Nilai Harapan Hidup Isolasi
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
Dari grafik diatas dapat dianalisis hubungan antara grafik – grafik
hubungan antara temperatur dengan tegangan tembus dimana tegangan tembus
dapat menjadi parameter rusaknya sebuah isolasi. Berikut adalah grafik hubungan
antara temperatur terhadap tegangan tembus pada jarak 0 cm
Vbd (kV) Grafik Tegangan Tembus vs Temperatur (0 cm) 15.8 15.6 15.4 15.2 15 14.8 14.6 14.4 14.2 14 13.8 13.6 90 100 110 120 130 140 Temperatur (°C) Analisis hubungan antara temperatur terhadap tegangan tembus dan
temperatur terhadap nilai harapan hidup isolasi dapat mengambil satu contoh dari
variasi jarak dikarenakan tren grafik – grafik lain yang hampir sama.
Perbandingan kedua grafik menunjukkan adanya penurunan akan tetapi
keduanya memiliki tren yang berbeda. Pada grafik temperatur terhadap nilai
harapan hidup isolasi tren yang terlihat adalah tren kuadratik yang pada data 4
menunjukkan penurunan nilai yang signifikan. Sementara pada grafik temperatur
terhadap tegangan tembus pada jarak 0 cm, tren penurunan yang dihasilkan
cenderung bersifat linear.
Hal ini menunjukkan ternyata selain faktor temperatur ada faktor – faktor
lain yang dapat mempengaruhi kegagalan isolasi. Penuaan atau terjadinya
degradasi isoalsi secara umum tidak hanya merupakan fungsi temperatur saja
akan tetapi juga fungsi kelembaban dan kadar oksigen dalam isolasi. Pemilihan
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
temperatur sebagai salah satu parameter utama juga mempunyai alasan yaitu
dengan teknologi yang dimiliki dalam pengolahan dan perawatan minyak
transformator, kontribusi faktor kelembaban dan kadar oksigen menjadi
berkurang dengan signifikan. Sehingga temperatur bias dianggap sebagai faktor
yang dominan dalam degradasi isolasi.
Selain itu efek kumulatif dari temperatur pada pemakaian dalam jangka
waktu yang tidak sebentar juga akan mempengaruhi degradasi isolasi sendiri. Hal
inilah yang menjadi sebab mengapa tren dari grafik percobaan dan perhitungan
mengalami perbedaan tren.
5. Kesimpulan
1. Temperatur isolasi akan berbanding terbalik dengan tegangan tembus. Semakin tinggi
temperatur suatu isolasi maka tegangan tembusnya akan semakin kecil
2. Tegangan tembus tiap isolasi yang paling rendah secara berurutan dari variasi jarak 0 cm
hingga 1,5 cm terdapat pada temperatur bernilai 140 0C yakni sebesar 13,87 kV, 21,07
kV, 32,52 kV, dan 39,78 kV. Sementara yang paling tinggi saat temperatur minyak
berada pada saat temperatur bernilai 95 0C yakni sebesar 15,47 kV, 23,38 kV, 35,42 kV,
dan 41, 12
3. Nilai harapan hidup isolasi transformator akan berbanding terbalik dengan kenaikan
temperatur. Semakin tinggi temperatur maka akan semakin menurunkan nilai harapan
hidup isolasi
4. Nilai harapan hidup transformator pada suhu 95 0C, 108 0C, 123 0C, dan 140 0C masing –
masing adalah 99,9973 %, 99,9892 %, 99,9518 %, dan 99,7707 %
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
Daftar Pustaka
1. Chapman, Stephen J.2002.Electric Machinery and Power System Fundamentals.United
States : Mc Graw-Hill
2. IEEE Guide for Loading Mineral-Oil-Immersed Power Transformers Rated in Excess of
100 MVA (650C Winding Rise).1991
3. Arismunandar,A. 1994.Teknik Tegangan Tinggi, Pradnya Paramita,Jakarta
4. Transformer
Overloading
and
Assessment
of
Loss-of-Life
Transformers.2011.P.K. Sen, et.al.
Analisis Pengaruh..., Ahmad Yanuar Hidayat, FT UI, 2013
for
Liquid-Filled