kamera korona

LAPORAN EKSPLORASI LANJUT KAMERA KORONA
1PT.
Andhy Dharma S1*, Edy Iskanto2, Supriyatno3, Danu4
PLN (Persero) P3B Jawa Bali, Jl. Krukut – Limo Cinere, 16514 + Jakarta Selatan, Indonesia
*Email: [email protected]
Abstrak : Korona adalah suatu discharge yang
bercahaya akibat ionisasi udara disekeliling suatu
elektrode, yang disebabkan oleh gradien tegangan yang
melampaui suatu nilai kritis tertentu. Dampak dari
terjadinya korona ialah membangkitkan derau audio dan
material korosif seperti ozone dan nitrogen oksida,
menginterferensi radio AM dan penerima TV serta
memancarkan cahaya (UV). Monitoring secara on-line
merupakan suatu tren yang telah dikenal secara luas
oleh perusahaan penyedia tenaga listrik untuk
mengoptimalkan biaya pemeliharaan. Inspeksi IR
merupakan metode yang umum digunakan oleh
kebanyakan enjinir pada perusahaan utilitas dikarenakan
telah terbukti kemampuannya dalam mendeteksi dan
mengungkapkan bagian/komponen listrik maupun
mekanik yang mengalami panas berlebih (overheated).
Namun
bagaimanapun
juga,
kerusakan
bagian/komponen kelistrikan pada suatu sistem tenaga
listrik tidak terbatas hanya pada hot spot saja. Dalam
banyak kasus, kerusakan dipicu oleh kontaminasi yang
cukup parah, titik-titik pentanahan yang longgar,
permukaan/bentuk tajam yang tidak diharapkan (dari
pemasangan yang tidak benar, finishing material yang
kurang baik atau urat kawat yang putus), insulator pecah
dan sebagainya yang tidak dapat ditangkap oleh
inspeksi IR. Makalah ini akan memaparkan eksplorasi
kamera korona Daycor®II sebagai tindak lanjut
terhadap rekomendasi Forum Enjiniring ke-5.
1 PENDAHULUAN
1.1. Definisi Korona
Korona adalah suatu discharge yang bercahaya
akibat ionisasi udara disekeliling suatu elektrode, yang
disebabkan oleh gradien tegangan yang melampaui
suatu nilai kritis tertentu (Dave Phillips - IEEE Joint
Technical Committee Meeting 2007 Orlando).
Menurut IEC 60060, korona digolongkan kedalam
Non-Disruptive Discharge disebut juga sebagai
pelepasan sebagian (partial discharge) yaitu gejala
terjadinya pelepasan listrik pada bahan dielektrik tanpa
menyebabkan tegangan turun hingga nol.
Gbr. 1: Ilustrasi Non-Disruptive Discharge (IEC 60060)
Dampak
dari
terjadinya
korona
ialah
membangkitkan derau audio dan material korosif
seperti ozone dan nitrogen oksida, menginterferensi
radio AM dan penerima TV serta memancarkan
cahaya (UV).
1.2. Inspeksi Korona dengan Kamera Korona
Monitoring secara on-line merupakan suatu tren
yang telah dikenal secara luas oleh perusahaan penyedia
tenaga
listrik
untuk
mengoptimalkan
biaya
pemeliharaan dengan cara menghilangkan jadual
pemadaman untuk pemeliharaan yang direncanakan
yang dapat dihindari. Inspeksi IR merupakan metode
yang umum digunakan oleh kebanyakan enjinir pada
perusahaan utilitas dikarenakan telah terbukti
kemampuannya dalam mendeteksi dan mengungkapkan
bagian/komponen listrik maupun mekanik yang
mengalami panas berlebih (overheated). Namun
bagaimanapun juga, kerusakan bagian/komponen
kelistrikan pada suatu sistem tenaga listrik tidak terbatas
hanya pada hot spot saja.
Dalam banyak kasus, kerusakan dipicu oleh
kontaminasi yang cukup parah, titik-titik pentanahan
yang longgar, permukaan/bentuk tajam yang tidak
diharapkan (dari pemasangan yang tidak benar,
finishing material yang kurang baik atau urat kawat
yang putus), insulator pecah dan sebagainya. Hal-hal
tersebut akan menyebabkan derau audio, korosi pada
sambungan diantara bagian metalik dan non-metalik
suatu insulator,
interferensi radio pada peralatan
komunikasi, kenaikan potensi terjadinya flashover pada
komponen saluran transmisi selama musim hujan,
meresapnya uap lembab (moisture ingress) kedalam
insulator atau dalam kasus yang sangat buruk, kondisi
lepas mekanik pada insulator tension. Kerusakankerusakan seperti itu akan membangkitkan “corona
discharges” tergantung dari kondisi tekanan tegangan
lokal dan sulit dideteksi dengan inspeksi IR akan tetapi
bisadideteksi dengan inspeksi korona.
Inspeksi
dengan
kamera
korona
telah
diimplementasikan oleh banyak negara sebagai suatu
metode on-line monitoring yang rutin dan paralel
dengan inspeksi IR untuk meningkatkan efektivitas
biaya pada suatu pekerjaan inspeksi. Sejalan dengan hal
tersebut diperlukan suatu metode inspeksi / terobosan
teknologi dalam pemfilteran 100% UV dari sinar
matahari dan eliminasi derau UV acak dari lingkungan
sekitar.
Kamera korona Ofil DayCor®II menggunakan
spektrum emisi UV dari suatu discharge korona dengan
range panjang gelombang diantara 240 sampai 280
nanometer. Pabrikan memilih range ini dikarenakan
fakta bahwa radiasi UV sinar matahari diserap
seluruhnya oleh lapisan ozon sebelum sampai ke bumi.
PT. PLN (Persero) P3B Jawa Bali telah dilengkapi
dengan kamera korona untuk keperluan on-line
monitoring di lapangan. Berikut distribusi alat kamera
korona Daycor®II di PLN P3B Jawa Bali :
Tab. 1: Data Aset Kamera Korona Daycor®II – P3B Jawa
Bali
LOKASI
Region Jakarta dan Banten
Region Jawa Tengah dan DIY
Sub Region Bali
S/N
155
157
169
1.3. Hasil Forum Enjiniring ke-5
Pada Forum Enjiniring ke-5, telah disampaikan
pengalaman dalam menggunakan kamera korona di
lapangan serta decision chart yang direkomendasikan
oleh pabrikan kamera korona yaitu Ofil sebagai berikut :
Intensitas korona terukur sebagai : camera
counts/minutes
 Jarak: kira-kira 100 feet (30 meters)
 Kondisi sekitar: RH 60%, suhu 20° celsius.
Salah satu rekomendasi dari Forum Enjiniring ke-5
ialah eksplorasi lanjutan terhadap kamera korona
bekerja sama dengan PLN Litbang, yaitu mencari
hubungan antara count rate (hasil pembacaan kamera
korona) dengan coulomb (representasi muatan).
Coulomb, disimbolkan dengan C, merupakan unit SI
dari muatan elektrik dan bila didefinisikan dalam
ampere : 1 coulomb adalah sejumlah muatan elektrik
(kuantitas kelistrikan) yang dibawa oleh suatu arus 1 A
yang mengalir dalam 1 detik.

2
EKSPLORASI LANJUTAN KAMERA
KORONA DAYCOR®II
2.1. Pengujian di Litbang
Kegiatan eksplorasi kamera korona dilakukan di
PLN LITBANG dengan menggunakan kamera korona
RJKB dan RJTD. Pada saat itu telah dilaksanakan
pengujian-pengujian yang bertujuan untuk mengetahui
korelasi antara count rate dengan coulomb.
Pengujian pertama menggunakan peralatan seperti
tertera pada gambar di bawah ini :
Gbr. 2: Alur Pengambilan Keputusan (Rekomendasi Ofil)
Gbr. 3: Diagram Skema Pengujian PD
Kriteria intensitas korona yang dimaksud pada gambar
di atas ialah sebagai berikut :
 Low
 Berpotensi mengurangi usia peralatan
 Indikasi kerusakan minor
dari pemburukan
komponen
 Monitoring lanjutan untuk informasi tambahan
terhadap pemburukan
 Medium
- Dapat menyebabkan pemburukan yg signifikan
terhadap usia peralatan
- Indikasi kerusakan / pemburukan komponen yang
dapat diukur
- Dijadwalkan perbaikan atau penggantian
seperlunya
 High
- Menyebabkan pemburukan yang sangat cepat
- Indikasi kerusakan parah terhadap komponen /
peralatan
- Perbaiki atau ganti secepatnya
Adapun kondisi counting yang berlaku dalam
implementasi alur di atas dijelaskan sebagai berikut :
Peralatan terdiri dari regulator, filter, step-up
transformer, HV noise filter, coupling capasitor, PSF
dan Osiloskop. Sebelumnya dilakukan proses kalibrasi
terlebih dahulu dengan menggunakan PD kalibrator.
Gbr. 4: Alat PD kalibrator
Tampilan pada osiloskop untuk muatan sebesar 10 pC
ditunjukkan oleh gambar berikut :
Selain itu juga terdapat besar muatan yang terbaca oleh
discharge meter di ruang kontrol untuk setiap tegangan
uji. Attenuator pada discharge meter berfungsi seperti
volt/div pada osiloskop. Akan tetapi pada percobaan ini
juga ditemukan
fenomena timbulnya
korona
disepanjang penghantar tempat titik uji digantungkan.
Hal ini yang menimbulkan pertanyaan lanjutan, muatan
mana yang terbaca oleh alat discharge meter.
Gbr. 5: Tampilan Osiloskop untuk Muatan 10 pC
Setelah proses kalibrasi selesai, kemudian dilakukan
pengujian dengan menaikkan tegangan uji melalui
regulator. Namun pada saat tegangan uji sebesar 1 kV,
arus pengujian hampir mendekati nominal step-up
transformer sehingga pengujian tidak dilanjutkan
mengingat kemampuan dari step-up transformer yang
digunakan. Untuk pengujian ini sempat didapatkan
bentuk gelombang partial discharge pada osiloskop
seperti pada gambar berikut :
2.2. Hasil Uji Sensitivitas - RWE Eurotest
Dari penelusuran dokumen penunjang lainnya,
didapatkan 2 buah dokumen terkait uji sensitivitas
kamera korona Daycor®II. Pada bagian ini akan penulis
sampaikan uji sensitivitas kamera korona Daycor®II
yang dilakukan oleh RWE Eurotest Germany.
Gbr. 8: Rangkaian Pengujian Sensitivitas – RWE Eurotest
Gbr. 6: Bentuk Gelombang PD yang Terekam Osiloskop
Kemudian diputuskan untuk melakukan pengujian
lainnya (dengan rangkaian uji / peralatan yang berbeda),
seperti dijelaskan dalam rangkaian berikut :
Pada saat tegangan awal korona (inception voltage) 5
kV, muatan yang terukur sebesar 1,5 pC. Seiring dengan
kenaikan tegangan, frekuensi repetisi pulsa juga
bertambah sehingga besar muatan tidak berubah.
Dilakukan pengambilan data sebanyak 10 kali untuk
setiap tegangan uji. Hasilnya seperti tertera pada tabel di
bawah ini :
Tab. 3: Hasil Pengujian Sensitivitas Daycor®II oleh RWE
Eurotest
Gbr. 7: Pengujian PD dengan Step-up Transformer 500 kV
Peralatan terdiri dari regulator, step-up transformer 500
kVA, coupling capasitor, PSF dan Hipotronics Corona
Detector.
Tab. 2: Hasil Pengujian ke-2 Lab PLN Litbang
No
1
2
3
4
5
Teg.Uji
(kV)
60
70
75
80
85
Disch.
Meter
0,3
1,1
1,3
1,1
1
Attenua
tor
40
40
40
50
60
Count
RJKB
3369
4102
4463
4714
5820
Count
RJTD
1351
1440
1714
1934
2436
Data pada tabel-2 di atas menunjukkan hasil
pengukuran korona yang ditampilkan dengan count rate
masing-masing oleh kamera korona RJKB dan RJTD.
Pengujian dilaksanakan dengan 2 (dua) mode
pengukuran kamera yaitu Long Integration (LI) = 0 dan
LI = ½. Kemudian menghitung rerata 10 data hasil
pengukuran untuk setiap tegangan uji. Setting lain serta
tampilan saat pengujian dilakukan ditunjukkan oleh
gambar berikut ini :
Gbr. 10: Rangkaian Pengujian Sensitivitas Daycor®II - SII
Tab. 4: Daftar Peralatan Uji Sensitivitas Daycor®II- SII
Pembacaan
kamera
korona
Gbr. 9: Korona pada Jarum yang Tertangkap oleh Kamera
(LI=0 dan LI=½) dengan Latar Belakang Tegangan Uji
Adapun hasil dari pengujian ini, seperti yang tertera
dalam dokumen aslinya,
menyatakan
bahwa
pendeteksian partial discharge oleh kamera korona
dengan suatu muatan sebesar 1,5 pC dapat dilakukan
dalam jarak 8 meter. Untuk kasus frekuensi repetisi
aktivitas PD yang rendah, pendeteksian sulit dilakukan
dikarenakan kemunculannya pada kamera korona
Daycor®II hanya pada beberapa frame saja.
2.3. Hasil Uji Sensitivitas - SII
Pada bagian ini akan penulis sampaikan uji
sensitivitas kamera korona Daycor®II yang dilakukan
oleh Laboratorium Perusahaan Listrik Israel yang
bertujuan untuk memverifikasi kemampuan kamera
Daycor®II dalam mendeteksi partial discharge dengan
suatu muatan sebesar 2±0,1 pC pada jarak 8 m.
Rangkaian pengujian, daftar peralatan serta rekaman
korona pada kamera dijelaskan sebagai berikut :
Gbr. 11: Tampilan Korona pada Kamera serta Count Ratenya
Pengujian dilakukan untuk 5 (lima) tegangan uji
dengan muatan 2±0,1 pC serta pada 2 (dua) mode
kamera yaitu pada gain 180 dan gain 250.
Tab. 5: Hasil Uji Sensitivitas Daycor®II- SII
Test Voltage (kV)
PD Pulse rate
(1000*pulse / 30 sec)
Camera rate
(counts/min) @ Gain
250
Camera rate
(counts/min) @ Gain
180
25
30
35
40
45
630
990
1220
1330
1370
92
200
280
420
620
86
110
230
350
500
Dengan memasukkan angka-angka pada tabel-5 di
atas pada sebuah grafik maka akan didapatkan grafik
sebagai berikut :

5
[1]
[2]
[3]
Gbr. 12: Grafik Count Rate (G180 dan G250) vs Teg. Uji - SII
[4]
[5]
Hasil dari pengujian ini, seperti yang tertera dalam
dokumen aslinya, menyatakan bahwa sinyal UV yang
dinyatakan oleh kamera korona sebagai counts/min akan
bertambah seiring dengan peningkatan intensitas PD.
3
KESIMPULAN
Count rate pada kamera korona Daycor®II adalah
suatu pengukuran quasi-quantitive intensitas korona
(dengan istilah jumlah foton yang terdeteksi setiap
menit) terjadi pada objek uji. Dari hasil penelitian
bersama PLN Litbang serta eksplorasi pada dokumen
terkait uji sentivitas kamera korona maka dapat dibuat
bebeapa kesimpulan sebagai berikut :
 Faktor-faktor
yang
mempengaruhi
hasil
pembacaan kamera korona (count rate) adalah
tegangan, intensitas partial discharge, gain serta
LI yang dipergunakan.
 Count rate tidak ada relasinya dengan coulomb.
Kamera korona Daycor®II sampai saat ini hanya
memperlihatkan fenomena dari partial discharge
dalam bentuk korona. Jika korona semakin besar
maka partial discharge yang terjadi semakin
besar.
4
SARAN
Untuk mendapatkan hasil monitoring yang
informatif maka disarankan untuk melakukan hal-hal
sebagai berikut :
 Mencatat semua informasi yang terkait dengan
pengukuran (tegangan, suhu, kelembaban).
 Melakukan monitoring pada suatu obyek uji dari
berbagai arah untuk meminimalkan pengaruh
sekitar obyek uji.
 Mempergunakan gain yang dapat menunjukan
korona yang paling jelas (tidak terlalu besar atau
terlalu kecil).
 Ketika
melakukan pengukuran bandingan
(trending dan benchmarking) harus dipastikan
parameter-parameternya (suhu, kelembaban,
jarak, gain, LI, fokus) mendekati sama untuk
semua pengukuran.
Perlu dipertimbangkan pemanfaatan tripod untuk
mendapatkan hasil pengukuran yang lebih stabil.
DAFTAR PUSTAKA
P3B JB, Instruksi Kerja Pengoperasian Camera Pengindera
Corona dan Partial Discharge, Januari 2006.
Dave Phillips, Corona Tutorial, IEEE Joint Technical Committee
Meeting – Orlando, 2007.
TUV Report, Statement of operation and field-testing for the
DayCor II camera in connection with partial discharge
recognition in high-voltage arrays, November 2001.
RWE Eurotest GmbH, Test Report No. : 03.05.03.097-0, Juli
2003.
The SII, Test Report No. 8314349056, September 2003.