makalah seminar - Teknik Elektro Undip

Makalah Seminar Kerja Praktek
PENGUJIAN TAN δ PADA KABEL TEGANGAN MENENGAH DAN
PENGUJIAN TEGANGAN TINGGI IMPULS
PADA PANEL SWITCHGEAR TEGANGAN MENENGAH
DI LABORATORIUM TEGANGAN TINGGI PT.PLN (PERSERO)
PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN KETENAGALISTRIKAN
Galuh Susilowati (L2F005536)
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik – Universitas Diponegoro
ABSTRAK - Pengujian tegangan tinggi bertujuan untuk meneliti sifat-sifat listrik dielektrik
menyangkut kualitas sistem isolasi peralatan tenaga, yaitu memeriksa kualitas peralatan sebelum
terpasang ataupun setelah operasi, untuk menghindarkan kerugian bagi pemakai peralatan dan
mengurangi kerugian semasa pemeliharaannya. Kualitas isolasi berperan pentung dalam menentukan
mutu suatu peralatan listrik, terutama dalam bidang penyaluran transmisi dan distribusi tenaga. Di
antara peralatan tenaga tersebut adalah kabel dan panel switchgear. Kabel merupakan materi inti
dalam transmisi dan distribusi. Sedangkan switchgear memainkan peranan penting pada gardu-gardu
induk sebagai media gabungan penyalur daya sekaligus pengaman sistem tenaga. Karena itu,
dibutuhkan kualitas sistem isolasi yang baik pada kedua peralatan tenaga tersebut untuk mendukung
stabilitas sistem. Maka dibutuhkan pengujian-pengujian tegangan tinggi yang dapat menentukan
kualitas sistem isolasi peralatan-peralatan tenaga listrik, sehingga dapat diperoleh rancangan yang
memiliki ketahanan tinggi, yaitu dengan pengujian tegangan tinggi impuls maupun pengujian tan δ.
Melalui kedua jenis pengujian tersebut, PT. PLN (Persero) Penelitian dan Pengembangan
Ketenagalistrikan dapat melaksanakan peranan besarnya dalam menjamin kualitas peralatan tenaga
listrik yang bermutu tinggi, sebagai laboratorium pengujian independent terakreditasi terdepan
dalam mendukung terciptanya stabilitas sistem tenaga listrik yang andal.
Kata kunci : Pengujian tegangan tinggi impuls, Pengujian tan δ, kabel, switchgear, PLN Litbang.
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
PT. PLN (Persero) merupakan
perusahan besar yang mengelola listrik
negara, baik dari segi pembangkitan,
transmisi, maupun pendistribusian tenaga
listrik di Indonesia. Adapun kegiatan
penelitian dan pengembangan di PT. PLN
(Persero) diarahkan pada usaha untuk
meningkatkan keandalan serta efisiensi
sistem dan pembangkit tenaga listrik,
kualitas suplai energi listrik, jaminan mutu,
konservasi dan manajemen lingkungan,
serta teknologi baru dalam bidang teknik
energi listrik. Kegiatan penelitian serta
pengembangan inilah yang menjadi tugas
khusus bagi salah satu unit bisnis PT. PLN
(Persero) yang dikenal sebagai PT. PLN
(Persero) Penelitian dan Pengembangan
Ketenagalistrikan.
Dalam peranannya menjamin mutu
peralatan-peralatan
listik, PT. PLN
(Persero) Penelitian dan Pengembangan
Ketenagalistrikan
telah
melakukan
pengujian-pengujian pada setiap item
peralatan uji berdasarkan standar-standar
terkini yang diakui tidak hanya di dalam
negri, namun juga di dunia internasional. Di
antara dari sekian rangkaian pengujian yang
harus dilakukan untuk menguji mutu alat
yang diuji adalah pengujian tegangan tinggi
impuls dan pengujian rugi-rugi dielektrik
(tan delta). Pengujian tegangan tinggi
impuls ini menggunakan sumber tegangan
impuls bertegangan tinggi untuk menguji
isolasi pada peralatan listrik, dimana
pengujian ini ditujukan karena adanya
kemungkinan resiko terkenanya surja petir
maupun surja hubung pada peralatan tenaga
listrik tersebut. Sedangkan pengujian tan
delta ditujukan untuk mendeteksi besarnya
rugi-rugi dielektrik pada isolasi peralatan
listrik yang berpengaruh pada umur pakai
suatu peralatan listrik.
Pengujian-pengujian tersebut dikenai
pada item uji peralatan-peralatan listrik
yang
berkenaan
langsung
dalam
pendistribusian tegangan listrik dari gardu
induk ke pelanggan maupun ke gardu induk
lain dalam satu sistem penyaluran tenaga
2
listrik. Salah satu peralatan yang berperan,
dalam sistem tegangan menengah tersebut
adalah panel (switchgear) distribusi listrik
tegangan menengah, dimana panel ini
menjalankan fungsi penyaluran listrik,
pemutus atau penyambung saluran, serta
memegang fungsi kontrol pengamanan
sistem. Di samping itu, peralatan kabel
tenaga tegangan menengah juga memegang
peranan penting dalam menyalurkan dan
mentransmisikan tegangan listrik dalam
sistem tegangan menengah
Dalam Kerja Praktek di Laboratorium
Tegangan
Tinggi
PLN
Litbang
Ketenagalistrikan ini dibahas mengenai
pengujian tegangan tinggi impuls yang
dilakukan pada panel switchgear tegangan
menengah dan membahas pengujian tan
delta pada kabel tenaga tegangan
menengah.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan kerja praktek ini
adalah mengetahui dan mengikuti sejarah
perkembangan
teknologi
pengujian
tegangan tinggi dan mempelajari sistem
pengujian tegangan tinggi, serta mengamati
secara langsung pengujian pada panel
(switchgear) distribusi tenaga listrik dan
kabel tenaga di Laboratorium Tegangan
Tinggi PT PLN (Persero) Litbang
Ketenagalistrikan.
1.3 Pembatasan Masalah
Pada laporan kerja praktek ini,
permasalahan hanya dibatasi pada hal
pengujian tegangan tinggi impuls pada
panel
listrik
(switchgear)
tegangan
menengah dan pengujian tan delta kabel
tenaga tegangan menengah di Laboratorium
Tegangan Tinggi PT. PLN (Persero)
Penelitian
dan
Pengembangan
Ketenagalistrikan.
II. PT. PLN (Persero) Penelitian dan
Pengembangan Ketenagalistrikan
2.1 Gambaran Umum PT. PLN Litbang
Ketenagalistrikan
PT PLN (Persero) Penelitian dan
Pengembangan
Ketenagalistrikan
(Research and Development) didirikan pada
April 2004, sebagai sebuah unit bisnis yang
dimiliki secara utuh oleh PLN, PLN
Litbang berkecimpung dengan penelitian,
dalam lingkup keandalan sistem dan
pembangkit, kualitas suplai energi listrik,
peralatan, efisiensi sistem dan pembangkit,
jaminan mutu, konservasi dan manajemen
lingkungan, serta teknologi baru.
Sesuai namanya, aktivitas utama PT
PLN Litbang Ketenagalistrikan adalah
penelitian, dimana penelitian dan dilakukan
mencakup tiga hal besar, yaitu Pengujian,
Kalibrasi, serta Fasilitasi dan Jasa lainnya.
PT PLN (Persero) Litbang memilliki
laboratorium-laboratorium
yang
berfungsional
penuh
dalam
bidang
pengujian tegangan tinggi, pengujian
hubung singkat daya tinggi, kalibrasi, kimia
terapan, mekanisme tanah dan struktur sipil,
lingkungan, diagnosa bahan material, hydro
power,
kontrol
dan
instrumentasi,
pembakaran dan bahan bakar, sistem daya,
serta bidang proteksi. Terdapat dua macam
laboratorium,
yaitu
Laboratorium
Kelistrikan dan Laboratorium Non-Listrik.
Adapun Laboratorium Kelistrikan terdiri
atas lima laboratorium, yaitu Laboratorium
Tegangan Rendah, Laboratorium Tegangan
Tinggi, Laboratorium Hubung Singkat,
Laboratorium
Sistem
Daya,
Telekomunikasi dan Proteksi, serta
Laboratorium
Kalibrasi.
Sedangkan
Laboratorium Non Listrik terdiri atas lima
laboratorium,
yaitu
Laboratorium
Instrumen
/
Kontrol,
Laboratorium
Material,
Laboratorium
Kimia
dan
Lingkungan, Laboratorium Struktur Sipil
dan Mekanika Tanah, serta Laboratorium
Hidrolik.
2.2 Laboratorium Tegangan Tinggi
Laboratorium
Tegangan
Tinggi
menangani pengujian dan penelitian sektor
listrik tegangan tinggi seperti :
 Pengujian Jenis (Type Test)
 Pengujian
Pengembangan
(Development Test)
 Pengujian Karakteristik (Characteristic
Test)
 Pengujian
Tegangan
Tinggi
di
Lapangan
 Pengkajian Fenomena Tegangan Tinggi
: Korona, Interferensi Radio, Penelitian
Dalam Induksi Medan Elektromagnetik
 Penelitian Dalam Proteksi Tegangan
Lebih
Laboratorium ini menangani segala
bentuk pengujian maupun penelitian bidang
tegangan tinggi, yang memiliki dua lokasi
3
Lab di dalam komplek Gedung PT. PLN
(Persero) Litbang Ketenagalistrikan, yaitu
Laboratorium Tegangan Tinggi 1 dan
Laboratorium Tegangan Tinggi 2.
Laboratorium Tegangan Tinggi 1
berada pada Gedung 3 PT. PLN (Persero)
Litbang, dimana lab ini memiliki
kemampuan pengujian peralatan listrik
hingga tegangan pengenal 36 kV, di
antaranya :
Impuls generator, yang memiliki
spesifikasi 5 tingkat 750 kV/14 kWS.
Trafo tegangan tinggi AC
 220 kV, 220 kVA, dan
 100 kV, 200 kVA.
Alat Uji dalam keadaan hujan [wet test]
Sedangkan Lab Tegangan Tinggi 2
berada pada Gedung 4 PT. PLN (Persero)
Litbang, dimana lab ini memiliki
kemampuan pengujian peralatan listrik
sampai dengan tegangan pengenal 150 kV.
Fasilitas perlengkapan pengujian yang
tersedia dalam Lab ini berada dalam sebuah
Main Hall seluas 23 x 32 x 46 meter
dengan sebuah pintu masuk ukuran 10 x 10
meter. Hall ini memiliki suatu lapisan
khusus
pada
dindingnya
untuk
mengeliminasi efek dari gelombang
elektromagnetik yang dapat mengganggu
kepresisian
pengukuran.
Adapun
perlengkapan uji pada lab ini di antaranya :
Impuls generator 10 tingkat 2000
kV/150 kWS
Trafo tegangan tinggi 500 kV / 500 kVA
Alat Uji Partial Discharge 300 kV/300
kVA
Alat Uji dalam keadaan hujan [wet test]
(dengan skala lebih besar dibandingkan
pada Lab Tegangan Tinggi 1).
Adapun pengujian-pengujian maupun
penelitian yang dilakukan di dalam
laboratorium ini didasarkan pada standarstandar terkini, meliputi standar SNI
(Standar Nasional Indonesia), SPLN
(Standar PLN), IEC, ANSI, VDE, BS, dan
sebagainya.
Gambar 1. Generator Impuls 2000 kV pada Lab
Tegangan Tinggi 2 PLN Litbang
III. Pengujian Tan δ Kabel Tegangan
Menengah
3.1 Rugi-Rugi Dielektrik
Jika dielektrik dikenai medan
elektrik, maka elektron-elektron akan
mengalami gaya yang arahnya berlawanan
dengan arah medan elektrik sedang inti
atom yang bermuatan positif akan
mengalami gaya searah dengan arah medan
elektrik. Gaya ini akan memindahkan
elektron dari posisinya semula, sehingga
molekul-molekul berubah menjadi dipoldipol yang letaknya sejajar dengan medan
elektrik. Jika medan elektrik berubah arah,
maka gaya pada muatan-muatan dipol akan
berubah arah membuat dipol berputar 180o.
Ketika
molekul-molekul
yang
terpolarisasi ini berubah posisi, maka
terjadilah gesekan antar molekul. Jika
medan elektrik berulang-ulang berubah
arah, maka gesekan antar molekul juga
akan berulang-ulang. Gesekan yang
berulang-ulang ini akan menimbulkan
panas pada dielektrik, dan panas inilah yang
disebut dengan rugi-rugi dielektrik.
Rugi-rugi dielektrik terjadi jika
terdapat perubahan arah medan elektrik
yang berulang-ulang. Oleh karena itu, rugirugi dielektrik hanya terjadi pada medan
elektrik bolak-balik, yaitu medan yang
ditimbulkan oleh tegangan bolak-balik,
sehingga frekuensi gesekan antar molekul
meningkat. Akibatnya rugi-rugi dielektrik
yang dihasilkan semakin besar. Namun jika
frekuensi yang diperoleh sangat tinggi,
maka perubahan posisi dipol hanya sedikit,
karena molekul harus segera kembali ke
posisi semula.
Ketika suatu tegangan diterapkan
pada suatu dielektrik, akan ditimbulkan tiga
4
komponen arus, yaitu arus pengisian, arus
absorpsi, dan arus konduksi. Rangkaian
pendekatan
pendeteksian
rugi-rugi
dielektrik ini harus dapat menampilkan
ketiga komponen tersebut.
Cg
ip
a
b
ik
ik
Rk
Ra
Ca
Gambar 2. Rangkaian Ekivalen Suatu Dielektrik
Keterangan Gambar :
Cg : Kapasitansi geometris
Rk : Tahanan dielektrik
Ra : Tahanan arus absorpsi
Ca : Kapasitansi arus absorpsi
IR
a
Re
I
b
Ce
IC
V
AC
Gambar 3. Rangkaian Ekivalen Dielektrik
Jika terminal a-b dihubungkan ke
sumber tegangan AC, maka arus pada tiap
komponennya :
IR =
V
Re
I C = ω ⋅ ce ⋅ v
Arus total diperoleh :
I = I R2 + I C2
IC
Dengan substitusi komponen arusnya,
dapat diperoleh persamaan :
3.2 Pengujian Tan δ
Berdasarkan
dampak
pengujian
terhadap benda uji, pengujian tegangan
tinggi dapat dikelompokkan seperti berikut:
1) Pengujian tidak merusak
a) Pengukuran tahanan isolasi
b) Pengukuran
faktor
rugi-rugi
dielektrik
c) Pengukuran korona
d) Pengukuran konduktivitas
e) Pemetaan medan elektrik
2) Pengujian bersifat merusak
a) Pengujian ketahanan (Withstand Test)
b) Pengujian kegagalan (Breakdown
Test)
c) Pengujian peluahan (Discharge Test)
Pengujian tan δ dilakukan untuk
mengukur besarnya parameter tan δ dalam
suatu peralatan listrik, dimana tan δ
merupakan faktor rugi-rugi dielektrik, yaitu
rasio dari komponen imajiner dan
komponen real dari permetivitas kompleks
dielektrik. Pengujian tan δ ini termasuk ke
dalam jenis pengujian tidak merusak.
Besarnya rugi-rugi dielektrik pada
suatu peralatan sebanding dengan faktor
rugi-rugi dielektrik (Tan δ). Jika Tan δ
bernilai besar, maka rugi-rugi dielektrik
makin
besar.
Rugi-rugi
dielektrik
menimbulkan panas yang dapat menaikkan
temperatur dielektrik adan pada akhirnya
dapat mempercepat penuaan dielektrik.
Adapun alat untuk mengukur tan δ adalah
jembatan schering.
I
δ
φ
IR
Gambar 4. Komponen arus dielektrik
Arus I R menimbulkan rugi-rugi daya
pada tahanan R e . Rugi-rugi ini disebut
sebagai rugi-rugi dielektrik. Rugi-rugi
dielektrik ini merupakan perkalian V
dengan I R , atau :
Gambar 5. Jembatan Schering
Terdapat dua macam pengukuran tan
δ yang biasa dilakukan, yaitu :
5
 tan δ sebagai fungsi dari tegangan
dengan suhu sebagai parameter
 tan δ sebagai fungsi dari suhu dengan
tegangan sebagai parameternya
Faktor daya tan δ umumnya bernilai
konstan pada tegangan nominal (rated)
apabila bahan isolasinya tidak mengandung
air (moisture) atau kantong udara (void).
Naiknya tan δ dengan naiknya tegangan
biasanya disebabkan oleh void yang
memungkinkan
pelepasan
korona.
Karakteristik dari kapasitansi versus
tegangan dapat pula diambil.
Gambar 6. Kurva Fungsi Pengukuran tan δ
terhadap : (a) tegangan; (b) suhu
3.3 Kabel Tegangan Menengah
Kabel
merupakan
komponen
penyaluran energi listrik yang sangat
penting. Sebuah kabel listrik terdiri dari
isolator dan konduktor.
Isolator di sini adalah bahan
pembungkus kabel yang biasanya terbuat
dari karet atau plastik. Sedangkan
konduktornya terbuat dari serabut tembaga
ataupun tembaga pejal.
Sebuah kabel tenaga disusun oleh dua
atau lebih konduktor listrik, biasanya
dipasang
dalam
sebuah
bungkus
keseluruhan konduktornya. Pemasangan
konstruksi dalam kabel daya ini digunakan
untuk transmisi daya listrik.
3.4 Pengujian Tan δ Pada Kabel
Tegangan
Menengah
di
Lab
Tegangan Tinggi PT. PLN Litbang
Ketenagalistrikan
3.4.1 Benda Uji
Pengujian tan delta ini dilakukan
pada enam sampel kabel tegangan
menengah, yaitu dengan spesifikasi sebagai
berikut :
1) Kabel A
• Jenis isolasi kabel :
XLPE/AWA/PVC
• Jumlah inti dan ukuran :
1 x 185 mm2
• Tegangan rating : 3,6/6 kV
2) Kabel B
• Jenis isolasi kabel :
XLPE/SWA/PVC
• Jumlah inti dan ukuran :
3 x 120 mm2
• Tegangan rating : 12/20 kV
3) Kabel C
• Jenis isolasi kabel :
XLPE/LSFH/SWA/LSFA
• Jumlah inti dan ukuran :
3 x 150 mm2
• Tegangan rating : 12/20 kV
4) Kabel D
• Jenis isolasi kabel : XLPE/LSFH
• Jumlah inti dan ukuran :3x70 mm2
• Tegangan rating : 6,35/11 kV
5) Kabel E
• Jenis isolasi kabel
: XLPE
• Jumlah inti dan ukuran : 3x240 mm2
• Tegangan rating : 3,6/6 kV
6) Kabel F
• Jenis isolasi kabel :
XLPE/SWA/PVC
• Jumlah inti dan ukuran : 3 x 185
mm2
• Tegangan rating : 3,6/6 kV
3.4.2 Peralatan Pengujian Tan δ Kabel
TM
Pengujian tan δ di Lab Tegangan
Tinggi PT. PLN Litbang Ketenagalistrikan
menggunakan M4100 Insulation Analyzer
Instrument
sebagai
elemen
utama
pengukuran tan deltanya. Adapun perangkat
dalam rangkaian pengujian tan delta di
antaranya :
a) Slide regulator tegangan
b) Trafo
tegangan
(Potential
Transformer/PT)
c) Trafo Arus (Current Transformator)
d) Compressed Gas Capacitor Divider
e) M4100 Insulation Analyzer Instrument
f) Pencatat Temperatur Bagian Benda Uji
g) Klem penghubung antar inti kabel
h) Termometer
i) Benda uji kabel
j) Sumber tegangan AC 1 Fasa
k) Jumper penghubung
l) Kontaktor
6
suhu ini, pengukuran
setelah kabel uji
mencapai temperatur
kabel tersebut di
gambaran rangkaian
delta fungsi suhu :
Sumber
Tegangan
AC 1 Fasa
Slide
Regulator
Current
Transformer
tan delta dilakukan
dipanaskan hingga
maksimum kinerja
lapangan. Berikut
saat pengujian tan
Kabel Uji
Setelah
mencapai
Suhu 100°C
M4100
Insulation
Analyzer
Instrument
Termometer
Gambar 4.10 Diagram Blok Pengujian Tan δ
Fungsi Suhu Pada Kabel TM
Current
Transformer
Gambar 7. M4100 Insulation Analyzer
Instrument pada saat penggunaannya
3.4.3 Prosedur Pengujian Tan δ Kabel
TM
Pengujian tan delta fungsi tegangan
dilakukan dengan merangkai perangkat
pengujian yang terdiri atas sumber tegangan
AC, Compressed Gas Capacitor, trafo
tegangan PT, slide regulator, dan M4100
Insulation Analyzer Instrument. Berikut
gambaran rangkaian saat pengujian tan
delta fungsi tegangan :
Terminal Kabel Uji
Dihubungkan dengan
M4100 Instrument
setelah dinaikkan
suhunya
Kabel uji
ditekuk
membentuk loop
(a)
Termometer Digital
Pencatat Temperatur
Per Bagian Isolasi
Kabel Uji
Termometer
Slide
Regulator Tegangan
Current Transformer
Sumber
Tegangan
AC 1 Fasa
Slide
Regulator
Kabel Uji
Potential
Transformer
Kabel Uji
Compressed
Gas
Capacitor
M4100
Insulation
Analyzer
Instrument
Gambar 8. Diagram Blok Pengujian Tan δ
Fungsi Tegangan Pada Kabel TM
Terminal Kabel
yang diuji
Compressed Gas
Capacitor
Terminal
Tegangan Output
Potential Transformer
Komputer
M4100 Instrument
Insulation Analyzer
M4100 Instrument
Insulation Analyzer
Gambar 9. Rangkaian Pengujian Tan δ Fungsi
Tegangan
Sedangkan pengujian tan delta fungsi
suhu
dilakukan
dengan
merangkai
perangkat pengujian yang sedikit berbeda
dibandingkan dengan pengujian fungsi
tegangannya, yaitu dimana pada pengujian
ini terdiri atas perangkat sumber tegangan
AC, slide regulator, trafo arus CT,
termometer, dan M4100 Insulation
Analyzer Instrument. Pada pengujian fungsi
(b)
Gambar 11. Rangkaian Pengujian Tan δ
Fungsi Suhu
Adapun pada pengujian tan δ ini
digunakan standar IEC 60502-2 tentang
”Kabel Tenaga dengan Isolasi Tambahan
dan Aksesori-Aksesori Kabel Untuk
Tegangan Rating dari 1 kV (U m = 1,2 kV)
hingga 30 kV (U m =36 kV)”, di antaranya
disebutkan :
Tabel 1. Persyaratan Pengujian Tan Delta untuk
Campuran Isolasi
7
3.4.4 Hasil Pengujian Tan Kabel TM
3.4.4.1 Pengujian
Tan
δ
Fungsi
Tegangan
Berikut hasil pengujian tan δ fungsi
tegangan Kabel A (1 x 185 mm2, 3,6/6 kV,
XLPE/AWA/PVC) :
Tabel 5. Laporan Hasil Uji Tan δ Fungsi Suhu
Kabel C
Tabel 2. Laporan Hasil Uji Tan δ Fungsi
Tegangan Kabel A
Berikut hasil pengujian tan δ fungsi
tegangan Kabel F (3 x 185 mm2, 3,6/6 kV,
XLPE/SWA/PVC) :
Berikut hasil pengujian tan δ fungsi
tegangan Kabel E (3 x 240 mm2, 3,6/6 kV,
XLPE/SWA/PVC) :
Tabel 6. Laporan Hasil Uji Tan δ Fungsi Suhu
Kabel F
Tabel 3. Laporan Hasil Uji Tan δ Fungsi
Tegangan Kabel E
Dari keseluruhan hasil pengujian di
atas dapat terlihat bahwa seluruh sampel
kabel yang diuji dinyatakan lulus uji karena
telah sesuai dengan standar yang
digunakan.
3.4.4.2 Pengujian Tan δ Fungsi Suhu
Dengan standar tan δ yang
digunakan, berikut hasil pengujian tan δ
fungsi tegangan Kabel B (3 x 120 mm2,
12/20 kV, XLPE/SWA/PVC) :
Tabel 4. Laporan Hasil Uji Tan δ Fungsi Suhu
Kabel B
IV. Pengujian Tegangan Tinggi Impuls
Panel
Switchgear
Tegangan
Menengah
4.1 Pembangkitan Tegangan Tinggi
Impuls
Dalam sistem tenaga listrik, terdapat
tiga bentuk tegangan impuls yang mungkin
terjadi, yaitu tegangan impuls petir,
tegangan impuls surja hubung, dan
tegangan impuls terpotong. Berikut bentukbentuk tegangan impuls:
V
V
V
t
(a)
t
(b)
(c)
Gambar 12. Jenis-Jenis Tegangan Impuls
(a) Impuls Kilat; (b) Impuls Surja Hubung;
(c) Impuls Terpotong
Berikut hasil pengujian tan δ fungsi
tegangan Kabel C (3x150 mm2, 12/20 kV,
XLPE/LSFH/SWA/LSFA) :
Persamaan bentuk umum tegangan
impuls yang digunakan di laboratorium,
yaitu tegangan yang naik dalam waktu yang
sangat singkat, disusul dengan penurunan
yang lambat menuju nol:
8
V = V 0 (e–at – e–bt)
V
1,0
0,9
Q
Vmaks
0,5
0,3
P
0
O’
t
Tf
A
B
Tt
Gambar 13. Bentuk Gelombang Impuls Petir
4.1.3 Generator Marx
Generator impuls dengan rangkaian
Marx merupakan generator impuls RC yang
disusun bertingkat untuk memperoleh
tegangan keluaran yang lebih tinggi.
Misalnya saja terdapat generator impuls
Marx tiga tingkat. Generator tersebut
memiliki
tiga
kondensator
pemuat,
sehingga dinamai generator Marx tiga
tingkat. Generator ini juga memiliki tiga
sela picu yang dapat dipicu dalam waktu
yang bersamaan.
Alat pembangkit tegangan tinggi
impuls di antaranya adalah Generator
impuls RLC, Generator impuls RC, dan
Generator Marx.
4.1.1 Generator RLC
Adapun prinsip kerja generator
impuls RLC adalah dimana kapasitor C
diberikan muatan dari sebuah sumber DC
melalui tahanan pemuat r. Percikan api
(spark over) antara sela picu G terjadi pada
waktu tegangan pemuat V mencapai suatu
harga tertentu, kemudian muatan pada C
dilepaskan (discharge) melalui tahanan seri
Rs, induktansi L, dan tahanan R o . Dengan
demikian tegangan impuls terjadi antara
terminal tahanan R o .
Gambar 14. Rangkaian Generator Impuls RLC
4.1.2 Generator RC
Pada dasarnya prinsip kerja generator
impuls RC hampir sama dengan generator
rangkaian RLC. Perbedaan antara keduanya
hanya terletak pada hasil tegangan
keluarannya, dimana generator impuls RC
ini menghasilkan tegangan yang lebih
tinggi, sehingga dewasa ini generator RC
banyak
digunakan
pada pengujianpengujian tegangan impuls.
Rs1=nrs
Rs2
g
Cs=C’s/n
Ro=nro
Co
Gambar 15. Rangkaian Generator Impuls RC
Vo
Gambar 16. Rangkaian Generator Marx
4.2 Pengukuran Tegangan Tinggi Impuls
Adapun terdapat 6 jenis alat ukur
dalam pengukuran tegangan tinggi, yaitu
sebagai berikut :
Tabel 7. Jenis Alat Ukur Tegangan Tinggi
Jenis Tegangan
No. Nama Alat Ukur
yang Diukur
1 Trafo Ukur
Tegangan tinggi AC
Pembagi
Tegangan tinggi AC
2
Kapasitor
dan impuls
Tegangan tinggi
3 Pembagi Tahanan
AC, DC, dan impuls
Voltmeter
Tegangan tinggi AC
4
Elektrostatik
dan DC
Tegangan tinggi AC
5 Voltmeter Puncak
dan impuls
Chubb &
6
Tegangan tinggi AC
Fortesque
4.3 Pengujian Tegangan Tinggi Impuls
Pengujian ketahanan tegangan impuls
merupakan pengujian yang dilakukan untuk
tujuan mengetahui ketahanan isolasi suatu
peralatan tenaga terhadap tegangan impuls.
Hal ini dikarenakan bahwa peralatanperalatan tenaga dalam penggunaannya di
lapangan dapat dimungkinkan mengalami
9
tegangan lebih impuls akibat surja hubung
maupun surja petir. Hal inilah mengapa
diperlukan suatu pengujian isolasi pada
kumparan-kumparan peralatan maupun
pada bagian-bagian badan peralatan
tersebut.
Bentuk
gelombang
tegangan
pengujian impuls yang dikenakan pada
suatu peralatan uji telah ditentukan dalam
standar-standar yang ada sesuai dengan
jenis peralatan tenaga tersebut masingmasing maupun sesuai dengan spesifikasi
pabrik, dimisalkan besarnya adalah V s .
4.4 Faktor Koreksi Udara
Dalam praktek pengujian tegangan
tinggi di lapangan, keadaan udara pada saat
pengujian tidak selalu sama dengan
keadaan standar. Oleh karena itu, hasil
pengukuran pada keadaan udara sembarang
adalah sebagai berikut :
�𝑠
𝑉� = 𝛿. 𝑉
dimana :
𝑉� = Tegangan sela bola pada saat pengujian
(keadaan udara sembarang)
�𝑠 = Tegangan tembus sela bola standar
𝑉
δ = Faktor koreksi udara
Faktor koreksi udara bergantung pada
suhu dan tekanan udara yang besarnya
adalah sebagai berikut :
0,386 ⋅ 𝑝
𝛿=
273 + 𝜃
dimana :
θ = temperatur udara (°C)
p = tekanan udara (mmHg)
Pada dasarnya kelembaban udara
juga turut mempengaruhi tegangan tembus
sela bola. Jika hal ini diperhitungkan, maka
tegangan tembus elektroda bola menjadi :
�𝑠
𝛿. 𝑉
𝑉� =
𝑘ℎ
dimana k h merupakan faktor koreksi yang
bergantung pada kelembaban udara.
4.5 Panel Hubung (Switchgear)
Istilah switchgear digunakan dalam
hubungan dengan sistem atau jaringan
tenaga listrik, yaitu kombinasi pemutus
listrik, fuse, dan atau pemutus daya (Circuit
Breaker/CB) digunakan untuk mengisolasi
peralatan listrik.
Switchgear digunakan untuk men-deenergize peralatan untuk menghasilkan
keberhasilan kerja alat dan untuk memutus
gangguan yang mengalir.
Panel switchgear biasanya digunakan
pada gardu-gardu induk dalam menjalankan
fungsinya sebagai gabungan media pemutus
beban melalui CB atau LBS internal dalam
panel, penyalur daya melalui busbar, serta
memproteksi rangkaian sistem melalui relerele proteksi yang terdapat dalam panel
tersebut.
4.6 Pengujian Tegangan Tinggi Impuls
Pada Panel Switchgear di Lab
Tegangan Tinggi PT. PLN Litbang
Ketenagalistrikan
4.6.1 Benda Uji
Adapun pada pengujian impuls ini
digunakan benda uji beberapa sampel panel
switchgear jenis metal clad yang memiliki
spesifikasi seperti berikut ini :
a) Panel TM A
Spesifikasi sampel panel tegangan
menengah A ini adalah :
 Tipe
: PIX 12
 Tegangan Rating
: 12 kV
 Arus Busbar
: 630 A
 Arus Rating
: 630 A
 Fungsi
: CB Feeder
 Tegangan Ketahanan Impuls :
75 kV
 Frekuensi Rating
: 50 Hz
 Arus Puncak Rating : 100 kA
 Arus Rating Waktu Singkat :
40 kA [3s]
Gambar 17. Panel TM A
Gambar 18. CB Panel TM A : (a) Tampak
Depan; (b) Tampak Belakang
10
b) Panel TM B
Spesifikasi sampel panel tegangan
menengah B ini adalah :
 Tipe
: PIX M
 Tegangan Rating
: 7,2 kV
 Arus Busbar : 630 A
 Arus Rating
: 400 A
 Fungsi
: Contactor Feeder
 Tegangan Ketahanan Impuls :
60 kV
 Frekuensi Rating
: 50 Hz
 Arus Puncak Rating : 100 kA
 Arus Rating Waktu Singkat :
40 kA [3s]
Gambar 19. Panel TM B
Gambar 20. Kontaktor Panel TM B: (a) Tampak
Depan; (b) Tampak Belakang
c) Panel TM C
Spesifikasi sampel panel tegangan
menengah C ini adalah :
 Tipe
: PIX 12
 Tegangan Rating
: 12 kV
 Arus Busbar
: 2500 A
 Arus Rating
: 2500 A
 Fungsi
: CB Feeder
 Tegangan Ketahanan Impuls :
75 kV
 Frekuensi Rating
: 50 Hz
 Arus Puncak Rating: 100 kA
 Arus Rating Waktu Singkat :
40 kA [3s]
Gambar 21. Panel TM C
4.6.2 Peralatan Pengujian Impuls Pada
Panel TM
Berikut peralatan-peralatan dalam
rangkaian pengujian impuls panel TM :
a) Generator Tegangan Impuls
b) Pembagi
Tegangan
Kapasitif
(Capacitor Divider)
c) Oscilloscope Le Croy
d) Meja Controller Generator Impuls
e) MikroAmperemeter DC
f) Slide Regulator Tegangan
g) Beban Uji Sampel Panel Hubung
Switchgear TM
h) Termometer Basah dan Kering
i) Barometer
j) Kabel Penghubung
Gambar 22. Oscilloscope Le Croy 1
Gambar 23. Impulse Voltage Generator
11
4.6.3 Prosedur Pengujian Impuls Pada
Panel TM
Berikut dapat digambarkan blok
diagram proses pengujian tegangan tinggi
impuls pada pengujian panel tegangan
menengah :
Sumber
Tegangan
AC
Slide
Regulator
Tegangan
Generator
Tegangan Impuls
75 kV
µAmpere
Meter
DC
Meja Controller
Generator Impuls
Capacitor
Divider
Osiloskop Le Croy
Panel
Switchgear
Tegangan
Menengah
(Benda Uji)
Pengambilan Data
Gambar 24. Diagram Blok Proses Pengujian
Tegangan Tinggi Impuls Pada Panel TM
Gambar 23. Rangkaian Pengujian Tegangan
Tinggi Impuls
Berikut ini merupakan prosedur
pengujian tegangan tinggi impuls pada
benda uji panel switchgear tegangan
menengah jenis metal-clad :
1) Merangkai seperti rangkaian percobaan.
2) Rangkaian benda uji, capacitor divider,
dan generator impuls ditempatkan
sedemikian rupa, sehingga jarak antara
masing-masing benda tersebut tidak
saling berdekatan (sekurang-kurangnya
tegangan uji dalam kV dibagi dua
adalah jarak dalam cm).
3) Membersihkan
benda
uji
dan
memasang sesuai dengan keadaan yang
sebenarnya di lapangan.
4) Mencatat data teknis benda uji pada
blanko yang sesuai.
5) Mencatat kondisi udara ruang : suhu
kering (t d ), suhu basah (t w ), dan
tekanan udara (b), dan jarak busur
minimum dari isolator (L).
6) Menghitung faktor koreksi udara untuk
memperoleh besarnya tegangan uji
pada kondisi ruang.
7) Menghidupkan oscilloscope sesuai
manual alat.
7.1) Melakukan
pengisian
kapasitor
generator impuls hingga tegangan
masukan generator impuls pertingkat
mencapai nilai setelan. Apabila
sebelum nilai setelan tercapai terjadi
pelepasan muatan pada generator
impuls, maka menambah jarak sela
bola generator impuls sebesar 0,1 cm
dan melakukan pengisian kembali.
Apabila terjadi kembali pelepasan
sebelum
waktunya,
mengulangi
langkah-langkah
tersebut
hingga
tegangan setelan dapat tercapai.
Setelah tercapai, menunggu proses
penyalaan
(triggering)
generator
impuls. Pada langkah tersebut, ujung
kabel keluaran dari generator impuls
tidak disambung ke benda uji,
melainkan disambungkan ke sela bola
25 cm, sampai penyetelan tegangan
yang dikehendaki tercapai.
7.2) Setelah penyetelan masukan generator
impuls tercapai, yaitu dengan melihat
tinggi tegangan di oscilloscope,
langkah
selanjutnya
adalah
menyambungkan ujung keluaran dari
generator ke benda yang akan diuji.
8) Melakukan kembali pengisian masukan
generator
sesuai
langkah
(7.1)
kemudian menerapkan tegangan ke
benda uji masing-masing 15 kali
tembakan tegangan untuk setiap
konfigurasi pengujian dan pada setiap
polaritas tegangan uji.
9) Mencatat hasil penerapan tegangan uji
ke benda uji tersebut pada blanko yang
sesuai.
10) Benda uji panel tegangan menengah
tersebut dinyatakan lulus uji apabila
selama pengujian terjadi maksimum 2
kali flashover untuk tiap konfigurasi.
Adapun dalam pelaksanaan pengujian
impuls pada suatu panel tenaga, terdapat
beberapa konfigurasi penyambungan busbar
serta perlakuan CB ataupun LBS / DS yang
terdapat di dalam panel tenaga tersebut.
Pada suatu panel tenaga yang hanya
memiliki pemutus daya berupa CB atau
kontaktor di dalamnya, terdapat lima
konfigurasi pengujian impulsnya, yaitu
sebagai berikut :
12
KONFIGURASI I CB CLOSE, NO DRAW
BUSBAR BAGIAN ATAS
BUSBAR BAGIAN ATAS
BUSBAR BAGIAN ATAS
R
R
R
V impuls
Ground
S
S
V impuls
Ground
Ground
T
T
Pengujian Fasa R
S
T
V impuls
Pengujian Fasa S
Pengujian Fasa T
Gambar 25. Skema Penghubungan Busbar
Konfigurasi I Pengujian Impuls Panel TM
KONFIGURASI II CB OPEN; CB DRAW IN
BUSBAR BAGIAN BAWAH
BUSBAR BAGIAN ATAS
S
R
T
R
S
V impuls
T
Ground
Gambar 26. Skema Penghubungan Busbar
Konfigurasi II Pengujian Impuls Panel TM
KONFIGURASI III CB OPEN; CB DRAW IN
BUSBAR BAGIAN BAWAH
BUSBAR BAGIAN ATAS
S
R
T
R
S
Ground
T
V impuls
Gambar 27. Skema Penghubungan Busbar
Konfigurasi III Pengujian Impuls Panel TM
KONFIGURASI IV CB OPEN; CB DRAW OUT
BUSBAR BAGIAN BAWAH
BUSBAR BAGIAN ATAS
R
S
T
R
S
V impuls
T
Ground
Gambar 28. Skema Penghubungan Busbar
Konfigurasi IV Pengujian Impuls Panel TM
KONFIGURASI V CB OPEN; CB DRAW OUT
BUSBAR BAGIAN BAWAH
BUSBAR BAGIAN ATAS
R
S
T
R
S
Ground
T
V impuls
Gambar 29. Skema Penghubungan Busbar
Konfigurasi V Pengujian Impuls Panel TM
Adapun langkah-langkah pengukuran
tegangan impuls dengan menggunakan
osiloskop Le Croy :
1) Menentukan nilai puncak = P.
2) Menentukan titik 0,9 P dengan cursor
panah-1.
3) Menentukan titik 0,9 P x 0,6 : 0,9
dengan cursor panah-2.
4) Membaca Δt.
5) Menghitung waktu muka = 1,67 x Δt.
6) Menghitung koreksi udara seperti
persamaan perhitungan di atas.
7) Menentukan tegangan flashover pada
kondisi standar :
1
𝑉𝑠 = 𝑉𝑢 ∙
𝐾𝑡
8) Menentukan tegangan uji pada kondisi
ruang :
𝑉𝑢 = 𝑉𝑠 ∙ 𝐾𝑡
dimana terdapat kriteria bentuk
gelombang impuls dan besar volt/div
serta time/div untuk osiloskop Le Croy
ini, yaitu terdiri atas :
 Kriteria Muka Gelombang
=
0,84 – 1,56 µs ; 0,2 V/div x 1
µs/div
 Kriteria Ekor Gelombang
= 40
– 60 µs ; 0,2 V/div x 10 µs/div
Dalam pengujian tegangan tinggi
impuls panel ini digunakan standar IEC
694-96 mengenai ”Spesifikasi Umum untuk
Standar-Standar
Switchgear
dan
Controlgear
Tegangan
Tinggi”,
di
antaranya dijelaskan :
• dapat diterapkan : 15 impuls petir
ataupun 15 impuls switching secara
berturutan pada tegangan ketahanan
switchgear tersebut harus diterapkan
untuk tiap kondisi pengujian dan tiap
polaritas tegangan uji.
• Switchgear dinyatakan lulus uji impuls
yang tersebut di atas apabila jumlah
discharge disruptif yang terjadi pada
isolasi self-restroring tidak melampaui 2
kali untuk tiap seri impuls 15 kali, dan
pada kondisi tidak terjadinya discharge
disruptif pada isolasi non self-restroring.
• Alternatif lain dengan mengaplikasikan
tiga impuls berturutan untuk tiap
polaritas. Switchgear dinyatakan lulus
uji apabila tidak terjadi discharge
disruptif. Jika 1 discharge disruptif
terjadi pada bagian self-restoring isolasi,
kemudian diberikan tambahan 9 impuls
hingga kemudian tidak terjadi discharge
disruptif, maka switchgear dinyatakan
lulus uji.
4.6.4 Hasil Pengujian Impuls Panel TM
4.6.4.1 Pengujian Panel TM A 630 A
Berikut data-data dan perhitungan
hasil pengujian tegangan tinggi impuls pada
panel TM A 630 A :
13
PERHITUNGAN FAKTOR KOREKSI
 Suhu ruang
: t d = 31,4 °C
t w = 27,6 °C
 Tekanan udara
: b = 1011 mbar
 Densitas udara relatif
: δ:
 𝛿=
b
1013
(273+20)
× (273+𝑇
d)
= 0,9606
 Sesuai standar pengujian impuls panel
IEC 694-96, untuk panel dengan rating
tegangan 52 kV dan di bawahnya,
diasumsikan bahwa m = 1 dan w = 0,
sehingga :
o Faktor koreksi densitas udara :
𝑘1 = 𝛿 𝑚 = 𝛿 1 = 𝛿
o Faktor koreksi kelembapan :
𝑘2 = 𝑘 𝑤 = 𝑘 0 = 1
o FAKTOR KOREKSI UDARA :
𝑘𝑡 = 𝑘1 ∙ 𝑘2 = 𝛿 ∙ 1 = 𝛿 = 0,9606
Tabel 10. Data Parameter Bentuk Gelombang
Tegangan Uji Impuls Panel A Polaritas Negatif
Hasil pengujian tegangan impuls untuk
panel TM A ini adalah :
Tabel 11. Hasil Pengujian Tegangan Impuls
Panel TM A Polaritas Negatif
POLARITAS POSITIF
Parameter bentuk gelombang impuls yang
diperoleh adalah :
Tabel 8. Data Parameter Bentuk Gelombang
Tegangan Uji Impuls Panel A Polaritas Positif
Hasil pengujian tegangan impuls untuk
panel TM A ini adalah :
Tabel 9. Hasil Pengujian Tegangan Impuls
Panel TM A Polaritas Positif
Dari hasil pengujian kedua polaritas
di atas, dapat terlihat bahwa keseluruhan
hasil 15 seri tembakan tegangan impuls
untuk tiap konfigurasi yang dibuat dari
konfigurasi I hingga V menghasilkan
kondisi ”baik”. Hal ini menandakan pada
kedua polaritas pengujian memberikan hasil
uji dimana tidak terjadinya satu pun
discharge disruptif pada isolasi selfrestoring yang dimaksud pada standar IEC.
Oleh karena itu, panel A tersebut
dinyatakan lulus uji pengujian tegangan
tinggi impuls.
4.6.4.2 Pengujian Panel TM B 400 A
Berikut data-data dan perhitungan
hasil pengujian tegangan tinggi impuls pada
panel TM B 400 A :
POLARITAS NEGATIF
Parameter bentuk gelombang impuls yang
diperoleh adalah :
PERHITUNGAN FAKTOR KOREKSI
• Suhu ruang
: t d = 29,5 °C
t w = 25,5 °C
• Tekanan udara : b = 1014 mbar
• Densitas udara relatif : δ :
(273+20)
b
𝛿=
×
= 0,97
1013 (273+𝑇d )
14
•
Sesuai standar pengujian impuls panel
IEC 694-96, untuk panel dengan rating
tegangan 52 kV dan di bawahnya,
diasumsikan bahwa m = 1 dan w = 0,
sehingga :
o Faktor koreksi densitas udara :
𝑘1 = 𝛿 𝑚 = 𝛿 1 = 𝛿
o Faktor koreksi kelembapan :
𝑘2 = 𝑘 𝑤 = 𝑘 0 = 1
o FAKTOR KOREKSI UDARA :
𝑘𝑡 = 𝑘1 ∙ 𝑘2 = 𝛿 ∙ 1 = 𝛿 = 0,97
Tabel 15. Hasil Pengujian Tegangan Impuls
Panel TM B Polaritas Negatif
Tabel 12. Data Parameter Bentuk Gelombang
Tegangan Uji Impuls Panel B Polaritas Positif
Pada hasil kedua polaritas di atas,
dapat terlihat bahwa baik pada polaritas
positif maupun negative terdapat beberapa
kali terjadi flashover. Namun dari
penambahan tegangan impuls petir pada
tiap flashover yang terjadi, dapat terlihat
bahwa kasus terjadinya flashover pada
kedua polaritas pengujian impuls pada
panel B ini masih dapat menaati standar
yang berlaku, dimana terjadinya discharge
disruptif seperti yang disebutkan IEC 69496 tersebut tidak melebihi 2 kali dari 15 seri
tegangan impuls yang diberikan, sehingga
dapat dinyatakan bahwa panel B lulus uji
pengujian tegangan tinggi impuls.
POLARITAS POSITIF
Parameter bentuk gelombang impuls yang
diperoleh adalah :
Hasil pengujian tegangan impuls untuk
panel TM B ini adalah :
Tabel 13. Hasil Pengujian Tegangan Impuls
Panel TM B Polaritas Positif
4.6.4.3 Pengujian Panel TM B 400 A
Berikut data-data dan perhitungan
hasil pengujian tegangan tinggi impuls pada
panel TM C 2500 A :
POLARITAS NEGATIF
Parameter bentuk gelombang impuls yang
diperoleh adalah :
Tabel 14. Data Parameter Bentuk Gelombang
Tegangan Uji Impuls Panel B Polaritas Negatif
Hasil pengujian tegangan impuls untuk
panel TM B ini adalah :
PERHITUNGAN FAKTOR KOREKSI
• Suhu ruang
: t d = 32 °C
t w = 28,2 °C
• Tekanan udara : b = 1009 mbar
• Densitas udara relatif : δ :
(273+20)
b
𝛿=
×
= 0,9569
1013 (273+𝑇d )
• Sesuai standar pengujian impuls panel
IEC 694-96, untuk panel dengan rating
tegangan 52 kV dan di bawahnya,
diasumsikan bahwa m = 1 dan w = 0,
sehingga :
o Faktor koreksi densitas udara :
𝑘1 = 𝛿 𝑚 = 𝛿 1 = 𝛿
o Faktor koreksi kelembapan :
𝑘2 = 𝑘 𝑤 = 𝑘 0 = 1
o FAKTOR KOREKSI UDARA :
𝑘𝑡 = 𝑘1 ∙ 𝑘2 = 𝛿 ∙ 1 = 𝛿 = 0,9569
15
POLARITAS POSITIF
Parameter bentuk gelombang impuls yang
diperoleh adalah :
Tabel 19. Hasil Pengujian Tegangan Impuls
Panel TM C Polaritas Negatif
Tabel 16. Data Parameter Bentuk Gelombang
Tegangan Uji Impuls Panel C Polaritas Positif
Hasil pengujian tegangan impuls untuk
panel TM C ini adalah :
Tabel 17. Hasil Pengujian Tegangan Impuls
Panel TM C Polaritas Positif
POLARITAS NEGATIF
Parameter bentuk gelombang impuls yang
diperoleh adalah :
Tabel 18. Data Parameter Bentuk Gelombang
Tegangan Uji Impuls Panel C Polaritas Negatif
Hasil pengujian tegangan impuls untuk
panel TM C ini adalah :
Setelah
menggabungkan
hasil
pengujian tegangan tinggi impuls pada
panel C untuk polarit s positif dan polaritas
negatif tersebut, dapat dinyatakan bahwa
panel C lulus uji, karena tidak terjadi
discharge disruptif lebih dari 2 kali untuk
tiap 15 seri tembakan tegangan impulsnya.
V. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Pengujian tan δ dilakukan pada kabel
tegangan menengah untuk mengukur
besarnya rugi-rugi dielektrik yang
terdapat dalam kabel tenaga tersebut
yang besarnya sebanding dengan faktor
rugi-rugi dielektrik (tan δ), dimana nilai
tan δ yang besar menandakan rugi-rugi
dielektrik yang semakin besar yang
akhirnya dapat mempercepat penuaan
dielektrik.
2. Pengujian tan δ pada kabel tegangan
menengah di Lab Tegangan Tinggi PT
PLN
(Persero)
Litbang
Ketenagalistrikan
menggunakan
perangkat uji M4100 Instrument
Insulation Analyzer yang dapat
mendeteksi langsung besarnya faktor
rugi-rugi dielektrik pada kabel serta
besaran-besaran kabel lainnya dengan
teknologi komputerisasi, sehingga lebih
memudahkan pengambilan data dan
penganalisisan tan δ kabel tenaga
dibandingkan menggunakan jembatan
schering secara teoritis.
3. Pada pengujian tan δ kabel tegangan
menengah di Lab Tegangan Tinggi
PLN Litbang dalam kerja praktek ini
digunakan standar IEC seri 60502-2
untuk kabel bertegangan rating dari 1
16
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
kV (U m = 1,2 kV) hingga 30 kV
(U m =36 kV).
Adapun sebagian besar sampel
pengujian tan δ fungsi suhu kabel
tegangan menengah merupakan jenis
penghantar tembaga dengan isolasi
XLPE dengan tegangan rating 6/10 (12)
kV ke atas yang distandarkan memiliki
nilai tan δ maksimum sebesar 40 (x 104
)
pada
temperatur
maksimum
konduktor pada operasi normal.
Dari keseluruhan data hasil pengujian
tan δ fungsi tegangan maupun fungsi
suhu yang dilakukan pada beberapa
sampel kabel tegangan menengah,
diperoleh hasil bahwa seluruhnya telah
lulus uji tan δ, dimana nilai tan δ
memenuhi standar yang diberlakukan.
Pengujian tegangan tinggi impuls
dilakukan
pada
penel
hubung
switchgear yang memegang peranan
penting dalam suatu gardu induk yang
menyalurkan tenaga listrik dengan
tujuan bahwa suatu panel switchgear di
lapangan memiliki resiko besar terkena
gangguan surja petir dan surja hubung,
sehingga pengujian tersebut membantu
perancangan panel untuk dapat
sedemikian rupa memiliki ketahanan
impuls yang tinggi.
Standar yang dipakai sebagai panduan
dalam pengujian tegangan tinggi impuls
panel switchgear tegangan menengah
tersebut adalah standar IEC seri 69496.
Terdapat 5 konfigurasi rangkaian
pengujian tegangan tinggi impuls
berdasarkan
posisi
CB
dan
penyambungan busbar pada panel
switchgear.
Panel switchgear tegangan menengah
dinyatakan lulus uji tegangan tinggi
impuls apabila hanya terjadi maksimum
dua kali discharge disruptif pada bagian
self-restoring switchgear dalam setiap
15 seri tegangan tinggi impuls untuk
tiap konfigurasi pada tiap polaritas
tegangan, tanpa terjadinya discharge
disruptif pada bagian non-sel restroring
panel.
Dari keseluruhan data hasil pengujian
tegangan tinggi impuls pada panel
switchgear tegangan menengah yang
dilakukan, dapat dinyatakan bahwa
seluruh sampel panel lulus uji tegangan
tinggi impuls, dimana terjadinya
flashover/discharge disruptif yang
terjadi sesuai yang dimaksud standar
tidak lebih dari 2 kali pada tiap 15 seri
tegangan impuls untuk tiap konfigurasi
pada tiap polaritas pengujian.
11. Besarnya tegangan pengujian tegangan
tinggi impuls besar dipengaruhi oleh
faktor koreksi udara (K t ) yang meliputi
kondisi temperatur basah dan kering (t),
tekanan udara (b), dan kelembapan
udara (h) pada ruang uji.
5.2 Saran
1. Sesuai visi dan misi PLN Litbang
dalam
peran
terdepan
sebagai
laboratorium pengujian independent
yang terakreditasi yang melayani
industri peralatan kelistrikan nasional,
maka perlu dikembangkan lagi
penelitian-penelitian mengenai masalah
tegangan tinggi yang terbaharukan
dengan perkembangan terbaru di dunia
kelistrikan global.
2. Melihat begitu besarnya permintaan
jasa pengujian dari peralatan-peralatan
tenaga yang produksinya kini semakin
luas oleh pabrik-pabrik di Indonesia,
diharapkan PLN Litbang dapat
menambah unit-unit perlengkapan
pengujiannya,
sehingga
waktu
pengerjaan pengujian akan lebih cepat
dan efektif dengan banyaknya barang
yang masuk, sehingga mutu produk
kelistrikan yang beredar di Indonesia
pun akan lebih terjamin.
3. Selain itu, melihat begitu banyaknya
jenis-jenis pengujian yang perlu
dilakukan dalam tempo waktu yang
cukup padat, diharapkan jumlah
personil tenaga kerja ataupun operator
penguji
dapat
ditambah
agar
peningkatan kerja lebih efektif dan
efisien, yang tentunya diiringi dengan
peningkatan kapabilitas yang sesuai
dengan tuntutan kerja.
4. Demi terciptanya keterjaminan mutu
peralatan listrik yang beredar di
Indonesia yang secara tidak langsung
mendukung stabilitas penyaluran listrik
dari pembangkit hingga sampai ke
konsumen, hendaknya penggunaan
ketentuan standar lebih diperketat lagi
pada
pengujian-pengujian
yang
dilakukan.
17
DAFTAR PUSTAKA
[1] Arismunandar, A., Teknik Tegangan
Tinggi, PT Pradnya Paramita, Jakarta,
1994.
[2] Gonen, Turan.,
Electric
Power
Transmission System Engineering –
Analysis
and
Design,
WillyInterscience Publication, New York.
[3] Hutahuruk, T.S., Transmisi Daya
Listrik, Penerbit Erlangga, Jakarta,
1985.
[4] International
Electrotechnical
Commission, International Standard
IEC 60502-2 – Power cables with
extrunded
insulation
and
their
accessories for rated voltages from 1
kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um =
36 kV), Switzerland, 2005.
[5] International
Electrotechnical
Commission, International Standard
IEC 694-96 – Common Specifications
for High-Voltage Switchgear and
Controlgear Standards, Switzerland,
1996.
[6] Privezentsev,
V.,
Grodnev,
I.,
Kholodny,
S.,
Ryazanov,
I.
Fundamentals of Cable Engineering,
Mir Publishers, Moskow, 1973.
[7] Rao, Sunil S., Switchgear and
Protection, Khanna Publishers, New
Delhi.
[8] Tobing, Bonggas L, Dasar Teknik
Pengujian Tegangan Tinggi, PT
Gramedia Pustaka Utama, Jakarta,
2003.
[9] Tobing,
Bonggas
L,
Peralatan
Tegangan Tinggi, PT Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta, 2003.
[10] ---,
Power
Cable,
http://www.en.wikipedia.org/wiki/Powe
r_Cables, July 2008.
[11] ---,
Switchgear,
http://www.en.wikipedia.org/wiki/Swit
chgear, July 2008.
BIOGRAFI
Galuh Susilowati lahir di
Jakarta pada tanggal 9
Oktober 1989. Menempuh
pendidikan dasar di SD
Islam Al-Azhar 2 Jakarta.
Kemudian
melanjutkan
pendidikan di SLTP Islam
Al-Azhar 1 Jakarta. Penulis melanjutkan
sekolahnya di SMA Islam Al-Azhar 2
Jakarta. Kemudian melanjutkan pendidikan
ke tingkat perguruan tinggi dan diterima
sebagai mahasiswa jurusan Teknik Elektro
Angkatan 2005 Universitas Diponegoro
Semarang, Konsentrasi Teknik Energi
Listrik dan masih melanjutkan studinya
hingga saat ini.
Menyetujui,
Dosen Pembimbing
Abdul Syakur, ST. MT.
NIP 132 231 132