SELAMAT DATANG - Teknik Elektro Undip

SELAMAT DATANG
PRESENTASI TUGAS AKHIR
Karakteristik Peluahan Sebagian Pada Model Void
Dalam Polyvinyl Chloride ( PVC )
Menggunakan Elektroda Metoda II CIGRE
OLEH :
SANTORO NIM. L2F002610
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG TAHUN 2007
Latar Belakang
• Keberadaan material isolasi yang baik menjadi salah satu
hal yang perlu diwujudkan untuk memberikan keandalan
dan kualitas dalam transmisi dan distribusi daya listrik
• Kejadian Partial Discharge (PD) pada sebuah void dalam
material isolasi dipercaya menjadi salah penyebab utama
terjadinya breakdown atau kegagalan isolasi.
• Fenomena pre breakdown dapat dideteksi dengan
pengamatan dan pengukuran PD
• Sebagian besar isolasi kabel menggunakan PVC
Tujuan
• Untuk mengetahui karakteristik dan pola distribusi
pulsa Partial Discharge (PD) pada bahan isolasi
selama pengukuran, berkaitan dengan adanya
rongga (void) dalam material isolasi polimer jenis
PVC.
• Mengetahui waktu atau sudut fasa tegangan dan
daerah konsentrasi pulsa PD
• Mengetahui rugi energi selama pengukuran yang
diakibatkan oleh peristiwa partial discharge dari
banyak dan besarnya muatan elektron.
Batasan Masalah
•
•
•
•
•
•
•
•
Pengamatan pulsa PD dilakukan melalui osiloskop digital TDS 200
Tektronik secara simultan
Sampel polimer yang digunakan dari jenis PVC sheet dengan sistem
elektroda metoda II CIGRE.
Void yang terjadi merupakan bentukan dari tiga lapisan PVC sheet dimana
bagian tengah adalah spacer
Spacer yang digunakan untuk sampel terbuat dari bahan PVC yang
dilubangi dengan diameter 1 cm pada bagian tengahnya sehingga
ketebalannya dianggap sama untuk setiap sample yaitu 0,125 mm.
Kurva karakteristik partial discharge yang terjadi merupakan fungsi waktu
dan pola PD yang digunakan adalah pola Φ-q-n (fasa-muatan-jumlah)
Magnitude dari noise yang timbul pada pulsa PD dianggap berada di
bawah 0,01 volt sehingga data yang digunakan sebagai bahan analisis
memiliki magnitud tegangan di atas 0,01 volt
Tidak membahas secara detil alat dan komponen serta software yang
digunakan dalam sistem pengukuran dengan elektroda metoda II CIGRE.
Software bantu yang digunakan dalam pengukuran dan pengolahan data
adalah software Labview 5.1 dan Mathlab 7.1 serta Microsoft Excell.
DASAR TEORI
• Polyvinyl Chloride (PVC) memiliki rumus kimia
CH2 = CHCl
PVC termasuk jenis polimer termoplasti yang
banyak digunakan sebagai isolasi kawat dan
kabel ( NYA, NYY, NYM dll. ) dengan
menggunakan standar Enviromental Pretection
Agency (EPA).
Penurunan kualitas Isolasi
U = e.V = ( 1 ).me ve
2
2
Peluahan Sebagian pada Void
Partial discharge adalah peluahan listrik terlokalisasi yang hanya
menjembatani secara sebagian isolasi di antara konduktor
Proses dasar discharge pada gas biasanya terjadi melalui dua proses :
4.
Pembangkitan ion ( benturan elektron, fotoionisasi, ionisasi termal )
Besarnya energi yang diperlukan untuk melepas 1 elektron adalah :
2
U = e.V = ( 1 ).me ve
2
2.
Kehilangan ion (attachment langsung dan terpisah, rekombinasi )
Keadaan bahan isolasi padat itu jika dimisalkan tebal rongga sebesar t dan tebal dielektrik
sebesar d dan permitifitas relatif zat isolasi padat adalah εr dimana t <<d pada
tegangan kerja Va maka berdasarkan rangkaian ekivalennya (gambar 2.5) besarnya
V1 = εr (t/d) Va
Di mana : V1
Va
εr
= tegangan pada rongga (volt)
= tegangan yang diterangkan (volt)
= Permitifitas relative zat isolasi padat
Rangkaian ekivalen isolasi padat berongga
Gambar Rongga dalam bahan isolasi
Bentuk tegangan
ketika
terjadi breakdown
V(t)
tegangan yang diterapkan
Vg
tegangan pada void
Vg’
Tegangan saat breakdown
PD mengeluarkan pulsa arus elektrik akibat gas discharge. Pulsa PD mempunyai
rise time beberapa ns dan fall time sekitar 10 ns.
arus
isolasi
tr = rise time
tw = lebar pulsa
td = fall time
100 %
90 %
Void
50 %
10 %
(a)
tr
tw
td
Waktu (ns)
(b)
Gambar (a) Model void. (b) pulsa Partial discharge
Sistem Pengukuran
Peralatan yang digunakan untuk mengukur PD adalah sebagai berikut :
a). RC Detector
d).
Arester
b). HPF
c).
Osiloskop digital Tektronix TDS200
470 pF
Out
4 K7 o h m
4K 7 ohm
1 Ko h m
D ari
elek troda
bidang
470 pF
1000 pF
In
Rk
Gambar Rangkaian RC detector, sensor dan HPF
K e ares ter
(os ilos k op )
Teknik Pengukuran
Personal
Computer
Epoxy
Rk
PVC
H igh V oltege
S ourc e
Void
GPIB
Osiloskop
data
C oax ial
R
RC detector
AC
R
S
T N
1000
ohm
HPF
C oax ial
Arrester
1000
pF
220
9
Fundamental Wave
Gambar . Sistem pengukuran PD
printer
Bentuk Representasi Data
(a)
(c)
Gambar Representasi pulsa PD (a). Urutan pulsa PD
n
(b)
(b). Pola Φ-q-n
(d)
(c) Pola Φ-n
(d) Pola Φ-
Pola Partial Discharge
Gambar Sketsa pola PD
(c) Turtle-like pattern
(d) Wing-like pattern
(e) rabbit-like pattern
(f) Turtle-wing-like pattern
(e) Rabbit-wing-like pattern
(f) Triangular pattern
(g) Rectangular pattern
Distribusi Pulsa PD dengan Faktor Skewness dan
Kurtosis
Skewness ( kemiringan ) adalah
derajat asimetri atau simetri suatu
distribusi data
Sk = 3 ( X - Md ) / s
Ada 3 hal distribusi data PD
berkaitan dengan faktor skewness
yaitu bila distribusi data simetris
maka (Sk = 0) gambar a;
distribusi data yang mempunyai
ekor kanan mempunyai
kemiringan positif (Sk >0) seperti
gambar c dan distribusi data yang
mempunyai ekor kiri mempunyai
kemiringan negatif (Sk < 0)
gambar b
Gambar Bentuk distribusi data
berdasarkan skewness
Distribusi Pulsa PD dengan Faktor Skewness dan
Kurtosis
Kurtosis adalah derajat kelancipan atau
kedataran suatu distribusi, jika
dibandingkan dengan distribusi normal.
persamaan Faktor kurtosis secara baku
dapat ditulis :
Ku = ( ∑fi.(xi - X)^4/∑ fi) /s^4
Ada beberapa hal distribusi data berkaitan
dengan faktor kurtosis. Satu distribusi data
yang lebih lancip daripada distribusi normal
yang sesuai, disebut leptokursis ( Ku >0 )
gambar b dan distribusi yang lebih tumpul
daripada distribusi normal yang sesuai
disebut platikurtis ( Ku < 0 ) gambar c,
sedangkan distribusi normal itu sendiri
disebut mesokurtis ( Ku = 0) gambar a
Namun kadang dijumpai pula distribusi data
yang sedikit berbeda dengan ketiga bentuk
kurtosis di atas yaitu kurva dengan bentuk
dwimode atau sering disebut ”kurva U”
sebagaimana ditunjukkan pada gambar
disamping
Gambar Bentuk distribusi data berdasarkan kurtosis
Gambar Bentuk kurva distribusi dwimode atau kurva U
SISTEM PENGUKURAN DAN AKUISISI DATA
Peralatan yang digunakan dalam mendukung penelitian ini
adalah :










Soft ware Labview dan mathlab
Personal computer (PC)
General Purpose Interface Bus (GPIB)
Oscilloskop Tektronix TDS 220 Two channel digital real-time,
High Pass Filter
RC detector
Elektroda II CIGRE dan Holder
Pembangkit tegangan tinggi variabel,
Sumber tegangan fundamental AC 220 / 9 V.
BahanPolymer Polyvinyl Chloride (PVC).
Persiapan sample dan Holder
Sampel yang digunakan adalah polyvinile chloride ( PVC ) yang dimensi, bahan dan
susunan elektrodanya ditunjukan dalam gambar berikut
Susunan sample dan elektroda
Elektroda II CIGRE
Sistem elektroda II CIGRE ( Conference Internationale Grand Reseaux Electriques ) adalah
pengembangan dari sistem elektroda I CIGRE, dengan kelebihan sebagai berikut :
1 ). Ketahanan PD dari material dapat diperkirakan
2 ). Menggunakan bahan percobaan berupa lembaran tipis
3 ). Bermacam-macam material isolasi padat dapat diuji coba,
4 ). Pembuatan sel percobaan termasuk bahan uji relatif sederhana
5 ). Secara geometris ruang void lebih besar 100 kali dibandingkan dengan sistem metoda
I CIGRE
6 ). PD dikonsentrasikan dalam area yang tertentu dan akan berlanjut hingga kegagalan
akhir tidak terpengaruh akan dinding sisi dari rongga.
Gambar Elektroda
metoda II CIGRE
Gambar Elektroda
metoda I CIGRE
Mekanisme Pengujian dan Akuisisi Data
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Dalam sistem pengukuran metuda II CIGRE ini komputer bertindak sebagai controller
dalam pengambilan data PD dari osiloskop. Beberapa mekanisme percobaan yang
dilakukan untuk mendapatkan data hasil pengukuran, pengolahan data adalah sebagai
berikut :
Merangkai semua bahan,peralatan dan software yang dibutuhkan untuk pengukuran
Menghidupkan osiloskop, Personal Computer dan menjalankan program Labview dengan
fungsi pengukuran (TDS measure)
Menghidupkan pembangkit tegangan tinggi dan mengatur tegangan kerja hingga terlihat
pulsa PD pada osiloskop TDS 200 pada range skala 5 kVrms.
Mengatur pengambilan data dengan program Labview TDS measure yaitu jumlah
pengambilan data, lokasi (folder) penyimpanan hasil running program, interval waktu
pencuplikan data pengukuran, dan isian keterangan mengenai permitifitas sampel,
ketebalan dan tegangan kerja yang diterapkan.
Melakukan eksekusi pengambilan dan penyimpanan data pengukuran untuk menit ke-1,
menit ke-5. menit ke-10 dan seterusnya sampai selesai (menit ke-90).
Bila pengukuran telah selesai maka sumber tegangan tinggi dimatikan dan kemudian
elektroda tegangan tingginya ditanahkan untuk membuang muatan sisa
Mengolah data hasil akuisisi program labview TDSmeasure dengan menggunakan
program analisa PD yang dibuat oleh H.Nagae.
Listing program analisa PD H.Nagae
Mulai
Inisiasi program
(memori dan variabel lokal)
Memasukkan parameter input :
Files(file pertama),filen(file terahir),cyclen,
rfn1(alamat file sumber), rfn2(alamat file output),
chanel1,chanel2,osc data
Pembacaan file dari alamat peyimpanan file
(D:\\data kuliah\\percobaan itb\\PVC\\10 kv ...\5kv ..._)
Alamat file sumber
benar ?
salah
Error
(proses berhenti)
benar
Mengatur tampilan grafik PD
Memasukkan
nilai range
Error
Y (1)
Ubah range ?
T(0)
Menampilkan grafik
Perhitungan data oleh program
(jumlah pulsa PD, siklus , Pdpersiklus positif & negatif, dan muatan max,total
muatan, rata-rata muatan PD positif & negatif
Menampilkan hasil perhitungan dan menyimpan file
hasil eksekusi
selesai
Gambar
Flowchart listing program analisis PD
Pengolahan Data
•
•
•
•
Hasil dari eksekusi listing program di atas kemudian dibuka dengan menggunakan
program mikrosoft excell untuk mendapatkan informasi mengenai jumlah, sudut fasa
dan muatan PD
Dengan fasilitas yang ada pada program Microsoft excell maka data kejadian PD
dapat diolah untuk mendapatkan informasi gambar grafik maupun Jumlah PD, ratarata PD persiklus,muatan maksimum dan minimum, total muatan positif dan negatif
dari tiap waktu pengukuran kemudian ditabelkan dan dibuat grafiknya dengan terlebih
dahulu menghilangkan muatan noise yang ada.
Untuk mempermudah atau menyingkat ruangan dan tenaga dalam penggambaran
distribusi PD dengan faktor skewness ataupun kurtosis, maka terlebih dahulu data
dikelompokkan menjadi 10 kelas sudut fasa dengan lebar interval 15 yaitu untuk
kelas sudut fasa 120 sampai 270 (PD negatif) dan kelas sudut fasa -60 atau 300
sampai 90 (PD positif). Kemudian baru diolah untuk mendapatkan nilai skewness dan
kurtosisnya melalui program bantu Microsoft excell, kemudian digambarkan pola
distribusi PD yang terjadi dengan cara sebagaimana pembuatan grafik pada
karaktersitik jumlah PD
Menghitung rugi energi akibat PD berdasarkan besarnya muatan tiap PD dan nilai
tegangan saat PD terjadi
a
b
Gambar
Data informasi kejadian
PD hasil dari program
analisa PD setalah
dibuka dalam Ms. Excel
(c) kondisi awal sebelum
noise dihilangkan
(d) (b). Kondisi setelah
noise dihilangkan.
HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS
1. Karakteristik PD Terhadap Waktu
 Karakteristik Jumlah Pulsa PD pada PVC
 Karakteristik Muatan Maksimum Pulsa PD pada PVC
 Karakteristik Rataan Muatan Pulsa PD pada PVC
HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS
2. Distribusi
pulsa PD dengan faktor Skewness
dan Kurtosis
 Skewness ( Kemiringan )
 Kurtosis ( Kelancipan )
3. Perubahan pola ( Φ - q – n) PD sebagai fungsi waktu
4. Perhitungan Rugi Energi Partial Discharge
Karakteristik PD Terhadap
Waktu
Karakteristik Jumlah Pulsa PD pada PVC
Jumlah PD pada menit ke5
10
15
20
30
40
50
60
90
pos
78
52
79
82
97
104
143
149
106
107
99.7
neg
104
39
66
85
63
111
73
114
106
88
84.9
1500
500
0
0
45
90
135
180
225
270
-500
315
360
Jumlah PD dalam 300 siklus pada
sampel PVC
160
1000
muatan PD (pC)
rata-rata
1
140
120
100
80
60
40
20
-1000
0
-1500
0
sudut fasa
Gambar Tegangan saat terjadi PD
pada PVC 5 kVrms menit 90.
pos
20
40
neg
60
menit
Poly. (neg)
80
100
Poly. (pos)
Gambar karaketristik jumlah pulsa PD
pada void dalam PVC
2.
3.
4.
5.
Karakteristik Jumlah Pulsa PD
menurut Mizutani dan Kondo T
terkait dengan perubahan kadar gas
elektronegatif dan dibagi 4 tahap
yaitu :
Permulaan, volume gas dengan
cepat menurun mencapai kira-kira
80 % sekitar menit ke-30.
Setelah 30 menit berangsur-angsur
naik hingga mencapai 95 % pada
menit ke -125.
Kemudian turun secara perlahan
sampai sekitar menit ke-1030 ( jam
ke-17 )
Akhirnya akan naik kembali
sebelum terjadinya breakdown.
Jumlah PD dalam 300 siklus pada
sampel PVC
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0
pos
20
40
neg
60
menit
Poly. (neg)
80
100
Poly. (pos)
Gambar karaketristik jumlah pulsa PD
pada void dalam PVC
Gambar Perkiraan kadar gas elektronegatif
dalam volume gas dalam void
Gambar Perubahan volume gas elektronegatif pada void dalam LDPE
Karakteristik Jumlah Pulsa PD pada PVC
Secara umum dapat dilihat bahwa karaketristik jumlah pulsa
PD per 300 siklus pada void dalam PVC untuk PD positif dan
negatif pada menit-menit awal jumlah pulsa PD lebih besar,
kemudian akan turun secara drastis hingga menit ke-10,
beberapa saat kemudian jumlah PD kembali meningkat
dengan jumlah yang lebih besar hingga menit ke-50 dan
kembali turun hingga pada akhirnya akan kembali naik
sebelum terjadinya breakdown.
Jika dibandingkan dengan hasil pengukuran T. Mizutani dan
Kondo Takeshi[6] tersebut di atas maka karakteristik jumlah
pulsa PD yang terjadi pada sample PVC merupakan
representasi degradasi isolasi pada tahap 1 hingga tahap 4
Karakteristik Muatan Maksimum Pulsa PD
pada PVC
Muatan maksimum (pC) pada pengukuran menit ke-
rata-rata
1
5
10
15
20
30
40
50
60
90
pos
639.9
416.8
448.8
512.6
640.4
720.8
544.7
624.8
625.0
657.2
583.1
neg
652.1
607.0
735.1
478.9
718.6
894.4
462.0
1614.0
1182.9
1198.7
854.4
1800.00
muatan maksimum PD pada
PVC (pC)
1600.00
1400.00
1200.00
1000.00
800.00
600.00
400.00
200.00
0.00
0
pos
20
neg
40
60
menit
Poly. (neg)
80
100
Poly. (pos)
Gambar Karaketristik muatan maksimum PD
Karakteristik muatan maksmum masih terkait dengan
kondisi gas dalam void sehingga kurva mirip dengan
karakteristik jumlah PD
Terjadinya PD yang pertama kali dianggap karena
peningkatan molekul-molekul
seperti CO2 dan H2O dalam void. Gas-gas
elektronegatif dapat menangkap (attachment) elektronelektron bebas yang dibangkitkan oleh PD sebelum
polaritas teganagan yang diterapkan berubah dan oleh
karenanya menyebabkan kenaikkan time-lag yaitu
waktu antara tegangan inisiasi gas dengan tegangan
minimum yang diperlukan untuk terjadinya PD. Suatu
Over voltage karena sebuah time-lag menjadikan
magnitud muatan pulsa PD yang besar. Sehingga
umumnya muatan max membentuk telinga dalam sketsa
pola PD
Karakteristik Rataan Muatan Pulsa PD
pada PVC
Muatan rata-rata (pC) menit ke5
10
15
20
30
40
50
60
90
pos
131.9
139.0
134.6
126.8
148.0
156.1
147.6
149.6
142.2
144.5
142.0
neg
102.4
140.6
153.4
130.6
172.5
158.1
123.5
185.2
176.2
197.6
154.0
250.00
rata-rata muatan PD pada PVC (pC)
rata-rata
1
200.00
150.00
100.00
50.00
0.00
0
pos
20
neg
40
menit
60
Poly. (pos)
80
100
Poly. (neg)
Gambar Karaketristik rataan
muatan pulsa PD maksimum sampel PVC
karakteristik rata-rata muatan pulsa PD karakteristik
yang sama dengan karakteristik muatan maksimum
pulsa PD. Namun Secara umum rata-rata muatan PD
mengalami kenaikan seiring bertambahnya waktu
karena pada waktu gas dalam rongga gagal, Benturan
–benturan elektron pada anoda akan mengakibatkan
terlepasnya ikatan kimiawi zat padat. Demikian pula,
pemboman katoda oleh ion-ion positif akan
mengakibatkan rusaknya zat isolasi padat karena
kenaikan suhu, Keadaan ini menyebabkan dinding zat
padat lama-kelamaan rusak, rongga menjadi semakin
besar dan zat padat bertambah tipis[1] sehingga
tegangan pada rongga akan semakin besar dan
muatan PD pun semakin besar karena muatan PD
adalah fungsi dari tegangan kerja
Distribusi pulsa PD dengan faktor
Skewness dan Kurtosis
PD negatif
nilai
skewness
Kurtosis
1
0.1474712390
1.8180275000
5
-1.0611250000
1.7819973130
10
-1.0822530000
2.1272407900
15
-0.1922600000
1.4311560000
20
0.3610400000
1.4401409380
30
0.5547270000
1.6161806440
40
0.4963600000
1.4618397260
50
-0.0213740000
1.4756140970
60
-0.5214870000
1.9151188950
90
0.5733580000
1.7014008390
rata-rata
-0.0065540420
-0.0745542761
M
E
N
I
T
K
E
-
PD positif
skewness
1.178478000
0
1.028377000
0
1.118870000
0
1.288873000
0
1.132993000
0
1.340123000
0
1.611096000
0
0.623588000
0
1.168358000
0
2.059016000
0
1.676871674
2
kurtosis
2.0179243290
1.5312537030
1.9998972200
1.4155785470
1.5108438330
1.4511020600
Nilai skewness kejadian PD positif
menunjukkan Sk > 0 yang berarti
banyak kejadian PD pada kelas atas
(di sekitar sudut 70o) atau kurva
mempunyai ekor kanan. Sedangkan
kejadian PD negatif menunjukkan
nilai Sk yang berubah-ubah disekitar
nol (0).
1.4696988940
1.4924804460
1.5237680020
1.7013151690
1.2549772000
Nilai kurtosis untuk kedua kejadian
PD baik positif maupun negatif
menunjukkan Ku > 0 yang berarti
distribusi
kejadian-kejadian PD
berbentuk lancip (leptokurtis).
Pola distribusi PD dengan faktor
Skewness dan Kurtosis
18
16
12
jumlah frekuensi PD
jumlah frekuensi PD
14
10
8
6
4
14
12
10
8
6
4
2
2
0
0
302.95 318.95 334.95 350.95 6.945 22.945 38.945 54.945 70.945 86.945
nilai tengah kelas interval sudut fasa
302.95 318.95 334.95 350.95 6.945 22.945 38.945 54.945 70.945 86.945
nilai tengah kelas interval sudut fasa
(a). menit ke-1
(b). Menit ke-30
18
25
20
14
jumlah frekuensi PD
jumlah frekuensi PD
16
12
10
8
6
4
15
10
5
2
0
0
302.95 318.95 334.95 350.95 6.945 22.945 38.945 54.945 70.945 86.945
nilai tengah kelas interval sudut fasa
302.945 318.945 334.945 350.945 6.945 22.945 38.945 54.945
nilai te ngah k elas interval s udut fasa
(a). menit ke-60
70.945
86.945
(b). Menit ke-90
16
14
14
12
12
jumlah frekuensi PD
16
10
8
6
4
10
8
6
4
2
2
0
0
122.95 138.95 154.95 170.95 186.95 202.95 218.95 234.95 250.95 266.95
122.95 138.95 154.95 170.95 186.95 202.95 218.95 234.95 250.95 266.95
nilai tengah kelas interval sudut fasa
nilai tengah kelas interval sudut fasa
(a). menit ke-1
(b). Menit ke-30
14
25
12
20
10
jumlah frekuensi
jumlah frekuensi PD
jumlah frekuensi PD
Gambar Distribusi pulsa PD dengan faktor skewness
dan kurtosis untuk PD positif
15
10
8
6
4
5
2
0
122.95 138.95 154.95 170.95 186.95 202.95 218.95 234.95 250.95 266.95
nilai tengah kelas interval sudut fasa
0
122.95 138.95 154.95 170.95 186.95 202.95 218.95 234.95 250.95 266.95
nilai tengah kelas interval sudut fasa
(a). menit ke-60
(b). Menit ke-90
Gambar Distribusi pulsa PD dengan faktor skewness
dan kurtosis untuk PD negatif
Berdasarkan bentuk kurva yang dibentuk
oleh sebaran distribusi PD maka dapat dilihat
bahwa kurva membentuk kurva ”U” atau dwi
mode yang berarti modus kejadian PD nya
terdapat di samping kiri-kanan median dan
mean. Hal ini menunjukkan banyaknya data
kejadian PD pada kelas bawah atau dan
kelas atas yaitu disekitar sudut fasa 320 dan
70 (pada PD positif) dan disekitar sudut fasa
150 dan 250 (pada PD negatif ).
Perubahan pola ( Φ - q – n) PD sebagai
fungsi waktu
400
500
0
0
45
90
135
180
225
270
315
360
muatan PD (pC)
1000
muatan PD (pC)
800
-400
0
0
45
90
135
180
225
270
315
270
315
360
-500
-800
-1000
Sudut Phasa (derajat)
sudut phasa (derajat)
(a). menit ke-1
(b). menit ke-30
1500
1800
1000
900
0
0
45
90
135
180
225
270
-900
-1800
315
360
muatan PD (pC)
500
0
0
45
90
135
180
225
360
-500
-1000
(a). menit ke-50
-1500
(b). menit ke-90
sudut phasa (derajat)
Gambar Pola (Φ - q – n) PD PVC pada tegangan 5 kV (a).
menit ke-1 (b). menit ke-30 (c). menit ke-50 (d). menit ke-90
Berdasarkan sketsa pola PD pada
gambar 2.23 maka pola PD untuk
sampel void dalam PVC seperti
gambar disamping yaitu untuk menit
ke-1 dan 90 mirip dengan pola rabbitlike-pattern sedangkan pada menit ke30 dan menit ke-90 mirip pola rabbitwing-like pattern. Hasil ini menunjukkan
bahwa pola PD dalam sebuah void
berubah terhadap waktu seiring
dengan proses penuaan
Perhitungan Rugi Daya Partial Discharge
Rugi energi PD PVC
.10-12 Joule
.10-16 kWH
Menit 1
1532.4495
4.257
Menit 5
919.5937
2.555
Menit 10
1498.3794
4.162
Menit 15
1347.8724
3.744
Menit 20
2277.7991
6.328
Menit 30
3281.0887
9.115
Menit 40
1904.1576
5.290
Menit 50
5032.2255
13.980
Menit 60
3309.2974
9.193
Menit 90
3997.007
11.104
Total
25099.8703
69.727
U = e.V
maka dapat dilihat bahwa besarnya energi yang
hilang akibat PD ini tergantung dari besarnya jumlah
dan muatan PD serta tegangan (medan listrik) yang
terjadi saat PD berlangsung. Dan dari data tabel di
samping dapat diketahui energi yang hilang saat
pengambilan cuplikan PD yaitu pada PVC sebesar
69,727 x10-16 kWH dalam 10 kali (300 siklus)
pencuplikan atau rata-rata 6,97x 10-16 kWH tiap
siklus.
Berdasarkan grafik perkembangan rugi energi PD
tampak rugi energi pada PVC yang cenderung makin
naik sebanding dengan perubahan jumlah kejadian
PD dan muatan PD.
rugi energi PD PVC (10^16 kWH)
16.000
14.000
12.000
10.000
8.000
6.000
4.000
2.000
Gambar Rugi energi PD
tiap pengambilan pengukuran PVC
0.000
1
m enit
menit1
menit5
menit10
menit15
menit20
menit30
Dari rumus
menit40
menit50
menit60
menit90
KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULAN
 Rata-rata jumlah pulsa PD positif lebih besar daripada PD negatif
 Berdasarkan karakteristik jumlah PD maka proses degradasi selama
pengukuran PD dari lubang ( void ) pada PVC menunjukan empat
tahap pola PD degradasi yakni tahap 1 dari menit pertama hingga
menit ke-10 ( jumlah PD turun ), tahap 2 dari menit ke-10 hingga
menit ke-50 ( jumlah PD naik ), tahap 3 dari menit ke-50 hingga menit
ke-80 ( jumlah PD kembali turun ) dan tahap 4 setelah menit ke-80
( jumlah PD kembali meningkat).
 Pola rabbit-like-pattern dan rabbit-wing-like pattern ditemukan selama
proses pengukuran PD pada void polimer PVC.
 Pola distribusi data PD yang terbentuk berupa kurva U atau dwi mode
yang memiliki dua nilai modus pada kelas atas dan bawah yaitu pada
nilai tengah 320o dan 70o (untuk PD positif ) dan 150o dan 250o
(untuk PD
negatif)
 Semakin besar dan semakin banyaknya pulsa PD yang terjadi
mengakibatkan rugi energi semakin besar.
KESIMPULAN DAN SARAN
Saran

Penelitian terhadap material isolasi polimer selanjutnya dilakukan dengan
perlakuan kondisi yang berbeda seperti variasi suhu, kelembaban, dan
tekanan . sebagaimana kondisi saat polimer PVC digunakan dalam
ketenagalistrikan.

Hendaknya penelitian juga dilakukan pada material isolasi yang memiliki
bentuk cacat yang lain seperti adanya tonjolan dipermukaan isolasi,
ketidak murnian isolasi karena ada material lain .

Sampel lain dapat digunakan misalnya dari jenis bahan isolasi cair
maupun gas.
TERIMA
KASIH