27
Proses ini akan terus berlangsung sampai plasma mencapai katoda. Saat plasma ini menghubungkan anoda dan katoda,
peristiwa lewat denyar terjadi.Mekanisme ini disebut mekanisme Streamer positif karena plasma memanjang dari anoda ke katoda.
b. Streamer Negatif
Pada mekanisme Streamer negatif ini, plasma berawal dari katoda dan memanjang sampai anoda.Saat electron bebas awal
berada dekat dengan katoda dan banjiran muatan terjadi dekat dengan katoda. Banjiran electron ini menyebabkan medan listrik E
1
di daerah R menjadi lebih besar daripada medan listrik E ditunjukkan pada Gambar 2.13.
Gambar 2.13 Medan Listrik pada Daerah R Berubah karena
Muatan pada Celah
Kemudian elektron bebas dari proses fotoionisasi yang berada pada daerah tersebut akan bergerak lebih cepat dan
membentuk suatu banjiran muatan sekunder, ditunjukkan dalam Gambar 2.14.
Universitas Sumatera Utara
28
Gambar 2.14 Terbentuknya Banjiran Muatan Sekunder pada Daerah R
Banjiran ion positif sekunder akan bergerak menuju banjiran elektron awal dan membentuk plasma ditunjukkan dalam
Gambar 2.15. Proses ini akan berlangsung terus sampai plasma mencapai anoda.
Gambar 2.15 Terbentuknya
Plasma dan
Proses Plasma
Memanjang
2.4 Elektroda Bola
Salah satu alat yang digunakan dalam pengukuran tegangan tinggi adalah elektroda bola.Elektroda bola standar terdiri dari dua elektroda bola
yang disusun satu sumbu dan jarak kedua elektroda dapat diatur.Udara yang
Universitas Sumatera Utara
29
mengisolasi kedua elektroda disebut sela bola. Udara yang terdapat di antara sela bola dikatakan dalam keadaan standar jika termperaturnya 20
o
C, tekanannya 760 mmHg, dan kelembaban mutlaknya 11 gm
3
. Pada kondisi udara standar ini, sela bola akan mangalami tembus listrik pada suatu nilai
tegangan yang tetap dan sudah diketahui dengan catatan medan elektrik pada sela bola uniform. Misalnya, udara standar pada sela bola 1 cm akan
mengalami tembus listrik pada tegangan 31,7 kV. Nilai tegangan tembus ini tetap, baik untuk tegangan ac, tegangan dc, maupun tegangan impuls
sepanjang kondisi udara tidak berubah.Sifat elektrik inilah yang menjadi dasar pengukuran tegangan tinggi dengan elektroda bola standar.
Elektroda bola umumnya terbuat dari bahan tembaga, kuningan, atau aluminium.Permukaannya halus dan kelengkungannya uniform. Ukuran
standar elektroda bola antara lain 2, 5, 6, 6,25, 10, 12,5, 15, 20, 50, 50, 75, 150, dan 200 cm. Permukaan elektroda dijaga bersih dan kering, tidak boleh
digosok dan berdebu, tidak boleh terkena cat dan minyak, dan lapisan lainnya.
Saat pengujian menggunakan elektroda bola standar diusahakan agar medan elektrik pada sela bola uniform. Syarat-syarat medan elektrik di sela
bola dikatakan standar adalah sebagai berikut:
[3]
1. Diameter bola sama;
2. Letak kedua elektroda bola harus satu sumbu;
3. Panjang sela tidak lebih dari setengah diameter elektroda bola, dan
4. Titik percikan elektroda bola bertegangan tinggi harus memiliki
jarak bebas clearance. Pada saat pengujian adakalanya dijumpai keadaan udara yang tidak
standar. Oleh karena itu, hasil pengujian dalam kondisi udara sembarang adalah sebagai berikut:
̂ = δ ̂s 2.3
Dimana
Universitas Sumatera Utara
30
S
D
̂= Tegangan sela bola pada saat pengujian keadaan udara sembarang ̂ s = Tegangan tembus sela bola standar
δ = faktor koreksi udara Faktor koreksi udara tergantung pada suhu dan tekanan udara.
Besarnya faktor koreksi tersebut adalah sebagai berikut : δ
=
2.4 Dimana :
P = Tekanan mmHg θ = Suhu °C
Dalam pengujian menggunakan elektroda bola, elektroda bola dapat diposisikan horizontal dan vertikal.Gambar 2.2 menunjukkan
elektroda bola yang diposisikan secara vertical dan Gambar 2.3 menunjukkan elektroda bola yang diposisikan elektroda bola secara
horizontal.
Gambar 2.2Posisi Elektroda Bola Vertikal
Gambar 2.3Posisi Elektroda Bola Horizontal
Universitas Sumatera Utara
31
Distribusi medan elektrik pada permukaan elektroda bola dapat terjadi pada permukaan rata dan permukaan kasar.
2.4.1 Distribusi Medan Elektrikpada Permukaan Elektroda Bola yang Rata
Distribusi medan elektrik pada permukaan elektroda yang rata dan halus tersebar secara rata di setiap permukaan. Dengan meratanya
medan elektrik di setiap titik pada permukaan elektroda mengakibatkan tidak ditimbulkannya gaya yang menyebabkan
elektron terlepas dari molekulnya. Gambar 2.4 menunjukkan medan elektrik yang merata pada dua elektroda bola yang permukaannya
rata.
A B
Gambar 2.4 Distribusi Medan Elektrik diantara Dua Elektroda
Bola dengan Permukaan Merata. 2.4.2 Distribusi Medan Elektrik pada Permukaan Elektroda Bola yang
tidak Rata
Permukaan elektroda bola yang kasar dan tidak merata menyebabkan distribusi medan listrik di setiap titik pada permukaan
elektroda bola tidak uniform seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Distribusi Medan Elektrik diantara Dua Elektroda Bola
dengan Permukaan yang tidak Rata.
Universitas Sumatera Utara
32
Pada Gambar
2.5 diatas
terlihat bahwa
distribusi medanelektrik tidak merata di setiap permukaan elektroda bola. Ini
disebabkan karena sebagian permukaan elektroda memiliki bagian yang runcing. Pada bagian runcing, rapat medan elektrik lebih besar
dari bagian yang rata, yaitu E
A
≥ E
B. [4]
Perbedaan rapat medanelektrik ini menyebakan gaya lebih besar pada bagian runcing daripada gaya pada bagian yang rata.
Dimana: F
a
= q
a
E
a
2.5 F
b
= q
b
E
b
2.6 F
a
≥ F
b
2.7 dimana:
E
a
= medan listrik pada elektroda bola A E
b
= medan listrik pada elektroda bola B F
a
= gaya yang timbul pada elektroda bola A F
b
= gaya yang timbul pada elektroda bola B
2.5 Kelembaban
